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JP4863280B2 - Novel fluorescent protein and gene encoding it - Google Patents
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JP4863280B2 - Novel fluorescent protein and gene encoding it - Google Patents

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Description

本発明は、新規な蛍光性タンパク質とそれをコードする遺伝子に関する。具体的には、本発明は、新規に発見された発光能を示す海洋プランクトンに由来する、新規な蛍光性タンパク質と、かかる蛍光性タンパク質の組換え発現に利用可能なコード遺伝子に関する。   The present invention relates to a novel fluorescent protein and a gene encoding the same. Specifically, the present invention relates to a novel fluorescent protein derived from newly discovered marine plankton exhibiting luminescent ability and a coding gene that can be used for recombinant expression of such fluorescent protein.

クラゲのアエクオレア・ビクトリア(Aequorea victoria)由来の緑色蛍光性タンパク質(GFP:Green Fluroesent Protein)、あるいは、その改変体タンパク質は、異種細胞内、特には、各種の哺乳動物細胞内において、組換え発現可能であり、また、得られる組換えタンパク質は、宿主細胞内において、蛍光特性を示す。この特徴を利用して、生化学、細胞生理学、医学分野において、動物細胞内で発現可能な、in vivo 蛍光性マーカー・タンパク質として、A. victoria由来のGFPならびにその相同体は、種々の対象、用途へ利用が図られている(文献1:Lippincott−Schwartz, J. G.H. Patterson, Science vol.300, 87−91 (2003); 文献2:Tsien, R.Y., Annu. Rev. Biochem. vol.67, 509−544 (1998)を参照)。   Green fluorescent protein (GFP) derived from the jellyfish Aequorea victoria or its variant protein can be expressed recombinantly in heterologous cells, particularly in various mammalian cells. And the resulting recombinant protein exhibits fluorescent properties in the host cell. Using this characteristic, as an in vivo fluorescent marker protein that can be expressed in animal cells in the fields of biochemistry, cell physiology, and medicine, A. Victoria-derived GFP and homologues thereof have been used for various objects and uses (Reference 1: Lippincott-Schwartz, J. GH Patterson, Science vol. 300, 87-91 (2003); Reference 2: Tsien, RY, Annu. Rev. Biochem. Vol. 67, 509-544 (1998)).

加えて、A. victoria由来のGFP以外にも、刺胞動物門(Cndaria)のヒドロ虫類(class Hydrozoa)からGFP様タンパク質のクローニングされており、更には、刺胞動物門(Cndaria)の花虫類(class Anthozoa)からも、GFP様タンパク質のクローニングされている。これら刺胞動物門(Cndaria)の花虫類(class Anthozoa)で発見されているGFP様タンパク質に関して、生物進化的には、共通する起源を有する、蛍光性タンパク質ファミリーを構成するであろうことが報告されている(文献3:Y.A. Labas et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. vol.99, 4256−4261 (2002)を参照)。   In addition, A. In addition to GFP derived from Victoria, a GFP-like protein has been cloned from a Candaria phylum (Class Hydrozoa), and further, Candaria anteater (Class Antozoa). ), A GFP-like protein has been cloned. Regarding the GFP-like proteins found in these Candaria antomozoa, it may constitute a fluorescent protein family with a common origin in terms of biological evolution. (Ref. 3: Reference is made to YA Labas et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA vol. 99, 4256-4261 (2002)).

A. victoria由来のGFPに関しては、その蛍光特性の発揮に必要な機構の研究が進んでいる。まず、翻訳されたGFPポリペプチドは、天然の立体構造へとフォールディングされる際、その蛍光団を形成する内部トリペプチド部位の環化と、その後の酸化を経て、蛍光特性を有する成熟型GFPとなることが解明された。更には、A. victoria由来の野生型GFPの推定アミノ酸配列(deduced amino acid sequence)中、65番〜67番目のSYGが、蛍光団を形成する内部トリペプチド部位であることも確認されている。例えば、66番目のTyrをHisへと変異を施した、Y66H−GFPでは、その蛍光は、野生型GFPの緑色蛍光に対して、ブルー・シフトを起こし、極大波長448nmの青色蛍光を示すことが報告されている。さらに、65番目のSerをThrへと変異を施した、S65T−GFPでは、その蛍光の極大波長は510nmとなり、野生型GFPの緑色蛍光に対して若干レッド・シフトを示す。また、S65T−GFPでは、内部トリペプチド:TYG部位の環化と、その後の酸化による蛍光団の形成は、野生型GFPのSYGよりも有意に速やかに進行することも報告されている。   A. As for GFP derived from victoria, research on the mechanism necessary for exerting its fluorescence properties is in progress. First, when the translated GFP polypeptide is folded into a natural three-dimensional structure, it undergoes cyclization of the internal tripeptide site that forms its fluorophore, followed by oxidation, resulting in a mature GFP having fluorescent properties. It has been elucidated. Furthermore, A.I. In the deduced amino acid sequence of wild-type GFP derived from victoria, it has also been confirmed that the 65th to 67th SYG is an internal tripeptide site forming a fluorophore. For example, in Y66H-GFP in which the 66th Tyr is mutated to His, the fluorescence causes a blue shift with respect to the green fluorescence of wild-type GFP, and shows blue fluorescence with a maximum wavelength of 448 nm. It has been reported. Furthermore, in S65T-GFP in which the 65th Ser is mutated to Thr, the maximum wavelength of the fluorescence is 510 nm, which shows a slight red shift with respect to the green fluorescence of wild-type GFP. It has also been reported that in S65T-GFP, the cyclization of the internal tripeptide: TYG site and subsequent fluorophore formation by oxidation proceed significantly faster than SYG of wild-type GFP.

前記65番〜67番目のSYG部位への変異導入以外に、A. victoria由来の野生型GFP中、203番目のThrを、His,Phe,Tyrへと置換する、T203H,T203F,T203Yの変異導入を施すと、蛍光の極大波長は530nm程度と顕著なレッド・シフトを生じ、黄色蛍光性タンパク質(YFP:Yellow Fluroesent Protein)となることも報告されている。また、65番〜67番目のSYG部位に隣接する64番目のPheをLeuへと置換する、F64Lの変異導入が施されたEGFP(“enhanced” GFP)では、野生型GFPと比較し、蛍光団の形成を伴う成熟化過程が格段に向上されることが報告されている(文献4:B.P. Cormack et al., Gene vol.173, 33−38 (1996)を参照)。   In addition to the introduction of mutations into the 65th to 67th SYG sites, A.I. In the wild-type GFP derived from Victoria, when the 203rd Thr is replaced with His, Phe, Tyr, and T203H, T203F, T203Y are introduced, the maximum fluorescence wavelength is about 530 nm and a remarkable red shift occurs. It is also reported that it is produced as a yellow fluorescent protein (YFP). In addition, FGFPL mutation-introduced EGFP (“enhanced” GFP), which replaces the 64th Phe adjacent to the 65th to 67th SYG sites with Leu, is compared with wild-type GFP. It has been reported that the maturation process accompanied by the formation of is significantly improved (see Reference 4: BP Comack et al., Gene vol. 173, 33-38 (1996)).

このように、A. victoria由来のGFPを始めとし、刺胞動物門(Cndaria)に属する各種海洋動物由来のGFP様タンパク質に関しては、動物細胞内で発現可能な、in vivo 蛍光性マーカー・タンパク質として利用する試みが多数行われている。一方、海洋生物、特に、動物性プランクトン類には、バイオルミネッセンスを示すものが多数存在することが知られている。従って、A. victoria由来のGFPの属する蛍光性タンパク質ファミリーとは、生物進化的には、異なる起源を有する、別種のタンパク質ファミリーを構成する、新規な蛍光性タンパク質の存在も期待される。すなわち、宿主動物細胞内で発現可能な、in vivo 蛍光性マーカー・タンパク質として利用可能な、新規な蛍光性タンパク質ファミリーの探索が待望されている。   Thus, A.I. Many attempts have been made to use GFP-like proteins derived from various marine animals belonging to Candaria, including GFP derived from Victoria, as in vivo fluorescent marker proteins that can be expressed in animal cells. It has been broken. On the other hand, it is known that many marine organisms, particularly zooplanktons, exhibit bioluminescence. Therefore, A. From the viewpoint of biological evolution, a novel fluorescent protein constituting another type of protein family having a different origin from the fluorescent protein family to which GFP derived from victoria belongs is expected. That is, the search for a novel fluorescent protein family that can be used as an in vivo fluorescent marker protein that can be expressed in a host animal cell is awaited.

蛍光性タンパク質を、宿主細胞内で発現可能な、in vivo 蛍光性マーカー・タンパク質として利用する際、その蛍光を観測するためには、宿主細胞外より光励起を行う。この光励起に利用される波長は、該蛍光性タンパク質の示す蛍光波長より、短波長側(高エネルギー側)に位置する光吸収帯に選択される。蛍光性タンパク質から得られる蛍光強度は、励起波長における、モル吸収係数ε(cm−1・M−1)と蛍光量子収率ηとの積に依存している。実際には、蛍光性タンパク質から得られる蛍光強度をモニターしつつ、励起スペクトルを測定し、その極大ピーク波長を決定する。例えば、A. victoria由来のGFPの励起スペクトルでは、396nmの主ピーク、475nmに副ピークを示す。一方、A. victoria由来のGFPを改変したYFPの励起スペクトルでは、極大ピークが520nm程度に示される。When the fluorescent protein is used as an in vivo fluorescent marker protein that can be expressed in a host cell, photoexcitation is performed from outside the host cell in order to observe the fluorescence. The wavelength used for this photoexcitation is selected as a light absorption band located on the shorter wavelength side (higher energy side) than the fluorescence wavelength indicated by the fluorescent protein. The fluorescence intensity obtained from the fluorescent protein depends on the product of the molar absorption coefficient ε (cm −1 · M −1 ) and the fluorescence quantum yield η at the excitation wavelength. In practice, while monitoring the fluorescence intensity obtained from the fluorescent protein, the excitation spectrum is measured to determine the maximum peak wavelength. For example, A.I. In the excitation spectrum of GFP derived from Victoria, a main peak at 396 nm and a sub-peak at 475 nm are shown. On the other hand, A. In the excitation spectrum of YFP obtained by modifying Victoria-derived GFP, a maximum peak is shown at about 520 nm.

宿主細胞内において、二種のin vivo 蛍光性マーカー・タンパク質を利用する際には、このように蛍光波長ならびに励起波長が相違する、二種の蛍光性タンパク質が必要である。その観点から、A. victoria由来のGFPなどの緑色蛍光を発する蛍光性タンパク質と併用する際、弁別可能な蛍光を発する、新規な蛍光性タンパク質の提供が望まれている。具体的には、蛍光の極大波長が、A. victoria由来のGFPなどが示す緑色蛍光の極大波長よりも長波長側に見出され、かつ、A. victoria由来のGFPの属する、蛍光性GFP様タンパク質ファミリーとは、生物進化的に異なる起源を有する、新規な蛍光性タンパク質の提供が望まれている。   When two types of in vivo fluorescent marker proteins are used in a host cell, two types of fluorescent proteins having different fluorescence wavelengths and excitation wavelengths are required. From this point of view, A. It is desired to provide a novel fluorescent protein that emits distinguishable fluorescence when used in combination with a fluorescent protein that emits green fluorescence, such as GFP derived from victoria. Specifically, the maximum wavelength of fluorescence is A.I. V. is found on the longer wavelength side than the maximum wavelength of green fluorescence exhibited by GFP or the like derived from Victoria; It is desired to provide a novel fluorescent protein having a different origin in terms of bioevolution from the fluorescent GFP-like protein family to which Victoria-derived GFP belongs.

本発明は前記の課題を解決するもので、本発明の目的は、刺胞動物門(Cndaria)と異なる門(phylum)に属する動物性プランクトンに由来し、少なくとも、蛍光の極大波長が510nmより長波長側に存在し、黄色蛍光または黄緑色蛍光を示す、異種細胞内で組換え発現可能な、新規な蛍光性タンパク質、ならびに、それをコードする遺伝子を提供することにある。

本発明者らは、前記の課題を解決すべく、海洋に棲息する動物性プランクトンより、黄色または緑黄色域の発光・蛍光を示す、発光プランクトンを探索した。具体的には、日本海、富山湾沖で採取された海洋深層水中に存在する、動物性プランクトンの分類を進める過程で、数多くの発光プランクトンが見出された。更に、これら発光プランクトンのうち、分類学的に刺胞動物門(Cndaria)と異なる門(phylum)に属する動物性プランクトンであって、体内に黄色蛍光または黄緑色蛍光を示すタンパク質を発現しているものを選別した。その選別過程において、甲殻類のプランクトンのうち、白色光照射下において、目視観察すると赤色に見える、Red Copepoda(赤色の橈脚類)の一種が、紫外光照射下において、高い輝度の黄緑色蛍光を発していることを見出した。
The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is derived from zooplankton belonging to a phylum different from Cnaria, and at least the maximum wavelength of fluorescence is longer than 510 nm. The object is to provide a novel fluorescent protein that exists on the wavelength side and exhibits yellow fluorescence or yellow-green fluorescence and that can be recombinantly expressed in heterologous cells, and a gene encoding the same.

In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have searched for luminescent plankton that exhibits luminescence / fluorescence in the yellow or green-yellow region from zooplankton that inhabit the ocean. Specifically, a number of luminescent plankton were found in the process of classification of zooplankton present in deep ocean waters collected off the coast of Japan and Toyama Bay. Furthermore, among these luminescent planktons, zooplankton belonging to a phylum that is taxonomically different from the Cnidaria phylum (Cndaria), and expresses a protein exhibiting yellow fluorescence or yellow-green fluorescence in the body. Sorted out things. In the screening process, among the planktons of crustaceans, one type of Red Ceppoda (red podapod) that appears red when visually observed under white light irradiation exhibits high-brilliance yellow-green fluorescence under ultraviolet light irradiation. I found out.

本発明者らは、この選別過程で見出された、黄緑色蛍光性タンパク質を発現しているRed Copepoda(赤色の橈脚類)の分類を試み、節足動物門(Arthropoda phylum)、大顎類(Mandibulata subphylum)、甲殻類(Crustacea class)、橈脚類(カイアシ類:Coprpoda subclass)に属し、Aetideidae科、Bradyidius属の形態的特徴と合致することが判明した。なお、既に報告されている種か否かは、現段階では、確定できていない。その後、さらに詳細な比較に基づく分類学上の同定を進めた結果、Chiridius poppeiに属するとの結論に達した。   The present inventors tried to classify Red Copepoda (red rodent) expressing a yellow-green fluorescent protein found in this selection process, Arthropoda phylum, Greater jaw (Mandibulata subphyllum), crustacea (Crustacea class), and podoptera (Coppoda subclass), which were found to be consistent with the morphological features of the Aetideidae family and the Bradyidius genus. Whether or not the species has already been reported has not been determined at this stage. After that, as a result of further taxonomic identification based on more detailed comparison, it was concluded that it belongs to Chiridius poppei.

引き続き、該Red Copepoda由来の黄緑色蛍光性タンパク質について、それをコードする遺伝子の塩基配列の特定と、推定アミノ酸配列の決定を試みた。先ず、該Red Copepodaから、全RNAを抽出し、含まれるmRNAを精製し、逆転写酵素を用い、定法に従って、対応するcDNAを合成した。   Subsequently, with respect to the yellow green fluorescent protein derived from Red Copepoda, an attempt was made to specify the base sequence of the gene encoding it and to determine the deduced amino acid sequence. First, total RNA was extracted from the Red Copepoda, the contained mRNA was purified, and the corresponding cDNA was synthesized using reverse transcriptase according to a standard method.

本発明者らは、従来、報告されているA. victoria由来のGFPの属する蛍光性GFP様タンパク質ファミリーでは、多くの場合、採取されたcDNAから大腸菌でペプチド鎖への翻訳、さらに、翻訳されたペプチド鎖の畳み込みと発光団の形成がなされ、成熟型の蛍光性タンパク質として発現されていることを考慮し、合成したcDNAを汎用のクローニング・ベクター:pBluescript II SK中に挿入して、cDNAライブラリーを構築し、大腸菌において、cDNAからのタンパク質発現の有無を検討した。その際、目的とする黄緑色蛍光性タンパク質の発現がなされる際には、近紫外光(波長範囲330nm〜400nm)や、紫・藍色〜青緑色(波長範囲400nm〜500nm)の光照射下において、黄緑色蛍光が観察されるはずであり、黄緑色蛍光の有無を選別基準としてスクリーニングを行った。その結果、明確に黄緑色蛍光が観察されるコロニーが、一コロニー選別され、引き続き、選別されたコロニーについて、二次スクリーングを行い、クローンの単離を行った。単離されたクローンのベクター中に挿入さている、cDNA断片の塩基配列解析を行い、目的とするRed Copepoda由来の黄緑色蛍光性タンパク質の完全長アミノ酸配列、それをコードする遺伝子の塩基配列を解明した。さらに、本発明者らは、このRed Copepoda由来の黄緑色蛍光性タンパク質の完全長アミノ酸配列と、A. victoria由来のGFPの完全長アミノ酸配列との対比を行い、配列の類似性は低く、蛍光性GFP様タンパク質ファミリーとは、生物進化的に異なる起源を有する、新規な蛍光性タンパク質であることを確認し、本発明を完成するに至った。   The present inventors have previously reported A.I. In the fluorescent GFP-like protein family to which the GFP derived from V. victoria belongs, in many cases, the collected cDNA is translated into a peptide chain in E. coli, and the translated peptide chain is folded and a luminophore is formed. In view of the fact that it is expressed as a fluorescent protein, a synthesized cDNA is inserted into a general-purpose cloning vector: pBluescript II SK to construct a cDNA library. It was investigated. At that time, when the target yellow-green fluorescent protein is expressed, it is irradiated with light of near ultraviolet light (wavelength range 330 nm to 400 nm) or purple / blue to blue green (wavelength range 400 nm to 500 nm). , Yellow-green fluorescence should be observed, and screening was performed using the presence or absence of yellow-green fluorescence as a selection criterion. As a result, colonies in which yellow-green fluorescence was clearly observed were selected, and then secondary screening was performed on the selected colonies to isolate clones. Analysis of the nucleotide sequence of the cDNA fragment inserted in the isolated clone vector, elucidation of the full-length amino acid sequence of the desired red green fluorescent protein derived from Red Copepoda and the nucleotide sequence of the gene encoding it did. Furthermore, the present inventors have determined that the full-length amino acid sequence of the yellow-green fluorescent protein derived from Red Copepoda Comparison with the full-length amino acid sequence of GFP derived from Victoria confirms that the sequence similarity is low and that it is a novel fluorescent protein having a bioevolutionally different origin from the fluorescent GFP-like protein family Thus, the present invention has been completed.

すなわち、本発明にかかる橈脚類由来の蛍光性タンパク質は、
分類学上、Chiridius poppeiに分類される橈脚類由来の蛍光性タンパク質であって、
該蛍光性タンパク質の完全長アミノ酸配列は、
MTTFKIESRI HGNLNGEKFE LVGGGVGEEG
RLEIEMKTKD KPLAFSPFLL SHCMGYGFYH 60
FASFPKGTKN IYLHAATNGG YTNTRKEIYE
DGGILEVNFR YTYEFNKIIG DVECIGHGFP 120
SQSPIFKDTI VKSCPTVDLM LPMSGNIIAS
SYARAFQLKD GSFYTAEVKN NIDFKNPIHE 180
SFSKSGPMFT HRRVEETHTK ENLAMVEYQQ
VFNSAPRDM 219
(配列番号:1に記載のアミノ酸配列)であることを特徴とする蛍光性タンパク質である。
That is, the fluorescent protein derived from the amphipod according to the present invention is:
Taxonomically, a fluorescent protein derived from a rodent that is classified as Chiridius poppei,
The full-length amino acid sequence of the fluorescent protein is
MTTFKIESRI HGNLNGEKFE LVGGGVGEEG
RLEIEMKTKD KPLAFSPFLL SHCMGYGFYH 60
FASFPKGTKN IYLHAATNGG YTNTRKEIYE
DGGILEVNFR YTYEFNKIIG DVECIGHGFP 120
SQSPIFKDTI VKSCPTVDLM LPMSGNIIAS
SYARAFQLKD GSFYTAEVKN NIDFKNPIHE 180
SFSKSGPMFT HRRVEETHTK ENLAMVEYQQ
VFNSAPRDM 219
It is a fluorescent protein characterized by being (the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1).

また、本発明にかかる橈脚類由来の蛍光性タンパク質をコードする遺伝子は、
配列番号:1に記載のアミノ酸配列をコードするDNAを含んでなる遺伝子である。例えば、前記配列番号:1に記載のアミノ酸配列をコードするDNAの塩基配列は、
ATG ACA ACC
TTC AAA ATC GAG TCC CGG ATC CAT GGC AAC CTC AAC GGG 48
GAG AAG TTC
GAG TTG GTT GGA GGT GGA GTA GGT GAG GAG GGT CGC CTC 96
GAG ATT GAG
ATG AAG ACT AAA GAT AAA CCA CTG GCA TTC TCT CCC TTC 144
CTG CTG TCC
CAC TGC ATG GGT TAC GGG TTC TAC CAC TTC GCC AGC TTC 192
CCA AAG GGG
ACT AAG AAC ATC TAT CTT CAT GCT GCA ACA AAC GGA GGT 240
TAC ACC AAC
ACC AGG AAG GAG ATC TAT GAA GAC GGC GGC ATC TTG GAG 288
GTC AAC TTC
CGT TAC ACT TAC GAG TTC AAC AAG ATC ATC GGT GAC GTC 336
GAG TGC ATT
GGA CAT GGA TTC CCA AGT CAG AGT CCG ATC TTC AAG GAC 384
ACG ATC GTG
AAG TCG TGT CCC ACG GTG GAC CTG ATG TTG CCG ATG TCC 432
GGG AAC ATC
ATC GCC AGC TCC TAC GCT AGA GCC TTC CAA CTG AAG GAC 480
GGC TCT TTC
TAC ACG GCA GAA GTC AAG AAC AAC ATA GAC TTC AAG AAT 528
CCA ATC CAC
GAG TCC TTC TCG AAG TCG GGG CCC ATG TTC ACC CAC AGA 576
CGT GTC GAG
GAG ACT CAC ACC AAG GAG AAC CTT GCC ATG GTG GAG TAC 624
CAG CAG GTT TTC
AAC AGC GCC CCA AGA GAC ATG TAG 660

(配列番号:2に記載の塩基配列)であることを特徴とする遺伝子であってもよい。
In addition, a gene encoding a fluorescent protein derived from the apopod according to the present invention is:
A gene comprising DNA encoding the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1. For example, the base sequence of DNA encoding the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 is
ATG ACA ACC
TTC AAA ATC GAG TCC CGG ATC CAT GGC AAC CTC AAC GGG 48
GAG AAG TTC
GAG TTG GTT GGA GGT GGA GTA GGT GAG GAG GGT CGC CTC 96
GAG ATT GAG
ATG AAG ACT AAA GAT AAA CCA CTG GCA TTC TCT CCC TTC 144
CTG CTG TCC
CAC TGC ATG GGT TAC GGG TTC TAC CAC TTC GCC AGC TTC 192
CCA AAG GGG
ACT AAG AAC ATC TAT CTT CAT GCT GCA ACA AAC GGA GGT 240
TAC ACC AAC
ACC AGG AAG GAG ATC TAT GAA GAC GGC GGC ATC TTG GAG 288
GTC AAC TTC
CGT TAC ACT TAC GAG TTC AAC AAG ATC ATC GGT GAC GTC 336
GAG TGC ATT
GGA CAT GGA TTC CCA AGT CAG AGT CCG ATC TTC AAG GAC 384
ACG ATC GTG
AAG TCG TGT CCC ACG GTG GAC CTG ATG TTG CCG ATG TCC 432
GGG AAC ATC
ATC GCC AGC TCC TAC GCT AGA GCC TTC CAA CTG AAG GAC 480
GGC TCT TTC
TAC ACG GCA GAA GTC AAG AAC AAC ATA GAC TTC AAG AAT 528
CCA ATC CAC
GAG TCC TTC TCG AAG TCG GGG CCC ATG TTC ACC CAC AGA 576
CGT GTC GAG
GAG ACT CAC ACC AAG GAG AAC CTT GCC ATG GTG GAG TAC 624
CAG CAG GTT TTC
AAC AGC GCC CCA AGA GAC ATG TAG 660

It may be a gene characterized by (base sequence described in SEQ ID NO: 2).

また、本発明にかかる橈脚類由来の蛍光性タンパク質をコードする遺伝子は、
配列番号:1に記載のアミノ酸配列のコード領域に含む、該橈脚類由来の蛍光性タンパク質のmRNAから調製されたcDNAであり、該cDNAの塩基配列は、
AGAACACTCA GTGTATCCAG TTTTCCGTCC
TACTACAAAC 40
ATG ACA ACC TTC AAA ATC GAG TCC CGG
ATC CAT GGC AAC CTC AAC GGG 88
GAG AAG TTC GAG TTG GTT GGA GGT GGA
GTA GGT GAG GAG GGT CGC CTC 136
GAG ATT GAG ATG AAG ACT AAA GAT AAA
CCA CTG GCA TTC TCT CCC TTC 184
CTG CTG TCC CAC TGC ATG GGT TAC GGG
TTC TAC CAC TTC GCC AGC TTC 232
CCA AAG GGG ACT AAG AAC ATC TAT CTT
CAT GCT GCA ACA AAC GGA GGT 280
TAC ACC AAC ACC AGG AAG GAG ATC TAT
GAA GAC GGC GGC ATC TTG GAG 328
GTC AAC TTC CGT TAC ACT TAC GAG TTC
AAC AAG ATC ATC GGT GAC GTC 376
GAG TGC ATT GGA CAT GGA TTC CCA AGT
CAG AGT CCG ATC TTC AAG GAC 424
ACG ATC GTG AAG TCG TGT CCC ACG GTG
GAC CTG ATG TTG CCG ATG TCC 472
GGG AAC ATC ATC GCC AGC TCC TAC GCT
AGA GCC TTC CAA CTG AAG GAC 520
GGC TCT TTC TAC ACG GCA GAA GTC AAG
AAC AAC ATA GAC TTC AAG AAT 568
CCA ATC CAC GAG TCC TTC TCG AAG TCG
GGG CCC ATG TTC ACC CAC AGA 616
CGT GTC GAG GAG ACT CAC ACC AAG GAG
AAC CTT GCC ATG GTG GAG TAC 664
CAG CAG GTT TTC AAC AGC GCC CCA AGA
GAC ATG TAG 700
AATGTGGAAC GAAACCTTTT TTTCTGATTA
CTTTCTCTGT TGACTCCACA 750
TTCGGAACTT GTATAAATAA GTTCAGTTTA
AA 782

(配列番号:3に記載の塩基配列)であることを特徴とする遺伝子であってもよい。
In addition, a gene encoding a fluorescent protein derived from the apopod according to the present invention is:
A cDNA prepared from mRNA of a fluorescent protein derived from the rodent, which is contained in the coding region of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, and the base sequence of the cDNA is
AGAACACTCA GTGTATCCAG TTTTCCGTCC
TACTACAAAC 40
ATG ACA ACC TTC AAA ATC GAG TCC CGG
ATC CAT GGC AAC CTC AAC GGG 88
GAG AAG TTC GAG TTG GTT GGA GGT GGA
GTA GGT GAG GAG GGT CGC CTC 136
GAG ATT GAG ATG AAG ACT AAA GAT AAA
CCA CTG GCA TTC TCT CCC TTC 184
CTG CTG TCC CAC TGC ATG GGT TAC GGG
TTC TAC CAC TTC GCC AGC TTC 232
CCA AAG GGG ACT AAG AAC ATC TAT CTT
CAT GCT GCA ACA AAC GGA GGT 280
TAC ACC AAC ACC AGG AAG GAG ATC TAT
GAA GAC GGC GGC ATC TTG GAG 328
GTC AAC TTC CGT TAC ACT TAC GAG TTC
AAC AAG ATC ATC GGT GAC GTC 376
GAG TGC ATT GGA CAT GGA TTC CCA AGT
CAG AGT CCG ATC TTC AAG GAC 424
ACG ATC GTG AAG TCG TGT CCC ACG GTG
GAC CTG ATG TTG CCG ATG TCC 472
GGG AAC ATC ATC GCC AGC TCC TAC GCT
AGA GCC TTC CAA CTG AAG GAC 520
GGC TCT TTC TAC ACG GCA GAA GTC AAG
AAC AAC ATA GAC TTC AAG AAT 568
CCA ATC CAC GAG TCC TTC TCG AAG TCG
GGG CCC ATG TTC ACC CAC AGA 616
CGT GTC GAG GAG ACT CAC ACC AAG GAG
AAC CTT GCC ATG GTG GAG TAC 664
CAG CAG GTT TTC AAC AGC GCC CCA AGA
GAC ATG TAG 700
AATGTGGAAC GAAACCTTTT TTTCTGATTA
CTTTCTCTGT TGACTCCACA 750
TTCGGAACTT GTATAAATAA GTTCAGTTTA
AA 782

It may be a gene characterized by (base sequence described in SEQ ID NO: 3).

加えて、本発明は、前記該橈脚類由来のmRNAから調製されたcDNAを保持するプラスミド・ベクターの発明をも提供し、
すなわち、本発明にかかるプラスミド・ベクターは、
配列番号:1に記載のアミノ酸配列のコード領域に含む、該橈脚類由来の蛍光性タンパク質のmRNAから調製されたcDNAを挿入してなるプラスミド・ベクターであって、
該cDNAの塩基配列は、
AGAACACTCA GTGTATCCAG TTTTCCGTCC
TACTACAAAC 40
ATG ACA ACC TTC AAA ATC GAG TCC CGG
ATC CAT GGC AAC CTC AAC GGG 88
GAG AAG TTC GAG TTG GTT GGA GGT GGA
GTA GGT GAG GAG GGT CGC CTC 136
GAG ATT GAG ATG AAG ACT AAA GAT AAA
CCA CTG GCA TTC TCT CCC TTC 184
CTG CTG TCC CAC TGC ATG GGT TAC GGG
TTC TAC CAC TTC GCC AGC TTC 232
CCA AAG GGG ACT AAG AAC ATC TAT CTT
CAT GCT GCA ACA AAC GGA GGT 280
TAC ACC AAC ACC AGG AAG GAG ATC TAT
GAA GAC GGC GGC ATC TTG GAG 328
GTC AAC TTC CGT TAC ACT TAC GAG TTC
AAC AAG ATC ATC GGT GAC GTC 376
GAG TGC ATT GGA CAT GGA TTC CCA AGT
CAG AGT CCG ATC TTC AAG GAC 424
ACG ATC GTG AAG TCG TGT CCC ACG GTG
GAC CTG ATG TTG CCG ATG TCC 472
GGG AAC ATC ATC GCC AGC TCC TAC GCT
AGA GCC TTC CAA CTG AAG GAC 520
GGC TCT TTC TAC ACG GCA GAA GTC AAG
AAC AAC ATA GAC TTC AAG AAT 568
CCA ATC CAC GAG TCC TTC TCG AAG TCG
GGG CCC ATG TTC ACC CAC AGA 616
CGT GTC GAG GAG ACT CAC ACC AAG GAG
AAC CTT GCC ATG GTG GAG TAC 664
CAG CAG GTT TTC AAC AGC GCC CCA AGA
GAC ATG TAG 700
AATGTGGAAC GAAACCTTTT TTTCTGATTA
CTTTCTCTGT TGACTCCACA 750
TTCGGAACTT GTATAAATAA GTTCAGTTTA
AA 782

(配列番号:3に記載の塩基配列)であるプラスミド・ベクター pBleuscriptII SK−NFP(FERM BP−08681)である。
In addition, the present invention also provides an invention of a plasmid vector that holds cDNA prepared from the mRNA derived from the above-mentioned podidae,
That is, the plasmid vector according to the present invention is
A plasmid vector comprising a cDNA prepared from mRNA of a fluorescent protein derived from the rodent, which is contained in the coding region of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1,
The cDNA base sequence is
AGAACACTCA GTGTATCCAG TTTTCCGTCC
TACTACAAAC 40
ATG ACA ACC TTC AAA ATC GAG TCC CGG
ATC CAT GGC AAC CTC AAC GGG 88
GAG AAG TTC GAG TTG GTT GGA GGT GGA
GTA GGT GAG GAG GGT CGC CTC 136
GAG ATT GAG ATG AAG ACT AAA GAT AAA
CCA CTG GCA TTC TCT CCC TTC 184
CTG CTG TCC CAC TGC ATG GGT TAC GGG
TTC TAC CAC TTC GCC AGC TTC 232
CCA AAG GGG ACT AAG AAC ATC TAT CTT
CAT GCT GCA ACA AAC GGA GGT 280
TAC ACC AAC ACC AGG AAG GAG ATC TAT
GAA GAC GGC GGC ATC TTG GAG 328
GTC AAC TTC CGT TAC ACT TAC GAG TTC
AAC AAG ATC ATC GGT GAC GTC 376
GAG TGC ATT GGA CAT GGA TTC CCA AGT
CAG AGT CCG ATC TTC AAG GAC 424
ACG ATC GTG AAG TCG TGT CCC ACG GTG
GAC CTG ATG TTG CCG ATG TCC 472
GGG AAC ATC ATC GCC AGC TCC TAC GCT
AGA GCC TTC CAA CTG AAG GAC 520
GGC TCT TTC TAC ACG GCA GAA GTC AAG
AAC AAC ATA GAC TTC AAG AAT 568
CCA ATC CAC GAG TCC TTC TCG AAG TCG
GGG CCC ATG TTC ACC CAC AGA 616
CGT GTC GAG GAG ACT CAC ACC AAG GAG
AAC CTT GCC ATG GTG GAG TAC 664
CAG CAG GTT TTC AAC AGC GCC CCA AGA
GAC ATG TAG 700
AATGTGGAAC GAAACCTTTT TTTCTGATTA
CTTTCTCTGT TGACTCCACA 750
TTCGGAACTT GTATAAATAA GTTCAGTTTA
AA 782

It is a plasmid vector pBlescriptII SK-NFP (FERM BP-08681) which is (the base sequence described in SEQ ID NO: 3).

さらに、本発明は、本発明にかかる橈脚類由来の蛍光性タンパク質をコードする遺伝子を、哺乳動物細胞のin vitro培養系において、該橈脚類由来の蛍光性タンパク質の組換え発現に利用する用途の発明をも提供し、
すなわち、本発明にかかる配列番号:2に記載の塩基配列を有するDNAの使用は、
哺乳動物細胞のin vitro培養系において、配列番号:1に記載のアミノ酸配列を完全長アミノ酸配列とする橈脚類由来の蛍光性タンパク質を前記哺乳動物細胞中で組換え発現させ、in vivo 蛍光性マーカー・タンパク質として利用することを目的とする、該配列番号:1に記載のアミノ酸配列を有するペプチド鎖をコードする塩基配列としての、配列番号:2に記載の塩基配列を有するDNAの使用である。例えば、前記哺乳動物細胞は、in vitro培養可能なヒト由来細胞系であってもよい。
Furthermore, the present invention provides a method for using a gene encoding a fluorescent protein derived from an apopod according to the present invention for recombinant expression of the fluorescent protein derived from the anthropod in an in vitro culture system of a mammalian cell. Also provide an invention,
That is, the use of DNA having the base sequence set forth in SEQ ID NO: 2 according to the present invention is:
In an in vitro culture system of mammalian cells, a fluorescent protein derived from a rodent having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 as a full-length amino acid sequence is recombinantly expressed in the mammalian cells, and an in vivo fluorescent marker -Use of DNA having a base sequence described in SEQ ID NO: 2 as a base sequence encoding a peptide chain having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1, which is intended to be used as a protein. For example, the mammalian cell may be a human-derived cell line that can be cultured in vitro.

図1(a)は、本発明の蛍光性タンパク質の起源である、Red Copepoda(赤色の橈脚類)の、白色光照射下において顕微鏡観察される、外形を示し、図1(b)は、Dark Reader光(波長範囲420nm〜500nm)の照射下に、蛍光顕微鏡観察される、該Red Copepodaの体内器官中の、黄緑色蛍光を発する領域を示す。FIG. 1 (a) shows the outline of Red Copepoda (red podapod), which is the origin of the fluorescent protein of the present invention, observed under a microscope under white light irradiation, and FIG. 1 (b) shows Dark. A region emitting yellow-green fluorescence in the internal organ of the Red Copepoda observed with a fluorescence microscope under irradiation of Reader light (wavelength range: 420 nm to 500 nm) is shown. 図2は、本発明にかかるRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質をコードする遺伝子(673bp)を、市販のプラスミドpET101/D−TOPO(Invitrogen 製)中に挿入してなる、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質の発現ベクター:pET101−NFPの構成を説明する図である。FIG. 2 shows a fluorescent gene derived from Red Copepoda, in which a gene (673 bp) encoding a fluorescent protein derived from Red Copepoda according to the present invention is inserted into a commercially available plasmid pET101 / D-TOPO (manufactured by Invitrogen). It is a figure explaining the structure of protein expression vector: pET101-NFP. 図3は、本発明にかかるRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質をコードする遺伝子(688bp)を、市販のGSTタグ付き融合型タンパク質発現用プラスミド・ベクター:pGEX−6P−1(Amersham Biosciences製)中に挿入し、エンドペプチターゼFactor Xaによる切断部位を具えたリンカー配列を介して、Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質を融合パートナーのグルタチオン・S−トランスフェラーゼ(GST)のC末に連結したGST−tagged 蛍光性タンパク質の発現用ベクター:pGEX6P1−NFPの構成を示す。FIG. 3 shows a gene (688 bp) encoding a fluorescent protein derived from Red Copepoda according to the present invention in a commercially available GST-tagged fusion protein expression plasmid vector: pGEX-6P-1 (manufactured by Amersham Biosciences). GST-tagged fluorescence in which a fluorescent protein derived from Red Copepoda is linked to the C-terminus of glutathione S-transferase (GST), a fusion partner, via a linker sequence that is inserted and provided with a cleavage site by endopeptidase Factor Xa 1 shows the structure of a protein expression vector: pGEX6P1-NFP. 図4は、Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質の発現ベクター:pBluescriptII SK−NFPにより形質転換した大腸菌における、可溶性画分(細胞質成分)ならびに不溶性画分(膜成分)にそれぞれ含まれるタンパク質に関する、SDS−PAGE分析結果を示し、形質転換大腸菌の可溶性画分(細胞質成分)中に見出される、分子量25kDaの新たなバンドを示す。FIG. 4 shows SDS-related proteins in the soluble fraction (cytoplasmic component) and the insoluble fraction (membrane component) in Escherichia coli transformed with an expression vector of fluorescent protein derived from Red Copepoda: pBluescript II SK-NFP. The PAGE analysis results are shown, and a new band with a molecular weight of 25 kDa found in the soluble fraction (cytoplasmic component) of transformed E. coli is shown. 図5は、Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質の発現ベクター:pET101−NFPを保持する形質転換大腸菌を大量培養し、可溶性画分(細胞質成分)から、アニオン交換カラム:HiTrap DEAE FF(Amersham Biosciences製)と、ゲル濾過:HiLoad 16/60 Superdex 200 pg(Amersham Biosciences製)により精製、回収した蛍光性タンパク質組換え体を、SDS−PAGE分析した結果を示す。FIG. 5 shows an expression vector of a fluorescent protein derived from Red Copepoda: transformed Escherichia coli carrying pET101-NFP in large quantities, and an anion exchange column: HiTrap DEAE FF (manufactured by Amersham Biosciences) from a soluble fraction (cytoplasmic component). The results of SDS-PAGE analysis of the fluorescent protein recombinant purified and recovered by gel filtration: HiLoad 16/60 Superdex 200 pg (manufactured by Amersham Biosciences) are shown. 図6は、図5に示す精製純度を有する、Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質溶液サンプルの、白色光照射下の目視結果と、Dark Reader光(波長範囲420nm〜500nm)照射下において、黄緑色蛍光を示す観察結果を示す。FIG. 6 shows a visual result of a fluorescent protein solution sample derived from Red Copepoda having the purification purity shown in FIG. 5 under irradiation with white light and yellow-green fluorescence under irradiation with Dark Reader light (wavelength range: 420 nm to 500 nm). The observation result which shows is shown. 図7は、図5に示す精製純度を有する、Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質溶液サンプルについて、波長500nmで蛍光強度をモニターしつつ測定した、励起スペクトルと、波長508nmで励起しつつ測定した、蛍光スペクトルの測定結果を示す。FIG. 7 shows an excitation spectrum measured with a fluorescent protein solution sample derived from Red Copepoda having the purification purity shown in FIG. 5 while monitoring the fluorescence intensity at a wavelength of 500 nm, and fluorescence measured while being excited at a wavelength of 508 nm. The measurement result of a spectrum is shown. 図8は、GSTタグ付き蛍光性タンパク質の発現ベクター:pGEX6P1−NFPにより形質転換した大腸菌(中央)、陰性対照の宿主大腸菌(左上)、ならびに、クローニング・ベクター:pBluescript II SK中にRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質をコードするcDNAが挿入されている単離クローン(陽性対照;右上)を、それぞれ培地上で培養し、各コロニーをDark Reader光(波長範囲420nm〜500nm)照射下、観察した結果を示す。FIG. 8 shows GST-tagged fluorescent protein expression vector: E. coli transformed with pGEX6P1-NFP (middle), negative control host E. coli (upper left), and cloning vector: derived from Red Copepoda SK in pBluescript II SK. An isolated clone (positive control; upper right) in which cDNA encoding a fluorescent protein is inserted is cultured on each medium, and each colony is observed under irradiation with Dark Reader light (wavelength range: 420 nm to 500 nm). Show. 図9は、本発明にかかるRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質と、EVRΩGEN社から公表されている、Copepoda由来蛍光性タンパク質のアミノ酸配列との対比を示す。FIG. 9 shows a comparison between the fluorescent protein derived from Red Copepoda according to the present invention and the amino acid sequence of the fluorescent protein derived from Copepoda published by EVRΩGEN. 図10は、本発明にかかるRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質組換え発現体の精製過程を示す、SDS−PAGE分析の結果を示す。FIG. 10 shows the results of SDS-PAGE analysis showing the purification process of a Red Copepoda-derived fluorescent protein recombinant expression product according to the present invention. 図11は、本発明にかかるRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質組換え発現体を、各種温度において、インキュベーション処理を施した後、該蛍光性タンパク質組換え発現体が示す蛍光特性(波長 517nmで測定した蛍光強度)の、処理温度に対する安定性を示す。FIG. 11 shows the fluorescence properties (measured at a wavelength of 517 nm) exhibited by the fluorescent protein recombinant expressed product of the Red Copepoda derived fluorescent protein recombinant expressed product according to the present invention after incubation treatment at various temperatures. The stability of the fluorescence intensity) with respect to the treatment temperature. 図12は、本発明にかかるRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質組換え発現体を、各種試薬(薬剤)の存在下において、インキュベーション処理を施した後、該蛍光性タンパク質組換え発現体が示す蛍光特性(波長 517nmで測定した蛍光強度)の、各種薬剤の作用に対する安定性を示す。FIG. 12 shows the fluorescence characteristics exhibited by the fluorescent protein recombinant expressed product after subjecting the Red Copepoda-derived fluorescent protein recombinant expressed product according to the present invention to incubation treatment in the presence of various reagents (drugs). (The fluorescence intensity measured at a wavelength of 517 nm) shows the stability against the action of various drugs. 図13は、本発明にかかるRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質組換え発現体を、各種緩衝液中のpHにおいて、インキュベーション処理を施した後、該蛍光性タンパク質組換え発現体が示す蛍光特性(波長 517nmで測定した蛍光強度)の、処理中のpHに対する安定性を示す。FIG. 13 shows the fluorescent properties (wavelengths) exhibited by the fluorescent protein recombinant expressed product after subjecting the red protein recombinant expressed product derived from Red Copepoda according to the present invention to incubation at pH in various buffers. The fluorescence intensity measured at 517 nm) is shown to be stable with respect to pH during processing. 図14は、本発明にかかるRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質組換え発現体を、各種緩衝液中のpHにおいて、インキュベーション処理を施した後、該蛍光性タンパク質組換え発現体が示す蛍光特性(励起波長 507nmでの励起下に測定した蛍光スペクトル)の、処理中のpHに対する安定性を示す。FIG. 14 shows the fluorescent properties (excitation) of the fluorescent protein recombinant expression product obtained by subjecting the fluorescent protein recombinant expression product derived from Red Copepoda according to the present invention to incubation at pH in various buffer solutions. The fluorescence spectrum measured under excitation at a wavelength of 507 nm) with respect to the pH during processing. 図15は、本発明にかかるRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質組換え発現体のHeLa細胞内での組換え発現に利用した、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質のコード遺伝子(660bp)を、市販のプラスミドpcDNA3.2/V5−GW/D−TOPO(Invitrogen 製)のクローニング・サイト中に挿入してなる、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質の発現ベクターの構成を説明する図である。FIG. 15 shows a commercially available coding protein (660 bp) of a fluorescent protein derived from Red Copepoda, which is used for recombinant expression in a HeLa cell of a recombinant recombinant protein derived from Red Copepoda according to the present invention. It is a figure explaining the structure of the expression vector of this fluorescent protein derived from Red Copepoda inserted in the cloning site of plasmid pcDNA3.2 / V5-GW / D-TOPO (made by Invitrogen). 図16は、前記図15に示す該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質の発現ベクターをHeLa細胞内に注入することで作製された、遺伝子組換えHeLa細胞において、18時間培養後、CMV由来のプロモータの支配化に発現される蛍光性タンパク質組換え発現体による、HeLa細胞内での蛍光を蛍光顕微鏡下において観測した結果を示す、蛍光イメージ・プリント・アウトである。FIG. 16 shows the expression of a CMV-derived promoter after 18 hours of culturing in a recombinant HeLa cell produced by injecting the expression vector of the fluorescent protein derived from Red Copepoda shown in FIG. 15 into HeLa cells. It is a fluorescence image printout which shows the result of having observed the fluorescence in the HeLa cell by the fluorescent protein recombinant expression body expressed by control under a fluorescence microscope. 図17は、本発明にかかるRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質組換え発現体に、種々の照射時間、波長302nmの紫外光を照射する処理を施した後、該蛍光性タンパク質組換え発現体が示す蛍光特性(波長 517nmで測定した蛍光強度)の、紫外光照射に対する安定性を示す。FIG. 17 shows a fluorescent protein recombinant expression product derived from the red fluorescent protein recombinant expression product derived from Red Copepoda according to the present invention after various irradiation times and irradiation with ultraviolet light with a wavelength of 302 nm. The stability of the fluorescence characteristic (fluorescence intensity measured at a wavelength of 517 nm) against ultraviolet light irradiation is shown. 図18は、蛍光性タンパク質NFPとの融合タンパク質発現用ベクターを導入したHeLa細胞において発現される、NFP−Human cytoplasmic β−Actin(1128bp、375aa)融合タンパク質に起因する、細胞内における、蛍光強度の分布の局在を、蛍光顕微鏡下において観測した結果を示す、蛍光イメージ・プリント・アウトである。FIG. 18 shows the intensity of fluorescence intensity in cells caused by NFP-Human cytoplasmic β-Actin (1128 bp, 375aa) fusion protein expressed in HeLa cells into which a fusion protein expression vector with fluorescent protein NFP has been introduced. It is a fluorescence image printout which shows the result of having observed the localization of distribution under a fluorescence microscope.

本発明の橈脚類由来の蛍光性タンパク質は、異種の宿主細胞内において、その天然の蛍光特性を有する成熟型たんぱく質として組換え発現可能である。また、該組換え発現された、橈脚類由来の蛍光性タンパク質の蛍光は、極大波長518nmを有し、黄色領域(570nm〜590nm)をカバーしている黄緑色蛍光であり、A. victoria由来のGFPなどの緑色蛍光と弁別可能である。従って、両者を、宿主細胞内において、明瞭に区別可能な異なる蛍光を示す、二種のin vivo 蛍光性マーカー・タンパク質として利用することが可能である。

以下に、本発明の橈脚類由来の蛍光性タンパク質に関して、より詳しく説明する。
The fluorescent protein of the present invention derived from the amphipod can be recombinantly expressed in a heterologous host cell as a mature protein having its natural fluorescent properties. In addition, the fluorescence of the fluorescent protein derived from the recombined species that is recombinantly expressed is yellow-green fluorescence having a maximum wavelength of 518 nm and covering a yellow region (570 nm to 590 nm). It can be distinguished from green fluorescence such as GFP derived from victoria. Therefore, both can be used as two types of in vivo fluorescent marker proteins that show distinctly different fluorescence in host cells.

Hereinafter, the fluorescent protein derived from the anthropoid of the present invention will be described in more detail.

まず、本発明の蛍光性タンパク質の起源である動物性プランクトンは、日本海、富山湾沖、水深321mから採取された海洋深層水中に見出された、甲殻類プランクトンである。その形態は、図1(a)に示すように、白色光照射下において、顕微鏡観察すると赤色に見える、Red Copepoda(赤色の橈脚類)の一種である。このRed Copepodaは、分類学上、節足動物門(Arthropoda phylum)、大顎類(Mandibulata subphylum)、甲殻類(Crustacea class)、橈脚類(カイアシ類:Coprpoda subclass)に属し、Aetideidae科、Bradyidius属の橈脚類の一種である推断され、その後、さらに詳細な比較に基づく分類学上の同定を進めた結果、Chiridius poppeiに属すると結論されている。また、紫外光、例えば、Dark Reader光(波長範囲420nm〜500nm)の照射下に、蛍光顕微鏡観察すると、図1(b)に示すように、該Red Copepodaの体内器官中に、黄緑色蛍光を発する領域が観察される。First, the zooplankton which is the origin of the fluorescent protein of the present invention is a crustacean plankton found in deep sea water collected from the Sea of Japan, off Toyama Bay, and a depth of 321 m. As shown in FIG. 1 (a), the form is a kind of Red Copepoda (red poda) that appears red when viewed under a microscope under white light irradiation. This Red Copepoda is taxonomically classified into Arthropoda phylum, Mandibulata subphylum, Crustacea (Crustacea class), Cypridae (Croppoda subclass, of the inferred as a kind of Copepoda, then, a result of our more detailed taxonomic identification based on comparison it is concluded to belong to Chiridius poppei. When observed with a fluorescence microscope under irradiation of ultraviolet light, for example, Dark Reader light (wavelength range: 420 nm to 500 nm), yellow-green fluorescence is emitted in the internal organs of the Red Copepoda as shown in FIG. An emitting area is observed.

本発明者らは、この該Red Copepodaの体内に観測される、黄緑色蛍光を発する領域を更に詳細に調べた結果、蛍光性タンパク質を産生するバクテリアの寄生、付着に起因するものではなく、このRed Copepoda自体に由来する蛍光性タンパク質に因ると結論した。実際に、該プランクトンを集め、蛍光性タンパク質の単離を進めることを検討したが、入手されるプランクトン量が十分でなく、そのアミノ酸配列解析に十分なタンパク質量を回収することは困難であると判断された。従って、アミノ酸配列解析の結果に基づき、そのアミノ酸配列の一部をコードする、縮重プローブを作製し、ゲノムDNAから、当該蛍光性タンパク質の遺伝子をプローブ・ハイブリダイズ法により、クローニングする手法の適用は困難であると判断した。   As a result of examining the region emitting yellow-green fluorescence observed in the body of the Red Copepoda in more detail, the present inventors have not caused by parasitic or adhesion of bacteria producing fluorescent proteins. It was concluded that it was due to a fluorescent protein derived from Red Copepoda itself. Actually, it was considered to collect the plankton and proceed with the isolation of the fluorescent protein. However, the amount of plankton obtained is not sufficient, and it is difficult to recover the protein amount sufficient for the amino acid sequence analysis. It was judged. Therefore, based on the results of amino acid sequence analysis, a degenerate probe that encodes a part of the amino acid sequence is prepared, and the fluorescent protein gene is cloned from genomic DNA by probe hybridization. Judged that it was difficult.

そのため、本発明者らは、該Red Copepoda体内でのタンパク質の発現に伴い、残留している多種のmRNAのうち、当該蛍光性タンパク質へと翻訳可能なものを選別することを試みた。具体的には、mRNAよりcDNAライブラリーを作製し、このcDNAライブラリーを利用して、蛍光性タンパク質の発現が可能なものを選別することを目的として、発現クローニング法を適用した。   Therefore, the present inventors tried to select a variety of mRNAs that can be translated into the fluorescent protein among the various remaining mRNAs with the expression of the protein in the body of Red Copepoda. Specifically, an expression cloning method was applied for the purpose of preparing a cDNA library from mRNA and selecting those capable of expressing a fluorescent protein using this cDNA library.

先ず、該Red Copepodaより、市販のRNA抽出試薬;TRIZOL試薬(Invitrogen製)を用いてtotal RNAを抽出し、次いで、市販の精製キット;Oligotex−dT30 <SUPER> mRNA Purification Kit(TAKARA製)を用いて種々のタンパク質の翻訳に利用された、poly(A)+ mRNAの精製を行った。更に、精製済みのmRNAから、市販のcDNA調製キット:cDNA Synthesis kit (Stratagene製)を利用して、対応するcDNAの合成と、増幅をおこなった。調製されたcDNAは、クローニング・ベクター:pBluescript II SK中に挿入し、cDNA ライブラリーを作製した。   First, a total RNA was extracted from the Red Copepoda using a commercially available RNA extraction reagent; TRIZOL reagent (manufactured by Invitrogen), and then a commercially available purification kit; Oligotex-dT30 <SUPER> mRNA Purification Kit (manufactured by TAKARA). Thus, poly (A) + mRNA used for translation of various proteins was purified. Further, from the purified mRNA, the corresponding cDNA was synthesized and amplified using a commercially available cDNA preparation kit: cDNA Synthesis kit (manufactured by Stratagene). The prepared cDNA was inserted into a cloning vector: pBluescript II SK to prepare a cDNA library.

作製されたcDNA中、両末端のPCR増幅用プラーマー塩基配列に由来する領域を利用し、cDNAの5’末端側は、Blunt 端とし、3’末端側は、Xho I 制限酵素の消化端とする。一方、クローニング・ベクター:pBluescript II SKのマルチ・クローニング・サイト中、Xho I 制限酵素サイトを酵素消化し、他の切断端をBlunt端とした上で、前記のcDNA断片と、Ligationして、前記部位中にcDNA断片を挿入した。   Use the region derived from the PCR amplification primer base sequence at both ends in the prepared cDNA. The 5 ′ end of the cDNA is the Blunt end, and the 3 ′ end is the digested end of the Xho I restriction enzyme. . On the other hand, in the multi-cloning site of cloning vector: pBluescript II SK, the Xho I restriction enzyme site was enzymatically digested, the other cleavage ends were made Blunt ends, and the cDNA fragment was ligated, A cDNA fragment was inserted into the site.

従来、報告されているA. victoria由来のGFPなどでは、mRNAから作製したcDNAから大腸菌内で発現がなされ、翻訳されたペプチド鎖から成熟型のGFPとなることが判明している。同様に、調製された該Red Copepoda由来のcDNA ライブラリーを構成するベクターを大腸菌に導入し、挿入されているcDNAを発現させ、コードされるタンパク質中に蛍光性を有するものの有無を確認した。約30万コロニーが生成する条件下において、Dark Reader光(波長範囲420nm〜500nm)照射下に、蛍光を発するコロニーが一つ見出された。この一次スクリーニングで選別された一つのコロニーについて、同様の条件で二次スクリーニングを行い、クローンの単離を行った。   Conventionally reported A.I. Victoria-derived GFP or the like is expressed in Escherichia coli from cDNA prepared from mRNA, and it has been found that the translated peptide chain becomes mature GFP. Similarly, a vector constituting the prepared Red Copepoda-derived cDNA library was introduced into Escherichia coli, and the inserted cDNA was expressed, and the presence or absence of fluorescence in the encoded protein was confirmed. Under the condition that approximately 300,000 colonies are generated, one colony that fluoresces was found under irradiation with Dark Reader light (wavelength range: 420 nm to 500 nm). One colony selected by this primary screening was subjected to secondary screening under the same conditions, and clones were isolated.

単離されたクローンから、導入されているベクターを回収し、挿入されているcDNAの塩基配列を決定した。利用したクローニング・ベクター:pBluescript II SKの既知塩基配列を基に、そのBlunt−Xho I 部位間に挿入されているcDNAへのシークエシングを進めた。その結果、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質の大腸菌内発現に利用される、mRNA由来のcDNA塩基配列として、全長:782bp、ORF(翻訳枠):660bpが特定された。その全塩基配列と、ORFから推定されるアミノ酸配列:219アミノ酸長を以下に示す。
AGAACACTCA GTGTATCCAG TTTTCCGTCC
TACTACAAAC 40

ATG ACA ACC TTC AAA ATC GAG TCC CGG
ATC CAT GGC AAC CTC AAC GGG 88
M T T F K I E S R I H G N L N G
1 5 10 15
GAG AAG TTC GAG TTG GTT GGA GGT GGA
GTA GGT GAG GAG GGT CGC CTC 136
E K F E L V G G G V G E E G R L
20 25 30
GAG ATT GAG ATG AAG ACT AAA GAT AAA
CCA CTG GCA TTC TCT CCC TTC 184
E I E M K T K D K P L A F S P F
35 40 45
CTG CTG TCC CAC TGC ATG GGT TAC GGG
TTC TAC CAC TTC GCC AGC TTC 232
L L S H C M G Y G F Y H F A S F
50 55 60
CCA AAG GGG ACT AAG AAC ATC TAT CTT
CAT GCT GCA ACA AAC GGA GGT 280
P K G T K N I Y L H A A T N G G
65 70 75 80
TAC ACC AAC ACC AGG AAG GAG ATC TAT
GAA GAC GGC GGC ATC TTG GAG 328
Y T N T R K E I Y E D G G I L E
85 90 95
GTC AAC TTC CGT TAC ACT TAC GAG TTC
AAC AAG ATC ATC GGT GAC GTC 386
V N F R Y T Y E F N K I I G D V
100 105 110
GAG TGC ATT GGA CAT GGA TTC CCA AGT
CAG AGT CCG ATC TTC AAG GAC 424
E C I G H G F P S Q S P I F K D
115 120 125
ACG ATC GTG AAG TCG TGT CCC ACG GTG
GAC CTG ATG TTG CCG ATG TCC 472
T I V K S C P T V D L M L P M S
130 135 140
GGG AAC ATC ATC GCC AGC TCC TAC GCT
AGA GCC TTC CAA CTG AAG GAC 520
G N I I A S S Y A R A F Q L K D
145 150 155 160
GGC TCT TTC TAC ACG GCA GAA GTC AAG
AAC AAC ATA GAC TTC AAG AAT 568
G S F Y T A E V K N N I D F K N
165 170 175
CCA ATC CAC GAG TCC TTC TCG AAG TCG
GGG CCC ATG TTC ACC CAC AGA 616
P I H E S F S K S G P M F T H R
180 185 190
CGT GTC GAG GAG ACT CAC ACC AAG GAG
AAC CTT GCC ATG GTG GAG TAC 664
R V E E T H T K E N L A M V E Y
195 200 205
CAG CAG GTT TTC AAC AGC GCC CCA AGA
GAC ATG TAG 700
Q Q V F N S A P R D M *
210 215
AATGTGGAAC GAAACCTTTT TTTCTGATTA
CTTTCTCTGT TGACTCCACA 750
TTCGGAACTT GTATAAATAA GTTCAGTTTA AA 782

加えて、上記の塩基配列に基づき、PCR用プライマーを作製し、改めて、31個体のRed Copepodaからtotal RNAを抽出し、RNAを鋳型としてRT−PCRを行って、対応する塩基配列と分子量を示す増幅産物が得られることを確認し、実際に、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFP(Namerikawa Fluorescent Protein)をコードするものであることを検証した。また、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFP(Namerikawa Fluorescent Protein)は、Chiridius poppei由来の黄緑蛍光性タンパク質であり、学術的には、Cp YGFP(Chiridius poppei Yellowish Green Fluoresent Protein)の略称を付与した。
The introduced vector was recovered from the isolated clone, and the nucleotide sequence of the inserted cDNA was determined. The cloning vector used: Based on the known base sequence of pBluescript II SK, the sequencing to the cDNA inserted between its Blunt-Xho I sites was advanced. As a result, the full length: 782 bp and the ORF (translation frame): 660 bp were specified as the cDNA base sequence derived from mRNA used for the expression of the fluorescent protein derived from Red Copepoda in E. coli. The entire base sequence and the amino acid sequence deduced from ORF: 219 amino acids are shown below.
AGAACACTCA GTGTATCCAG TTTTCCGTCC
TACTACAAAC 40

ATG ACA ACC TTC AAA ATC GAG TCC CGG
ATC CAT GGC AAC CTC AAC GGG 88
MTTFKIESRIHGNLNG
1 5 10 15
GAG AAG TTC GAG TTG GTT GGA GGT GGA
GTA GGT GAG GAG GGT CGC CTC 136
EKFELVGGGVGEEGRL
20 25 30
GAG ATT GAG ATG AAG ACT AAA GAT AAA
CCA CTG GCA TTC TCT CCC TTC 184
EIEMKTKDKPLAFSPF
35 40 45
CTG CTG TCC CAC TGC ATG GGT TAC GGG
TTC TAC CAC TTC GCC AGC TTC 232
LLSHCMGYGFYHFASF
50 55 60
CCA AAG GGG ACT AAG AAC ATC TAT CTT
CAT GCT GCA ACA AAC GGA GGT 280
PKGTKNIYLHAATNGG
65 70 75 80
TAC ACC AAC ACC AGG AAG GAG ATC TAT
GAA GAC GGC GGC ATC TTG GAG 328
YTNTRKEIYEDGGILE
85 90 95
GTC AAC TTC CGT TAC ACT TAC GAG TTC
AAC AAG ATC ATC GGT GAC GTC 386
VNFRYTYEFNKIIGDV
100 105 110
GAG TGC ATT GGA CAT GGA TTC CCA AGT
CAG AGT CCG ATC TTC AAG GAC 424
ECIGHGFPSQSPIFKD
115 120 125
ACG ATC GTG AAG TCG TGT CCC ACG GTG
GAC CTG ATG TTG CCG ATG TCC 472
TIVKSCPTVDLMLPMS
130 135 140
GGG AAC ATC ATC GCC AGC TCC TAC GCT
AGA GCC TTC CAA CTG AAG GAC 520
GNIIASSYARAFQLKD
145 150 155 160
GGC TCT TTC TAC ACG GCA GAA GTC AAG
AAC AAC ATA GAC TTC AAG AAT 568
GSFYTAEVKNNIDFKN
165 170 175
CCA ATC CAC GAG TCC TTC TCG AAG TCG
GGG CCC ATG TTC ACC CAC AGA 616
PIHESFSKSGPMFTHR
180 185 190
CGT GTC GAG GAG ACT CAC ACC AAG GAG
AAC CTT GCC ATG GTG GAG TAC 664
RVEETHTKENLAMVEY
195 200 205
CAG CAG GTT TTC AAC AGC GCC CCA AGA
GAC ATG TAG 700
QQVFNSAPRDM *
210 215
AATGTGGAAC GAAACCTTTT TTTCTGATTA
CTTTCTCTGT TGACTCCACA 750
TTCGGAACTT GTATAAATAA GTTCAGTTTA AA 782

In addition, based on the above base sequence, PCR primers were prepared, and total RNA was extracted from 31 Red Copepoda, and RT-PCR was performed using RNA as a template to show the corresponding base sequence and molecular weight. It was confirmed that an amplification product was obtained, and it was actually verified that it encodes the fluorescent protein NFP (Namerikawa Fluorescent Protein) derived from the Red Copepoda. Moreover, the fluorescent protein NFP (Namerikawa Fluorescent Protein) derived from Red Copepoda is a yellow-green fluorescent protein derived from Chiridius poppei, and scientifically, it has been abbreviated as Cp YGFP (Chiridius poppei Yellowish Green Fluoresent Protein). .

また、上記塩基配列に基づき、PCR用ファワード・プライマーとリバース・プライマーとして、
ファワード・プライマー:pET−UP1(28mer)
5-CACCATGACAACCTTCAAAATCGAGTCC
リバース・プライマー:SalI−LP1(35mer);3’末端に制限酵素SalIの切断サイトを導入するため、対応する塩基配列が付加されている
5-CTCGTCGACCTACATGTCTCTTGGGGCGCTGTTGA
を作製し、単離クローンより回収したベクターを鋳型として、PCR増幅産物を得た。図2に示すように、このORF(翻訳枠)を含むPCR増幅産物673bpを、市販のプラスミドpET101/D−TOPO(Invitrogen 製)中に挿入し、該蛍光性タンパク質NFPの発現ベクター:pET101−NFPを作製した。
In addition, based on the above base sequence, as a PCR forward primer and reverse primer,
Forward primer: pET-UP1 (28mer)
5-CACCATGACAACCTTCAAAATCGAGTCC
Reverse primer: SalI-LP1 (35mer); the corresponding base sequence is added to introduce a restriction enzyme SalI cleavage site at the 3 ′ end.
5-CTCGTCGACCTACATGTCTCTTGGGGCGCTGTTGA
A PCR amplification product was obtained using the vector recovered from the isolated clone as a template. As shown in FIG. 2, a PCR amplification product 673 bp containing this ORF (translation frame) is inserted into a commercially available plasmid pET101 / D-TOPO (manufactured by Invitrogen), and the expression vector of the fluorescent protein NFP: pET101-NFP Was made.

一方、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質が、融合パートナーのグルタチオン・S−トランスフェラーゼ(GST)のC末に、エンドペプチターゼ Factor Xaによる切断部位を具えたリンカー配列を介して連結されている、GST−tagged 蛍光性タンパク質の発現ベクター:pGEX6P1−NFPを作製した。すなわち、PCR用ファワード・プライマーとリバース・プライマーとして、
ファワード・プライマー:GST−UP1(43mer);前記pET−UP1(28mer)に対して、プロテーアーゼ:Facter Xaの切断アミノ酸配列をコードするATCGAAGGCCGCの部分配列と、5’末端に制限酵素Eco RIの切断サイトを導入するため、対応する塩基配列GAATTCが付加されている
5-CGAATTCATCGAAGGCCGCATGACAACCTTCAAAATCGAGTCC

5-CACCATGACAACCTTCAAAATCGAGTCC
リバース・プライマー:SalI−LP1(35mer);3’末端に制限酵素SalIの切断サイトを導入するため、対応する塩基配列が付加されている
5-CTCGTCGACCTACATGTCTCTTGGGGCGCTGTTGA
を利用して、単離クローンより回収したベクターを鋳型として、PCR増幅産物を得た。一旦、PCR増幅産物をpCR4Blunt−TOPO(Invitrogen 製)中に組み込み、選択マーカーにより、クローン選別を行った。各選別クローンについて、培養後、含まれるプラスミド:pCR4Blunt−NFPを精製し、その分子量サイズ、挿入されているDNA断片の塩基配列の確認を行った。ついで、図3に示すように、ORF(翻訳枠)を含む、688bpの挿入DNAのEco RI/SalI断片を、市販のGSTタグ付き融合型タンパク質発現用プラスミド・ベクター:pGEX−6P−1(Amersham Biosciences製)中に挿入し、GSTタグ付き蛍光性タンパク質NFPの発現ベクター:pGEX6P1−NFPを作製した。
On the other hand, the fluorescent protein derived from Red Copepoda is linked to the C-terminal of the fusion partner glutathione S-transferase (GST) via a linker sequence having a cleavage site by endopeptidase Factor Xa. -Tagged fluorescent protein expression vector: pGEX6P1-NFP was prepared. That is, as a PCR forward primer and reverse primer,
Forward primer: GST-UP1 (43mer); a partial sequence of ATCGAAGGCCGC encoding the cleaved amino acid sequence of the protease: Facter Xa with respect to the pET-UP1 (28mer), and a restriction enzyme Eco RI cleavage site at the 5 ′ end The corresponding base sequence GAATTC has been added to introduce
5-CGAATTCATCGAAGGCCGCATGACAACCTTCAAAATCGAGTCC

5-CACC ATGACAACCTTCAAAATCGAGTCC
Reverse primer: SalI-LP1 (35mer); the corresponding base sequence is added to introduce a restriction enzyme SalI cleavage site at the 3 ′ end.
5-CTCGTCGACCTACATGTCTCTTGGGGCGCTGTTGA
A PCR amplification product was obtained using a vector recovered from the isolated clone as a template. Once the PCR amplification product was incorporated into pCR4 Blunt-TOPO (manufactured by Invitrogen), clone selection was performed using a selection marker. About each selection clone, after culture | cultivation, the plasmid: pCR4Blunt-NFP contained was refine | purified, The molecular weight size and the base sequence of the inserted DNA fragment were confirmed. Next, as shown in FIG. 3, the Eco RI / SalI fragment of the 688 bp inserted DNA containing ORF (translation frame) was converted into a commercially available GST-tagged fusion protein expression plasmid vector: pGEX-6P-1 (Amersham). Biosciences) to produce a GST-tagged fluorescent protein NFP expression vector: pGEX6P1-NFP.

図2に示す、該蛍光性タンパク質NFPの発現ベクター:pET101−NFPを用いて、大腸菌を形質転換した。得られた形質転換大腸菌に関して、選択マーカーのAmpicillin耐性遺伝子を用いて、クローン選別を行った。また、ベクター由来のプロモーターから、IPTGを用いて、挿入された遺伝子の発現を誘導し、誘導後2時間、4時間経過後、蛍光性タンパク質の発現の有無を確認した。IPTG発現誘導後、蛍光性タンパク質発現の確認済みの形質転換株の培養菌体を破砕後、遠心(15,000rpm;18,800×g)により分離した、可溶性画分(細胞質成分)ならびに不溶性画分(膜成分)にそれぞれ含まれるタンパク質について、SDS−PAGE分析を行った。その結果、形質転換大腸菌の可溶性画分(細胞質成分)中に、分子量25kDaの新たなバンドが見出された。すなわち、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質の分子量は、上記の推定アミノ酸配列から24.7kDaと推定され、図4のSDS−PAGE分析結果に示される、分子量25kDaの新たなバンドは相当している。   Escherichia coli was transformed with the fluorescent protein NFP expression vector: pET101-NFP shown in FIG. The resulting transformed Escherichia coli was subjected to clone selection using the ampicillin resistance gene as a selection marker. In addition, the expression of the inserted gene was induced from the vector-derived promoter using IPTG, and the presence or absence of the expression of the fluorescent protein was confirmed 2 hours and 4 hours after the induction. After induction of IPTG expression, the cultured bacterial cells of the transformed strains whose fluorescent protein expression has been confirmed were disrupted, and then separated by centrifugation (15,000 rpm; 18,800 × g), soluble fraction (cytoplasmic component) and insoluble fraction SDS-PAGE analysis was performed on the proteins contained in each minute (membrane component). As a result, a new band having a molecular weight of 25 kDa was found in the soluble fraction (cytoplasmic component) of transformed E. coli. That is, the molecular weight of the fluorescent protein derived from Red Copepoda is estimated to be 24.7 kDa from the above-mentioned deduced amino acid sequence, and the new band with a molecular weight of 25 kDa shown in the SDS-PAGE analysis result of FIG. 4 corresponds. .

該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質の発現ベクター:pET101−NFPを保持する形質転換大腸菌を大量培養し、蛍光性タンパク質組換え体の分離精製を試みた。予め、推定アミノ酸配列に基づき、該蛍光性タンパク質組換え体の等電点(pI)を推測(算定)した結果、pI=6.50と算定された。その結果を参照して、可溶性画分(細胞質成分)を、アニオン交換カラム:HiTrap DEAE FF(Amersham Biosciences製)にかけ、溶出条件:A buffer 20mM Tris−HCl pH7.6 B buffer 1M NaCl in A buffer、 直線勾配 0−20% B buffer(0−200mM NaCl濃度)において、4.8−8.8% B bufferの画分に該蛍光性タンパク質組換え体を回収した。次いで、該回収画分を、予め、VIVASPIN20 MW10,000cutの条件で、濃縮した。この濃縮サンプルを、ゲル濾過:HiLoad 16/60 Superdex 200 pg(Amersham Biosciences製)にかけ、溶出条件:A buffer 20mM Tris−HCl pH7.6において、分子量100kDa以下の、蛍光画分として、該蛍光性タンパク質組換え体を精製、回収した。この段階で、SDS−PAGE分析を行ったところ、図5に示すように、目的とする該蛍光性タンパク質組換え体がほぼ精製された状態となっている。この段階の精製タンパク質溶液サンプルは、図6に示すように、Dark Reader光(波長範囲420nm〜500nm)照射下では、黄緑色蛍光を発していることが確認される。なお、宿主大腸菌の可溶性画分(細胞質成分)を同一の精製処理を施した対照サンプルでは、勿論、蛍光は観測されていない。実際に、この段階の精製タンパク質溶液サンプルを用いて、蛍光スペクトルと、励起スペクトルの測定を行った。図7に示すように、波長500nmで蛍光強度をモニターしつつ測定した、励起スペクトルでは、波長507nmに極大ピークが見出された。一方、波長508nmで励起しつつ測定した、蛍光スペクトルでは、波長518nmの極大ピークを持ち、黄色域(波長域570nm〜590nm)をカバーする蛍光が確認されている。   The fluorescent protein expression vector derived from the Red Copepoda: transformed Escherichia coli carrying pET101-NFP was cultured in large quantities, and separation and purification of the fluorescent protein recombinant were attempted. As a result of estimating (calculating) the isoelectric point (pI) of the fluorescent protein recombinant based on the deduced amino acid sequence in advance, it was calculated that pI = 6.50. Referring to the results, the soluble fraction (cytoplasmic component) was applied to an anion exchange column: HiTrap DEAE FF (manufactured by Amersham Biosciences), elution conditions: A buffer 20 mM Tris-HCl pH 7.6 B buffer 1M NaCl in A buffer, The fluorescent protein recombinant was recovered in a fraction of 4.8-8.8% B buffer in a linear gradient 0-20% B buffer (0-200 mM NaCl concentration). Next, the collected fraction was concentrated in advance under the conditions of VIVASPIN20 MW 10,000 cut. This concentrated sample was subjected to gel filtration: HiLoad 16/60 Superdex 200 pg (manufactured by Amersham Biosciences), elution conditions: A buffer 20 mM Tris-HCl pH 7.6, and the fluorescent protein as a fluorescent fraction having a molecular weight of 100 kDa or less. The recombinant was purified and recovered. As a result of SDS-PAGE analysis at this stage, the target fluorescent protein recombinant was almost purified as shown in FIG. As shown in FIG. 6, it is confirmed that the purified protein solution sample at this stage emits yellow-green fluorescence when irradiated with Dark Reader light (wavelength range: 420 nm to 500 nm). Of course, no fluorescence was observed in the control sample in which the soluble fraction (cytoplasmic component) of the host E. coli was subjected to the same purification treatment. Actually, the fluorescence spectrum and the excitation spectrum were measured using the purified protein solution sample at this stage. As shown in FIG. 7, a maximum peak was found at a wavelength of 507 nm in the excitation spectrum measured while monitoring the fluorescence intensity at a wavelength of 500 nm. On the other hand, in the fluorescence spectrum measured while being excited at a wavelength of 508 nm, fluorescence having a maximum peak at a wavelength of 518 nm and covering the yellow region (wavelength region of 570 nm to 590 nm) has been confirmed.

また、図3に示す、GSTタグ付き蛍光性タンパク質の発現ベクター:pGEX6P1−NFPを用いて、大腸菌を形質転換した。得られた形質転換大腸菌、宿主大腸菌(陰性対照)、ならびに、クローニング・ベクター:pBluescript II SK中に該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質をコードするcDNAが挿入されている単離クローン(陽性対照)を、それぞれ培地上で培養した。図8に示すように、各コロニーをDark Reader光(波長範囲420nm〜500nm)照射下、観察したところ、得られた形質転換大腸菌のコロニーは、蛍光を発しており、GSTタグ付き蛍光性タンパク質の発現がなされていることが確認された。また、他のタンパク質と適正なリンカー配列を介して連結された融合型タンパク質として、組換え発現した際にも、翻訳されたペプチド鎖から、蛍光団を形成する内部トリペプチド部位の環化と、その後の酸化を経て、蛍光特性を有する成熟型蛍光性タンパク質となることが確認される。

一方、本発明者らは、本発明のRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質以外に、Copepoda由来の蛍光性タンパク質に関する報告などの有無を検索したところ、Copepoda由来の蛍光性タンパク質遺伝子をヒト化したコード領域を含む緑色蛍光性タンパク質発現ベクターが、極く最近、EVRΩGEN社からCop−GreenTM の商品名で市販されていることを知った。同市販品の緑色蛍光性タンパク質発現ベクターから発現される、Copepoda由来の蛍光性タンパク質の組換え発現体CopGFPは、波長502nmに極大ピークを示す、緑色蛍光を示すこと、また、励起スペクトルは、波長482nmに極大ピークを有することが、その商品カタログに掲載されている。
Moreover, Escherichia coli was transformed using the GST-tagged fluorescent protein expression vector: pGEX6P1-NFP shown in FIG. The obtained transformed Escherichia coli, host Escherichia coli (negative control), and cloning vector: isolated clone (positive control) in which the cDNA encoding the fluorescent protein derived from Red Copypoda is inserted in pBluescript II SK Each was cultured on a medium. As shown in FIG. 8, each colony was observed under irradiation with Dark Reader light (wavelength range: 420 nm to 500 nm). As a result, the obtained colonies of transformed Escherichia coli emitted fluorescence, and the GST-tagged fluorescent protein It was confirmed that expression was made. In addition, as a fusion protein linked to another protein through an appropriate linker sequence, cyclization of an internal tripeptide site that forms a fluorophore from a translated peptide chain even when recombinantly expressed, Through subsequent oxidation, it is confirmed that a mature fluorescent protein having fluorescent properties is obtained.

On the other hand, the present inventors searched for the presence or absence of a report on a fluorescent protein derived from Copepoda in addition to the fluorescent protein derived from Red Copepoda of the present invention. It has been found that a green fluorescent protein expression vector containing is commercially available from EVRΩGEN under the trade name Cop-Green . The Copepoda-derived fluorescent protein recombinant expression CopGFP expressed from the commercially available green fluorescent protein expression vector exhibits a maximum peak at a wavelength of 502 nm, exhibits green fluorescence, and the excitation spectrum has a wavelength. The product catalog shows that it has a maximum peak at 482 nm.

また、EVRΩGEN社から公表されている、Cop−GreenTM中にコードされるCopepoda由来蛍光性タンパク質のアミノ酸配列、ならびに、ORFのコドンを対応するヒト化コドンに変換した塩基配列を以下に示す。
Sequence
of the humanized version of the CopGFP's open reading frame

ATG CCC GCC
ATG AAG ATC GAG TGC CGC ATC ACC GGC ACC CTG AAC
GGC 48
M P A M K I E C R I T G T L N G 16

GTG GAG TTC
GAG CTG GTG GGC GGC GGA GAG GGC ACC CCC GAG CAG
GGC 96
V E F E L V G G G E G T P E Q G 32

CGC ATG ACC
AAC AAG ATG AAG AGC ACC AAG GGC GCC CTG ACC TTC AGC 144
R M T N K M K S T K G A L T F S 48

CCC TAC CTG
CTG AGC CAC GTG ATG GGC TAC GGC TTC TAC CAC TTC GGC 192
P Y L L S H V M G Y G F Y H F G 64

ACC TAC CCC
AGC GGC TAC GAG AAC CCC TTC CTG CAC GCC ATC AAC AAC 240
T Y P S G Y E N P F L H A I N N 80

GGC GGC TAC
ACC AAC ACC CGC ATC GAG AAG TAC GAG GAC GGC GGC GTG 288
G G Y T N T R I E K Y E D G G V 96

CTG CAC GTG
AGC TTC AGC TAC CGC TAC GAG GCC GGC CGC GTG ATC GGC 336
L H V S F S Y R Y E A G R V I G 112

GAC TTC AAG
GTG GTG GGC ACC GGC TTC CCC GAG GAC AGC GTG ATC TTC 384
D F K V V G T G F P E D S V I F 128

ACC GAC AAG
ATC ATC CGC AGC AAC GCC ACC GTG GAG CAC CTG CAC CCC 432
T D K I I R S N A T V E H L H P 144

ATG GGC GAT
AAC GTG CTG GTG GGC AGC TTC GCC CGC ACC TTC AGC CTG 480
M G D N V L V G S F A R T F S L 160

CGC GAC GGC
GGC TAC TAC AGC TTC GTG GTG GAC AGC CAC ATG CAC TTC 528
R D G G Y Y S F V V D S H M H F 176

AAG AGC GCC
ATC CAC CCC AGC ATC CTG CAG AAC GGG GGC CCC ATG TTC 576
K S A I H P S I L Q N G G P M F 192

GCC TTC CGC
CGC GTG GAG GAG CTG CAC AGC AAC ACC GAG CTG GGC ATC 624
A F R R V E E L H S N T E L G I 208

GTG GAG TAC
CAG CAC GCC TTC AAG ACC CCG ATC GCA TTC GCC
TGA 669
V E Y Q H A F K T P I A F A * 223

本発明にかかるRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質と、該EVRΩGEN社から公表されている、Copepoda由来蛍光性タンパク質のアミノ酸配列を対比すると、図9に示される通り、同一性を示すアミノ酸112残基、相同的なアミノ酸残基をふくめると、相当に高い相同性が見出されている。但し、両者の示す蛍光スペクトルには、明確な相違が存在している。
In addition, the amino acid sequence of the Copepoda-derived fluorescent protein encoded in Cop-Green published by EVRΩGEN, and the base sequence obtained by converting the ORF codon to the corresponding humanized codon are shown below.
Sequence
of the humanized version of the CopGFP's open reading frame

ATG CCC GCC
ATG AAG ATC GAG TGC CGC ATC ACC GGC ACC CTG AAC
GGC 48
MPAMKIECRITGTLNG 16

GTG GAG TTC
GAG CTG GTG GGC GGC GGA GAG GGC ACC CCC GAG CAG
GGC 96
VEFELVGGGEGTPEQG 32

CGC ATG ACC
AAC AAG ATG AAG AGC ACC AAG GGC GCC CTG ACC TTC AGC 144
RMTNKMKSTKGALTFS 48

CCC TAC CTG
CTG AGC CAC GTG ATG GGC TAC GGC TTC TAC CAC TTC GGC 192
PYLLSHVMGYGFYHFG 64

ACC TAC CCC
AGC GGC TAC GAG AAC CCC TTC CTG CAC GCC ATC AAC AAC 240
TYPSGYENPFLHAINN 80

GGC GGC TAC
ACC AAC ACC CGC ATC GAG AAG TAC GAG GAC GGC GGC GTG 288
GGYTNTRIEKYEDGGV 96

CTG CAC GTG
AGC TTC AGC TAC CGC TAC GAG GCC GGC CGC GTG ATC GGC 336
LHVSFSYRYEAGRVIG 112

GAC TTC AAG
GTG GTG GGC ACC GGC TTC CCC GAG GAC AGC GTG ATC TTC 384
DFKVVGTGFPEDSVIF 128

ACC GAC AAG
ATC ATC CGC AGC AAC GCC ACC GTG GAG CAC CTG CAC CCC 432
TDKIIRSNATVEHLHP 144

ATG GGC GAT
AAC GTG CTG GTG GGC AGC TTC GCC CGC ACC TTC AGC CTG 480
MGDNVLVGSFARTFSL 160

CGC GAC GGC
GGC TAC TAC AGC TTC GTG GTG GAC AGC CAC ATG CAC TTC 528
RDGGYYSFVVDSHMHF 176

AAG AGC GCC
ATC CAC CCC AGC ATC CTG CAG AAC GGG GGC CCC ATG TTC 576
KSAIHPSILQNGGPMF 192

GCC TTC CGC
CGC GTG GAG GAG CTG CAC AGC AAC ACC GAG CTG GGC ATC 624
AFRRVEELHSNTELGI 208

GTG GAG TAC
CAG CAC GCC TTC AAG ACC CCG ATC GCA TTC GCC
TGA 669
VEYQHAFKTPIAFA * 223

Comparing the red protein-derived fluorescent protein according to the present invention with the amino acid sequence of the copepoda-derived fluorescent protein published by EVRΩGEN, as shown in FIG. When homologous amino acid residues are included, considerable homology has been found. However, there is a clear difference between the fluorescence spectra exhibited by both.

これら甲殻類由来の蛍光性タンパク質は、相当の相同性を示し、新規な蛍光性タンパク質のファミリーを構成すると推定できる。また、その蛍光団の形成に関与するトリペプチド部位は、GYGの部位と推測される。さらに、この二種の甲殻類由来の蛍光性タンパク質において、蛍光団の環化、酸化を受けた、成熟型タンパク質は、類似する立体構造を示すと推定される。該EVRΩGEN社から市販される発現ベクターから発現される、Copepoda由来の蛍光性タンパク質の組換え発現体CopGFPは、モノマーとして蛍光を示すことが示されている。相同性を考慮すると、本発明にかかるRed Copepoda由来蛍光性タンパク質も、哺乳動物細胞内において、組換え発現した際、同様にモノマーの形態とでき、in vivo 蛍光性マーカー・タンパク質として利用可能であると予測される。   These crustacean-derived fluorescent proteins show considerable homology and can be assumed to constitute a novel family of fluorescent proteins. The tripeptide site involved in the formation of the fluorophore is presumed to be a GYG site. Furthermore, in these two types of crustacean-derived fluorescent proteins, mature proteins that have undergone fluorination and oxidation of fluorophores are presumed to exhibit similar three-dimensional structures. Copepoda-derived fluorescent protein recombinant expression CopGFP expressed from an expression vector commercially available from EVRΩGEN has been shown to exhibit fluorescence as a monomer. In consideration of homology, the Red Copepoda-derived fluorescent protein according to the present invention can be similarly in the form of a monomer when recombinantly expressed in mammalian cells, and can be used as an in vivo fluorescent marker protein. It is predicted.

なお、本発明にかかるRed Copepoda由来蛍光性タンパク質をコードする遺伝子(cDNA)を、クローニング・ベクター:pBluescript II SKのマルチ・クローニング・サイト中に挿入したベクター:pBluescriptII SK−NFPは、ブタペスト条約に基づき、独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センター(日本国 茨城県つくば市東1丁目1番地中央第6、郵便番号305−8566)に、受託番号FERM BP−08681として、国際寄託(平成16年3月31日付け)がなされている。   The vector: pBluescript II SK-NFP in which the gene (cDNA) encoding the fluorescent protein derived from Red Copepoda according to the present invention is inserted into the cloning vector: pBluescript II SK multi-cloning site is based on the Budapest Treaty. International Deposit (2004) under the accession number FERM BP-08681, at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Depositary Center (Chuo 6-1, 1st East, Tsukuba, Ibaraki, Japan, postal code 305-8586) March 31).

本発明にかかるRed Copepoda由来蛍光性タンパク質を、in vivo 蛍光性マーカー・タンパク質として、哺乳動物細胞内で組換え発現する際には、A. victoria由来のGFPや、その人為的な改変体の発現系を利用し、そのコード領域を置換する手法が利用可能である。また、哺乳動物細胞以外に、従来のGFPの組換え発現が可能な、バクテリア、酵母、真菌、昆虫細胞などの宿主において、同様にRed Copepoda由来蛍光性タンパク質を組換え発現することが可能である。これら組換え発現に利用する際、Red Copepoda由来蛍光性タンパク質をコードする遺伝子は、必要に応じて、宿主において使用頻度の高いコドンへと変換した上で発現ベクターに挿入することが好ましい。勿論、コドン変換に伴い、その遺伝子によりコードされるアミノ酸配列自体には、変異が導入されない。発現ベクターへの挿入に際し、予めコドン変換された、コード遺伝子は、両端の非コード領域において制限酵素消化し、断片化する。この制限酵素消化を行う際、適当な制限酵素サイトが存在しない場合には、部位特異的変異導入法によって、非コード領域の塩基配列に変異導入して、所望の制限酵素サイトを導入することもできる。
When the Red Copepoda-derived fluorescent protein according to the present invention is recombinantly expressed in mammalian cells as an in vivo fluorescent marker protein, A. A technique for substituting the coding region of victoria-derived GFP or an artificially modified expression system thereof can be used. In addition to mammalian cells, a fluorescent protein derived from Red Copepoda can be similarly expressed recombinantly in hosts such as bacteria, yeast, fungi, and insect cells that are capable of recombinant expression of conventional GFP. . When used for such recombinant expression, it is preferable that the gene encoding the fluorescent protein derived from Red Copepoda is converted into a codon frequently used in the host, if necessary, and then inserted into an expression vector. Of course, no mutation is introduced into the amino acid sequence itself encoded by the gene due to codon conversion. Upon insertion into the expression vector, the coding gene that has been previously codon-converted is digested with restriction enzymes in the non-coding regions at both ends and fragmented. When performing this restriction enzyme digestion, if there is no appropriate restriction enzyme site, it is possible to introduce a desired restriction enzyme site by introducing a mutation into the base sequence of the non-coding region by site-directed mutagenesis. it can.

以下に、実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。ここに示す具体例は、本発明にかかる最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は、これら具体例に限定されるものではない。

(新規な蛍光性タンパク質を産生する甲殻類プランクトンの採取)
本発明者らは、A. victoria由来のGFPを代表とする、刺胞動物門(Cndaria)のヒドロ虫類(class Hydrozoa)や、花虫類(class Anthozoa)に由来するGFP様タンパク質ファミリーとは、生物進化的には、共通する起源をもたない、あらたな蛍光性タンパク質ファミリーを発見することを目的として、新たに、日本海、富山湾沖、水深321mから海洋深層水を採取し、蛍光性タンパク質を生産している動物性プランクトンを探索した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. The specific examples shown here are examples of the best mode according to the present invention, but the present invention is not limited to these specific examples.

(Collecting crustacean plankton that produces a novel fluorescent protein)
The inventors have described A.I. GFP-like protein family derived from Candaria hydra (class Hydrozoa) and flower ant (class Anzozoa) typified by GFP from Victoria For the purpose of discovering a new fluorescent protein family that has no origins, animals that have newly collected deep ocean water from the 321m depth of the Sea of Japan, off Toyama Bay, and are producing fluorescent proteins Searched for sex plankton.

その探索過程で、数多くの発光プランクトンが、サンプリングされた海洋深層水に存在することが確認されている。なかでも、甲殻類プランクトンの内で、蛍光性タンパク質に起因する蛍光が体内器官に見出され、さらに、その蛍光が、黄色蛍光または黄緑色蛍光を呈するものを選別した。   In the search process, it has been confirmed that many luminescent plankton exist in the sampled deep ocean water. Among them, among the crustacean plankton, the fluorescence caused by the fluorescent protein was found in the body organ, and further, the fluorescence exhibiting yellow fluorescence or yellow-green fluorescence was selected.

その選別過程において、その形態は、図1(a)に示すように、白色光照射下において、顕微鏡観察すると赤色に見える、Red Copepoda(赤色の橈脚類)の一種が、紫外光、例えば、Dark Reader光(波長範囲420nm〜500nm)の照射下に、蛍光顕微鏡観察すると、図1(b)に示すように、該Red Copepodaの体内器官中に、黄緑色蛍光を発する領域を示すことを見出した。このRed Copepodaは、分類学上、節足動物門(Arthropoda phylum)、大顎類(Mandibulata subphylum)、甲殻類(Crustacea class)、橈脚類(カイアシ類:Coprpoda subclass)に属し、Aetideidae科、Bradyidius属の橈脚類の一種であると推断された。さらに詳細な分類学上の同定を進めた結果、北海道大学大学院 水産科学研究科 多様性生物学講座 に所属の、助手 山口 篤 氏による同定に基づき、このRed Copepodaは、Metazoa(動物界)、Arthropoda(節足動物門)、Crustacea(甲殻亜門)、Maxillopoda(アゴアシ綱)、Copepoda(カイアシ亜綱)、Neocopepoda(カイアシ下網)、Gymnoplea(前脚類)、Calanoida(カラヌス目)、Aetideidae(アエティデウス科)、Chiridius(キリディウス属)に分類される、Chiridius poppeiに属すると結論された。

(Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPをコードする遺伝子クローニング)
total RNAの採取
サンプリングされた海洋深層水より、回収されたRed Copepodaの300個体について、水きりした後、合計3mLのTRIZOL試薬中に懸濁し、−80℃で凍結、保存した。
In the sorting process, as shown in FIG. 1 (a), the form of Red Copepoda (red poda) that appears red under microscopic observation under white light irradiation is ultraviolet light, for example, Dark. When observed with a fluorescence microscope under irradiation of Reader light (wavelength range: 420 nm to 500 nm), as shown in FIG. 1 (b), it was found that a region emitting yellow-green fluorescence was shown in the internal organ of the Red Copepoda. . This Red Copepoda is taxonomically classified into Arthropoda phylum, Mandibulata subphylum, Crustacea (Crustacea class), Cypridae (Croppoda subclass, It was inferred that it was a kind of pinniped . As a result of further detailed taxonomic identification, based on the identification by assistant attorney Atsushi Yamaguchi who belongs to the Graduate School of Fisheries Sciences, Hokkaido University Graduate School of Fisheries Science, this Red Copepoda is based on Metazoa (animal kingdom) and Arthropoda. (Arthropoda), Crucacea (Crustacea), Maxillopoda (Copepoda), Copepoda (Copepoda), Neocopododa (Copepoda), Gymnoplea (Coleoptera), Calanoida aetae ), It was concluded that it belongs to Chiridius poppei, which is classified as Chiridius.

(Cloning of a gene encoding the fluorescent protein NFP derived from Red Copepoda)
Collecting total RNA From the sampled deep ocean water, 300 collected Red Copepoda were drained, suspended in a total of 3 mL of TRIZOL reagent, frozen and stored at -80 ° C.

凍結保存したRed Copepoda個体を室温で解凍し、更に、3mLのTRIZOL試薬を添加した。この懸濁液を、15mL容テフロン製ホモジナイザー用容器に移し、10度破砕機にかけ、外殻ならびに体内細胞の破砕を行った。得られた細胞破砕物を15mL容ファルコン・チューブに移し、2〜8℃において、10分間、遠心(11,000rpm)した。上清(第一抽出成分)を、別の15mL容ファルコン・チューブに回収した。   The frozen Red Copepoda individuals were thawed at room temperature, and 3 mL of TRIZOL reagent was further added. This suspension was transferred to a 15 mL Teflon homogenizer container and applied to a 10-degree crusher to crush the outer shell and body cells. The obtained cell debris was transferred to a 15 mL falcon tube and centrifuged (11,000 rpm) at 2-8 ° C. for 10 minutes. The supernatant (first extracted component) was collected in another 15 mL falcon tube.

残った沈澱物ペレットに、1mLのTRIZOL試薬を添加して、再懸濁した。この再懸濁液を、ガラス製ホモジナイザー用容器に移し、再度ホモジナイズ処理を施した。別の15mL容ファルコン・チューブに、再処理済み液を移し、4mLのTRIZOL試薬を加えた後、2〜8℃において、10分間、遠心(11,000rpm)した。得られた上清(第二抽出成分)を回収し、前段の上清(第一抽出成分)と併せて、合計10mLの抽出成分とし、15mL容ファルコン・チューブ中に各5mL分注した。   To the remaining pellet pellet, 1 mL of TRIZOL reagent was added and resuspended. This resuspension was transferred to a glass homogenizer container and subjected to homogenization again. The reprocessed solution was transferred to another 15 mL Falcon tube, 4 mL of TRIZOL reagent was added, and then centrifuged (11,000 rpm) at 2-8 ° C. for 10 minutes. The obtained supernatant (second extracted component) was collected and combined with the supernatant of the previous stage (first extracted component) to obtain a total of 10 mL of extracted components, and each 5 mL was dispensed into a 15 mL Falcon tube.

分注したチューブ中、TRIZOL試薬1mL当たり、0.2mLのクロロフォルム(1チューブ当たり、1mL)を添加した上で、よく振って、両液相の分散を図った。室温で2〜3分間静置した後、2〜8℃において、10分間、遠心(11,000rpm)した。分離された水相(約3mL)を、別のチューブに分取した。   In the dispensed tube, 0.2 mL of chloroform (1 mL per tube) was added per 1 mL of the TRIZOL reagent, and then shaken well to disperse both liquid phases. After leaving still at room temperature for 2-3 minutes, it centrifuged at 2-8 degreeC for 10 minutes (11,000 rpm). The separated aqueous phase (about 3 mL) was aliquoted into another tube.

分取した水相(約3mL)に、当初のTRIZOL試薬1mL当たり、0.5mLのイソプロパノール(1チューブ当たり、2.4mL)を加え、よく混合した。室温で5分間静置した後、2〜8℃において、10分間、遠心(11,000rpm)した。上清を除いた後、アルコール沈澱画分に、1チューブ当たり、5mLの無水エタノールを添加して、−20℃で保存した。   To the collected aqueous phase (about 3 mL), 0.5 mL of isopropanol (2.4 mL per tube) per 1 mL of the original TRIZOL reagent was added and mixed well. After leaving still at room temperature for 5 minutes, it centrifuged at 1-8 rpm at 2-8 degreeC for 10 minutes. After removing the supernatant, 5 mL of absolute ethanol was added to the alcohol precipitation fraction per tube and stored at −20 ° C.

チューブ中のエタノール沈澱ペレットに、当初のTRIZOL試薬1mL当たり、1mLの75%エタノール(1チューブ当たり、5mL)を加え、ヴォルテックスにかけ、分散・混合した。分散・混合液を、2〜8℃において、10分間、遠心(11,000rpm)した。上清を除いた後、RNA沈澱ペレットを、室温、10分間放置して、残留する溶媒を蒸散させ、乾燥した。二つの分注から精製された、乾燥済みのtotal RNA試料二つの一方は、乾燥状態のまま、−80℃で保存した。   1 mL of 75% ethanol (5 mL per tube) per 1 mL of the original TRIZOL reagent was added to the ethanol precipitation pellet in the tube, vortexed, dispersed and mixed. The dispersion / mixture was centrifuged (11,000 rpm) at 2-8 ° C. for 10 minutes. After removing the supernatant, the RNA precipitate pellet was left at room temperature for 10 minutes to evaporate the remaining solvent and dried. One of the two dried total RNA samples purified from the two aliquots was stored dry at -80 ° C.

残る一方の乾燥済みのtotal RNA試料は、RNaseの混入のない水400μLを加えて、10〜20分間静置して、再溶解した。一部溶解液を採取して、波長260nm、280nm、320nmの吸光度OD260、OD280、OD320(バックグラウンド吸収)を測定した。その結果に基づき、定法に従って、吸光度OD260からRNA含有濃度を算定した。併せて、非変性条件において、ゲル電気泳動を行い、夾雑物の有無を分析することで、含有されるRNAの純度確認を行った。表1に、得られたtotal RNA試料に関する、RNA含有濃度の評価結果を示す。
The remaining dried total RNA sample was added with 400 μL of RNase-free water, allowed to stand for 10 to 20 minutes, and redissolved. A part of the lysate was collected, and absorbances OD 260 , OD 280 , and OD 320 (background absorption) at wavelengths of 260 nm, 280 nm, and 320 nm were measured. Based on the results, the RNA-containing concentration was calculated from the absorbance OD 260 according to a conventional method. At the same time, gel electrophoresis was performed under non-denaturing conditions, and the presence or absence of contaminants was analyzed to confirm the purity of the contained RNA. Table 1 shows the evaluation results of the RNA-containing concentration with respect to the obtained total RNA sample.

poly(A)+ mRNAの精製
上で調製した、精製済みのtotal RNA溶液(RNA含有濃度1.14μg/μL)200μLから、含まれているpoly(A)+ mRNAを市販の精製キット;Oligotex−dT30 <SUPER> mRNA Purification Kit(TAKARA製)を用いて分離、精製した。
From the purified total RNA solution (RNA-containing concentration: 1.14 μg / μL) 200 μL prepared in the purification of poly (A) + mRNA, the poly (A) + mRNA contained therein is a commercially available purification kit; Oligotex− It isolate | separated and refine | purified using dT30 <SUPER> mRNA Purification Kit (made by TAKARA).

前記total RNA溶液200μLに、同キットに添付のバイブリダイゼーション・バッファー:2×Binding buffer 200μLを加え、合計400μLの液を均一化した。このRNA溶液に、Oligotex−dT30の分散液20μLを添加し、よく混合した。チューブ中の液を70℃に加熱し、3分間保持し、引き続き、室温で10分間放冷して、poly(A)+ mRNAのpoly(A)末端と、Oligotex−dT30のOligo−dTプローブ部とのバイブリダイゼーションを行った。5分間、遠心(15,000rpm)して、Oligotex−dT30を沈澱画分として分離した。Oligotex−dT30とバイブリダイゼーションしていないRNA成分を含む、上清を除去した。   To 200 μL of the total RNA solution, 200 μL of the hybridization buffer: 2 × Binding buffer attached to the kit was added, and a total of 400 μL of the solution was homogenized. To this RNA solution, 20 μL of Oligotex-dT30 dispersion was added and mixed well. The solution in the tube was heated to 70 ° C., held for 3 minutes, and then allowed to cool at room temperature for 10 minutes. The poly (A) + mRNA poly (A) end and the Oligotex-dT30 Oligo-dT probe part Hybridization with was carried out. Centrifugation (15,000 rpm) was performed for 5 minutes to separate Oligotex-dT30 as a precipitate fraction. Supernatant containing RNA components that were not hybridized with Oligotex-dT30 was removed.

沈澱画分を、同キットに添付の洗浄用バッファー350μL中に分散し、遠心カラム用チューブに移した。30秒間、遠心(15,000rpm)して、上清を除去した。さらに、同量の洗浄用バッファーを用いて、同じ洗浄操作を行った。   The precipitated fraction was dispersed in 350 μL of the washing buffer attached to the kit and transferred to a centrifuge column tube. The supernatant was removed by centrifugation (15,000 rpm) for 30 seconds. Further, the same washing operation was performed using the same amount of washing buffer.

二度の洗浄を終えた、沈澱画分に、予め70℃に加熱した、同キットに添付のDEPC−water(水溶液) 50μLを加えて、この混合物を別の遠心カラム用チューブに移した。30秒間、遠心(15,000rpm)して、Oligotex−dT30のプローブ上から遊離されたpoly(A)+ mRNAを含む上清を回収した。沈澱画分に、再度、予め70℃に加熱した、DEPC−water(水溶液) 50μLを加えて、プローブ上からの遊離操作を行い、上清を回収した。回収された上清を合わせ、合計100μLの精製済みmRNAを含む溶液とした。   50 μL of DEPC-water (aqueous solution) attached to the kit, which had been heated to 70 ° C. in advance, was added to the precipitate fraction that had been washed twice, and this mixture was transferred to another tube for a centrifugal column. Centrifugation (15,000 rpm) was performed for 30 seconds, and a supernatant containing poly (A) + mRNA released from the Oligotex-dT30 probe was collected. To the precipitate fraction, 50 μL of DEPC-water (aqueous solution) heated in advance to 70 ° C. was added again, and the release operation from the probe was performed, and the supernatant was collected. The collected supernatants were combined to form a solution containing a total of 100 μL of purified mRNA.

この精製済みmRNAを含む溶液に、3M 酢酸ナトリウム水溶液 10μLと、100%イソプロパノール 100μLを添加し、よく混合した。その後、−20℃、10分間放置し、含有されるmRNAをアルコール沈澱させた。30分間、遠心(14,000rpm)して、析出したmRNAを沈澱画分に集め、上清を除去した。更に、析出したmRNAの沈澱画分に、75%エタノール1mLを加え、よく混合した。5分間、遠心(14,000rpm)して、析出したmRNAの沈澱画分を分離し、上清を除去した。   To the solution containing the purified mRNA, 10 μL of 3M sodium acetate aqueous solution and 100 μL of 100% isopropanol were added and mixed well. Then, it was left to stand at −20 ° C. for 10 minutes to precipitate the contained mRNA in alcohol. Centrifugation (14,000 rpm) was performed for 30 minutes, the precipitated mRNA was collected in the precipitate fraction, and the supernatant was removed. Furthermore, 1 mL of 75% ethanol was added to the precipitated fraction of the precipitated mRNA and mixed well. Centrifugation (14,000 rpm) for 5 minutes was performed to separate the precipitated mRNA fraction, and the supernatant was removed.

得られた精製済みのmRNA析出物は、DEPC−water(水溶液) 11μL中に再溶解した。一部評価用サンプルを取り、残り(10.5μL)の精製済みのmRNA試料溶液は、−80℃で凍結、保存した。なお、評価用サンプルを用いて、RNA含有濃度を評価した。また、精製各段階において、除去された上清、ならびに、精製済みのmRNA析出物について、非変性条件において、ゲル電気泳動を行い、精製過程の確認を行った。表2に、得られた精製済みmRNA試料に関する、RNA含有濃度の評価結果を示す。   The purified mRNA precipitate obtained was redissolved in 11 μL of DEPC-water (aqueous solution). A sample for partial evaluation was taken, and the remaining (10.5 μL) purified mRNA sample solution was frozen and stored at −80 ° C. In addition, RNA containing concentration was evaluated using the sample for evaluation. Further, in each purification step, the removed supernatant and the purified mRNA precipitate were subjected to gel electrophoresis under non-denaturing conditions to confirm the purification process. Table 2 shows the evaluation results of the RNA-containing concentration for the obtained purified mRNA sample.

mRNAを鋳型としたcDNAの合成
市販のcDNA合成キット:cDNA Synthesis Kit(Stratagene)を用いて、精製済みmRNAを鋳型として、cDNAを合成した。

先ず、一本鎖cDNA(第一鎖)の合成を、以下の手順で行った。
同キット添付の逆転写用バッファー:10×1st strand buffer 5μL、methyl dNTP mixture 3μL、linker−primer 混合液 2μL、RNase Block Ribonuclease Inhibitor 溶液 1μL、水(RNase free) 30.06μLの混合液に対して、
精製済みmRNA溶液7.44μL(mRNA量5μg)を一旦、70℃で3分間加熱処理し、高次構造の解消を行い、氷冷により急冷した後、添加して緩やかに混合した。室温で、10分間保持して、mRNAの3’末端にプラーマーを結合させた。添付されている逆転写酵素:StrataScript Riverese Transcriptase 液 1.5μLを添加し、緩やかに混合して、42℃、1時間酵素反応を行った。

次いで、合成された一本鎖のcDNA(第一鎖)を鋳型として、その相補鎖(第二鎖)の合成を、以下の手順で行った。
Synthesis of cDNA using mRNA as a template Using a commercially available cDNA synthesis kit: cDNA Synthesis Kit (Stratagene), cDNA was synthesized using purified mRNA as a template.

First, single-stranded cDNA (first strand) was synthesized by the following procedure.
Reverse transcription buffer attached to the kit: 10 × 1st strand buffer 5 μL, methyl dNTP mixture 3 μL, linker-primer mixture 2 μL, RNase Block Ribonuclease Inhibitor solution 1 μL, water 6 μL
7.44 μL of the purified mRNA solution (mRNA amount 5 μg) was once heat-treated at 70 ° C. for 3 minutes to eliminate the higher-order structure, rapidly cooled by ice cooling, added, and gently mixed. It was kept at room temperature for 10 minutes to allow the polymerase to bind to the 3 ′ end of the mRNA. Attached reverse transcriptase: 1.5 μL of StrataScript Riverse transcriptase solution was added, gently mixed, and subjected to an enzyme reaction at 42 ° C. for 1 hour.

Subsequently, using the synthesized single-stranded cDNA (first strand) as a template, the complementary strand (second strand) was synthesized by the following procedure.

得られた酵素反応液50μLに対して、氷冷下、
同キット添付のDNA合成用バッファー:10×2nd strand buffer 20μL、2nd strand dNTP mixture 6μL、蒸留水(DDW)111μLを順次加え、更に、RNA分解酵素として、RNaseH 溶液 2μL(酵素濃度1.5U/μL)、DNA合成酵素として、DNA pol. I 溶液 11μL(酵素濃度9.0U/μL)を加えて、緩やかに混合した。残留しているmRNAをRNaseHで分解し、一方、調製された一本鎖のcDNA(第一鎖)を鋳型として、上流側のプラーマーより、DNA pol. Iにより、その相補鎖(第二鎖)の合成を進める。酵素反応液を、16℃、2.5時間保持し、相補鎖(第二鎖)の伸長を行い、二本鎖cDNAとした後、氷冷し、酵素反応を停止した。

二本鎖cDNA末端の平滑化
前記二本鎖cDNAの両末端を、以下の手順で平滑化処理した。
With respect to 50 μL of the obtained enzyme reaction solution,
Buffer for DNA synthesis attached to the kit: 10 × 2nd strand buffer 20 μL, 2nd strand dNTP mixture 6 μL, and distilled water (DDW) 111 μL were sequentially added, and RNaseH solution 2 μL (enzyme concentration 1.5 U / μL) was further added as an RNase. ), DNA pol. I Solution 11 μL (enzyme concentration 9.0 U / μL) was added and gently mixed. The remaining mRNA was digested with RNase H, while the prepared single-stranded cDNA (first strand) was used as a template from the upstream primer, DNA pol. The synthesis of the complementary strand (second strand) is advanced by I. The enzyme reaction solution was kept at 16 ° C. for 2.5 hours, the complementary strand (second strand) was extended to form double-stranded cDNA, and then cooled with ice to stop the enzyme reaction.

Smoothing of double-stranded cDNA ends Both ends of the double-stranded cDNA were smoothed according to the following procedure.

前記二本鎖cDNAを含む反応液に対して、blunting dNTP mixture 23μL、cPfu 酵素液 2μL(酵素濃度2.5U/μL)を添加した。反応液をヴォルテックスにかけ、均一に混和した後、30分間、72℃に保持し、酵素処理した。   To the reaction solution containing the double-stranded cDNA, 23 μL of blunting dNTP mixture and 2 μL of cPfu enzyme solution (enzyme concentration 2.5 U / μL) were added. The reaction solution was vortexed and mixed uniformly, and then maintained at 72 ° C. for 30 minutes for enzyme treatment.

30分間経過後、反応溶液に、フェノール 200μLを添加し、ヴォルテックスにかけ、混合した。2分間、遠心(15,000rpm)して、液相を分離し、上層の水層を分取した。その分取した水層に、クロロフォルム 200μLを添加し、ヴォルテックスにかけ、混和した。2分間、遠心(15,000rpm)して、液相を分離し、上層の水層を分取した。   After 30 minutes, 200 μL of phenol was added to the reaction solution, vortexed and mixed. The liquid phase was separated by centrifuging (15,000 rpm) for 2 minutes, and the upper aqueous layer was separated. To the separated aqueous layer, 200 μL of chloroform was added, subjected to vortexing and mixed. The liquid phase was separated by centrifuging (15,000 rpm) for 2 minutes, and the upper aqueous layer was separated.

分取した水層に、3M 酢酸ナトリウム水溶液 20μLと、無水エタノール 400μLを添加し、ヴォルテックスにかけて、よく混合し、含まれるcDNAをエタノール沈澱させた。エタノール沈澱させた、cDNA析出物は、60分間、遠心(15,000rpm)して、沈澱画分に分離した。上清を除去し、残ったcDNA析出物の沈澱画分に、70%エタノール500μLを加え、よく混合した。2分間、遠心(15,000rpm)して、再び、cDNA析出物を沈澱画分に分離し、上清を除去した。回収されたcDNA析出物のペレットを乾燥した。

cDNA析出物の乾燥ペレットを、Eco RI adapter 溶液 9μL中に、4℃、1時間保持して、再分散した。この液に、市販のLigation反応液:Ligation High 4.5μLを添加し、16℃、夜間(16時間)保持して、cDNA末端に、Eco RI adapterを連結した。反応液に、蒸留水 186.5μLを加え、総量200μLに希釈した。更に、フェノール 200μLを加え、ヴォルテックスにかけ、よく混和した。5分間、遠心(15,000rpm)して、液相を分離し、上層の水層を分取した。その分取した水層に、クロロフォルム 200μLを添加し、ヴォルテックスにかけ、混和した。5分間、遠心(15,000rpm)して、液相を分離し、上層の水層を分取した。

分取した水層に、3M 酢酸ナトリウム水溶液 10μLと、100%イソプロパノール 200μLを添加し、ヴォルテックスにかけて、よく混合し、含まれるcDNAをアルコール沈澱させた。アルコール沈澱させた、cDNA析出物は、60分間、4℃、遠心(15,000rpm)して、沈澱画分に分離した。上清を除去し、残ったcDNA析出物の沈澱画分に、70%エタノール500μLを加え、よく混合した。2分間、遠心(15,000rpm)して、再び、cDNA析出物を沈澱画分に分離し、上清を除去した。回収されたcDNA析出物のペレットを乾燥した。

回収されたcDNA析出物のペレットを、蒸留水 20μL、T4 PNK buffer 3μL、50% グリセロール 3μL、75mM ATP 溶液 3μLの混合液中に、よく再分散させた。このT4 PNK酵素用反応液を−20℃に冷却した。解凍した後、市販の酵素液セット(TAKARA製)のT4 Polynucleotide Kinase 酵素液 1μLを添加し、37℃、1時間保持し、酵素反応を行わせた。二本鎖cDNAの5’末端へのリン酸化を終えた後、70℃、30分間加熱保持して、熱変性処理を施し、反応を終了した。

二本鎖cDNAのXho I消化処理
上記の末端平滑化処理を施した二本鎖cDNAを、以下の手順でXho I消化処理した。
To the separated aqueous layer, 20 μL of 3M sodium acetate aqueous solution and 400 μL of absolute ethanol were added, and mixed well by vortexing to precipitate the contained cDNA in ethanol. The ethanol-precipitated cDNA precipitate was centrifuged for 60 minutes (15,000 rpm) and separated into precipitate fractions. The supernatant was removed, and 500 μL of 70% ethanol was added to the remaining fraction of the cDNA precipitate and mixed well. Centrifugation (15,000 rpm) was performed for 2 minutes to separate the cDNA precipitate into a precipitate fraction, and the supernatant was removed. The recovered pellet of cDNA precipitate was dried.

The dry pellet of the cDNA precipitate was redispersed in 9 μL of Eco RI adapter solution, kept at 4 ° C. for 1 hour. To this solution, 4.5 μL of a commercially available Ligation reaction solution: Ligation High was added and kept at 16 ° C. overnight (16 hours), and Eco RI adapter was ligated to the cDNA end. To the reaction solution, 186.5 μL of distilled water was added and diluted to a total volume of 200 μL. Further, 200 μL of phenol was added, and vortexed and mixed well. The liquid phase was separated by centrifuging (15,000 rpm) for 5 minutes, and the upper aqueous layer was separated. To the separated aqueous layer, 200 μL of chloroform was added, subjected to vortexing and mixed. The liquid phase was separated by centrifuging (15,000 rpm) for 5 minutes, and the upper aqueous layer was separated.

To the separated aqueous layer, 10 μL of 3M sodium acetate aqueous solution and 200 μL of 100% isopropanol were added, and mixed well by vortexing to precipitate the contained cDNA in alcohol. The alcohol-precipitated cDNA precipitate was separated into precipitate fractions by centrifugation (15,000 rpm) at 4 ° C. for 60 minutes. The supernatant was removed, and 500 μL of 70% ethanol was added to the remaining fraction of the cDNA precipitate and mixed well. Centrifugation (15,000 rpm) was performed for 2 minutes to separate the cDNA precipitate into a precipitate fraction, and the supernatant was removed. The recovered pellet of cDNA precipitate was dried.

The recovered cDNA precipitate pellet was well redispersed in a mixture of 20 μL of distilled water, 3 μL of T4 PNK buffer, 3 μL of 50% glycerol, and 3 μL of 75 mM ATP solution. The reaction solution for T4 PNK enzyme was cooled to -20 ° C. After thawing, 1 μL of T4 Polynucleotide Kinase enzyme solution from a commercially available enzyme solution set (manufactured by TAKARA) was added and maintained at 37 ° C. for 1 hour to carry out the enzyme reaction. After the phosphorylation of the double-stranded cDNA to the 5 ′ end was completed, heat denaturation treatment was performed by heating and maintaining at 70 ° C. for 30 minutes to complete the reaction.

Xho I digestion treatment of double-stranded cDNA The double-stranded cDNA subjected to the above-mentioned end blunting treatment was digested with Xho I according to the following procedure.

末端平滑化処理を施した二本鎖cDNA 溶液 30μL、市販の制限酵素反応用buffer液(TAKARA製):10×H Buffer 11.5μL、水(DDW) 70.5μL、市販の制限酵素液キット(TAKARA製)のXho I制限酵素液 3μL(酵素濃度10U/μL)を混合し、合計115μLの反応液に調製する。37℃、2時間、酵素消化を行った後、フェノール 200μLを加え、ヴォルテックスにかけ、よく混和した。5分間、遠心(15,000rpm)して、液相を分離し、上層の水層を分取した。その分取した水層に、クロロフォルム 115μLを添加し、ヴォルテックスにかけ、混和した。5分間、遠心(15,000rpm)して、液相を分離し、上層の水層を分取した。   End-blunted double-stranded cDNA solution 30 μL, commercially available restriction enzyme buffer solution (manufactured by TAKARA): 10 × H Buffer 11.5 μL, water (DDW) 70.5 μL, commercially available restriction enzyme solution kit ( 3 μL of Xho I restriction enzyme solution (manufactured by TAKARA) (enzyme concentration: 10 U / μL) is mixed to prepare a total of 115 μL of reaction solution. After enzymatic digestion at 37 ° C. for 2 hours, 200 μL of phenol was added, vortexed and mixed well. The liquid phase was separated by centrifuging (15,000 rpm) for 5 minutes, and the upper aqueous layer was separated. To the separated aqueous layer, 115 μL of chloroform was added, subjected to vortexing and mixed. The liquid phase was separated by centrifuging (15,000 rpm) for 5 minutes, and the upper aqueous layer was separated.

次いで、酵素消化されたcDNA断片を含む、分取した水層 115μLを、1×STE buffer 3倍容を加えて平衡させた、S−300 spin columnにかけた。2分間、遠心(1,500rpm;400×g)して、分離する水層 105μLを回収した。この回収した水層に、無水エタノール 200μLを加え、−20℃、1時間静置して、cDNA断片を析出させた。cDNA断片の析出物は、60分間、4℃、遠心(15,000rpm)して、沈澱画分に分離した。cDNA析出物の沈澱画分に、70%エタノール900μLを加え、洗浄する操作を2度繰り返した後、回収されたcDNA断片析出物のペレットを乾燥した。   Next, 115 μL of the collected aqueous layer containing the enzymatically digested cDNA fragment was applied to S-300 spin column, which was equilibrated by adding 3 volumes of 1 × STE buffer. Centrifugation (1,500 rpm; 400 × g) for 2 minutes recovered 105 μL of the aqueous layer to be separated. 200 μL of absolute ethanol was added to the recovered aqueous layer, and the mixture was allowed to stand at −20 ° C. for 1 hour to precipitate a cDNA fragment. The precipitate of the cDNA fragment was separated into a precipitate fraction by centrifugation (15,000 rpm) at 4 ° C. for 60 minutes. The operation of adding 900 μL of 70% ethanol to the precipitate fraction of the cDNA precipitate and washing it twice was repeated, and then the recovered pellet of the cDNA fragment precipitate was dried.

回収されたcDNA断片析出物のペレットを、TE buffer 6.0μL中に再分散し、溶液とした。その一部(1.0μL)を採取し、含有されるcDNA濃度を評価した。cDNA濃度は、404.1ng/μLであり、5’末端はBlunt end、3’末端部はXho I消化処理済みの、二本鎖cDNA断片の溶液、計5.0μLが得られた。

クローニング・ベクター:pBluescript II SKのマルチ・クローニング・サイト中に、Blunt−end/Xho I切断の挿入部位の形成
市販のベクター:pBluescript II SK(+)(Stratagene製)を、予め増殖し、pBluescript II SK(+)の溶液(濃度500ng/μL)に調製した。このベクター溶液 6μL(ベクター量3μg)、10×H Buffer 3μL、Xho I制限酵素液 1μL(酵素濃度10U/μL)、水(DDW) 20μLの、合計30μLの反応液を、37℃、3時間保持し、ベクターをXho Iサイトで酵素消化する。酵素消化されたベクターの主断片を、MinElute法で分離精製し、Elution Buffer中の26μLの溶出液として回収した。
The recovered pellet of the cDNA fragment precipitate was redispersed in 6.0 μL of TE buffer to obtain a solution. A part (1.0 μL) was collected and the concentration of the contained cDNA was evaluated. The cDNA concentration was 404.1 ng / μL, and the 5 ′ end was Blunt end, and the 3 ′ end was Xho I-digested solution of a double-stranded cDNA fragment, giving a total of 5.0 μL.

Cloning vector: formation of the insertion site for the Blunt-end / Xho I cleavage in the multi-cloning site of pBluescript II SK. A solution of SK (+) (concentration 500 ng / μL) was prepared. This vector solution 6 μL (vector amount 3 μg), 10 × H Buffer 3 μL, Xho I restriction enzyme solution 1 μL (enzyme concentration 10 U / μL), water (DDW) 20 μL, a total of 30 μL reaction solution is maintained at 37 ° C. for 3 hours. The vector is then enzymatically digested at the Xho I site. The main fragment of the enzyme-digested vector was separated and purified by the MinElute method, and recovered as 26 μL of eluate in Election Buffer.

この26μLの溶出液に、CIAP buffer(One−phor−All buffer) 3μL、CIAP 酵素溶液 1μLを加え、合計30μLの反応液を、37℃、30分間保持し、Xho IサイトのみにCIAP処理を施した。処理済みベクター主断片を、MinElute法で分離精製し、Elution Buffer中の26μLの溶出液として回収した。   To this 26 μL eluate, 3 μL of CIAP buffer (One-phor-All buffer) and 1 μL of CIAP enzyme solution were added, and a total of 30 μL of the reaction solution was maintained at 37 ° C. for 30 minutes, and only the Xho I site was subjected to CIAP treatment. did. The main fragment of the treated vector was separated and purified by the MinElute method and recovered as 26 μL of eluate in Election Buffer.

回収された26μLの溶出液に、10×H Buffer 3μL、Eco RV制限酵素液 1μL(酵素濃度15U/μL)を添加し、37℃、夜間(14時間)保持し、ベクターのXho I切断端の一方にEco RVによる処理を加えた。結果的に、ベクター:pBluescript II SK(+)は、Blunt−end/Xho I切断サイトの挿入部位を有するように切断されたものとなる。   To the recovered 26 μL eluate, add 3 μL of 10 × H Buffer and 1 μL of Eco RV restriction enzyme solution (enzyme concentration: 15 U / μL), hold at 37 ° C. overnight (14 hours), and remove the Xho I digested end of the vector. One was treated with Eco RV. As a result, the vector: pBluescript II SK (+) is cleaved to have an insertion site for the Blunt-end / Xho I cleavage site.

前記Eco RV処理後の反応液を、0.7% アガロース・ゲルにかけ、電気泳動して、目的のサイズを有するDNA断片バンドを切り出した。切り出したゲルを、Ultra free DAにより処理し、10分間、遠心(7,000rpm)して、ベクターDNA断片を含む液層を回収した。次いで、この液から、ベクターDNA断片を、MinElute法で分離精製し、Elution Buffer中の20μLの溶出液として分離した。このベクターDNA断片溶液中のDNA断片を一旦、エタノール沈澱させ、Elution Buffer 5μL中に再分散させ、DNA濃度 94.5ng/μLのベクターDNA断片溶液に調製した。

cDNAライブラリーの構築
前記のBlunt−end/Xho I切断サイトの挿入部位を形成したベクター:pBluescript II SK(+)断片と、5’末端はBlunt end、3’末端部はXho I消化処理済みの二本鎖cDNA断片とを連結して、cDNAライブラリーを構築した。
The reaction solution after the Eco RV treatment was applied to a 0.7% agarose gel and electrophoresed to cut out a DNA fragment band having a desired size. The excised gel was treated with Ultra free DA and centrifuged (7,000 rpm) for 10 minutes to recover a liquid layer containing the vector DNA fragment. Next, from this solution, the vector DNA fragment was separated and purified by the MinElute method, and separated as 20 μL of the eluate in the Elution Buffer. The DNA fragment in this vector DNA fragment solution was once ethanol precipitated and redispersed in 5 μL of Elution Buffer to prepare a vector DNA fragment solution having a DNA concentration of 94.5 ng / μL.

Construction of cDNA library A vector in which the insertion site of the aforementioned Blunt-end / Xho I cleavage site is formed: pBluescript II SK (+) fragment, 5 ′ end is Blunt end, 3 ′ end is digested with Xho I A double-stranded cDNA fragment was ligated to construct a cDNA library.

ベクターDNA断片溶液 0.53μL(DNA量50ng)、末端処理済み二本鎖cDNA断片の溶液 1μL(DNA量200ng)、Ligation High 0.765μLを混合し、16℃、一夜(14時間)保持して、両DNA断片の連結を行った。得られたプラスミド・ベクターは、Red Copepodaから回収されたmRNAから調製されたcDNAが挿入されており、cDNAライブラリーが構築されている。

プラスミド・ベクターの宿主大腸菌への導入
構築されたcDNAライブラリーを、Electropolation法により宿主大腸菌へ導入し、形質転換株を選択した。プラスミド・ベクターのElectropolation法による宿主大腸菌へ導入は、以下の手順で実施した。

作製されたcDNAライブラリーを含むLigation液 2.295μLに、Strata Clean Resin 液 5μLを添加し、15秒間ヴォルテックスにかけて、よく混合した。遠心して、Resinを沈降させ、上清を別のチューブに回収した。再度、上清にResin 液 5μLを添加し、15秒間ヴォルテックスにかけて、よく混合した。また、遠心して、Resinを沈降させ、上清を別のチューブに回収した。
Vector DNA fragment solution 0.53 μL (DNA amount 50 ng), end-treated double-stranded cDNA fragment solution 1 μL (DNA amount 200 ng), Ligation High 0.765 μL were mixed and kept at 16 ° C. overnight (14 hours). Both DNA fragments were ligated. In the obtained plasmid vector, cDNA prepared from mRNA recovered from Red Copepoda is inserted, and a cDNA library is constructed.

Introduction of plasmid vector into host Escherichia coli The constructed cDNA library was introduced into the host Escherichia coli by Electroporation method, and a transformant was selected. The plasmid vector was introduced into the host E. coli by the electroporation method according to the following procedure.

5 μL of Strata Clean Resin solution was added to 2.295 μL of Ligation solution containing the prepared cDNA library, and the mixture was mixed well by vortexing for 15 seconds. Centrifugation allowed the Resin to settle and the supernatant was collected in a separate tube. Again, 5 μL of Resin solution was added to the supernatant and vortexed for 15 seconds to mix well. Moreover, it centrifuged, sedimented Resin, and collect | recovered supernatants to another tube.

二つのチューブ内に残余しているResin沈降物に、水(DDW)2.5μLをそれぞれ加え、洗浄した。遠心して、Resinを沈降させ、洗浄により回収されたプラスミド・ベクターを含む液層を分離した。   Each Resin sediment remaining in the two tubes was washed with 2.5 μL of water (DDW). Centrifugation was performed to precipitate Resin, and the liquid layer containing the plasmid vector recovered by washing was separated.

先の上清と、回収された液層とを合わせて、計10μLのプラスミド・ベクターを含む液とした。今一度、この混合液を遠心し、僅かに混入しているResinを沈降させ、上清を別のチューブに回収した。回収された上清は、Ligation反応に利用した酵素が除去され、プラスミドDNA溶液となる。

宿主大腸菌に利用する、TOP10株、ならびに、TenBlue株は、凍結保存されているCompetent Cellを、氷温で解凍する。Resin吸着処理を施した、プラスミドDNA溶液 5μLを、解凍された宿主大腸菌のCompetent Cell懸濁液 40μLに加えた。市販のElectropolation装置:E.coli Pulser (Bio−rad製)を用いて、パルス電圧;1.7kV、0.1mm gap cuvette内において、宿主へのElectropolation注入を行った。なお、使用パルスの時定数は、cDNAライブラリー/TOP10株の系では、4.1 μs、cDNAライブラリー/TenBlue株の系では、4.0 μsに設定した。ベクター注入処理後、宿主大腸菌を懸濁した液 45μLに、37℃に予熱した培地成分SOC 955μLを加えて、37℃、1.5時間振盪培養した。
The previous supernatant and the collected liquid layer were combined to obtain a solution containing a total of 10 μL of plasmid vector. Once again, the mixture was centrifuged to settle slightly contaminated Resin, and the supernatant was collected in another tube. From the collected supernatant, the enzyme used for the ligation reaction is removed to become a plasmid DNA solution.

The TOP10 strain and TenBlue strain used for host Escherichia coli are thawed at cryogenic temperature in a cryopreserved Component Cell. 5 μL of the plasmid DNA solution subjected to the Resin adsorption treatment was added to 40 μL of a thawed host cell Escherichia coli Competent Cell suspension. Commercial Electroporation Equipment: E.I. Using E. coli Pulser (manufactured by Bio-rad), electroporation was injected into the host in a pulse voltage; 1.7 kV, 0.1 mm gap cuvette. The time constant of the pulse used was set to 4.1 μs for the cDNA library / TOP10 strain system and 4.0 μs for the cDNA library / TenBlue strain system. After the vector injection treatment, 955 μL of the medium component SOC preheated to 37 ° C. was added to 45 μL of the host E. coli suspension, and the mixture was cultured with shaking at 37 ° C. for 1.5 hours.

その後、得られた培養液 1000μLから、5μLを採取し、培地成分SOC 100μLを加えて、9cmφシャーレ上に撒種し、室温(20℃)で二日間培養を行った。残る培養液 995μLに、50%グリセロール 428.57μLを加え、混合液(最終濃度15%グリセロール含有)を−80℃で、凍結保存した。   Thereafter, 5 μL was collected from 1000 μL of the obtained culture solution, 100 μL of the medium component SOC was added, seeded on a 9 cmφ petri dish, and cultured at room temperature (20 ° C.) for 2 days. To 995 μL of the remaining culture solution, 428.57 μL of 50% glycerol was added, and the mixed solution (containing a final concentration of 15% glycerol) was stored frozen at −80 ° C.

シャーレ培養において、ampicillin耐性を示すコロニー生成数を数えたところ、cDNAライブラリー/TOP10株の系では、1425コロニー、cDNAライブラリー/TenBlue株の系では、700コロニーであった。従って、前記培養液中に含まれる形質転換株密度は、cDNAライブラリー/TOP10株の系では、2.8×10cfu/mL(1.1×10cfu/μg vector)、cDNAライブラリー/TenBlue株の系では、1.4×10cfu/mL(5.6×10cfu/μg vector)に相当している。

一方、コロニーPCR法を利用して、形質転換株中、cDNA断片が挿入されたベクターを有するものの比率(cDANライブラリー効率)を評価した。ベクター:pBluescript II SK(+)のマルチ・クローニング・サイトの上流に位置するT7プロモータ部位と、マルチ・クローニング・サイトの下流に位置するT3プロモータ部位の間への、cDNA断片挿入の有無を以下の手順で確認した。

colony RCRは、
フォワード・プライマーとして、T7プロモータ部位の塩基配列に相当する、
T7プライマー:GTAATACGACTCACTATAGGGC
リバース・プライマーとして、T3プロモータ部位の塩基配列に対して、相補的な
TTAATTGGGAGTGATTTCCC
T3プライマー:AATTAACCCTCACTAAAGGG
を利用して、市販のDNA合成酵素:KOD Dash DNA polymeraseを用いて、クローン中に含まれるベクターDNAを鋳型として、PCR増幅を行った。表3に、用いたPCR反応の温度条件、ならびに、反応液組成を示す。
In the petri dish culture, the number of colonies that showed ampicillin resistance was counted. As a result, 1425 colonies were found in the cDNA library / TOP10 strain system and 700 colonies were in the cDNA library / TenBlue strain system. Therefore, the density of the transformant contained in the culture solution is 2.8 × 10 5 cfu / mL (1.1 × 10 7 cfu / μg vector) in the cDNA library / TOP10 strain system. / TenBlue strain system corresponds to 1.4 × 10 5 cfu / mL (5.6 × 10 6 cfu / μg vector).

On the other hand, using the colony PCR method, the ratio of transformants having a vector into which a cDNA fragment was inserted (cDAN library efficiency) was evaluated. Vector: The presence or absence of cDNA fragment insertion between the T7 promoter site located upstream of the multi-cloning site of pBluescript II SK (+) and the T3 promoter site located downstream of the multi-cloning site Confirmed in the procedure.

colony RCR is
As a forward primer, corresponding to the base sequence of the T7 promoter site,
T7 primer: GTAATACGACTCACTATAGGGC
As a reverse primer, complementary to the base sequence of the T3 promoter site
TTAATTGGGAGTGATTTCCC
T3 primer: AATTAACCCTCACTAAAGGG
PCR amplification was performed using a commercially available DNA synthase: KOD Dash DNA polymerase using the vector DNA contained in the clone as a template. Table 3 shows the temperature conditions of the PCR reaction used and the reaction solution composition.

シャーレ上のコロニーから、無作為に10コロニーを選択し、各コロニーの菌体を70μLの水(DDW)に懸濁した。この菌体懸濁液を95℃、5分間処理した。この菌体から回収されたベクターを含む液を、反応液において、コロニー溶液として利用した。 Ten colonies were randomly selected from the colonies on the petri dish, and the cells of each colony were suspended in 70 μL of water (DDW). This cell suspension was treated at 95 ° C. for 5 minutes. A solution containing the vector recovered from the cells was used as a colony solution in the reaction solution.

PCR反応の終了後、増幅産物を含む反応液10μLから、3μLを採取して、0.7%ゲル上で泳動して、cDNA断片に相当するPCR増幅産物の有無、そのサイズ範囲を調べた。上で作製したcDNAライブラリーに対して、無作為に選択した10コロニー中、5コロニーにおいて、cDNA断片に相当するPCR増幅産物が見出された。従って、実際に、形質転換株中、cDNA断片が挿入されたベクターを有するものの比率は、50%程度と判断した。

Expession cloning法による、Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質をコードするcDNAを有するクローン選別
調製されたcDNAライブラリー中に含まれる、Red Copepoda由来のタンパク質をコードする遺伝子種類が、3×10と仮定する。一方、全コロニー数3×10cfuを生成した場合、その内、cDNA断片が挿入されたベクターを有するコロニーは、前記比率50%とすると、1.5×10cfuが見込まれる。cDNAライブラリー中に含まれる、コード遺伝子種類が3×10であり、同程度の存在頻度で含まれると仮定すると、各コード遺伝子当たり、5コロニー程度の存在が期待される。存在頻度のバラツキは、主に、元々のmRNAの存在比率を反映するが、目的の蛍光性タンパク質をコードするcDNAが挿入されている形質転換株のコロニーは、少なくとも、2〜3コロニーは見出されると推定された。
After completion of the PCR reaction, 3 μL was collected from 10 μL of the reaction solution containing the amplification product, and electrophoresed on a 0.7% gel, and the presence or absence of the PCR amplification product corresponding to the cDNA fragment and its size range were examined. PCR amplification products corresponding to the cDNA fragments were found in 5 colonies out of 10 randomly selected colonies with respect to the cDNA library prepared above. Therefore, the ratio of those having a vector having a cDNA fragment inserted in the transformed strain was actually determined to be about 50%.

Assuming that the type of gene encoding a protein derived from Red Copepoda contained in a clone library prepared by clone selection having a cDNA encoding a fluorescent protein derived from Red Copepoda by Expression cloning method is 3 × 10 4 . On the other hand, when a total number of colonies of 3 × 10 5 cfu is generated, colonies having a vector into which a cDNA fragment has been inserted are expected to have 1.5 × 10 5 cfu when the ratio is 50%. Assuming that the type of coding gene contained in the cDNA library is 3 × 10 4 and contained at the same frequency, about 5 colonies are expected for each coding gene. The variation in the existence frequency mainly reflects the abundance ratio of the original mRNA, but at least 2 to 3 colonies of the transformant in which the cDNA encoding the target fluorescent protein is inserted are found. It was estimated.

加えて、従来から知られているGFPの多くは、宿主大腸菌内で発現させた際、蛍光性を有する成熟型のGFPとして、産生されることが報告されている。Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質も、宿主大腸菌内で発現させた際、蛍光性を有する成熟型の蛍光性タンパク質として産生される可能性がある。

以上の考察に基づき、少なくとも、コロニー総数1.5×10以上を生成する条件で、cDNAライブラリーを保持する形質転換株を、培地 LB/Carを用いた、複数枚のシャーレ上で培養して、コロニー形成を行った。
In addition, it has been reported that many of the GFPs known so far are produced as mature GFP having fluorescence when expressed in host E. coli. Red Copepoda-derived fluorescent protein may also be produced as a mature fluorescent protein having fluorescence when expressed in host E. coli.

Based on the above considerations, a transformant holding a cDNA library is cultured on a plurality of petri dishes using medium LB / Car under the condition that the total number of colonies is 1.5 × 10 5 or more. Colony formation was performed.

−80℃で凍結保存している、グリセロール添加培養液を解凍し、培地成分SOCを加えて、総量2000μLの培養液とした。その内、1μLの培養液を採取し、培地成分SOC 100μLに加えて、9cmφシャーレ上に撒種し、37℃、一夜(14時間)培養を行った。残る培養液の全量を、合計11枚の15cmφシャーレに作製した培地 LB/Car上に撒種して、37℃、一夜(14時間)培養を行った。   The culture solution supplemented with glycerol, which was stored frozen at −80 ° C., was thawed, and the culture medium component SOC was added to make a total culture solution of 2000 μL. Among them, 1 μL of the culture solution was collected, added to 100 μL of the medium component SOC, seeded on a 9 cmφ petri dish, and cultured at 37 ° C. overnight (14 hours). The entire amount of the remaining culture solution was seeded on a medium LB / Car prepared in a total of 11 15 cmφ petri dishes and cultured at 37 ° C. overnight (14 hours).

9cmφシャーレ上では、1μLの培養液から、153コロニーが生成されていた。一方、合計11枚の15cmφシャーレでは、少なくとも、コロニー数の総和は、1.5×10以上に達していた。従って、生成されたコロニー総数は、153×2000、凡そ、3.0×10〜1.5×10の範囲と判断される。On a 9 cmφ petri dish, 153 colonies were generated from 1 μL of the culture solution. On the other hand, in a total of 11 15 cmφ petri dishes, at least the total number of colonies reached 1.5 × 10 5 or more. Accordingly, the total number of colonies generated is determined to be 153 × 2000, approximately in the range of 3.0 × 10 5 to 1.5 × 10 5 .

合計11枚の15cmφシャーレについて、蛍光を発するコロニーの有無を調べた結果、Dark Readerの紫外線照射下、蛍光を発するコロニーが一つ見出された。この蛍光を発するコロニーを取り出し、5mLの培地 LB/Car中に懸濁した液を、同培地を用いた1/10希釈した。この菌体希釈液 100μLを、15cmφシャーレに作製した培地 LB/Car上に撒種して、蛍光を発するコロニーの二次スクリーニングを行った。37℃、一夜(14時間)培養を行った後、15cmφシャーレ上に生成されたコロニーをDark Readerの紫外線照射下、観察すると、80〜90%のコロニーが蛍光を示していた。   As a result of examining the presence or absence of fluorescent colonies for a total of 11 15 cmφ petri dishes, one fluorescent colony was found under the ultraviolet irradiation of Dark Reader. The fluorescent colony was taken out, and a solution suspended in 5 mL of medium LB / Car was diluted 1/10 with the same medium. 100 μL of this bacterial cell diluted solution was inoculated on a medium LB / Car prepared in a 15 cmφ petri dish, and a secondary screening for fluorescent colonies was performed. After culturing at 37 ° C. overnight (14 hours), colonies formed on a 15 cmφ petri dish were observed under the dark reader irradiation of ultraviolet light, and 80 to 90% of the colonies showed fluorescence.

この二次スクリーニングにおいて、特に、明確な蛍光を示す(蛍光positive)コロニー複数のうち、無作為に4つの蛍光positiveコロニーを採取した。この蛍光positiveコロニーは、それぞれ、5mLの培地 LB/Car中に懸濁し、37℃、9時間培養を行った。得られた蛍光positiveコロニー4つの各培養液を、クローン培養液(15%グリセロール含有)として、凍結保存した。

選別クローン中に導入されているプラスミド・ベクターの複製、精製
選別された4つのクローンから、以下の手順で、導入されているプラスミド・ベクターの複製、精製を行った。
In this secondary screening, in particular, four fluorescent positive colonies were randomly picked from a plurality of colonies showing clear fluorescence (fluorescent positive). Each of these fluorescent positive colonies was suspended in 5 mL of medium LB / Car and cultured at 37 ° C. for 9 hours. Each of the obtained four cultures of fluorescent positive colonies was cryopreserved as a clone culture solution (containing 15% glycerol).

Replication and purification of the plasmid vector introduced into the selected clones From the four selected clones, the introduced plasmid vector was replicated and purified by the following procedure.

宿主大腸菌 TOP10を用いて、cDNAライブラリーを導入した系において、蛍光を発するコロニーとして、二段階スクリーニングで選別された4つのコロニー(クローン)を、それぞれ5mLの培地 LB/Car中に懸濁し、37℃、8時間培養を行った。培養液を、遠心(5000×g)して、細胞を分取した。   In a system in which a cDNA library was introduced using TOP 10 host E. coli, four colonies (clones) selected by the two-stage screening as colonies emitting fluorescence were suspended in 5 mL of medium LB / Car. Culturing was carried out at 0 ° C. for 8 hours. The culture solution was centrifuged (5000 × g), and the cells were collected.

分取した細胞から、市販のプラスミド精製キット:QIAGEN plasmid purification kit(QIAGEN製)を利用して、プラスミドを分離、精製した。分取した細胞に、同精製キットに添付のP1液 0.375mLを添加し、ヴォルテックスにかけて、よく分散させた。この細胞分散液に、添付のP2液 0.375mLを添加し、混和した。室温(20℃)に、5分間静置した。次いで、添付のN3液 0.525mLを添加し、混和した。破菌処理後、15分間、4℃で遠心(11,000rpm)し、プラスミドDNAを可溶性画分(上清)を分離、回収した。   From the sorted cells, the plasmid was separated and purified using a commercially available plasmid purification kit: QIAGEN plasmid purification kit (manufactured by QIAGEN). To the sorted cells, 0.375 mL of the P1 solution attached to the purification kit was added and dispersed well by vortexing. To this cell dispersion, 0.375 mL of the attached P2 solution was added and mixed. It left still for 5 minutes at room temperature (20 degreeC). Next, 0.525 mL of the attached N3 solution was added and mixed. After the sterilization treatment, centrifugation (11,000 rpm) was performed at 4 ° C. for 15 minutes, and a soluble fraction (supernatant) of plasmid DNA was separated and collected.

プラスミドDNAを含む可溶性画分(上清)を、同精製キットのQIAprep 4 カラムにかけた。4℃で遠心(15,000rpm)し、液層を除去した。PB 0.5mLを加えて、洗浄し、引き続き、PE 0.75mLを加えて、洗浄した。最終的に、1分間、4℃で遠心(15,000rpm)し、洗浄液を除去した。精製キットのQIAprepに吸着されている、プラスミドを、Elute Buffer(EB) 30μLにより、溶出させ、回収した。この精製済みプラスミドを含む液 30μLのうち、2μLをとり、蒸留水 98μLを加えて、50倍希釈液とした。   The soluble fraction (supernatant) containing plasmid DNA was applied to the QIAprep 4 column of the same purification kit. The liquid layer was removed by centrifugation (15,000 rpm) at 4 ° C. PB 0.5 mL was added for washing, followed by PE 0.75 mL for washing. Finally, the washing solution was removed by centrifugation (15,000 rpm) at 4 ° C. for 1 minute. The plasmid adsorbed on the QIAprep of the purification kit was eluted with 30 μL of Elute Buffer (EB) and collected. Of 30 μL of the solution containing the purified plasmid, 2 μL was taken, and 98 μL of distilled water was added to make a 50-fold diluted solution.

表4に、各クローンについて、精製済みプラスミドを含む液中に含まれるDNA濃度を評価した結果を示す。   Table 4 shows the results of evaluating the DNA concentration contained in the liquid containing the purified plasmid for each clone.

選別クローン中のcDNA断片の塩基配列解析
前記4種のクローンは、colony RCRの結果から、保持しているプラスミド・ベクター中には同一の塩基長のcDNA断片を有することが判明している。先ず、以下の手順で、このプラスミド・ベクター中に挿入されている、cDNA部分をPCR増幅した。
Nucleotide sequence analysis of cDNA fragments in selected clones From the results of colony RCR, the four clones have been found to have cDNA fragments with the same base length in the plasmid vector they hold. First, the cDNA portion inserted into this plasmid vector was PCR amplified by the following procedure.

選別クローンから回収、精製したプラスミド・ベクターを含む液について、そのDNA濃度を500ng/μLとなるように、濃度調整を行った。次いで、市販のシークエンス用DNA試料調製キット:BigDye Terminator Cycle Sequecing Ready Reaction Kit with AmpliTaq polymeraseにより、この精製済みプラスミド・ベクターを鋳型として、塩基配列解析用の試料を、
フォワード側プライマーとして、T7プロモータ部位の塩基配列に相当する、
T7プライマー:GTAATACGACTCACTATAGGGC
リバース側プライマーとして、T3プロモータ部位の塩基配列に対して、相補的な
TTAATTGGGAGTGATTTCCC
T3プライマー:AATTAACCCTCACTAAAGGG
をシークエンス・プライマーとして利用し、プラスミド・ベクター中に挿入されているcDNAを含む領域から調製した。表5に、用いたDNA鎖伸長反応の温度条件、ならびに、反応液組成を示す。
About the liquid containing the plasmid vector collect | recovered and refine | purified from the selection clone, the density | concentration adjustment was performed so that the DNA density | concentration might be 500 ng / microliter. Next, a DNA sample preparation kit for commercially available sequencing: BigDye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction Kit with AmpliTaq polymerase, using this purified plasmid vector as a template, a sample for nucleotide sequence analysis,
As a forward primer, corresponding to the base sequence of the T7 promoter site,
T7 primer: GTAATACGACTCACTATAGGGC
As a reverse primer, complementary to the base sequence of the T3 promoter site
TTAATTGGGAGTGATTTCCC
T3 primer: AATTAACCCTCACTAAAGGG
Was used as a sequence primer and was prepared from the region containing cDNA inserted in a plasmid vector. Table 5 shows the temperature conditions of the used DNA chain extension reaction and the composition of the reaction solution.

調製された塩基配列解析用の試料の精製は、以下の手順で行った。 The prepared sample for base sequence analysis was purified by the following procedure.

各反応用チューブから、調製済み試料溶液を別の0.5mL容チューブに移した。試料溶液 5μL当たり、3M 酢酸ナトリウム水溶液 0.5μL、95%エタノール 12.5μLの比率で混合した液を、別途、1.5mL容チューブに予め用意した。この1.5mL容チューブ中に、予め集めた試料溶液を投入した。均一に混合した上で、氷冷下に、10分間静置し、含まれるDNA断片をエタノール沈澱(析出)させた。20分間、遠心(14,000rpm)し、析出したDNA断片を沈積させ、上清を除去した。次いで、125μLの70%エタノールを加え、析出DNA断片をリンスした。再び、5分間、遠心(14,000rpm)し、析出DNA断片を沈積させ、上清を吸引除去した。残った析出DNA断片のペレットを乾燥した。

精製した解析用試料DAN断片を、Template suppressor Reagent(TSR)中に再分散した。ヴォルテックスにかけて、混合した後、遠心して液を集めた。95℃、2分間加熱し、一本鎖DNAに分離し、氷冷した。一旦、ヴォルテックスにかけた後、遠心して、鋳型のプラスミドを沈積させた。この鋳型のプラスミドの分離処理後、−20℃に保存した。その後、解析用試料DAN断片は、市販のシークエンス装置:ABI PRISM 3100 Genetic Analyzerにかけ、塩基配列解析を行った。
From each reaction tube, the prepared sample solution was transferred to another 0.5 mL tube. Separately, a solution prepared by mixing a 3M sodium acetate aqueous solution 0.5 μL and 95% ethanol 12.5 μL per 5 μL of the sample solution was separately prepared in a 1.5 mL tube. The sample solution collected in advance was put into the 1.5 mL tube. After mixing uniformly, the mixture was allowed to stand for 10 minutes under ice-cooling to precipitate the contained DNA fragment in ethanol. Centrifugation (14,000 rpm) was performed for 20 minutes to deposit the precipitated DNA fragment, and the supernatant was removed. Subsequently, 125 μL of 70% ethanol was added to rinse the precipitated DNA fragment. Again, the mixture was centrifuged (14,000 rpm) for 5 minutes to deposit the precipitated DNA fragments, and the supernatant was removed by suction. The remaining pellet of the precipitated DNA fragment was dried.

The purified analytical sample DAN fragment was redispersed in Template suppressor Reagent (TSR). After vortexing and mixing, the solution was collected by centrifugation. The mixture was heated at 95 ° C. for 2 minutes, separated into single-stranded DNA, and cooled on ice. Once vortexed, it was centrifuged to deposit the template plasmid. After separation of the template plasmid, the template was stored at -20 ° C. Thereafter, the sample DAN fragment for analysis was subjected to a base sequence analysis by applying it to a commercially available sequence device: ABI PRISM 3100 Genetic Analyzer.

5’末端側からの配列解析結果と、3’末端側からの配列解析結果とを総合し、Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質をコードするmRNAから調製された、cDNA断片の塩基配列が決定された。

(Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質の組換え発現)
プラスミドpET101/D−TOPO中へのRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質遺伝子の挿入
先ず、上記塩基配列に基づき、PCR用ファワード・プライマーとリバース・プライマーとして、
ファワード・プライマー:pET−UP1(28mer)
5-CACCATGACAACCTTCAAAATCGAGTCC
リバース・プライマー:SalI−LP1(35mer);3’末端に制限酵素SalIの切断サイトを導入するため、対応する塩基配列が付加されている
5-CTCGTCGACCTACATGTCTCTTGGGGCGCTGTTGA
を作製し、単離クローンより回収したベクターを鋳型として、以下の条件でPCR増幅産物を得た。表6に、用いたPCR反応の温度条件、ならびに、反応液組成を示す。
The sequence analysis results from the 5 ′ end side and the sequence analysis results from the 3 ′ end side were synthesized, and the base sequence of the cDNA fragment prepared from mRNA encoding the fluorescent protein derived from Red Copepoda was determined. .

(Recombinant expression of fluorescent protein derived from Red Copepoda)
Insertion of Red Copepoda-derived fluorescent protein gene into plasmid pET101 / D-TOPO First, based on the above base sequence, as a PCR forward primer and reverse primer,
Forward primer: pET-UP1 (28mer)
5-CACCATGACAACCTTCAAAATCGAGTCC
Reverse primer: SalI-LP1 (35mer); the corresponding base sequence is added to introduce a restriction enzyme SalI cleavage site at the 3 ′ end.
5-CTCGTCGACCTACATGTCTCTTGGGGCGCTGTTGA
A PCR amplification product was obtained under the following conditions using the vector recovered from the isolated clone as a template. Table 6 shows the temperature conditions of the PCR reaction used and the composition of the reaction solution.

調製されたPCR増幅産物の精製は、以下の手順で行った。 The PCR amplification product thus prepared was purified by the following procedure.

各25μLの反応液量でPCR反応を実施した後、合計3回の反応液を合わせ、2μLの反応液を採取し、1%アガロース・ゲル上で泳動し、目的分子量673bpのPCR増幅産物を確認した。   After performing PCR reaction with a reaction volume of 25 μL each, combine a total of 3 reaction liquids, collect 2 μL of the reaction liquid, and run on a 1% agarose gel to confirm a PCR amplification product with a target molecular weight of 673 bp did.

次いで、反応液から、産物DNAを、MinElute法で濃縮した。反応液1容(73μL)当たり、PB buffer 5容を加え、ヴォルテックスにかけた後、MinEluteカラムに移した。30秒間遠心し、析出するDNAを沈積させ、上清を除去した。析出したDNAを、PE buffer 0.7mLで洗浄し、1分間、遠心(15,000rpm)した。さらに、EB buffer 10μLを加えて、室温で、1分間静置する。その後、1分間、遠心(15,000rpm)し、上清を回収した。   Next, the product DNA was concentrated from the reaction solution by the MinElute method. 5 volumes of PB buffer was added per volume (73 μL) of the reaction solution, subjected to vortexing, and transferred to a MinElute column. The solution was centrifuged for 30 seconds to deposit the precipitated DNA, and the supernatant was removed. The precipitated DNA was washed with 0.7 mL of PE buffer and centrifuged (15,000 rpm) for 1 minute. Further, 10 μL of EB buffer is added, and the mixture is allowed to stand at room temperature for 1 minute. Thereafter, the mixture was centrifuged (15,000 rpm) for 1 minute, and the supernatant was collected.

回収されたDNA溶液に、10×loading dye 液 2μLを添加した後、1.0% TAE アガロース・ゲル上、各レーン DNA溶液 12μLを泳動した。目的の688bpのバンドをゲルから切り出した。1.5mL容eppenチューブ中に、ゲル切片を入れ、DNAを回収した。   After adding 2 μL of 10 × loading dye solution to the recovered DNA solution, 12 μL of each lane DNA solution was run on a 1.0% TAE agarose gel. The desired 688 bp band was excised from the gel. The gel slice was placed in a 1.5 mL eppen tube, and the DNA was collected.

図2に示すように、精製済み二本鎖DNAを、市販のプラスミドpET101/D−TOPO(Invitrogen 製)中に挿入し、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質の発現ベクター:pET101−NFPを作製した。

加えて、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質が、融合パートナーのグルタチオン・S−トランスフェラーゼ(GST)のC末に、エンドペプチターゼ Factor Xaによる切断部位を具えたリンカー配列を介して連結されている、GST−tagged 蛍光性タンパク質の発現ベクター:pGEX6P1−NFPをも作製した。すなわち、PCR用ファワード・プライマーとリバース・プライマーとして、
ファワード・プライマー:GST−UP1(43mer);前記pET−UP1(28mer)に対して、プロテーアーゼ:Facter Xaの切断アミノ酸配列をコードするATCGAAGGCCGCの部分配列と、5’末端に制限酵素Eco RIの切断サイトを導入するため、対応する塩基配列GAATTCが付加されている
5-CGAATTCATCGAAGGCCGCATGACAACCTTCAAAATCGAGTCC

5-CACCATGACAACCTTCAAAATCGAGTCC
リバース・プライマー:SalI−LP1(35mer);3’末端に制限酵素SalIの切断サイトを導入するため、対応する塩基配列が付加されている
5-CTCGTCGACCTACATGTCTCTTGGGGCGCTGTTGA
を利用して、単離クローンより回収したベクターを鋳型として、PCR増幅産物を得た。表7に、用いたPCR反応の温度条件、ならびに、反応液組成を示す。
As shown in FIG. 2, the purified double-stranded DNA was inserted into a commercially available plasmid pET101 / D-TOPO (manufactured by Invitrogen) to prepare an expression vector for the fluorescent protein derived from the Red Capepoda: pET101-NFP. .

In addition, the fluorescent protein derived from Red Copepoda is linked to the C-terminal of the fusion partner glutathione S-transferase (GST) via a linker sequence having a cleavage site by endopeptidase Factor Xa. An expression vector for GST-tagged fluorescent protein: pGEX6P1-NFP was also prepared. That is, as a PCR forward primer and reverse primer,
Forward primer: GST-UP1 (43mer); a partial sequence of ATCGAAGGCCGC encoding the cleaved amino acid sequence of the protease: Facter Xa with respect to the pET-UP1 (28mer), and a restriction enzyme Eco RI cleavage site at the 5 ′ end The corresponding base sequence GAATTC has been added to introduce
5-CGAATTCATCGAAGGCCGCATGACAACCTTCAAAATCGAGTCC

5-CACC ATGACAACCTTCAAAATCGAGTCC
Reverse primer: SalI-LP1 (35mer); the corresponding base sequence is added to introduce a restriction enzyme SalI cleavage site at the 3 ′ end.
5-CTCGTCGACCTACATGTCTCTTGGGGCGCTGTTGA
A PCR amplification product was obtained using a vector recovered from the isolated clone as a template. Table 7 shows the temperature conditions of the PCR reaction used and the composition of the reaction solution.

調製されたPCR増幅産物の精製は、前記の手順に準じて行った。 The prepared PCR amplification product was purified according to the procedure described above.

先ず、各25μLの反応液量でPCR反応を実施した後、合計3回の反応液を合わせ、2μLの反応液を採取し、1%アガロース・ゲル上で泳動し、目的分子量688bp(19+660+9)のPCR増幅産物を確認した。その後の分離、精製手順、条件は同じであった。   First, after carrying out PCR reaction with a reaction liquid volume of 25 μL each, a total of 3 reaction liquids were combined, 2 μL reaction liquid was collected and run on a 1% agarose gel, and a target molecular weight of 688 bp (19 + 660 + 9) was obtained. PCR amplification products were confirmed. Subsequent separation, purification procedures, and conditions were the same.

精製済み二本鎖DNAは、一旦、pCR4Blunt−TOPO(Invitrogen 製)中に組み込み、選択マーカーにより、クローン選別を行った。各選別クローンを培養して、該クローン・プラスミドpCR4Blunt−NFPを増やした。培養後、含まれるプラスミドを精製し、その分子量サイズ、挿入されているDNA断片の塩基配列の確認を行った。ついで、図3に示すように、上記Facter Xaの切断配列をコードする部位に続きORF(翻訳枠)を含む、688bpの挿入DNAのEco RI/SalI断片を、市販のGSTタグ付き融合型タンパク質発現用プラスミド・ベクター:pGEX−6P−1(Amersham Biosciences製)中に挿入し、GSTタグ付き蛍光性タンパク質の発現ベクター:pGEX6P1−NFPを作製した。

(Red Copepoda由来蛍光性タンパク質NFPの組換え発現体の蛍光特性)
先ず、図2に示す、該蛍光性タンパク質NFPの発現ベクター:pET101−NFPを用いて、大腸菌を形質転換した。得られた形質転換大腸菌に関して、選択マーカーのAmpicillin耐性遺伝子を用いて、クローン選別を行った。
The purified double-stranded DNA was once incorporated into pCR4 Blunt-TOPO (manufactured by Invitrogen), and clone selection was performed using a selection marker. Each selected clone was cultured to increase the clone plasmid pCR4Blunt-NFP. After culturing, the contained plasmid was purified, and its molecular weight size and the base sequence of the inserted DNA fragment were confirmed. Next, as shown in FIG. 3, the Eco RI / SalI fragment of the 688 bp inserted DNA containing the ORF (translation frame) following the site encoding the cleavage sequence of Factor Xa was expressed in a commercially available GST-tagged fusion protein. A plasmid vector for use: pGEX-6P-1 (manufactured by Amersham Biosciences) was inserted to prepare a GST-tagged fluorescent protein expression vector: pGEX6P1-NFP.

(Fluorescence characteristics of a recombinant expression product of Red Copepoda-derived fluorescent protein NFP)
First, Escherichia coli was transformed with the fluorescent protein NFP expression vector: pET101-NFP shown in FIG. The resulting transformed Escherichia coli was subjected to clone selection using the ampicillin resistance gene as a selection marker.

選別されたクローンについて、ベクターpET101/D−TOPO由来のプロモーターから、IPTGを用いて、挿入された遺伝子の発現を誘導し、誘導後2時間、4時間経過後、蛍光性タンパク質の組換え発現の有無を確認した。また、IPTG発現誘導後、組換え発現されている蛍光性タンパク質が成熟型タンパク質となっていることは、形質転換株のコロニーを紫外線照射下、蛍光を示すことによって確認される。   For the selected clone, expression of the inserted gene was induced from the promoter derived from the vector pET101 / D-TOPO using IPTG, and after 2 hours and 4 hours after induction, the recombinant protein was expressed recombinantly. The presence or absence was confirmed. In addition, after induction of IPTG expression, the fact that the recombinantly expressed fluorescent protein is a mature protein is confirmed by showing fluorescence of the colony of the transformed strain under ultraviolet irradiation.

培養形質転換株について、IPTG発現誘導後、4時間経過した時点で培養菌体を回収した。菌体破砕後、遠心(15,000rpm;18,800×g)により分離した、可溶性画分(細胞質成分)ならびに不溶性画分(膜成分)にそれぞれ含まれるタンパク質について、SDS−PAGE分析を行った。その結果、形質転換大腸菌の可溶性画分(細胞質成分)中に、分子量25kDaの新たなバンドが見出された。すなわち、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質の分子量は、上記の推定アミノ酸配列から24.7kDaと推定され、図4のSDS−PAGE分析結果に示される、分子量25kDaの新たなバンドは相当している。   With respect to the cultured transformant, the cultured cells were collected when 4 hours had elapsed after the induction of IPTG expression. After disrupting the cells, SDS-PAGE analysis was performed on the proteins contained in the soluble fraction (cytoplasmic component) and insoluble fraction (membrane component) separated by centrifugation (15,000 rpm; 18,800 × g). . As a result, a new band having a molecular weight of 25 kDa was found in the soluble fraction (cytoplasmic component) of transformed E. coli. That is, the molecular weight of the fluorescent protein derived from Red Copepoda is estimated to be 24.7 kDa from the above-mentioned deduced amino acid sequence, and the new band with a molecular weight of 25 kDa shown in the SDS-PAGE analysis result of FIG. 4 corresponds. .

該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPの発現ベクター:pET101−NFPを保持する形質転換大腸菌を大量培養し、IPTG発現誘導によって産生された蛍光性タンパク質組換え体の分離精製を試みた。   The Red Copepoda-derived fluorescent protein NFP expression vector: The transformed E. coli harboring pET101-NFP was cultured in large quantities, and separation and purification of the fluorescent protein recombinant produced by inducing IPTG expression was attempted.

予め、推定アミノ酸配列に基づき、該蛍光性タンパク質組換え体の等電点(pI)を推測(算定)した結果、pI=6.50と算定された。その結果を参照して、可溶性画分(細胞質成分)を、アニオン交換カラム:HiTrap DEAE FF(Amersham Biosciences製)にかけ、溶出条件:A buffer 20mM Tris−HCl pH7.6 B buffer 1M NaCl in A buffer、 直線勾配 0−20% B buffer(0−200mM NaCl濃度)において、4.8−8.8% B bufferの画分に該蛍光性タンパク質組換え体を回収した。   As a result of estimating (calculating) the isoelectric point (pI) of the fluorescent protein recombinant based on the deduced amino acid sequence in advance, it was calculated that pI = 6.50. Referring to the results, the soluble fraction (cytoplasmic component) was applied to an anion exchange column: HiTrap DEAE FF (manufactured by Amersham Biosciences), elution conditions: A buffer 20 mM Tris-HCl pH 7.6 B buffer 1M NaCl in A buffer, The fluorescent protein recombinant was recovered in a fraction of 4.8-8.8% B buffer in a linear gradient 0-20% B buffer (0-200 mM NaCl concentration).

次いで、該回収画分を、予め、VIVASPIN20 MW10,000cutの条件で、濃縮した。この濃縮サンプルを、ゲル濾過:HiLoad 16/60 Superdex 200 pg(Amersham Biosciences製)にかけ、溶出条件:A buffer 20mM Tris−HCl pH7.6において、分子量100kDa以下の、蛍光画分として、該蛍光性タンパク質組換え体を精製、回収した。この段階で、SDS−PAGE分析を行ったところ、図5に示すように、目的とする該蛍光性タンパク質組換え体がほぼ精製された状態となっている。   Next, the collected fraction was concentrated in advance under the conditions of VIVASPIN20 MW 10,000 cut. This concentrated sample was subjected to gel filtration: HiLoad 16/60 Superdex 200 pg (manufactured by Amersham Biosciences), elution conditions: A buffer 20 mM Tris-HCl pH 7.6, and the fluorescent protein as a fluorescent fraction having a molecular weight of 100 kDa or less. The recombinant was purified and recovered. As a result of SDS-PAGE analysis at this stage, the target fluorescent protein recombinant was almost purified as shown in FIG.

この段階の精製タンパク質溶液サンプルは、図6に示すように、Dark Reader光(波長範囲420nm〜500nm)照射下では、黄緑色蛍光を発していることが確認される。なお、宿主大腸菌の可溶性画分(細胞質成分)を同一の精製処理を施した対照サンプルでは、勿論、蛍光は観測されていない。実際に、この段階の精製タンパク質溶液サンプルを用いて、蛍光スペクトルと、励起スペクトルの測定を行った。図7に示すように、波長500nmで蛍光強度をモニターしつつ測定した、励起スペクトルでは、波長507nmに極大ピークが見出された。一方、波長508nmで励起しつつ測定した、蛍光スペクトルでは、波長518nmの極大ピークを持ち、黄色域(波長域570nm〜590nm)をカバーする蛍光が確認されている。   As shown in FIG. 6, it is confirmed that the purified protein solution sample at this stage emits yellow-green fluorescence when irradiated with Dark Reader light (wavelength range: 420 nm to 500 nm). Of course, no fluorescence was observed in the control sample in which the soluble fraction (cytoplasmic component) of the host E. coli was subjected to the same purification treatment. Actually, the fluorescence spectrum and the excitation spectrum were measured using the purified protein solution sample at this stage. As shown in FIG. 7, a maximum peak was found at a wavelength of 507 nm in the excitation spectrum measured while monitoring the fluorescence intensity at a wavelength of 500 nm. On the other hand, in the fluorescence spectrum measured while being excited at a wavelength of 508 nm, fluorescence having a maximum peak at a wavelength of 518 nm and covering the yellow region (wavelength region of 570 nm to 590 nm) has been confirmed.

さらに、ゲル濾過済みのタンパク質溶液サンプルを、MonoQ HR 5/5カラム(Amersham Biosciences製)にかけ、溶出条件:A buffer 20mM Tris−HCl pH7.6 B buffer 1M NaCl in A buffer、 直線勾配 10−20% B buffer(100−200mM NaCl濃度)において、12.0−14.0% B bufferの画分に、精製済みの該蛍光性タンパク質組換え体を回収した。図10に、上述するRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質組換え発現体の精製過程における各タンパク質溶液サンプルのSDS−PAGE分析の結果を示す。

また、図3に示す、GSTタグ付き蛍光性タンパク質の発現ベクター:pGEX6P1−NFPを用いて、大腸菌を形質転換した。得られた形質転換大腸菌、宿主大腸菌(陰性対照)、ならびに、クローニング・ベクター:pBluescript II SK中に該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質をコードするcDNAが挿入されている単離クローン(陽性対照)を、それぞれ培地上で培養した。図8に示すように、各コロニーをDark Reader光(波長範囲420nm〜500nm)照射下、観察したところ、得られた形質転換大腸菌のコロニーは、蛍光を発しており、GSTタグ付き蛍光性タンパク質の発現がなされていることが確認された。また、他のタンパク質と適正なリンカー配列を介して連結された融合型タンパク質として、組換え発現した際にも、翻訳されたペプチド鎖から、蛍光団を形成する内部トリペプチド部位の環化と、その後の酸化を経て、蛍光特性を有する成熟型蛍光性タンパク質となることが確認される。

(Red Copepoda由来蛍光性タンパク質NFPの組換え発現体の蛍光特性の温度依存性)
上記の手法で調製される、精製済みの該蛍光性タンパク質NFP組換え体について、下記の評価法に従って、種々の温度におけるインキュベーション処理を施し、蛍光特性の処理温度に対する依存性を評価する。
Furthermore, the protein solution sample after gel filtration was applied to a MonoQ HR 5/5 column (manufactured by Amersham Biosciences), and elution conditions: A buffer 20 mM Tris-HCl pH 7.6 B buffer 1 M NaCl in A buffer, linear gradient 10-20% In B buffer (100-200 mM NaCl concentration), the purified fluorescent protein recombinant was recovered in a fraction of 12.0-14.0% B buffer. FIG. 10 shows the results of SDS-PAGE analysis of each protein solution sample in the purification process of the fluorescent protein recombinant expression product derived from Red Copepoda described above.

Moreover, Escherichia coli was transformed using the GST-tagged fluorescent protein expression vector: pGEX6P1-NFP shown in FIG. The obtained transformed Escherichia coli, host Escherichia coli (negative control), and cloning vector: isolated clone (positive control) in which the cDNA encoding the fluorescent protein derived from Red Copypoda is inserted in pBluescript II SK Each was cultured on a medium. As shown in FIG. 8, each colony was observed under irradiation with Dark Reader light (wavelength range: 420 nm to 500 nm). As a result, the obtained colonies of transformed Escherichia coli emitted fluorescence, and the GST-tagged fluorescent protein It was confirmed that expression was made. In addition, as a fusion protein linked to another protein through an appropriate linker sequence, cyclization of an internal tripeptide site that forms a fluorophore from a translated peptide chain even when recombinantly expressed, Through subsequent oxidation, it is confirmed that a mature fluorescent protein having fluorescent properties is obtained.

(Temperature Dependence of Fluorescence Properties of Recombinant Expressed Fluorescent Protein NFP from Red Copepoda)
The purified fluorescent protein NFP recombinant prepared by the above method is subjected to incubation treatment at various temperatures according to the following evaluation method, and the dependence of the fluorescence characteristics on the treatment temperature is evaluated.

20mM Tris−HCl pH8.5 buffer中に、タンパク質濃度0.577mg/mLで精製済みの該蛍光性タンパク質NFP組換え体を含む溶液各10μLを、温度:4,20,30,37,45,50,55,60,65,70,75,80℃において、10分間、インキュベーション処理を行う。処理後、NFP組換え体を含む溶液は氷冷(0℃)する。氷冷(0℃)された各溶液10μLに、20mM Tris−HCl pH8.5 buffer 192.5μLを加え、希釈し、最終タンパク質濃度20μg/mLの希釈溶液とする。この希釈溶液を用いて、日立製分光蛍光光度計を使用して、波長507nmで励起しつつ、該蛍光性タンパク質NFP組換え体の蛍光スペクトルを測定する。   10 μL each of the solution containing the fluorescent protein NFP recombinant purified at a protein concentration of 0.577 mg / mL in 20 mM Tris-HCl pH 8.5 buffer was added at a temperature of 4, 20, 30, 37, 45, 50. , 55, 60, 65, 70, 75, and 80 ° C. for 10 minutes. After the treatment, the solution containing the NFP recombinant is ice-cooled (0 ° C.). To 10 μL of each ice-cooled (0 ° C.) solution, 192.5 μL of 20 mM Tris-HCl pH 8.5 buffer is added and diluted to obtain a diluted solution having a final protein concentration of 20 μg / mL. Using this diluted solution, a fluorescence spectrum of the fluorescent protein NFP recombinant is measured using a spectrofluorometer manufactured by Hitachi while being excited at a wavelength of 507 nm.

なお、インキュベーション処理を施していない、該蛍光性タンパク質NFP組換え体を含む希釈溶液において測定される蛍光スペクトルでは、波長518nmの極大ピークをします。このインキュベーション処理を施していない際に測定される、該蛍光性タンパク質NFP組換え体の蛍光スペクトルを基準として、前記各種温度におけるインキュベーション処理を施した、NFP組換え体を含む希釈溶液において測定される蛍光スペクトルを測定する。測定される蛍光スペクトル中、波長517nmにおける蛍光強度を、横軸の前記インキュベーション処理時の処理温度に対して、プロットして、図11に示すプロットを得た。   The fluorescence spectrum measured in a diluted solution containing the fluorescent protein NFP recombinant that has not undergone incubation treatment has a maximum peak at a wavelength of 518 nm. Measured in a diluted solution containing an NFP recombinant that has been incubated at the various temperatures, based on the fluorescence spectrum of the fluorescent protein NFP recombinant, measured when the incubation treatment is not performed. Measure the fluorescence spectrum. In the measured fluorescence spectrum, the fluorescence intensity at a wavelength of 517 nm was plotted against the treatment temperature during the incubation treatment on the horizontal axis to obtain a plot shown in FIG.

図11に示すプロットでは、処理温度70℃以下の範囲では、インキュベーション処理後、氷冷(0℃)すると、該蛍光性タンパク質NFP組換え体の蛍光特性の劣化は見出されていない。一方、処理温度が75℃以上となると、インキュベーション処理後、氷冷(0℃)しても、該蛍光性タンパク質NFP組換え体の蛍光特性の低下が観測されている。従って、該蛍光性タンパク質NFP組換え体は、処理温度70℃以下の範囲では、インキュベーション処理後、氷冷(0℃)すると、熱変性に起因する構造変化に伴う、蛍光特性の劣化は無く、前記の温度範囲においては、高い温度安定性を示すと評価される。

(Red Copepoda由来蛍光性タンパク質NFPの組換え発現体の蛍光特性の薬剤耐性)
上記の手法で調製される、精製済みの該蛍光性タンパク質NFP組換え体について、下記の評価法に従って、各種試薬(薬剤)の存在下においてインキュベーション処理を施し、蛍光特性の各種薬剤の作用に対する安定性を評価する。
In the plot shown in FIG. 11, no deterioration in the fluorescence characteristics of the fluorescent protein NFP recombinant has been found in the range of the treatment temperature of 70 ° C. or lower when ice-cooled (0 ° C.) after the incubation treatment. On the other hand, when the treatment temperature is 75 ° C. or higher, a decrease in the fluorescence characteristics of the fluorescent protein NFP recombinant is observed even after ice treatment (0 ° C.) after the incubation treatment. Therefore, when the fluorescent protein NFP recombinant is in the range of a treatment temperature of 70 ° C. or less, when it is ice-cooled (0 ° C.) after the incubation treatment, there is no deterioration in the fluorescence characteristics due to the structural change caused by thermal denaturation In the said temperature range, it is evaluated that high temperature stability is shown.

(Drug resistance of fluorescent properties of recombinant expression product of fluorescent protein NFP derived from Red Copepoda)
The purified fluorescent protein NFP recombinant prepared by the above method is subjected to incubation treatment in the presence of various reagents (drugs) according to the following evaluation method to stabilize the fluorescence characteristics against the action of various drugs. Assess sex.

20mM Tris−HCl pH8.5 buffer中に、タンパク質濃度0.577mg/mLで精製済みの該蛍光性タンパク質NFP組換え体を含む溶液各10μLに、下に列記する、各種の試薬(薬剤)液192.5μLを加え、最終タンパク質濃度20μg/mLの薬剤含有溶液とする。この薬剤含有溶液に、氷冷(0℃)下、10分間、インキュベーション処理を施す。処理後、該薬剤含有溶液を用いて、日立製分光蛍光光度計を使用して、波長507nmで励起しつつ、該蛍光性タンパク質NFP組換え体の蛍光スペクトルを測定する。   Various reagent (drug) solutions 192 listed below are added to 10 μL each of the solution containing the fluorescent protein NFP recombinant purified at a protein concentration of 0.577 mg / mL in 20 mM Tris-HCl pH 8.5 buffer. Add 5 μL to a drug-containing solution with a final protein concentration of 20 μg / mL. This drug-containing solution is incubated for 10 minutes under ice-cooling (0 ° C.). After the treatment, the fluorescence spectrum of the fluorescent protein NFP recombinant is measured using the drug-containing solution while being excited at a wavelength of 507 nm using a Hitachi spectrofluorometer.

図12には、本発明にかかるRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質組換え発現体を、各種試薬(薬剤)の存在下において、インキュベーション処理を施した後、該蛍光性タンパク質組換え発現体が示す蛍光特性(波長 517nmで測定した蛍光強度)を、希釈用バッファ液(20mM Tris−HCl pH8.5 buffer)を添加した際の蛍光特性を基準として、相対値表示する。 FIG. 12 shows a fluorescent protein recombinant expressed product derived from Red Copepoda according to the present invention after incubation with a recombinant expressed product of fluorescent protein in the presence of various reagents (drugs). The characteristic (fluorescence intensity measured at a wavelength of 517 nm) is displayed as a relative value based on the fluorescence characteristic when a buffer solution for dilution (20 mM Tris-HCl pH 8.5 buffer) is added.

有機溶剤を添加し、蛍光性タンパク質組換え発現体を覆っている溶媒和水分子が除去されると、該蛍光性タンパク質組換え発現体が示す蛍光特性は顕著に低下している。一方、タンパク質の変性剤の機能を示す、塩酸グアニジン、尿素を作用させると、該蛍光性タンパク質組換え発現体が示す蛍光特性は、相当の低下を受けている。但し、1%程度のSDS(ドデシル硫酸ナトリウム)の作用では、該蛍光性タンパク質組換え発現体が示す蛍光特性には、何らの影響をも及ぼしていない。   When an organic solvent is added and the solvated water molecules covering the fluorescent protein recombinant expressed product are removed, the fluorescence characteristics exhibited by the fluorescent protein recombinant expressed product are significantly reduced. On the other hand, when guanidine hydrochloride and urea, which show the function of a protein denaturing agent, are allowed to act, the fluorescence characteristics of the fluorescent protein recombinant expression product undergo a considerable decrease. However, the action of SDS (sodium dodecyl sulfate) of about 1% has no influence on the fluorescence characteristics exhibited by the fluorescent protein recombinant expression product.

タンパク質中のCys−Cys結合を還元する作用を示す、2−メルカプトエタノール、DTT(dithiothreitol)を作用させても、蛍光特性は、
若干の低下を受けるのみである。

(Red Copepoda由来蛍光性タンパク質NFPの組換え発現体の蛍光特性のpH依存性)
上記の手法で調製される、精製済みの該蛍光性タンパク質NFP組換え体について、下記の評価法に従って、種々のpHバッファ液を添加した液中におけるインキュベーション処理を施し、蛍光特性のpHに対する依存性を評価する。
Even if 2-mercaptoethanol or DTT (dithiothreitol), which shows the action of reducing the Cys-Cys bond in the protein, is allowed to act,
It only receives a slight decline.

(PH dependence of fluorescence characteristics of a recombinant expression product of the fluorescent protein NFP derived from Red Copepoda)
The purified fluorescent protein NFP recombinant prepared by the above method is subjected to an incubation treatment in a solution to which various pH buffer solutions are added according to the following evaluation method, and the dependence of fluorescence characteristics on pH is determined. To evaluate.

20mM Tris−HCl pH8.5 buffer中に、タンパク質濃度0.577mg/mLで精製済みの該蛍光性タンパク質NFP組換え体を含む溶液各10μLに、下に列記する、各種のバッファ液192.5μLを加え、該バッファ液によるpH調整された、最終タンパク質濃度20μg/mLの溶液とする。この種々のpHを示す溶液に、氷冷(0℃)下、10分間、インキュベーション処理を施す。処理後、該種々のpHを示す溶液を用いて、日立製分光蛍光光度計を使用して、波長507nmで励起しつつ、該蛍光性タンパク質NFP組換え体の蛍光スペクトルを測定する。
pH調整用バッファ液:
pH3.0 Glycine-HCl
pH3.5 Glycine-HCl
pH4.0 Acetate
pH4.5 Acetate
pH5.0 Acetate
pH5.5 Acetate
pH6.0 Phosphate
pH7.0 HEPES
pH8.0 Tris-HCl
pH8.5 Tris-HCl
pH8.9 Tris-HCl
pH10.0 Carbonate
pH10.5 Carbonate
pH11.0 Carbonate
pH11.5 Phosphate-NaOH
pH12.0 Phosphate-NaOH
pH12.5 Phosphate-NaOH
pH13.0 Phosphate-NaOH
pH13.6 NaOH

図13には、本発明にかかるRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質組換え発現体を、各種バッファ液により調整されるpHにおいて、インキュベーション処理を施した後、該蛍光性タンパク質組換え発現体が示す蛍光特性(波長 517nmで測定した蛍光強度)を、各種バッファ液により調整されるpH値に対して、プロットした結果を示す。少なくとも、pH 6.0〜11.0の範囲においては、該蛍光性タンパク質組換え発現体が示す蛍光特性は、高い安定性を示すことが確認される。
In 20 mM Tris-HCl pH 8.5 buffer, each buffer solution 192.5 μL listed below is added to 10 μL each of the solution containing the fluorescent protein NFP recombinant purified at a protein concentration of 0.577 mg / mL. In addition, the pH is adjusted with the buffer solution to obtain a final protein concentration of 20 μg / mL. This solution having various pH values is incubated for 10 minutes under ice-cooling (0 ° C.). After the treatment, the fluorescence spectrum of the fluorescent protein NFP recombinant is measured using the solutions exhibiting various pHs while being excited at a wavelength of 507 nm using a Hitachi spectrofluorometer.
Buffer solution for pH adjustment:
pH3.0 Glycine-HCl
pH3.5 Glycine-HCl
pH4.0 Acetate
pH4.5 Acetate
pH5.0 Acetate
pH5.5 Acetate
pH6.0 Phosphate
pH7.0 HEPES
pH8.0 Tris-HCl
pH8.5 Tris-HCl
pH8.9 Tris-HCl
pH10.0 Carbonate
pH10.5 Carbonate
pH11.0 Carbonate
pH11.5 Phosphate-NaOH
pH12.0 Phosphate-NaOH
pH12.5 Phosphate-NaOH
pH13.0 Phosphate-NaOH
pH13.6 NaOH

FIG. 13 shows the fluorescence exhibited by the fluorescent protein recombinant expression product after subjecting the Red Copepoda-derived fluorescent protein recombinant expression product according to the present invention to incubation treatment at pH adjusted by various buffer solutions. The results of plotting the characteristics (fluorescence intensity measured at a wavelength of 517 nm) against pH values adjusted by various buffer solutions are shown. At least in the range of pH 6.0 to 11.0, it is confirmed that the fluorescent property exhibited by the fluorescent protein recombinant expression product exhibits high stability.

図14には、前記の評価において、各種pHの溶液中で測定された、該蛍光性タンパク質NFP組換え体の蛍光スペクトルについて、pH3.0〜pH11.0における測定結果を併せて示す。少なくとも、pH3.5〜pH11.0の範囲においては、波長 517nmで測定した極大ピークの蛍光強度は変化するものの、該蛍光性タンパク質NFP組換え体の蛍光スペクトルの相対的な形状は、概ね保持されていることが確認される。

(Red Copepoda由来蛍光性タンパク質NFPの組換え発現体の蛍光特性の紫外光照射に対する耐性)
上記の手法で調製される、精製済みの該蛍光性タンパク質NFP組換え体について、下記の評価法に従って、波長302nmの紫外光を長時間照射する処理を施し、蛍光特性の前記紫外光の長時間照射に対する安定性を評価する。
In FIG. 14, the measurement result in pH3.0-pH11.0 is shown collectively about the fluorescence spectrum of this fluorescent protein NFP recombinant measured in the solution of various pH in said evaluation. At least in the range of pH 3.5 to pH 11.0, the fluorescence intensity of the maximum peak measured at a wavelength of 517 nm varies, but the relative shape of the fluorescence spectrum of the fluorescent protein NFP recombinant is generally retained. It is confirmed that

(Resistance to fluorescent light of the recombinant expression product of Red Copepoda-derived fluorescent protein NFP with respect to ultraviolet light irradiation)
The purified fluorescent protein NFP recombinant prepared by the above method is subjected to a treatment for irradiation with ultraviolet light having a wavelength of 302 nm for a long time according to the following evaluation method, and the ultraviolet light having a fluorescent property for a long time. Evaluate stability against irradiation.

20mM Tris−HCl pH8.5 buffer中に、タンパク質濃度0.577mg/mLで精製済みの該蛍光性タンパク質NFP組換え体を含む溶液に、照射光量 7300μW/cmで、波長302nmの紫外光を60分間連続照射する処理を施す。その間、照射開始前(照射時間0分)と、照射開始後、0,1,5,10,15,30,45分間経過した時点、ならびに、照射終了時(照射時間60分)において、各10μLのサンプルを採取する。採取された各サンプル溶液10μLに、20mM Tris−HCl pH8.5 buffer 192.5μLを加え、希釈し、最終タンパク質濃度20μg/mLの希釈溶液とする。この希釈溶液を用いて、日立製分光蛍光光度計を使用して、波長507nmで励起しつつ、該蛍光性タンパク質NFP組換え体の蛍光スペクトルを測定する。A solution containing the fluorescent protein NFP recombinant purified at a protein concentration of 0.577 mg / mL in 20 mM Tris-HCl pH 8.5 buffer was irradiated with ultraviolet light at a wavelength of 302 nm at an irradiation light amount of 7300 μW / cm 2. A process of continuous irradiation for minutes is performed. Meanwhile, 10 μL each before the start of irradiation (irradiation time 0 minutes), at the time when 0, 1, 5, 10, 15, 30, 45 minutes have elapsed after the start of irradiation and at the end of irradiation (irradiation time 60 minutes). Take a sample of. To 10 μL of each collected sample solution, 192.5 μL of 20 mM Tris-HCl pH 8.5 buffer is added and diluted to obtain a diluted solution having a final protein concentration of 20 μg / mL. Using this diluted solution, a fluorescence spectrum of the fluorescent protein NFP recombinant is measured using a spectrofluorometer manufactured by Hitachi while being excited at a wavelength of 507 nm.

図17には、本発明にかかるRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質組換え発現体に、波長302nmの紫外光を連続照射する処理を施した後、該蛍光性タンパク質組換え発現体が示す蛍光特性(波長 517nmで測定した蛍光強度)を、照射前における蛍光特性を基準として、相対値表示する。図17に示す結果より、該蛍光性タンパク質NFP組換え体は、少なくとも、波長302nmの紫外光による連続照射時間が、60分間以内の範囲では、実質的に蛍光特性の劣化を受けないことが確認される。

(Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質のヒト細胞内における組換え発現)
プラスミドpcDNA3.2/V5−GW/D−TOPO中へのRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質遺伝子の挿入
上述するRed Copepoda由来の蛍光性タンパク質の発現ベクター:pET101−NFPの作製手順に準じて、Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPのコード遺伝子に基づき、PCR法で調整される、精製済み二本鎖DNAを、市販のプラスミドpcDNA3.2/V5−GW/D−TOPO(Invitrogen 製)のクローニング・サイト中に挿入し、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質のヒト細胞内発現用発現ベクターを作製した。図15に作製された該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPのヒト細胞内発現用発現ベクターの構成を示す。なお、かかる発現ベクター中に挿入されている二本鎖DNA断片は、Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPのコード遺伝子と同じ塩基配列を有し、ヒトにおけるコドン選択に適合するようなコドン変換は施されていない。すなわち、上記発現ベクター:pET101−NFP中に挿入される二本鎖DNA断片と同じものである。
FIG. 17 shows the fluorescent properties of the fluorescent protein recombinant expression product obtained by subjecting the red protein recombinant expression product derived from Red Copepoda according to the present invention to continuous irradiation with ultraviolet light having a wavelength of 302 nm. The fluorescence intensity measured at a wavelength of 517 nm is displayed as a relative value based on the fluorescence characteristics before irradiation. From the results shown in FIG. 17, it is confirmed that the fluorescent protein NFP recombinant is not substantially deteriorated in fluorescence characteristics within a range where the continuous irradiation time with ultraviolet light having a wavelength of 302 nm is within 60 minutes. Is done.

(Recombinant expression in human cells of fluorescent protein derived from Red Copepoda)
Insertion of Red Copepoda-derived Fluorescent Protein Gene into Plasmid pcDNA3.2 / V5-GW / D-TOPO According to the above-mentioned red Copepoda-derived fluorescent protein expression vector: Red Copepoda Purified double-stranded DNA prepared by PCR based on the coding gene of the fluorescent protein NFP derived from the cloning site of the commercially available plasmid pcDNA3.2 / V5-GW / D-TOPO (manufactured by Invitrogen) The expression vector for expression in human cells of the fluorescent protein derived from Red Copepoda was prepared. FIG. 15 shows the construction of the expression vector for expression in human cells of the produced Red Copepoda-derived fluorescent protein NFP. Note that the double-stranded DNA fragment inserted into such an expression vector has the same base sequence as that of the coding protein of the fluorescent protein NFP derived from Red Copepoda, and is subjected to codon conversion suitable for codon selection in humans. It has not been. That is, it is the same as the double-stranded DNA fragment inserted into the expression vector: pET101-NFP.

作製されたプラスミドの回収、精製は、市販のプラスミド精製キット;QIAGEN Plasmid Maxi Kit (QIAGEN 製)を用いて行った。

Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質のヒト細胞内発現用発現ベクターのHeLa細胞への導入
精製済みの、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPのヒト細胞内発現用発現ベクターを、HeLa細胞中に、PolyFect Transfection法を適用して導入する。宿主のHeLa細胞は、血清添加培地(DMEM+10%FBS+100μg/ml Kanamycin)を用いて、100mm Dish上で、70% confluent状態まで培養されたものを利用する。その際、発現ベクター・プラスミド溶液(DNA含有量:5ng/mL)6.0μLを、市販のPolyFect Transfection用試薬液;PolyFect Transfection Reagent(QIAGEN 製)50.0μLに加え、この混合液を10分間攪拌する。PolyFect Transfection処理後、HeLa細胞は、5%COの雰囲気下、37℃に保持し、24〜48時間インキュベーション処理を施し、処置に伴う細胞損傷の回復と、培養を行う。
The prepared plasmid was collected and purified using a commercially available plasmid purification kit; QIAGEN Plasmid Maxi Kit (manufactured by QIAGEN).

Introduction of an expression vector for expression of a fluorescent protein derived from Red Copepoda into a human cell into HeLa cells The purified expression vector for expression in human cells of the fluorescent protein NFP derived from Red Copepoda was introduced into a HeLa cell using PolyFect. Introduced by applying the Transfection method. As the host HeLa cells, those cultured in a serum-added medium (DMEM + 10% FBS + 100 μg / ml Kanmycin) on a 100 mm dish to 70% confluent are used. At that time, 6.0 μL of an expression vector / plasmid solution (DNA content: 5 ng / mL) was added to 50.0 μL of a commercially available reagent solution for PolyFect Transfection; PolyFect Transfection Reagent (manufactured by QIAGEN), and the mixture was stirred for 10 minutes. To do. After the PolyFect Transfection treatment, the HeLa cells are maintained at 37 ° C. in an atmosphere of 5% CO 2 and subjected to an incubation treatment for 24-48 hours to recover cell damage associated with the treatment and culture.

この発現ベクターを導入されたHeLa細胞内における、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPの組換え発現を誘導したところ、図16に一例を示すように、培養細胞中の一部において、その細胞全体に蛍光性タンパク質NFPの組換え体に由来する蛍光が観測された。すなわち、ヒト由来のHeLa細胞内においても、Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPのコード遺伝子に基づき、蛍光性タンパク質NFPの組換え体へと翻訳がなされ、また、成熟型の蛍光性タンパク質NFPへと細胞内における翻訳後のプロセッシングが進行したことを明確に示している。   When the recombinant expression of the fluorescent protein NFP derived from Red Copepoda in HeLa cells introduced with this expression vector was induced, as shown in an example in FIG. In addition, fluorescence derived from a recombinant fluorescent protein NFP was observed. That is, even in HeLa cells derived from humans, translation into a recombinant fluorescent protein NFP is performed based on the coding gene of fluorescent protein NFP derived from Red Copepoda, and into mature fluorescent protein NFP. It clearly shows that post-translational processing in the cell has progressed.

従って、Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPのコード遺伝子は、ヒト細胞におけるコドン選択に適合させるコドン変換を施さなくとも、十分に、各種のヒト由来の細胞系を利用するin vitro培養系において、該宿主細胞内で発現可能なin vivo 蛍光性マーカー・タンパク質のコード遺伝子として利用することが可能であることが検証される。

さらに、Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPが、実際に、宿主細胞内で発現可能なin vivo 蛍光性マーカー・タンパク質として利用可能であることを、下記のように検証した。
Therefore, the coding gene for the fluorescent protein NFP derived from Red Copepoda can be used in an in vitro culture system that uses various human-derived cell systems without sufficient codon conversion to match codon selection in human cells. It is verified that it can be used as a coding gene for an in vivo fluorescent marker protein that can be expressed in a host cell.

Furthermore, it was verified as described below that the fluorescent protein NFP derived from Red Copepoda can actually be used as an in vivo fluorescent marker protein that can be expressed in a host cell.

汎用されている蛍光性マーカー・タンパク質EGFPと同様に、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPを対象タンパク質のN末に連結してなる融合タンパク質は、宿主細胞内で発現可能であり、また、発現される融合タンパク質は、N末部分の蛍光性タンパク質NFPに由来する蛍光特性、ならびに、C末部分の対象タンパク質の機能を保持することを検証する。   Similar to the widely used fluorescent marker protein EGFP, a fusion protein obtained by linking the fluorescent protein NFP derived from Red Copperpoda to the N-terminus of the target protein can be expressed in the host cell. It is verified that the fusion protein retains the fluorescence characteristics derived from the fluorescent protein NFP at the N-terminal part, as well as the function of the target protein at the C-terminal part.

汎用されている蛍光性マーカー・タンパク質EGFPとヒト・細胞質β−アクチンとの融合タンパク質発現用の市販プラスミド・ベクター;pGFP−Actin(5820bp:BD Biosciences Clontech社製)、EGFPとヒト・α−チューブリンとの融合タンパク質発現用の市販プラスミド・ベクター;pGFP−Tub(6045bp:BD Biosciences Clontech社製)を利用し、その蛍光性マーカー・タンパク質EGFPのコード配列部分を、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPのコード配列により置き換え、NFP−Human cytoplasmic β−Actin(1128bp、375aa)融合タンパク質、ならびに、NFP−Human α−tubulin(in frame with RedGFP 1356bp、451aa)融合タンパク質の組換え発現用ベクターを、下記の手順で構築する。   Commercially available plasmid vector for expressing fusion protein of fluorescent marker protein EGFP and human cytoplasmic β-actin, which are widely used; pGFP-Actin (5820 bp: manufactured by BD Biosciences Clontech), EGFP and human α-tubulin A commercially available plasmid vector for expression of a fusion protein with pGFP-Tub (6045 bp: manufactured by BD Biosciences Clontech), and the coding sequence portion of the fluorescent marker protein EGFP is converted to the fluorescent protein NFP derived from the Red Copepoda NFP-Human cytoplasmic β-Actin (1128 bp, 375aa) fusion protein, and NFP-Human α-tu ulin (in frame with RedGFP 1356bp, 451aa) a recombinant expression vector for fusion protein, to build the following procedure.

Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPのコード遺伝子に対して、開始コドンの直前に、kozak配列(GCCACC)を付加し、上流の非翻訳領域に制限酵素NheI認識配列(GCTAGC)を設け、一方、終止コドンを除き、リンカー配列のコード塩基配列の一部を構成する塩基配列(T CCG GAC TCA GAT)を付加し、その下流に制限酵素SalIの認識配列(GTCGAC)を設けるため、下記するファワード・プライマー:NFP NheI/Kozak-UP1とリーバース・プライマー:NFP SalI-LP1を用いて、PCR増幅を行う。   To the coding gene of the fluorescent protein NFP derived from Red Copepoda, a kozak sequence (GCCACC) is added immediately before the start codon, and a restriction enzyme NheI recognition sequence (GCTAGC) is provided in the upstream untranslated region, while terminating. In order to add a base sequence (TCCGAC TCA GAT) that constitutes a part of the coding base sequence of the linker sequence, excluding codons, and to provide a restriction enzyme SalI recognition sequence (GTCGAC) downstream of it, the following forward primer : NFP NheI / Kozak-UP1 and reverse primer: NFP SalI-LP1 is used for PCR amplification.

NFP NheI/Kozak-UP1 48mer
5'-CCA GCT AGC GCT ACG GTC GCC
ACC ATG ACA ACC TTC AAA ATC GAG TCC-3'
NFP SalI-LP1 45mer
5'-AAA GTC GAC ATC TGA
GTC CGG ACA TGT CTC TTG GGG CGC TGT TGA-3'
市販プラスミド・ベクターのpGFP−ActinならびにpGFP−Tub中、蛍光性マーカー・タンパク質EGFPのコード配列部分を、制限酵素NheIとXhoIの消化処理を施し、切除する。一方、得られたPCR産物(703bp)は、新たに導入した制限酵素NheIとSalI部位で消化する。得られるDNA断片と、それぞれ、制限酵素消化したプラスミド・ベクターのベクター断片と連結して、融合タンパク質の組換え発現用ベクターを構築する。なお、調製されたプラスミドの精製は、市販の精製キット;EndoFree Plasmid Maxi Kit (Qiagen社)を使用しておこなった。
NFP NheI / Kozak-UP1 48mer
5'-CCA GCT AGC GCT ACG GTC GCC
ACC ATG ACA ACC TTC AAA ATC GAG TCC-3 '
NFP SalI-LP1 45mer
5'-AAA GTC GAC ATC TGA
GTC CGG ACA TGT CTC TTG GGG CGC TGT TGA-3 '
In the commercially available plasmid vectors pGFP-Actin and pGFP-Tub, the coding sequence part of the fluorescent marker protein EGFP is digested with restriction enzymes NheI and XhoI and excised. On the other hand, the obtained PCR product (703 bp) is digested with the newly introduced restriction enzymes NheI and SalI sites. The resulting DNA fragment is ligated with a vector fragment of a plasmid vector digested with a restriction enzyme to construct a recombinant protein recombinant expression vector. The prepared plasmid was purified using a commercially available purification kit; Endo Free Plasmid Maxi Kit (Qiagen).

作製された、二種の発現ベクターは、その塩基配列解析を行い、挿入されたPCR産物由来のDNA断片と、連結部の塩基配列を確認し、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPとC末側の対象タンパク質とのコード配列が、リンカー部を介して、フレーム・シフト無く連結されていることを確認した。特に、該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPとC末側の対象タンパク質との間に設けるリンカー部のアミノ配列は、前記リーバース・プライマー:NFP SalI-LP1中に含まれる、塩基配列(T CCG GAC TCA GAT)と、その下流の制限酵素SalIの認識配列(GTCGAC)における切断部を、前記ベクター断片と連結することで、下記の塩基配列:
TCC GGA CTC AGA TGT CGA GCT
AGG CCT GAG TCT ACA GCT CGA
によりコードされる、部分アミノ酸配列: SGLRCRA 7a.a. であることを確認した。
The prepared two types of expression vectors were analyzed for their base sequences, the DNA fragment derived from the inserted PCR product and the base sequence of the ligation part were confirmed, and the fluorescent protein NFP derived from the Red Copepoda and the C-terminal It was confirmed that the coding sequence with the target protein on the side was linked without a frame shift via the linker portion. In particular, the amino sequence of the linker portion provided between the fluorescent protein NFP derived from Red Copepoda and the target protein on the C-terminal side is the base sequence (T CCG GAC included in the reversal primer: NFP SalI-LP1). TCA GAT) and a cleavage site in the recognition sequence (GTCGAC) of the restriction enzyme SalI downstream thereof are ligated to the vector fragment, whereby the following base sequence:
TCC GGA CTC AGA TGT CGA GCT
AGG CCT GAG TCT A CA GCT CGA
It was confirmed that the partial amino acid sequence encoded by is SGLRCRA 7a.a.

上記のトランスフェクション手順に準じて、各融合タンパク質のヒト細胞内発現用ベクターを、それぞれHeLa細胞中に、PolyFect Transfection法を適用して導入する。遺伝子組換え後、16時間培養した時点で、培養されるHeLa細胞のうち、蛍光を発するものが見出された。蛍光顕微鏡観察を行ったとところ、上述する蛍光性タンパク質NFPのみの発現用ベクターを導入したHeLa細胞では、細胞全体から均一な蛍光が観測されるが、前記蛍光性タンパク質NFPとの融合タンパク質発現用ベクターを導入したHeLa細胞では、細胞内における、蛍光強度の分布は、局在を示していた。   In accordance with the transfection procedure described above, human intracellular expression vectors for each fusion protein are introduced into HeLa cells by applying the PolyFect Transfection method. When the cells were cultured for 16 hours after gene recombination, helium cells that were cultivated were found to emit fluorescence. When observed with a fluorescence microscope, HeLa cells into which the above-described expression vector for the fluorescent protein NFP alone is introduced, uniform fluorescence is observed from the entire cell, but the fusion protein expression vector with the fluorescent protein NFP is observed. In the HeLa cells into which the fluorescence was introduced, the distribution of fluorescence intensity in the cells showed localization.

すなわち、ヒト細胞内において、融合タンパク質として組換え発現でき、翻訳後、そのN末部分の該Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPは、適正なホールディングを経て、蛍光特性を発揮しており、一方、C末部分のβ−Actin、あるいは、α−tubulinの細胞内での局在に伴い、局在した蛍光強度分布として、観測されている。図18に、蛍光性タンパク質NFPとの融合タンパク質発現用ベクターを導入したHeLa細胞において発現される、NFP−Human cytoplasmic β−Actin(1128bp、375aa)融合タンパク質に起因する、細胞内における、蛍光強度の分布の局在を、蛍光顕微鏡によって観測した結果を示す。この結果は、Red Copepoda由来の蛍光性タンパク質NFPのコード遺伝子は、実際に、各種のヒト由来の細胞系を利用するin vitro培養系において、該宿主細胞内で発現可能なin vivo 蛍光性マーカー・タンパク質のコード遺伝子として利用することが可能であることの査証となっている。
That is, it can be recombinantly expressed as a fusion protein in human cells, and after translation, the fluorescent protein NFP derived from the Red Copepoda at its N-terminal part exhibits fluorescent properties through proper holding, Along with the localization of β-actin or α-tubulin at the C-terminal part in the cell, it is observed as a localized fluorescence intensity distribution. FIG. 18 shows the fluorescence intensity in a cell caused by an NFP-Human cytoplasmic β-Actin (1128 bp, 375aa) fusion protein expressed in HeLa cells into which a fusion protein expression vector with the fluorescent protein NFP has been introduced. The result of having observed the localization of distribution by the fluorescence microscope is shown. As a result, the coding gene of the fluorescent protein NFP derived from Red Copepoda is actually an in vivo fluorescent marker that can be expressed in the host cell in an in vitro culture system using various human-derived cell systems. It is a visa that it can be used as a protein coding gene.

本発明の蛍光性タンパク質は、哺乳動物細胞を利用するin vitro培養系において、該宿主細胞内で発現可能なin vivo 蛍光性マーカー・タンパク質として利用することが可能である。   The fluorescent protein of the present invention can be used as an in vivo fluorescent marker protein that can be expressed in a host cell in an in vitro culture system using mammalian cells.

Claims (8)

分類学上、Chiridius poppeiに分類される橈脚類由来の蛍光性タンパク質であって、
該蛍光性タンパク質の完全長アミノ酸配列は、
MTTFKIESRI HGNLNGEKFE LVGGGVGEEG RLEIEMKTKD KPLAFSPFLL SHCMGYGFYH 60
FASFPKGTKN IYLHAATNGG YTNTRKEIYE DGGILEVNFR YTYEFNKIIG DVECIGHGFP 120
SQSPIFKDTI VKSCPTVDLM LPMSGNIIAS SYARAFQLKD GSFYTAEVKN NIDFKNPIHE 180
SFSKSGPMFT HRRVEETHTK ENLAMVEYQQ VFNSAPRDM 219
(配列番号:1に記載のアミノ酸配列)であり、
該蛍光性タンパク質は、哺乳動物細胞のin vitro培養系、ならびに、大腸菌において、翻訳後、形成される蛍光団に起因する蛍光性を示す蛍光性タンパク質として組換え発現可能である
ことを特徴とする蛍光性タンパク質。
Taxonomically, a fluorescent protein derived from a rodent that is classified as Chiridius poppei,
The full-length amino acid sequence of the fluorescent protein is
MTTFKIESRI HGNLNGEKFE LVGGGVGEEG RLEIEMKTKD KPLAFSPFLL SHCMGYGFYH 60
FASFPKGTKN IYLHAATNGG YTNTRKEIYE DGGILEVNFR YTYEFNKIIG DVECIGHGFP 120
SQSPIFKDTI VKSCPTVDLM LPMSGNIIAS SYARAFQLKD GSFYTAEVKN NIDFKNPIHE 180
SFSKSGPMFT HRRVEETHTK ENLAMVEYQQ VFNSAPRDM 219
(The amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1)
The fluorescent protein can be recombinantly expressed in a mammalian cell in vitro culture system and in Escherichia coli as a fluorescent protein exhibiting fluorescence resulting from a fluorophore formed after translation. Fluorescent protein.
Chiridius poppeiに分類される橈脚類由来の蛍光性タンパク質をコードする遺伝子であって、
配列番号:1に記載のアミノ酸配列をコードするDNAを含んでなる遺伝子。
A gene that encodes a fluorescent protein derived from a rodent class classified as Chiridius poppei,
A gene comprising DNA encoding the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1.
前記配列番号:1に記載のアミノ酸配列をコードするDNAの塩基配列は、
ATG ACA ACC TTC AAA ATC GAG TCC CGG ATC CAT GGC AAC CTC AAC GGG 48
GAG AAG TTC GAG TTG GTT GGA GGT GGA GTA GGT GAG GAG GGT CGC CTC 96
GAG ATT GAG ATG AAG ACT AAA GAT AAA CCA CTG GCA TTC TCT CCC TTC 144
CTG CTG TCC CAC TGC ATG GGT TAC GGG TTC TAC CAC TTC GCC AGC TTC 192
CCA AAG GGG ACT AAG AAC ATC TAT CTT CAT GCT GCA ACA AAC GGA GGT 240
TAC ACC AAC ACC AGG AAG GAG ATC TAT GAA GAC GGC GGC ATC TTG GAG 288
GTC AAC TTC CGT TAC ACT TAC GAG TTC AAC AAG ATC ATC GGT GAC GTC 336
GAG TGC ATT GGA CAT GGA TTC CCA AGT CAG AGT CCG ATC TTC AAG GAC 384
ACG ATC GTG AAG TCG TGT CCC ACG GTG GAC CTG ATG TTG CCG ATG TCC 432
GGG AAC ATC ATC GCC AGC TCC TAC GCT AGA GCC TTC CAA CTG AAG GAC 480
GGC TCT TTC TAC ACG GCA GAA GTC AAG AAC AAC ATA GAC TTC AAG AAT 528
CCA ATC CAC GAG TCC TTC TCG AAG TCG GGG CCC ATG TTC ACC CAC AGA 576
CGT GTC GAG GAG ACT CAC ACC AAG GAG AAC CTT GCC ATG GTG GAG TAC 624
CAG CAG GTT TTC AAC AGC GCC CCA AGA GAC ATG TAG 660
(配列番号:2に記載の塩基配列)である
ことを特徴とする、請求項2に記載の遺伝子。
The base sequence of DNA encoding the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 is
ATG ACA ACC TTC AAA ATC GAG TCC CGG ATC CAT GGC AAC CTC AAC GGG 48
GAG AAG TTC GAG TTG GTT GGA GGT GGA GTA GGT GAG GAG GGT CGC CTC 96
GAG ATT GAG ATG AAG ACT AAA GAT AAA CCA CTG GCA TTC TCT CCC TTC 144
CTG CTG TCC CAC TGC ATG GGT TAC GGG TTC TAC CAC TTC GCC AGC TTC 192
CCA AAG GGG ACT AAG AAC ATC TAT CTT CAT GCT GCA ACA AAC GGA GGT 240
TAC ACC AAC ACC AGG AAG GAG ATC TAT GAA GAC GGC GGC ATC TTG GAG 288
GTC AAC TTC CGT TAC ACT TAC GAG TTC AAC AAG ATC ATC GGT GAC GTC 336
GAG TGC ATT GGA CAT GGA TTC CCA AGT CAG AGT CCG ATC TTC AAG GAC 384
ACG ATC GTG AAG TCG TGT CCC ACG GTG GAC CTG ATG TTG CCG ATG TCC 432
GGG AAC ATC ATC GCC AGC TCC TAC GCT AGA GCC TTC CAA CTG AAG GAC 480
GGC TCT TTC TAC ACG GCA GAA GTC AAG AAC AAC ATA GAC TTC AAG AAT 528
CCA ATC CAC GAG TCC TTC TCG AAG TCG GGG CCC ATG TTC ACC CAC AGA 576
CGT GTC GAG GAG ACT CAC ACC AAG GAG AAC CTT GCC ATG GTG GAG TAC 624
CAG CAG GTT TTC AAC AGC GCC CCA AGA GAC ATG TAG 660
The gene according to claim 2, wherein the gene is (the base sequence described in SEQ ID NO: 2).
配列番号:1に記載のアミノ酸配列をコードする、Chiridius poppeiに分類される橈脚類由来の蛍光性タンパク質のmRNAから調製されたcDNAであり、
該cDNAの塩基配列は、
AGAACACTCA GTGTATCCAG TTTTCCGTCC TACTACAAAC 40
ATG ACA ACC TTC AAA ATC GAG TCC CGG ATC CAT GGC AAC CTC AAC GGG 88
GAG AAG TTC GAG TTG GTT GGA GGT GGA GTA GGT GAG GAG GGT CGC CTC 136
GAG ATT GAG ATG AAG ACT AAA GAT AAA CCA CTG GCA TTC TCT CCC TTC 184
CTG CTG TCC CAC TGC ATG GGT TAC GGG TTC TAC CAC TTC GCC AGC TTC 232
CCA AAG GGG ACT AAG AAC ATC TAT CTT CAT GCT GCA ACA AAC GGA GGT 280
TAC ACC AAC ACC AGG AAG GAG ATC TAT GAA GAC GGC GGC ATC TTG GAG 328
GTC AAC TTC CGT TAC ACT TAC GAG TTC AAC AAG ATC ATC GGT GAC GTC 376
GAG TGC ATT GGA CAT GGA TTC CCA AGT CAG AGT CCG ATC TTC AAG GAC 424
ACG ATC GTG AAG TCG TGT CCC ACG GTG GAC CTG ATG TTG CCG ATG TCC 472
GGG AAC ATC ATC GCC AGC TCC TAC GCT AGA GCC TTC CAA CTG AAG GAC 520
GGC TCT TTC TAC ACG GCA GAA GTC AAG AAC AAC ATA GAC TTC AAG AAT 568
CCA ATC CAC GAG TCC TTC TCG AAG TCG GGG CCC ATG TTC ACC CAC AGA 616
CGT GTC GAG GAG ACT CAC ACC AAG GAG AAC CTT GCC ATG GTG GAG TAC 664
CAG CAG GTT TTC AAC AGC GCC CCA AGA GAC ATG TAG 700
AATGTGGAAC GAAACCTTTT TTTCTGATTA CTTTCTCTGT TGACTCCACA 750
TTCGGAACTT GTATAAATAA GTTCAGTTTA AA 782
(配列番号:3に記載の塩基配列)である
ことを特徴とする、請求項2に記載の遺伝子。
A cDNA prepared from mRNA of a fluorescent protein derived from a rodent class classified as Chiridius poppei, which encodes the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1.
The cDNA base sequence is
AGAACACTCA GTGTATCCAG TTTTCCGTCC TACTACAAAC 40
ATG ACA ACC TTC AAA ATC GAG TCC CGG ATC CAT GGC AAC CTC AAC GGG 88
GAG AAG TTC GAG TTG GTT GGA GGT GGA GTA GGT GAG GAG GGT CGC CTC 136
GAG ATT GAG ATG AAG ACT AAA GAT AAA CCA CTG GCA TTC TCT CCC TTC 184
CTG CTG TCC CAC TGC ATG GGT TAC GGG TTC TAC CAC TTC GCC AGC TTC 232
CCA AAG GGG ACT AAG AAC ATC TAT CTT CAT GCT GCA ACA AAC GGA GGT 280
TAC ACC AAC ACC AGG AAG GAG ATC TAT GAA GAC GGC GGC ATC TTG GAG 328
GTC AAC TTC CGT TAC ACT TAC GAG TTC AAC AAG ATC ATC GGT GAC GTC 376
GAG TGC ATT GGA CAT GGA TTC CCA AGT CAG AGT CCG ATC TTC AAG GAC 424
ACG ATC GTG AAG TCG TGT CCC ACG GTG GAC CTG ATG TTG CCG ATG TCC 472
GGG AAC ATC ATC GCC AGC TCC TAC GCT AGA GCC TTC CAA CTG AAG GAC 520
GGC TCT TTC TAC ACG GCA GAA GTC AAG AAC AAC ATA GAC TTC AAG AAT 568
CCA ATC CAC GAG TCC TTC TCG AAG TCG GGG CCC ATG TTC ACC CAC AGA 616
CGT GTC GAG GAG ACT CAC ACC AAG GAG AAC CTT GCC ATG GTG GAG TAC 664
CAG CAG GTT TTC AAC AGC GCC CCA AGA GAC ATG TAG 700
AATGTGGAAC GAAACCTTTT TTTCTGATTA CTTTCTCTGT TGACTCCACA 750
TTCGGAACTT GTATAAATAA GTTCAGTTTA AA 782
The gene according to claim 2, wherein the gene is (the base sequence of SEQ ID NO: 3).
配列番号:1に記載のアミノ酸配列をコードする、Chiridius poppeiに分類される橈脚類由来の蛍光性タンパク質のmRNAから調製されたcDNAを挿入してなるプラスミド・ベクターであって、
該cDNAの塩基配列は、
AGAACACTCA GTGTATCCAG TTTTCCGTCC TACTACAAAC 40
ATG ACA ACC TTC AAA ATC GAG TCC CGG ATC CAT GGC AAC CTC AAC GGG 88
GAG AAG TTC GAG TTG GTT GGA GGT GGA GTA GGT GAG GAG GGT CGC CTC 136
GAG ATT GAG ATG AAG ACT AAA GAT AAA CCA CTG GCA TTC TCT CCC TTC 184
CTG CTG TCC CAC TGC ATG GGT TAC GGG TTC TAC CAC TTC GCC AGC TTC 232
CCA AAG GGG ACT AAG AAC ATC TAT CTT CAT GCT GCA ACA AAC GGA GGT 280
TAC ACC AAC ACC AGG AAG GAG ATC TAT GAA GAC GGC GGC ATC TTG GAG 328
GTC AAC TTC CGT TAC ACT TAC GAG TTC AAC AAG ATC ATC GGT GAC GTC 376
GAG TGC ATT GGA CAT GGA TTC CCA AGT CAG AGT CCG ATC TTC AAG GAC 424
ACG ATC GTG AAG TCG TGT CCC ACG GTG GAC CTG ATG TTG CCG ATG TCC 472
GGG AAC ATC ATC GCC AGC TCC TAC GCT AGA GCC TTC CAA CTG AAG GAC 520
GGC TCT TTC TAC ACG GCA GAA GTC AAG AAC AAC ATA GAC TTC AAG AAT 568
CCA ATC CAC GAG TCC TTC TCG AAG TCG GGG CCC ATG TTC ACC CAC AGA 616
CGT GTC GAG GAG ACT CAC ACC AAG GAG AAC CTT GCC ATG GTG GAG TAC 664
CAG CAG GTT TTC AAC AGC GCC CCA AGA GAC ATG TAG 700
AATGTGGAAC GAAACCTTTT TTTCTGATTA CTTTCTCTGT TGACTCCACA 750
TTCGGAACTT GTATAAATAA GTTCAGTTTA AA 782
(配列番号:3に記載の塩基配列)である
ことを特徴とするプラスミド・ベクター pBluescriptII SK−NFP(FERM BP−08681)。
A plasmid vector obtained by inserting a cDNA prepared from mRNA of a fluorescent protein derived from a rodent class classified as Chiridius poppei, which encodes the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1,
The cDNA base sequence is
AGAACACTCA GTGTATCCAG TTTTCCGTCC TACTACAAAC 40
ATG ACA ACC TTC AAA ATC GAG TCC CGG ATC CAT GGC AAC CTC AAC GGG 88
GAG AAG TTC GAG TTG GTT GGA GGT GGA GTA GGT GAG GAG GGT CGC CTC 136
GAG ATT GAG ATG AAG ACT AAA GAT AAA CCA CTG GCA TTC TCT CCC TTC 184
CTG CTG TCC CAC TGC ATG GGT TAC GGG TTC TAC CAC TTC GCC AGC TTC 232
CCA AAG GGG ACT AAG AAC ATC TAT CTT CAT GCT GCA ACA AAC GGA GGT 280
TAC ACC AAC ACC AGG AAG GAG ATC TAT GAA GAC GGC GGC ATC TTG GAG 328
GTC AAC TTC CGT TAC ACT TAC GAG TTC AAC AAG ATC ATC GGT GAC GTC 376
GAG TGC ATT GGA CAT GGA TTC CCA AGT CAG AGT CCG ATC TTC AAG GAC 424
ACG ATC GTG AAG TCG TGT CCC ACG GTG GAC CTG ATG TTG CCG ATG TCC 472
GGG AAC ATC ATC GCC AGC TCC TAC GCT AGA GCC TTC CAA CTG AAG GAC 520
GGC TCT TTC TAC ACG GCA GAA GTC AAG AAC AAC ATA GAC TTC AAG AAT 568
CCA ATC CAC GAG TCC TTC TCG AAG TCG GGG CCC ATG TTC ACC CAC AGA 616
CGT GTC GAG GAG ACT CAC ACC AAG GAG AAC CTT GCC ATG GTG GAG TAC 664
CAG CAG GTT TTC AAC AGC GCC CCA AGA GAC ATG TAG 700
AATGTGGAAC GAAACCTTTT TTTCTGATTA CTTTCTCTGT TGACTCCACA 750
TTCGGAACTT GTATAAATAA GTTCAGTTTA AA 782
A plasmid vector pBluescript II SK-NFP (FERM BP-08681), characterized in that it is (the base sequence described in SEQ ID NO: 3).
哺乳動物細胞のin vitro培養系において、配列番号:1に記載のアミノ酸配列を完全長アミノ酸配列とする、Chiridius poppeiに分類される橈脚類由来の蛍光性タンパク質を前記哺乳動物細胞中で組換え発現させ、翻訳後、形成される蛍光団に起因する蛍光性を示す、組換え発現型蛍光性タンパク質を、in vivo 蛍光性マーカー・タンパク質として利用することを目的とする、該配列番号:1に記載のアミノ酸配列を有するペプチド鎖をコードする塩基配列としての、配列番号:2に記載の塩基配列を有するDNAの使用。  Recombinant expression in a mammalian cell of a fluorescent protein derived from Chiropius poppei having the full-length amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 in an in vitro culture system of mammalian cells The recombinant expression type fluorescent protein that exhibits fluorescence resulting from the fluorophore formed after translation is used as an in vivo fluorescent marker protein and is described in SEQ ID NO: 1. Use of DNA having the base sequence set forth in SEQ ID NO: 2 as a base sequence encoding a peptide chain having the amino acid sequence of 前記哺乳動物細胞は、in vitro培養可能なヒト由来細胞系である
ことを特徴とする、請求項6に記載のDNAの使用。
Use of DNA according to claim 6, characterized in that the mammalian cells are human derived cell lines which can be cultured in vitro.
前記哺乳動物細胞は、ヒト由来のHeLa細胞である
ことを特徴とする、請求項6または7に記載のDNAの使用。
8. Use of DNA according to claim 6 or 7, characterized in that the mammalian cells are human-derived HeLa cells.
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