JP2003135060A - ウシインターロイキン−1βの製造方法 - Google Patents
ウシインターロイキン−1βの製造方法Info
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Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 成熟型ウシインターロイキン−1β(bo
vine Interleukin: bIL-1β)のアミノ酸配列をコード
する塩基配列を有するDNA断片を組み込んだプラスミ
ドにより形質転換されたブレビバチルス・チョーシネン
シス(Brevibacillus choshinensis)を培養することに
より、ウシインターロイキン−1βを培養物中に生成、
蓄積せしめ、これを採取すること、を特徴とするウシイ
ンターロイキン−1βの製造方法。 【効果】 高純度のウシインターロイキン−1β(ウシ
IL−1β)の大量生産が可能となった。
vine Interleukin: bIL-1β)のアミノ酸配列をコード
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シス(Brevibacillus choshinensis)を培養することに
より、ウシインターロイキン−1βを培養物中に生成、
蓄積せしめ、これを採取すること、を特徴とするウシイ
ンターロイキン−1βの製造方法。 【効果】 高純度のウシインターロイキン−1β(ウシ
IL−1β)の大量生産が可能となった。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウシインターロイ
キン−1β(bovine Interleukin-1β:bIL-1β)(以
下、「ウシIL−1β」ということもある)を遺伝子組
換え技術により効率的に大量製造する方法に関するもの
であり、更に詳細には、成熟型ウシIL−1βのアミノ
酸配列をコードする遺伝子のDNAを組み込んだプラス
ミドにより形質転換されたブレビバチルス・チョーシネ
ンシス(Brevibacillus choshinensis)を培養し、培養
物中に生成したウシIL−1βを採取することを特徴と
するウシIL−1βの製造方法に関する。
キン−1β(bovine Interleukin-1β:bIL-1β)(以
下、「ウシIL−1β」ということもある)を遺伝子組
換え技術により効率的に大量製造する方法に関するもの
であり、更に詳細には、成熟型ウシIL−1βのアミノ
酸配列をコードする遺伝子のDNAを組み込んだプラス
ミドにより形質転換されたブレビバチルス・チョーシネ
ンシス(Brevibacillus choshinensis)を培養し、培養
物中に生成したウシIL−1βを採取することを特徴と
するウシIL−1βの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】インターロイキン−1(Interleukin-1:
IL-1)はサイトカインの一種で、古くからその存在が知
られており、内因性発熱物質、リンパ球活性化因子、肝
細胞刺激因子などの呼称で報告されてきたが、これらの
生理活性物質は何れもインターロイキン−1(IL−
1)なる称呼に統一された(Cellular Immunol., 48, 4
33(1979))。その後IL−1の前駆体をコードする異な
る2種の遺伝子の存在が報告され(Nature, 315, 641 (1
985))、この2種の遺伝子の塩基配列から推定される1
59個のアミノ酸からなる1L−1αと153個のアミ
ノ酸からなるIL−1βの存在が明らかにされた。
IL-1)はサイトカインの一種で、古くからその存在が知
られており、内因性発熱物質、リンパ球活性化因子、肝
細胞刺激因子などの呼称で報告されてきたが、これらの
生理活性物質は何れもインターロイキン−1(IL−
1)なる称呼に統一された(Cellular Immunol., 48, 4
33(1979))。その後IL−1の前駆体をコードする異な
る2種の遺伝子の存在が報告され(Nature, 315, 641 (1
985))、この2種の遺伝子の塩基配列から推定される1
59個のアミノ酸からなる1L−1αと153個のアミ
ノ酸からなるIL−1βの存在が明らかにされた。
【0003】IL−1の応用開発としては、抗癌剤、再
生不良性貧血、骨髄異形成症候群などへの臨床開発や抗
癌剤による副作用の防御、ワクチンのアジュバントなど
が検討されている。最近、IL−1が牛、羊、山羊など
の家畜の乳房炎などの病気の予防及び治療に効果のある
ことが分かり、従来の抗生物質治療とともに補助的治療
としての利用が検討され、効率的な生産方法の開発が求
められている。
生不良性貧血、骨髄異形成症候群などへの臨床開発や抗
癌剤による副作用の防御、ワクチンのアジュバントなど
が検討されている。最近、IL−1が牛、羊、山羊など
の家畜の乳房炎などの病気の予防及び治療に効果のある
ことが分かり、従来の抗生物質治療とともに補助的治療
としての利用が検討され、効率的な生産方法の開発が求
められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、IL−
1βが家畜の乳房炎の予防及び治療に効果があることが
明らかになった。畜産産業に重要な位置を占める牛のI
L−1βについても研究が進められ、ウシIL−1βが
乳牛の乳房炎の治療に有効なことが確認された。
1βが家畜の乳房炎の予防及び治療に効果があることが
明らかになった。畜産産業に重要な位置を占める牛のI
L−1βについても研究が進められ、ウシIL−1βが
乳牛の乳房炎の治療に有効なことが確認された。
【0005】このウシIL−1βは、266アミノ酸残
基の膜結合前駆体として生合成される。ウシIL−1β
前駆体のN末端から113残基は分泌シグナルペプチド
であり、その113残基が切断された153アミノ酸残
基が成熟型ウシIL−1βとして細胞外に分泌される。
ウシIL−1βの前駆体及び成熟型ウシIL−1βのア
ミノ酸配列は、SWISS−PROT:P09428な
どに示されている。また成熟型ウシIL−1βのアミノ
酸配列を配列番号1(図1、図2)に示した。このウシ
IL−1βを牛の治療に使用するに当たって大量のウシ
IL−1βが必要とされるが、生体には極微量しか存在
せず、入手の手段が実質的になかった。本発明は、ウシ
IL−1βの大量製造法を提供することにある。
基の膜結合前駆体として生合成される。ウシIL−1β
前駆体のN末端から113残基は分泌シグナルペプチド
であり、その113残基が切断された153アミノ酸残
基が成熟型ウシIL−1βとして細胞外に分泌される。
ウシIL−1βの前駆体及び成熟型ウシIL−1βのア
ミノ酸配列は、SWISS−PROT:P09428な
どに示されている。また成熟型ウシIL−1βのアミノ
酸配列を配列番号1(図1、図2)に示した。このウシ
IL−1βを牛の治療に使用するに当たって大量のウシ
IL−1βが必要とされるが、生体には極微量しか存在
せず、入手の手段が実質的になかった。本発明は、ウシ
IL−1βの大量製造法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものであって、ウシIL−1βは
生体内には極微量しか存在しないことから、生体から抽
出する方法は少なくとも工業的には採算がとれる方法で
はない点に鑑み、各方面から検討した結果、遺伝子組換
え技術による効率的大量生産に着目した。
成するためになされたものであって、ウシIL−1βは
生体内には極微量しか存在しないことから、生体から抽
出する方法は少なくとも工業的には採算がとれる方法で
はない点に鑑み、各方面から検討した結果、遺伝子組換
え技術による効率的大量生産に着目した。
【0007】そして本発明者らは、鋭意研究の結果、ウ
シIL−1βをコードする遺伝子のクローニングに成功
し、該遺伝子を含有する発現プラスミドの作成にも成功
し、該遺伝子を効率的に発現することのできる宿主菌を
各方面から広くスクリーニングした。そして、ブレビバ
チルス・チョーシネンシスに着目した。
シIL−1βをコードする遺伝子のクローニングに成功
し、該遺伝子を含有する発現プラスミドの作成にも成功
し、該遺伝子を効率的に発現することのできる宿主菌を
各方面から広くスクリーニングした。そして、ブレビバ
チルス・チョーシネンシスに着目した。
【0008】ブレビバチルス・チョーシネンシス(Brev
ibacillus choshinensis)(従来は、バチルス・ブレビ
ス(Bacillus brevis)。Shida O.ら,Int. J. Syst. B
acteriol., 46, 939-946(1996)において分類学的位置
の変更があった。)に属する菌株には、タンパク質を菌
体外に分泌生産し、培養液中にタンパク質分解酵素を生
産しない菌株が多く、遺伝子組換えの宿主菌として様々
なタンパク質の生産に利用されている。例えば、高木ら
はブレビバチルス・チョーシネンシスに属する菌株のひ
とつであるブレビバチルス・チョーシネンシスHPD3
1(FERMBP−6863)(本菌株はバチルス・ブ
レビスH102(FERM BP−1087)と同一菌
株である。)を宿主菌としてサイトカインの1種である
h−EGFの大量生産技術を確立し、h−EGFを培養
液中に約3g/l分泌生産させることに成功している
(BIO INDUSTRY, 8, 275(1991))。
ibacillus choshinensis)(従来は、バチルス・ブレビ
ス(Bacillus brevis)。Shida O.ら,Int. J. Syst. B
acteriol., 46, 939-946(1996)において分類学的位置
の変更があった。)に属する菌株には、タンパク質を菌
体外に分泌生産し、培養液中にタンパク質分解酵素を生
産しない菌株が多く、遺伝子組換えの宿主菌として様々
なタンパク質の生産に利用されている。例えば、高木ら
はブレビバチルス・チョーシネンシスに属する菌株のひ
とつであるブレビバチルス・チョーシネンシスHPD3
1(FERMBP−6863)(本菌株はバチルス・ブ
レビスH102(FERM BP−1087)と同一菌
株である。)を宿主菌としてサイトカインの1種である
h−EGFの大量生産技術を確立し、h−EGFを培養
液中に約3g/l分泌生産させることに成功している
(BIO INDUSTRY, 8, 275(1991))。
【0009】本発明者らは、このブレビバチルス・チョ
ーシネンシスHPD31の変異株であるブレビバチルス
・チョーシネンシスHPD31−S5(FERM BP
−6623)を用い、成熟型ウシIL−1βのアミノ酸
配列をコードする塩基配列を有するDNA断片を組み込
んだプラスミドにより形質転換を行ったところ、形質転
換体が得られることを確認し、そして更にこの形質転換
体を培養することにより、発現プラスミドベクターに組
込まれた目的DNAを発現せしめ、ウシIL−1βを菌
体外に大量に分泌生産することにはじめて成功し、これ
らの有用新知見を基に更に研究を行い、ここにウシIL
−1βを大量生産する方法を完成するに至った。
ーシネンシスHPD31の変異株であるブレビバチルス
・チョーシネンシスHPD31−S5(FERM BP
−6623)を用い、成熟型ウシIL−1βのアミノ酸
配列をコードする塩基配列を有するDNA断片を組み込
んだプラスミドにより形質転換を行ったところ、形質転
換体が得られることを確認し、そして更にこの形質転換
体を培養することにより、発現プラスミドベクターに組
込まれた目的DNAを発現せしめ、ウシIL−1βを菌
体外に大量に分泌生産することにはじめて成功し、これ
らの有用新知見を基に更に研究を行い、ここにウシIL
−1βを大量生産する方法を完成するに至った。
【0010】すなわち、本発明は、成熟型ウシIL−1
βのアミノ酸配列をコードする塩基配列を有するDNA
断片を組み込んだプラスミドにより形質転換されたブレ
ビバチルス・チョーシネンシスを培養することにより、
ウシIL−1βを培養物中に生成、蓄積せしめ、これを
採取すること、を特徴とするウシIL−1βの製造方法
に関するものである。以下、本発明について詳述する。
βのアミノ酸配列をコードする塩基配列を有するDNA
断片を組み込んだプラスミドにより形質転換されたブレ
ビバチルス・チョーシネンシスを培養することにより、
ウシIL−1βを培養物中に生成、蓄積せしめ、これを
採取すること、を特徴とするウシIL−1βの製造方法
に関するものである。以下、本発明について詳述する。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の製造方法により製造され
るタンパク質のアミノ酸配列は、ウシIL−1β活性を
有するものであれば、特に限定されないが、好ましく
は、成熟型ウシIL−1βのもの(配列番号1)であ
る。また、本発明において成熟型ウシIL−1βをコー
ドする塩基配列を有するDNAとしては、配列番号1
(図1、図2)に示すウシIL−1βのアミノ酸配列を
コードする塩基配列を有するDNAならばいずれでもよ
いが、たとえば配列番号6(図1、図2)に示す塩基配
列を有するDNAを用いることができる。なお、図1、
図2において、成熟型ウシIL−1βのアミノ酸配列
(153アミノ酸)を下段に示し、塩基配列(462b
p)を上段に示す。
るタンパク質のアミノ酸配列は、ウシIL−1β活性を
有するものであれば、特に限定されないが、好ましく
は、成熟型ウシIL−1βのもの(配列番号1)であ
る。また、本発明において成熟型ウシIL−1βをコー
ドする塩基配列を有するDNAとしては、配列番号1
(図1、図2)に示すウシIL−1βのアミノ酸配列を
コードする塩基配列を有するDNAならばいずれでもよ
いが、たとえば配列番号6(図1、図2)に示す塩基配
列を有するDNAを用いることができる。なお、図1、
図2において、成熟型ウシIL−1βのアミノ酸配列
(153アミノ酸)を下段に示し、塩基配列(462b
p)を上段に示す。
【0012】このウシIL−1βをコードする塩基配列
を有するDNA断片を宿主菌に導入し保持させるベクタ
ーは、宿主菌内で複製可能なプラスミドなら如何なるも
のでもよい。例えば、ブレビバチルス・チョーシネンシ
スで複製可能なpUB110、pNU200(鵜高重
三、日本農芸化学会誌、61, 669(1987))、pHY70
0(S. Ebisu et al., Biosci. Biotech. Biochem., 5
6, 812〜813(1992))、pNH300(Shiga, Yら、App
l. Environ. Microbiol., 58, 525-531(1992))、pH
T110(特許第2727391号)やこれらの派生体
などのプラスミドを挙げることができる。特に好ましい
例としてpNH300の派生体であるpNH326(Ka
jino, T.ら、Appl. Environ. Microbiol., 66, 638-642
(2000))を挙げることができる。pNH326は、pN
H300のHWPプロモーター領域の分泌シグナル配列
をR2L6型の改変分泌シグナル配列(特開平7−17
0984号)に置き換え、マルチクローニングサイトの
下流にpHT926(Ebisu, S.ら、Appl. Environ. Mi
crobiol., 61, 3154-3157 (1995))の転写ターミネータ
ー配列をコードするDNAを挿入することにより構築さ
れたプラスミドベクターである。これらのプラスミドを
構築する方法としては、公知の方法が適宜用いられ、例
えばモレキュラー・クローニング、ア・ラボラトリーマ
ニュアル第2版、コールド・スプリング・ハーバー・ラ
ボラトリー(Molecular Cloning 2nd ed.,A Laboratory
Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, 1989)に記
載の方法などが例示される。
を有するDNA断片を宿主菌に導入し保持させるベクタ
ーは、宿主菌内で複製可能なプラスミドなら如何なるも
のでもよい。例えば、ブレビバチルス・チョーシネンシ
スで複製可能なpUB110、pNU200(鵜高重
三、日本農芸化学会誌、61, 669(1987))、pHY70
0(S. Ebisu et al., Biosci. Biotech. Biochem., 5
6, 812〜813(1992))、pNH300(Shiga, Yら、App
l. Environ. Microbiol., 58, 525-531(1992))、pH
T110(特許第2727391号)やこれらの派生体
などのプラスミドを挙げることができる。特に好ましい
例としてpNH300の派生体であるpNH326(Ka
jino, T.ら、Appl. Environ. Microbiol., 66, 638-642
(2000))を挙げることができる。pNH326は、pN
H300のHWPプロモーター領域の分泌シグナル配列
をR2L6型の改変分泌シグナル配列(特開平7−17
0984号)に置き換え、マルチクローニングサイトの
下流にpHT926(Ebisu, S.ら、Appl. Environ. Mi
crobiol., 61, 3154-3157 (1995))の転写ターミネータ
ー配列をコードするDNAを挿入することにより構築さ
れたプラスミドベクターである。これらのプラスミドを
構築する方法としては、公知の方法が適宜用いられ、例
えばモレキュラー・クローニング、ア・ラボラトリーマ
ニュアル第2版、コールド・スプリング・ハーバー・ラ
ボラトリー(Molecular Cloning 2nd ed.,A Laboratory
Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, 1989)に記
載の方法などが例示される。
【0013】本発明において宿主菌として用いる細菌は
ブレビバチルス・チョーシネンシスであるが、特にブレ
ビバチルス・チョーシネンシスHPD31(FERM
BP−6863)やその変異株であるブレビバチルス・
チョーシネンシスHPD31−S5(FERM BP−
6623)などが好適に使用できる。
ブレビバチルス・チョーシネンシスであるが、特にブレ
ビバチルス・チョーシネンシスHPD31(FERM
BP−6863)やその変異株であるブレビバチルス・
チョーシネンシスHPD31−S5(FERM BP−
6623)などが好適に使用できる。
【0014】宿主菌であるブレビバチルス・チョーシネ
ンシスを形質転換する方法は、エレクトロポレーション
法、プロトプラスト法、PEG法その他公知の方法で良
く、例えば、Takahashiらの方法(Takahashi et al.,
J. Bacteriol., 156, 1130 (1983))またはTakagiらの
方法(H. Takagi et al., Agric. Biol. Chem., 53, 30
99-3100 (1989))などが例示される。
ンシスを形質転換する方法は、エレクトロポレーション
法、プロトプラスト法、PEG法その他公知の方法で良
く、例えば、Takahashiらの方法(Takahashi et al.,
J. Bacteriol., 156, 1130 (1983))またはTakagiらの
方法(H. Takagi et al., Agric. Biol. Chem., 53, 30
99-3100 (1989))などが例示される。
【0015】形質転換されたブレビバチルス・チョーシ
ネンシスの培養に用いる培地は、形質転換体が生育して
ウシIL−1βを生産しうるものであれば如何なるもの
でもよい。
ネンシスの培養に用いる培地は、形質転換体が生育して
ウシIL−1βを生産しうるものであれば如何なるもの
でもよい。
【0016】該培地に含有される炭素源としては、例え
ばグルコース、シュークロース、グリセロール、澱粉、
デキストリン、糖蜜、有機酸などが用いられる。また窒
素源としては、カゼイン、ペプトン、肉エキス、酵母エ
キス、カザミノ酸、グリシンなどの有機窒素源、尿素、
硫酸アンモニウムなどの無機窒素源などが用いられる。
その他、塩化カリウム、リン酸一カリウム、リン酸二カ
リウム、塩化ナトリウム、硫酸マグネシウムなどの無機
塩が必要に応じて培地に加えられる。栄養要求性を示す
菌はその生育に必要な栄養物質を培地に添加すればよ
い。該栄養物質としては、アミノ酸類、ビタミン類、核
酸などが挙げられる。
ばグルコース、シュークロース、グリセロール、澱粉、
デキストリン、糖蜜、有機酸などが用いられる。また窒
素源としては、カゼイン、ペプトン、肉エキス、酵母エ
キス、カザミノ酸、グリシンなどの有機窒素源、尿素、
硫酸アンモニウムなどの無機窒素源などが用いられる。
その他、塩化カリウム、リン酸一カリウム、リン酸二カ
リウム、塩化ナトリウム、硫酸マグネシウムなどの無機
塩が必要に応じて培地に加えられる。栄養要求性を示す
菌はその生育に必要な栄養物質を培地に添加すればよ
い。該栄養物質としては、アミノ酸類、ビタミン類、核
酸などが挙げられる。
【0017】また、培養に際して必要があれば、培養の
抗生物質例えばペニシリン、エリスロマイシン、クロラ
ムフェニコール、バシトラシン、D−サイクロセリン、
アンピシリン、ネオマイシンなどを加える。更に必要に
より、消泡剤、例えば大豆油、ラード油、各種界面活性
剤などを加えてもよい。培地の初発pHは5.0〜9.
0、さらに好ましくは6.5〜7.5である。培養温度
は通常15℃〜42℃、さらに好ましくは24℃〜37
℃であり、培養時間は通常16〜166時間、さらに好
ましくは24〜96時間である。
抗生物質例えばペニシリン、エリスロマイシン、クロラ
ムフェニコール、バシトラシン、D−サイクロセリン、
アンピシリン、ネオマイシンなどを加える。更に必要に
より、消泡剤、例えば大豆油、ラード油、各種界面活性
剤などを加えてもよい。培地の初発pHは5.0〜9.
0、さらに好ましくは6.5〜7.5である。培養温度
は通常15℃〜42℃、さらに好ましくは24℃〜37
℃であり、培養時間は通常16〜166時間、さらに好
ましくは24〜96時間である。
【0018】本発明においては、形質転換体を前記の条
件で培養することによって、培養物中にウシIL−1β
が生成、蓄積される。このようにして得られたウシIL
−1βは公知の方法により、例えばUF膜、MF膜など
を用いた膜処理、硫安分画法、クロマトグラフィーなど
(蛋白質・核酸の基礎実験法、南江堂(1985))で
精製することができる。
件で培養することによって、培養物中にウシIL−1β
が生成、蓄積される。このようにして得られたウシIL
−1βは公知の方法により、例えばUF膜、MF膜など
を用いた膜処理、硫安分画法、クロマトグラフィーなど
(蛋白質・核酸の基礎実験法、南江堂(1985))で
精製することができる。
【0019】ウシIL−1βの回収、精製は、上記のよ
うに既知の蛋白質精製方法を適宜利用して実施すればよ
く、溶媒抽出、塩析、脱塩、有機溶媒沈澱、限外濾過、
イオン交換、疎水性相互作用、HPLC、ゲル濾過およ
びアフィニティクロマトグラフィー、電気泳動、等電点
電気泳動などの方法を1種又は2種以上組合せて実施す
ることができる。
うに既知の蛋白質精製方法を適宜利用して実施すればよ
く、溶媒抽出、塩析、脱塩、有機溶媒沈澱、限外濾過、
イオン交換、疎水性相互作用、HPLC、ゲル濾過およ
びアフィニティクロマトグラフィー、電気泳動、等電点
電気泳動などの方法を1種又は2種以上組合せて実施す
ることができる。
【0020】具体的には、例えば次のようにしてもよ
い。先ず、培養物を遠心分離またはMF膜で処理するこ
とによって菌体を除いた後、上澄液またはろ過液に硫安
を加え、更にその上澄液をUF膜で濾過することにより
ウシIL−1βを回収し、更に精製する為に分画分子量
の異なるUF膜で分画することにより精製を行うことも
出来る。分画画分を更にイオン交換樹脂等により分画精
製し、必要があれば凍結乾燥すればよい。このようにし
て得られたウシIL−1βの生理活性については、既知
の方法であるMTT法(T. Mosmann, J. Immunol. Met
h., 65, 55-63 (1983))で測定することができる。
い。先ず、培養物を遠心分離またはMF膜で処理するこ
とによって菌体を除いた後、上澄液またはろ過液に硫安
を加え、更にその上澄液をUF膜で濾過することにより
ウシIL−1βを回収し、更に精製する為に分画分子量
の異なるUF膜で分画することにより精製を行うことも
出来る。分画画分を更にイオン交換樹脂等により分画精
製し、必要があれば凍結乾燥すればよい。このようにし
て得られたウシIL−1βの生理活性については、既知
の方法であるMTT法(T. Mosmann, J. Immunol. Met
h., 65, 55-63 (1983))で測定することができる。
【0021】本発明により、ブレビバチルス・チョーシ
ネンシスを宿主菌とすることが可能となり、ウシIL−
1βを大量に、しかも菌体外に生産することがはじめて
可能となった。特に本発明においては、ウシIL−1β
を遺伝子組換え技術によって大量に生産することを可能
にしただけでなく、ウシIL−1βは菌体外に分泌生産
されるため、回収、精製工程がきわめて簡単化され、且
つコンタミネーションの危険性も低く、きわめて効率的
にしかも純度の高いウシIL−1βを大量に生産するこ
とができる。
ネンシスを宿主菌とすることが可能となり、ウシIL−
1βを大量に、しかも菌体外に生産することがはじめて
可能となった。特に本発明においては、ウシIL−1β
を遺伝子組換え技術によって大量に生産することを可能
にしただけでなく、ウシIL−1βは菌体外に分泌生産
されるため、回収、精製工程がきわめて簡単化され、且
つコンタミネーションの危険性も低く、きわめて効率的
にしかも純度の高いウシIL−1βを大量に生産するこ
とができる。
【0022】以下、本発明を実施例により更に詳しく説
明するが、これは例示的なものであり、本発明はこれに
限定されるものではない。
明するが、これは例示的なものであり、本発明はこれに
限定されるものではない。
【0023】
【実施例1】形質転換体の調製
(1)ウシのIL−1β遺伝子のクローン化
ウシの末梢血液からフィコールコンレイ比重遠心法(新
生化学実験講座12−I,東京化学同人,日本生化学会
編,p3〜6)により単核球(PBMCs)を分離し、
in vitroで4時間、10μg/mlのLPS
(リポポリサッカライド)で刺激した。このPBMCs
からpoly(A)+RNAを抽出し、逆転写酵素によ
りcDNAを得た。
生化学実験講座12−I,東京化学同人,日本生化学会
編,p3〜6)により単核球(PBMCs)を分離し、
in vitroで4時間、10μg/mlのLPS
(リポポリサッカライド)で刺激した。このPBMCs
からpoly(A)+RNAを抽出し、逆転写酵素によ
りcDNAを得た。
【0024】ここで得たウシcDNAをテンプレートに
して、PCR法で配列番号2(図3)および配列番号3
(図4)のプライマーを合成して、分泌シグナル部分を
含むウシIL−1β前駆体をコードするDNA(約80
1bp)を増幅した。増幅PCR産物は、TA cloning法
(Invitrogen社製 TA Cloning Kit)を用いてプラスミ
ドpCR II(Invitrogen社製)に連結した。この連結DN
Aを用いて、E.coli INVαF’(Invitrogen社製)を形質
転換し、LB寒天培地(1.0% Tryptone,0.5% Y
east Extract,1.0% NaCl,pH7.0,1.5%
Agar)に塗布して、アンピシリン耐性株を選択した。選
択株よりプラスミドを抽出して、ウシIL−1β前駆体
をコードするDNAを保持するプラスミドpCRIIb
IL−1βを得た。
して、PCR法で配列番号2(図3)および配列番号3
(図4)のプライマーを合成して、分泌シグナル部分を
含むウシIL−1β前駆体をコードするDNA(約80
1bp)を増幅した。増幅PCR産物は、TA cloning法
(Invitrogen社製 TA Cloning Kit)を用いてプラスミ
ドpCR II(Invitrogen社製)に連結した。この連結DN
Aを用いて、E.coli INVαF’(Invitrogen社製)を形質
転換し、LB寒天培地(1.0% Tryptone,0.5% Y
east Extract,1.0% NaCl,pH7.0,1.5%
Agar)に塗布して、アンピシリン耐性株を選択した。選
択株よりプラスミドを抽出して、ウシIL−1β前駆体
をコードするDNAを保持するプラスミドpCRIIb
IL−1βを得た。
【0025】更に、Steven R. Leongらの報告(Nucleic
Acids Res., 16, 9054 (1988))に従い、2種類のプ
ライマーDNA(BIL−1−N:配列番号4(図
5)、IL−1−C:配列番号5(図6)を合成した。
先に得たプラスミドpCRII bIL−1βをテンプ
レートにし、上記により合成した2種類のプライマーB
IL−1−N、IL−1−Cを用いてPCR法で増幅し
た。
Acids Res., 16, 9054 (1988))に従い、2種類のプ
ライマーDNA(BIL−1−N:配列番号4(図
5)、IL−1−C:配列番号5(図6)を合成した。
先に得たプラスミドpCRII bIL−1βをテンプ
レートにし、上記により合成した2種類のプライマーB
IL−1−N、IL−1−Cを用いてPCR法で増幅し
た。
【0026】PCRは、配列番号4のプライマーBIL
−1−Nと配列番号5のプライマーIL−1−Cを各々
100pmol、Taqポリメラーゼ2.5単位、dN
TP200μM、pCRII bIL−1β鋳型DNA
1ng、100μlTaq緩衝液(10mMトリス−塩
酸(pH8.5)、2.5mMMg2+、50mM塩化カ
リウム、100μg/mlウシ血清アルブミン)を混合
し、96℃で30秒保持した後、DNAの熱変性(94
℃、60秒)、プライマーのアニーリング(54℃、6
0秒)、プライマーの伸長(70℃、60秒)を25サ
イクルさせることによって行った。
−1−Nと配列番号5のプライマーIL−1−Cを各々
100pmol、Taqポリメラーゼ2.5単位、dN
TP200μM、pCRII bIL−1β鋳型DNA
1ng、100μlTaq緩衝液(10mMトリス−塩
酸(pH8.5)、2.5mMMg2+、50mM塩化カ
リウム、100μg/mlウシ血清アルブミン)を混合
し、96℃で30秒保持した後、DNAの熱変性(94
℃、60秒)、プライマーのアニーリング(54℃、6
0秒)、プライマーの伸長(70℃、60秒)を25サ
イクルさせることによって行った。
【0027】増幅させたDNA断片を、NcoIとBa
mHIで処理した後、0.8%アガロースゲル電気泳動
に供し、成熟型ウシIL−1βをコードする塩基配列
(462bp:終止コドンTAAを含む)を含む482
bpのDNA断片を回収した。
mHIで処理した後、0.8%アガロースゲル電気泳動
に供し、成熟型ウシIL−1βをコードする塩基配列
(462bp:終止コドンTAAを含む)を含む482
bpのDNA断片を回収した。
【0028】(2)ウシIL−1β分泌発現ベクターp
NH326bIL−1βの構築 pNH326(Kajino, T.ら、Appl. Environ., Microb
iol., 66, 638〜642(2000))をNcoIとBam HI
で処理した後、0.8%アガロースゲル電気泳動に供し
て4.0kbの断片を回収し、先に得た成熟型ウシIL
−1βをコードする塩基配列を含む482bpのDNA
断片とT4 DNAリガーゼを用いて連結した。連結D
NAを用いてブレビバチルス・チョーシネンシスHPD
31−S5(FERM BP−6863)を形質転換
し、ネオマイシン50mg/ml含有TM(TMNm)
寒天培地に塗布して、ネオマイシン耐性を持つ株を選択
した。選択株よりプラスミドを抽出して成熟型ウシIL
−1βをコードするDNAを保持するプラスミドpNH
326bIL−1βを得た。
NH326bIL−1βの構築 pNH326(Kajino, T.ら、Appl. Environ., Microb
iol., 66, 638〜642(2000))をNcoIとBam HI
で処理した後、0.8%アガロースゲル電気泳動に供し
て4.0kbの断片を回収し、先に得た成熟型ウシIL
−1βをコードする塩基配列を含む482bpのDNA
断片とT4 DNAリガーゼを用いて連結した。連結D
NAを用いてブレビバチルス・チョーシネンシスHPD
31−S5(FERM BP−6863)を形質転換
し、ネオマイシン50mg/ml含有TM(TMNm)
寒天培地に塗布して、ネオマイシン耐性を持つ株を選択
した。選択株よりプラスミドを抽出して成熟型ウシIL
−1βをコードするDNAを保持するプラスミドpNH
326bIL−1βを得た。
【0029】また、ここで得た株をブレビバチルス・チ
ョーシネンシスHPD31-S5/pNH326bIL-1β(Brevibacillu
s choshinensis HPD31-S5/pNH326bIL-1β)と命名し、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
にFERM P−18241として国内寄託した。
ョーシネンシスHPD31-S5/pNH326bIL-1β(Brevibacillu
s choshinensis HPD31-S5/pNH326bIL-1β)と命名し、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
にFERM P−18241として国内寄託した。
【0030】
【実施例2】形質転換体の培養及びウシIL−1βの精
製 (1)ブレビバチルス・チョーシネンシスHPD31−
S5/pNH326bIL−1βの培養 得られた形質転換体ブレビバチルス・チョーシネンシス
HPD31−S5/pNH326bIL−1βを30L
ジャーファーメンターを用いてAFNm液体培地にて3
0℃で2日間振とう培養を行い、その培養上清をSDS
−PAGEおよびヒトIL−1βモノクローナル抗体を
用いたウエスタンブロット法により解析を行った。解析
の結果、ウシIL−1β相当の分子量の位置に染色バン
ドを示し、その濃さよりウシIL−1βが200mg/
L培地中に生産されている事が確認された。B.cho
shinensis HPD31−S5/pNH326
bIL−1βによるウシIL−1βの分泌生産のパター
ンを図面代用写真に示す(図7)。図中、CBB st
ainはクマシーブリリアントブルー染色像を示し、
W.B.はウエスタンブロッティング像を示す。
製 (1)ブレビバチルス・チョーシネンシスHPD31−
S5/pNH326bIL−1βの培養 得られた形質転換体ブレビバチルス・チョーシネンシス
HPD31−S5/pNH326bIL−1βを30L
ジャーファーメンターを用いてAFNm液体培地にて3
0℃で2日間振とう培養を行い、その培養上清をSDS
−PAGEおよびヒトIL−1βモノクローナル抗体を
用いたウエスタンブロット法により解析を行った。解析
の結果、ウシIL−1β相当の分子量の位置に染色バン
ドを示し、その濃さよりウシIL−1βが200mg/
L培地中に生産されている事が確認された。B.cho
shinensis HPD31−S5/pNH326
bIL−1βによるウシIL−1βの分泌生産のパター
ンを図面代用写真に示す(図7)。図中、CBB st
ainはクマシーブリリアントブルー染色像を示し、
W.B.はウエスタンブロッティング像を示す。
【0031】(2)ウシIL−1βの精製
(1)で得たブレビバチルス・チョーシネンシスHPD
31−S5/pNH326bIL−1βの培養液18L
をポアサイズ0.45μmのペリコンカセット膜(ミリ
ポア社)を用いて除菌し、約18LのウシIL−1β培
養上清液を得た。次に、ウシIL−1β培養上清液に1
0%飽和になるように硫安を1000g加え、よく溶解
させ、3時間以上静置した。硫安を加えたウシIL−1
β培養上清液をポアサイズ0.45μmのペリコンカセ
ット膜を用いて濾過し、ウシIL−1βを濃縮液側に回
収した。
31−S5/pNH326bIL−1βの培養液18L
をポアサイズ0.45μmのペリコンカセット膜(ミリ
ポア社)を用いて除菌し、約18LのウシIL−1β培
養上清液を得た。次に、ウシIL−1β培養上清液に1
0%飽和になるように硫安を1000g加え、よく溶解
させ、3時間以上静置した。硫安を加えたウシIL−1
β培養上清液をポアサイズ0.45μmのペリコンカセ
ット膜を用いて濾過し、ウシIL−1βを濃縮液側に回
収した。
【0032】回収した濃縮したウシIL−1βを10,
000分画のペリコンカセット膜を用いて純水にて透析
し、ウシIL−1βを濃縮液側に回収した。さらにこの
回収液を凍結乾燥した。凍結乾燥サンプルをSDS−P
AGE、Lowry法(O.H.Lowry et al., J.Biol. Ch
em., 193, 265-275(1951))を用いて解析した結果、精
製ウシIL−1βの純度は約50%で、培養液からの回
収率は60%であった。
000分画のペリコンカセット膜を用いて純水にて透析
し、ウシIL−1βを濃縮液側に回収した。さらにこの
回収液を凍結乾燥した。凍結乾燥サンプルをSDS−P
AGE、Lowry法(O.H.Lowry et al., J.Biol. Ch
em., 193, 265-275(1951))を用いて解析した結果、精
製ウシIL−1βの純度は約50%で、培養液からの回
収率は60%であった。
【0033】
【実施例3】ウシIL−1βの活性測定
実施例2で得たウシIL−1βについてマウス細胞由来
のD10.G4.1細胞を用い、MTT法(T. Mosman
n, J. Immunol, Meth., 65, 55-63(1983))でその活性
を測定した。液体窒素(−196℃)保存中のマウス細
胞由来のD10.G4.1細胞を37℃で速やかに溶解
し、RPMI1640培地(血清なし)50ml中に冷
凍保存細胞を良く懸濁する。細胞懸濁液を遠心し(4
℃、1,000r.p.m.、10分)上清を除いた後、RP
MI1640培地(20%血清入り)に再懸濁後、シャ
ーレに移し、37℃、CO2インキュベーターで2〜3
日間培養する。更に、D10.G4.1細胞をRPMI
1640培地(10%FCS(牛胎児血清)を含む)中
で継代培養する。培養終了後セルスクレーパーを用いて
D10.G4.1細胞を細胞をつぶさないように注意し
ながら、培養用シャーレから剥ぎとる。得られた細胞懸
濁液は血球計算板をもちいて、細胞数を測定した後、9
6穴シャーレに1穴あたり100μl/wellの濃度
になるように細胞を分配する。bIL−1βを二倍希釈
法により500ng/ml〜0.06ng/mlになる
ようにし、96穴シャーレに各々100μlずつ分配す
る。37℃、5%CO2を含むインキュベーター内で1
8時間培養を行った後、核ウエルに25μlずつのMT
T溶液(MTT;3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-d
iphenyltetrazolium bromideを5mg/mlPBSに溶
解)を加える。2時間、37℃、5%CO2を含むイン
キュベーター内で培養した後、培養液を100μl吸い
取り、溶出溶液(12.5%SDS(w/v)、50%
DMF(N,N-dimethylfolmamide)、2.5%酢酸(8
0%濃度)、2.5%1N塩酸pH4.7)を100μ
l/well添加した。37℃で一晩抽出した後、良く
撹拌し、吸光度を測定した(O.D.at 570n
m)。その結果、組換体ウシIL−1βは、ウシより得
た天然型IL−1βと同一の活性を示すことが確認でき
た。
のD10.G4.1細胞を用い、MTT法(T. Mosman
n, J. Immunol, Meth., 65, 55-63(1983))でその活性
を測定した。液体窒素(−196℃)保存中のマウス細
胞由来のD10.G4.1細胞を37℃で速やかに溶解
し、RPMI1640培地(血清なし)50ml中に冷
凍保存細胞を良く懸濁する。細胞懸濁液を遠心し(4
℃、1,000r.p.m.、10分)上清を除いた後、RP
MI1640培地(20%血清入り)に再懸濁後、シャ
ーレに移し、37℃、CO2インキュベーターで2〜3
日間培養する。更に、D10.G4.1細胞をRPMI
1640培地(10%FCS(牛胎児血清)を含む)中
で継代培養する。培養終了後セルスクレーパーを用いて
D10.G4.1細胞を細胞をつぶさないように注意し
ながら、培養用シャーレから剥ぎとる。得られた細胞懸
濁液は血球計算板をもちいて、細胞数を測定した後、9
6穴シャーレに1穴あたり100μl/wellの濃度
になるように細胞を分配する。bIL−1βを二倍希釈
法により500ng/ml〜0.06ng/mlになる
ようにし、96穴シャーレに各々100μlずつ分配す
る。37℃、5%CO2を含むインキュベーター内で1
8時間培養を行った後、核ウエルに25μlずつのMT
T溶液(MTT;3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-d
iphenyltetrazolium bromideを5mg/mlPBSに溶
解)を加える。2時間、37℃、5%CO2を含むイン
キュベーター内で培養した後、培養液を100μl吸い
取り、溶出溶液(12.5%SDS(w/v)、50%
DMF(N,N-dimethylfolmamide)、2.5%酢酸(8
0%濃度)、2.5%1N塩酸pH4.7)を100μ
l/well添加した。37℃で一晩抽出した後、良く
撹拌し、吸光度を測定した(O.D.at 570n
m)。その結果、組換体ウシIL−1βは、ウシより得
た天然型IL−1βと同一の活性を示すことが確認でき
た。
【0034】
【発明の効果】本発明によって、高純度のウシIL−1
βを効率的に大量生産することがはじめて可能となり、
得られた組換えウシIL−1βは家畜の乳房炎の予防及
び/又は治療に有効に利用することができる。
βを効率的に大量生産することがはじめて可能となり、
得られた組換えウシIL−1βは家畜の乳房炎の予防及
び/又は治療に有効に利用することができる。
【0035】
【配列表】
SEQUENCE LISTING
〈110〉 National Agricultural Research Organization;
Higeta Shoyu Co., Ltd.,; and Fujita Gakuen
〈120〉 Producing Method of Bovine Interleukin-1β
〈130〉 6443
〈141〉 2001-10-31
〈160〉 6
〈210〉 1
〈211〉 153
〈212〉 PRT
〈213〉 Bovine gene
〈400〉 1
Ala Pro Val Gln Ser Ile Lys Cys Lys Leu Gln Asp Arg Glu Gln Lys
1 5 10 15
Ser Leu Val Leu Ala Ser Pro Cys Val Leu Lys Ala Leu His Leu Leu
20 25 30
Ser Gln Glu Met Asn Arg Glu Val Val Phe Cys Met Ser Phe Val Gln
35 40 45
Gly Glu Glu Arg Asp Asn Lys Ile Pro Val Ala Leu Gly Ile Lys Asp
50 55 60
Lys Asn Leu Tyr Leu Ser Cys Val Lys Lys Gly Asp Thr Pro Thr Leu
65 70 75 80
Gln Leu Glu Glu Val Asp Pro Lys Val Tyr Pro Lys Arg Asn Met Glu
85 90 95
Lys Arg Phe Val Phe Tyr Lys Thr Glu Ile Lys Asn Thr Val Glu Phe
100 105 110
Glu Ser Val Leu Tyr Pro Asn Trp Tyr Ile Ser Thr Ser Gln Ile Glu
115 120 125
Glu Arg Pro Val Phe Leu Gly His Phe Arg Ala Gly Gln Asp Ile Thr
130 135 140
Asp Phe Arg Met Glu Thr Leu Ser Pro
145 150
〈210〉 2
〈211〉 24
〈212〉 DNA
〈213〉 Artificial sequence
〈400〉 2
atggcaaccg tacctgaacc catc 24
〈210〉 3
〈211〉 24
〈212〉 DNA
〈213〉 Artificial Sequence
〈400〉 3
ttagggagag agggtttcca ttct 24
〈210〉 4
〈211〉 38
〈212〉 DNA
〈213〉 Artificial Sequence
〈400〉 4
aaaccatggc tttcgctgca cccgttcagt caataaag 38
〈210〉 5
〈211〉 30
〈212〉 DNA
〈213〉 Artificial Sequence
〈400〉 5
aaaggatcct tagggagaga gggtttccat 30
〈210〉 6
〈211〉 462
〈212〉 DNA
〈213〉 Artificial sequence
〈400〉 6
gcacccgttc agtcaataaa gtgcaaactc caggacagag agcaaaaatc cctggtgctg 60
gctagcccat gtgtgctgaa ggctctccac ctcctctcac aggaaatgaa ccgagaagtg 120
gtgttctgca tgagctttgt gcaaggagag gaaagagaca acaagattcc tgtggccttg 180
ggtatcaagg acaagaatct atacctgtct tgtgtgaaaa aaggtgatac gcccaccctg 240
cagctggagg aagtagaccc caaagtctac cccaagagga atatggaaaa gcgctttgtc 300
ttctacaaga cagaaatcaa gaatacagtt gaatttgagt ctgtcctgta ccctaactgg 360
tacatcagca cttctcaaat cgaagaaagg cccgtcttcc tgggacattt tcgagctggc 420
caggatataa ctgacttcag aatggaaacc ctctctccct aa 462
【図1】成熟型ウシIL−1βのアミノ酸配列(下段)
及びそれをコードするDNAの塩基配列(上段)を示
す。
及びそれをコードするDNAの塩基配列(上段)を示
す。
【図2】同上続きを示す。
【図3】プライマー(配列番号2)を示す。
【図4】プライマー(配列番号3)を示す。
【図5】プライマーBIL−1−Nを示す。
【図6】プライマーIL−1を示す。
【図7】形質転換体(2)と非形質転換体(コントロー
ル)(1)の培養物のクマシーブリリアントブルー染色
像及びウエスタンブロッティング像を示す図面代用写真
である。
ル)(1)の培養物のクマシーブリリアントブルー染色
像及びウエスタンブロッティング像を示す図面代用写真
である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 水上 誠
茨城県鹿島郡波崎町7293−9
(72)発明者 村橋 保昭
千葉県木更津市東太田4−6−9 サンセ
ールかずさPo3 B−106
(72)発明者 恵比須 省吾
千葉県銚子市清水町2798−1
(72)発明者 横溝 祐一
茨城県つくば市並木4丁目11 919−103
(72)発明者 森 康行
茨城県つくば市要1−2
(72)発明者 犬丸 茂樹
茨城県つくば市並木四丁目10−1
(72)発明者 辻 孝雄
愛知県豊明市沓掛町田楽ヶ窪1−98 学校
法人 藤田保健衛生大学・医学部 内
Fターム(参考) 4B024 AA01 AA10 AA11 BA26 CA04
CA20 DA05 EA04 HA03
4B064 AG04 CA02 CA19 CC01 CC03
CC06 CC24 CD30 CE03 CE04
CE06 CE14 CE17 DA01 DA11
DA13
Claims (3)
- 【請求項1】 ウシインターロイキン−1β(bovine I
nterleukin-1β:bIL-1β)活性を有するタンパク質のア
ミノ酸配列をコードする塩基配列を有するDNA断片を
組み込んだプラスミドにより形質転換されたブレビバチ
ルス・チョーシネンシス(Brevibacillus choshinensi
s)を培養することにより、ウシインターロイキン−1
βを培養物中に生成、蓄積せしめ、これを採取するこ
と、を特徴とするウシインターロイキン−1βの製造方
法。 - 【請求項2】 ウシインターロイキン−1β活性を有す
るタンパク質のアミノ酸配列が配列番号1に示す成熟型
ウシインターロイキン−1βのものであること、を特徴
とする請求項1に記載のウシインターロイキン−1βの
製造方法。 - 【請求項3】 ウシインターロイキン−1β活性を有す
るタンパク質のアミノ酸配列をコードするDNAの塩基
配列が配列番号6の塩基配列で示されるものであるこ
と、を特徴とする請求項1又は2に記載のウシインター
ロイキン−1βの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001333932A JP2003135060A (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | ウシインターロイキン−1βの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001333932A JP2003135060A (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | ウシインターロイキン−1βの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003135060A true JP2003135060A (ja) | 2003-05-13 |
Family
ID=19149135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001333932A Pending JP2003135060A (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | ウシインターロイキン−1βの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003135060A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007028922A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Higeta Shoyu Co Ltd | 融合タンパク質発現用新規dna及び該dnaを用いたタンパク質の製造方法 |
| JP2010119937A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Shizunai Eiseisha:Kk | 高機能硝化細菌及び当該細菌を用いた尿素又はアンモニアの浄化方法 |
| US8597908B2 (en) | 2004-07-06 | 2013-12-03 | Kaneka Corporation | Process for producing protein A-like protein with use of Brevibacillus genus bacterium |
-
2001
- 2001-10-31 JP JP2001333932A patent/JP2003135060A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8597908B2 (en) | 2004-07-06 | 2013-12-03 | Kaneka Corporation | Process for producing protein A-like protein with use of Brevibacillus genus bacterium |
| US8889389B2 (en) | 2004-07-06 | 2014-11-18 | Kaneka Corporation | Process for producing protein A-like protein with use of Brevibacillus genus bacterium |
| JP2007028922A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Higeta Shoyu Co Ltd | 融合タンパク質発現用新規dna及び該dnaを用いたタンパク質の製造方法 |
| JP2010119937A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Shizunai Eiseisha:Kk | 高機能硝化細菌及び当該細菌を用いた尿素又はアンモニアの浄化方法 |
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