DK171215B1 - Plasmids which have a conditionally uncontrolled replication threshold, and a process for preparing a gene product by culturing a microorganism which harbours such a plasmid - Google Patents
Plasmids which have a conditionally uncontrolled replication threshold, and a process for preparing a gene product by culturing a microorganism which harbours such a plasmid Download PDFInfo
- Publication number
- DK171215B1 DK171215B1 DK240284A DK240284A DK171215B1 DK 171215 B1 DK171215 B1 DK 171215B1 DK 240284 A DK240284 A DK 240284A DK 240284 A DK240284 A DK 240284A DK 171215 B1 DK171215 B1 DK 171215B1
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- plasmid
- promoter
- temperature
- gene
- replication
- Prior art date
Links
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
DK 171215 B1DK 171215 B1
Den foreliggende opfindelse angår hidtil ukendte plasmider, der er nyttige som klonings- og produktionsvektorer inden for rekombinant DNA-teknologiområdet, hvis replikationsopførsel er ukontrolleret under betingelser, der er gunstige derfor, samt en fremgangsmåde til fremstilling af genprodukter ved dyrkning af mikroorganismer indeholdende sådanne plasmider.The present invention relates to novel plasmids useful as cloning and production vectors in the field of recombinant DNA technology, the replication behavior of which is uncontrolled under conditions favorable therefor, and to a method of producing gene products by growing microorganisms containing such plasmids.
δ I Mol. Gen. Genet. 184. 1981, 56-61 er beskrevet, at replikationen af plasmidet RI styres af generne copA. copB og repA. Derimod er det ikke beskrevet, at der ved indsætning af en regulerbar promotor, der transskriberer ind i replikationsregionen, kan opnås en væsentlig forøgelse af plasmidkopitallet.δ I Mol. Gen. Genet. 184. 1981, 56-61 disclose that the replication of plasmid RI is controlled by the genes copA. copB and repA. In contrast, it is not disclosed that by inserting a regulatable promoter transcribing into the replication region, a significant increase in the plasmid copy number can be achieved.
Plasmider med betinget ukontrolleret replikationsopførsel (såkaldte runaway-plasmider) er 10 kendte fra & beskrivelsen til europæisk patentansøgning nr. 78101877.5. Disse plasmiders replikation er temperaturafhængig, idet plasmideme har et kontrolleret, konstant, lavt kopital, når værtsbakterier, som bærer plasmideme, dyrkes ved én temperatur, fx en temperatur på ca. 30°C, og et ukontrolleret kopital, når værtsbakterierae dyrkes ved en anden temperatur, & en temperatur over ca. 36°C.Plasmids with conditional uncontrolled replication behavior (so-called runaway plasmids) are known from & the specification of European Patent Application No. 78101877.5. The replication of these plasmids is temperature dependent, the plasmids having a controlled, constant, low copy number when host bacteria carrying the plasmids are grown at one temperature, e.g. 30 ° C, and an uncontrolled copy number when host bacteria are grown at a different temperature, & a temperature above ca. 36 ° C.
15 De plasmider, der er beskrevet i ovennævnte patentansøgning, blev isoleret ved kemisk mutagenisering af plasmidet RI, som er et vildtypeplasmid, som vides at replikere autonomt i Escherichia coli. Mutageniseringen blev udført i to trin, idet det første trin omfattede isoleringen af en plasmidbærende bakterieklon, i hvilken plasmidkopitallet var ca. 1-2 ved 30°C og 4-5 gange højere ved 40°C, og det andet trin omfattede isoleringen af en bakterieklon, i hvilken plasmidet 20 havde et ukontrolleret kopital ved den højere temperatur. Plasmideme, som udviste runaway-opførsel, var således dobbeltmutanter af stamplasmidet.The plasmids described in the above patent application were isolated by chemical mutagenization of plasmid RI, which is a wild-type plasmid known to autonomously replicate in Escherichia coli. The mutagenization was performed in two steps, the first step comprising the isolation of a plasmid-bearing bacterial clone in which the plasmid copy number was about 1-2 at 30 ° C and 4-5 times higher at 40 ° C, and the second step included the isolation of a bacterial clone in which plasmid 20 had an uncontrolled copy number at the higher temperature. Thus, the plasmids exhibiting runaway behavior were double mutants of the parent plasmid.
I den ovennævnte patentansøgning blev der også beskrevet miniplasmider, som er nyttige som kloningsvektorer, fordi de relativt let kan transformeres til værtsbakterier som følge af deres lille størrelse. Disse miniplasmider har bevaret de gener, som er ansvarlige for den temperatur-25 afhængige runaway-replikationsopførsel.The above-mentioned patent application also disclosed mini-plasmids which are useful as cloning vectors because they can be relatively easily transformed into host bacteria due to their small size. These mini-plasmids have retained the genes responsible for the temperature-dependent runaway replication behavior.
Som klonings- og produktionsvektorer kan de plasmider, som beskrives i ovennævnte patentansøgning, anvendes til at udvinde genprodukter af indsatte fragmenter af fremmed DNA.As cloning and production vectors, the plasmids described in the aforementioned patent application can be used to recover gene products from inserted fragments of foreign DNA.
Pias midernes temperaturafhængige replikation kan udnyttes til at fremstille amplificerede mængder af genprodukter fra DNA-fragmenter af fe eukaiyot oprindelse. En sådan amplifi-30 kation af genprodukt har ikke været mulig med de konventionelle plasmid DNA-amplifikations-teknikker, som fe virker ved tilsætning af chloramphenicol til dyrkningsmediet, idet tilstedeværelsen af chloramphenicol får proteinsyntesen til at standse.The temperature-dependent replication of the pias agents can be utilized to produce amplified amounts of gene products from DNA fragments of Feukaiot origin. Such amplification of gene product has not been possible with the conventional plasmid DNA amplification techniques which act by adding chloramphenicol to the culture medium, with the presence of chloramphenicol causing protein synthesis to stop.
2 DK 171215 B12 DK 171215 B1
De plasmider, som beskrives i ovennævnte patentansøgning, kan fordelagtigt anvendes som klonings· og produktionsvektorer i tilfælde, hvor et indsat fremmed gen koder for et produkt, som er skadeligt for den bakterie, hvortil plasmiderne transformeres, da plasmiderne ved lave temperaturer har et lavt kopital og som følge deraf kun ringe genudtrykkelse. Dette betyder, at 5 det under opformeringstrinnet for kulturen, som udføres ved lave temperaturer, ikke er sandsynligt, at bakterierne tager skade.The plasmids described in the aforementioned patent application can advantageously be used as cloning and production vectors in cases where an inserted foreign gene encodes a product which is harmful to the bacterium to which the plasmids are transformed, since the plasmids at low temperatures have a low copy number. and as a result, only slight re-expression. This means that during the propagation step of the culture, which is carried out at low temperatures, the bacteria are not likely to be damaged.
Den foreliggende opfindelse angår hidtil ukendte plasmider, som bærer i det mindste én regulerbar promotor, som er indsat på en sådan måde, at transkription derfra regulerer plasmid-replikation. Opfindelsen angår plasmider, i hvilke den regulerbare promotor forårsager væsent-10 ligt forøget eller ukontrolleret replikation, når værtsmikroorganismer, som indeholder plasmiderne, dyrkes under betingelser, der sikrer forøget transkription fra promotoren. Plasmiderne er nyttige som klonings- og produktionsvektorer.The present invention relates to novel plasmids carrying at least one regulatable promoter inserted in such a way that transcription thereof regulates plasmid replication. The invention relates to plasmids in which the regulatable promoter causes substantially increased or uncontrolled replication when host microorganisms containing the plasmids are cultured under conditions which ensure increased transcription from the promoter. The plasmids are useful as cloning and production vectors.
Det er kendt at indsætte en regulerbar promotor for at kontrollere udtiykkelsen af et strukturgen, som er indsat i plasmidet, og som koder for et ønsket genprodukt. Det formodes imidlertid 15 at være hidtil ukendt at indsætte en regulerbar promotor i plasmider, ved hvis hjælp det er muligt at regulere antallet af dannede plasmidkopier.It is known to insert a regulatable promoter to control the expression of a structural gene inserted into the plasmid that encodes a desired gene product. However, it is believed to be novel to insert a regulatable promoter into plasmids, by means of which it is possible to regulate the number of plasmid copies formed.
I et første aspekt angår opfindelsen et plasmid, der er nyttig som en kloningsvektor og som har en størrelse i området ca. 2,5 - 15,0 x 106 daltons, hvilket plasmid han a) en indsat regulerbar promoter i en stilling og i en retning, der tillader transkription fra 20 promotoren ind i replikationsregionen; b) replikationsregion omfattende et gen, der koder for en genprodukt, som er positivt nødvendigt for replikation, idet forøget transkription fra den regulerbare promotor fører til et forøget niveau af genproduktet, som er positivt nødvendigt for replikation, idet det forøgede niveau resulterer i en plasmidreplikationshastighed, som er højere end værtscellens væksthastighed, hvilket fører til et forøget plasmidkopital, som sædvanligvis 25 efter 4-5 celledelinger vil være forøget med en faktor på 25-1000.1 nærværende beskrivelse og krav betegner udtrykket "regulerbar promotor" en promotor, hvis aktivitet med hensyn til den hyppighed, hvormed transkriptionen indledes, kan reguleres ved at tilpasse de betingelser, hvorunder værtsmikroorganismer, som indeholder de promotorbærende plasmider, dyrkes. En sådan regulerbar promotor kan fx være en fremmed promotor, dvs. en promotor, som ikke 30 naturligt er knyttet til det plasmid, i hvilket den er indsat. Promotoren kan i sig selv være regulerbar som følge af en bestemt DNA-struktur inde i promotorområdet. Et eksempel på en sådan promotor er den promotor, som findes i de kendte runaway-plasmider (jfr. beskrivelsen nedenfor). Alternativt kan promotoren være kontrollerbar ved hjælp af en regulerende faktor, som enten kan udøve positiv kontrol, dvs. plasmidet opnår ikke ukontrolleret replikation, 35 medmindre promotoren induceres positivt, fx ved at tilsætte et inducerende stof til det medium, 3 DK 171215 B1 hvori værtscellerne dyrkes, eller den regulerende faktor kan udøve negativ kontrol. Sidstnævnte type af kontrollerende faktor er også kendt som en repressor, hvis aktivitet også kan reguleres ved hjælp af en tilpasning af værtscellernes vækstbetingelser. Repressorgenet kan være anbragt på selve plasmidet sammen med promotoren, på et separat plasmid i samme værtsmikroor-5 ganisme eller på værtsmikroorganismens kromosom. Repressorgenet koder for et produkt, der inhiberer transkription fra den indsatte promotor, således at replikationen holdes på et lavt, konstant niveau. Når repressoren af en eller anden grund bliver inaktiveret, findes der ingen sådan kontrol, og transkriptionen forøges.In a first aspect, the invention relates to a plasmid useful as a cloning vector and having a size in the range of ca. 2.5 - 15.0 x 10 6 daltons, which plasmid a) an inserted regulatable promoter in a position and in a direction that allows transcription from the promoter into the replication region; b) replication region comprising a gene encoding a gene product which is positively necessary for replication, with increased transcription from the regulator promoter leading to an increased level of the gene product which is positively needed for replication, the increased level resulting in a plasmid replication rate which is higher than the rate of growth of the host cell, which leads to an increased plasmid capital, which will usually be increased by a factor of 25-1000 after 25 to 4-5 cell divisions. This specification and claim designates the term "adjustable promoter" a promoter whose activity with respect to to the frequency at which the transcription is initiated can be regulated by adapting the conditions under which host microorganisms containing the promoter-bearing plasmids are grown. Such an adjustable promoter may be, for example, a foreign promoter, i.e. a promoter not naturally associated with the plasmid into which it is inserted. The promoter may itself be adjustable due to a particular DNA structure within the promoter region. An example of such a promoter is the promoter found in the known runaway plasmids (see description below). Alternatively, the promoter may be controllable by a regulatory factor which can either exert positive control, i.e. the plasmid does not achieve uncontrolled replication unless the promoter is positively induced, for example by adding an inducing agent to the medium in which the host cells are grown or the regulatory factor can exert negative control. The latter type of controlling factor is also known as a repressor, the activity of which can also be regulated by an adaptation of host cell growth conditions. The repressor gene may be located on the plasmid itself with the promoter, on a separate plasmid in the same host microorganism or on the chromosome of the host microorganism. The repressor gene encodes a product that inhibits transcription from the inserted promoter so that replication is kept at a low, constant level. When for some reason the repressor is inactivated, no such control exists and transcription increases.
Medmindre andet er angivet, skal udtrykket "promotor", som det anvendes i nærværende 10 beskrivelse og krav, sædvanligvis omfatte både en promotor, hvis aktivitet i sig selv reagerer på ændringer i værtscellernes vækstbetingelser, og en promotor, som kontrolleres af en regulerende faktor. Udtrykket "et plasmid, i hvilket der er indsat en regulerbar promotor" skal også omfatte plasmider ifølge opfindelsen, i hvilke promotoren og det af promotoren regulerede replikon er blevet indsat på det samme DNA-fragment, hvor promotoren og replikonet i sidste instans 15 stammer fra forskellige kilder; dette betyder, at promotoren på et eller andet trin under konstruktionen af det ønskede slutplasmid er blevet indsat i det plasmid, hvorfra replikonet stammer. Udtrykket "væsentligt forøget eller ukontrolleret plasmidkopital" skal henvise til det forhold, at når betingelserne for dyrkning af værtsmikroorganismeme ændres for at sikre forøget transkription fra promotoren, således at plasmidet mister sin replikationskontrol, forøges 20 plasmidkopitallet eksponentielt med en generationstid på ca. 40-50%, eller mindre, af den mikrobielle populations generationstid. Denne forøgelse fortsætter, indtil værtscellen ophører med at vokse, sædvanligvis efter 4-5 celledelinger eller mindre, på hvilket stadium indholdet af plasmid DNA i cellen er ca. 40-70% af den samlede mængde DNA, dvs. plasmidkopitallet forøges med en faktor på ca. 25-1000 eller endog mere. Med andre ord når plasmidkopitallet ikke et 25 stabilt niveau. Denne type ukontrolleret replikationsopførsel betegnes også "runaway"-opførsel.Unless otherwise indicated, the term "promoter" as used in the present specification and claims shall usually include both a promoter whose activity itself responds to changes in host cell growth conditions and a promoter controlled by a regulatory factor. The term "a plasmid into which a regulatable promoter is inserted" is also intended to include plasmids of the invention in which the promoter and the promoter-regulated replicon have been inserted on the same DNA fragment where the promoter and replicon ultimately originated from various sources; this means that, at some stage during the construction of the desired end plasmid, the promoter has been inserted into the plasmid from which the replicon originates. The term "substantially increased or uncontrolled plasmid copy" refers to the fact that when the conditions for culturing the host microorganisms are changed to ensure increased transcription from the promoter, so that the plasmid loses its replication control, the plasmid copy number increases exponentially with a generation time of approx. 40-50%, or less, of the generation time of the microbial population. This increase is continued until the host cell ceases to grow, usually after 4-5 cell divisions or less, at which stage the content of plasmid DNA in the cell is approx. 40-70% of the total amount of DNA, ie the plasmid copy number is increased by a factor of approx. 25-1000 or even more. In other words, the plasmid copy number does not reach a stable level. This type of uncontrolled replication behavior is also referred to as "runaway" behavior.
Den viden om Rl-type plasmiders replikationskontrolprincip, som nærværende opfindere for nylig har opnået, udnyttes til konstruktion af plasmider ifølge opfindelsen (en yderligere forklaring af dette princip er angivet i afsnittet "DETALJERET BESKRIVELSE AF OPFINDELSEN"). Når en regulerbar promotor indsættes i plasmidet i overensstemmelse med 30 opfindelsens princip, kan forøget transkription fra promotoren, som fører til et væsentligt forøget eller ukontrolleret plasmidkopital, fx forårsages af derepression af promotoren. Dette betyder, at et repressorgen, som er indsat sammen med promotoren, og som koder for et genprodukt, der kontrollerer promotoren under visse betingelser, bliver inaktiveret under andre betingelser, således at transkription fra promotoren ikke længere inhiberes, hvilket i sidste instans medfører 35 et ukontrolleret plasmidkopital.The knowledge of the Rl-type plasmid replication control principle recently obtained by the present inventors is utilized to construct plasmids according to the invention (a further explanation of this principle is given in the section "DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION"). When a regulatable promoter is inserted into the plasmid in accordance with the principle of the invention, increased transcription from the promoter leading to a substantially increased or uncontrolled plasmid copy may be caused, for example, by derepression of the promoter. This means that a repressor gene inserted with the promoter that encodes a gene product that controls the promoter under certain conditions is inactivated under other conditions so that transcription from the promoter is no longer inhibited, which ultimately results in a uncontrolled plasmid copy.
4 DK 171215 B14 DK 171215 B1
Dette udgør en væsentlig forbedring sammenlignet med de kendte runaway-plasmider, der under varierende betingelser kan udvise forskelle i deres replikationsegenskaber. Der er ingen tegn på, at dette er tilfældet med plasmiderne ifølge opfindelsen, da den fremmede promotor, der indsættes, sædvanligvis vil være en promotor, der er så stærk (dvs. hyppigheden af 5 transkriptionsindledning er høj), at sådanne skiftende betingelser er uden virkning.This represents a significant improvement over the known runaway plasmids which, under varying conditions, may exhibit differences in their replication properties. There is no evidence that this is the case with the plasmids of the invention, since the foreign promoter inserted will usually be a promoter that is so strong (i.e., the frequency of transcription initiation is high) that such changing conditions are without effect.
En af de betingelser for dyrkning, som gør det muligt at regulere den regulerbare promotors aktivitet, er den temperatur, ved hvilken værts mikroorganismerne dyrkes. Promotorens aktivitet kan i sig selv være temperaturafhængig, dvs. reagere over for temperaturforandringer under dyrkning, eller den regulerende faktor kan være temperaturfølsom, & en temperaturfølsom 10 repressor.One of the conditions of culture which allows the activity of the regulator to be regulated is the temperature at which the host microorganisms are grown. The activity of the promoter may itself be temperature dependent, i.e. react to temperature changes during cultivation, or the regulating factor may be temperature sensitive, & a temperature sensitive 10 repressor.
Den regulerbare promotor kan være en promotor fra bacteriophagen λ, som kan indsættes som en del af et DNA-fragment, som derudover bærer genet for en temperaturfølsom λ d-repressor, der kontrollerer transkription fra promotoren. λ-Promotoren kan enten være λΡΒ eller XPL, især λΡΒ. Imidlertid kan andre promotorsystemer, som indsættes i plasmiderne i overensstemmelse 15 med opfindelsens princip og under indflydelse af andre ydre faktorer end temperaturen, også anvendes, såsom promotorer, som kan induceres med kemikalier eller reguleres ved hjælp af metabolitter såsom lac-, tro- og deo-promotorer.The regulatable promoter may be a promoter from the bacteriophage λ, which may be inserted as part of a DNA fragment which additionally carries the gene for a temperature-sensitive λ d repressor that controls transcription from the promoter. The λ promoter can be either λΡΒ or XPL, especially λΡΒ. However, other promoter systems inserted into the plasmids in accordance with the principle of the invention and under the influence of external factors other than temperature may also be used, such as promoters which can be induced by chemicals or regulated by metabolites such as lac, faith and deo promoters.
En foretrukken udførelsesform for plasmidet ifølge opfindelsen er en udførelsesform, hvor promotorens reguleringssystem medfører en temperaturafhængig replikationsopførsel hos 20 plasmidet. Især er den temperatur, ved hvilken plasmidet har et væsentligt forøget eller ukontrolleret plasmidkopital, en temperatur, som er højere end den temperatur, ved hvilken kopitallet er lavt. Plasmider ifølge opfindelsen, som bærer en regulerbar promotor, hvis tran-skriptionsmønster er temperaturafhængigt, & som følge af tilstedeværelsen af en temperaturfølsom repressor, har et konstant, lavt kopital ved én temperatur såsom en temperatur på ca.A preferred embodiment of the plasmid according to the invention is an embodiment in which the promoter control system causes a temperature-dependent replication behavior of the plasmid. In particular, the temperature at which the plasmid has a substantially increased or uncontrolled plasmid copy capital is a temperature higher than the temperature at which the copy number is low. Plasmids of the invention which carry an adjustable promoter, whose transcription pattern is temperature dependent, and due to the presence of a temperature sensitive repressor, have a constant, low copy number at one temperature such as a temperature of approx.
25 30°C, fordi promotoren ved denne temperatur er undertiykt, og transkriptionen derfra holdes følgelig på et lavt niveau, og et væsentligt forøget eller ukontrolleret kopital ved en højere temperatur såsom en temperatur i området ca. 36-42°C, da reguleringssystemet bliver inakti-veret i dette temperaturområde, hvilket medfører derepression af promotoren og følgelig forøget transkription fra promotoren. Det foretrækkes, at runaway-replikation opstår ved temperaturer 30 over ca. 39°C.25 at 30 ° C because the promoter at this temperature is suppressed and the transcription thereof is kept at a low level and a substantially increased or uncontrolled copy number at a higher temperature such as a temperature in the range of about 36-42 ° C, as the regulatory system is inactivated in this temperature range, causing derepression of the promoter and consequently increased transcription from the promoter. It is preferred that runaway replication occurs at temperatures above 30 ° C. 39 ° C.
I nedenstående beskrivelse henvises der kun til plasmider, hvis replikation kontrolleres af et reguleringssystem, som er temperaturfølsomt, især af en temperaturfølsom repressor, selv om det er klart, at andre typer betingelser, ved hvilke plasmidreplikation kan reguleres, også kan udnyttes på analog måde som beskrevet ovenfor.The following description refers only to plasmids whose replication is controlled by a control system which is temperature sensitive, especially by a temperature sensitive repressor, although it is clear that other types of conditions under which plasmid replication can be regulated can also be utilized in an analogous manner as described above.
5 DK 171215 B15 DK 171215 B1
En type plasmid ifølge opfindelsen er et plasmid, i hvilket en regulerbar promotor er blevet indsat i stedet for en del af et naturligt replikationsregulerende gen i plasmidet. I nærværende beskrivelse og krav betegnes et sådant plasmid et type A plasmid. Når plasmidet er et derivat af plasmidet RI, er det regulerende gen, som slettes fra plasmidet, copB-genet som koder for én af 5 plasmidets naturlige replikationsinhibitorer. Sletningen af conB-genet medfører en lille, stabil forøgelse i plasmidkopitallet. Således har plasmidet et kopital på ca. 20-40, fortrinsvis 20-30 og især 20-25 kopier, pr. celle ved ca. 30°C. Når temperaturen hæves til ca. 40°C, inaktiveres den regulerbare promotors repressorfunktion imidlertid, og repbkationen bliver ukontrolleret, hvilket medfører et plasmidkopital i området mindst ca. 500-1000 kopier pr. celle, som bl.a. afhænger af 10 størrelsen af et eventuelt fremmed DNA-fragment, som er indsat i plasmidet (jo større DNA-fragmentet er, jo lavere er antallet af dannede plasmidkopier), virkningen af genprodukter af noget sådant fremmed DNA og/eller den mikrobielle stamme, hvortil plasmidet transformeres. I nogle tilfælde kan plasmidet imidlertid danne op til flere tusinde kopier pr. celle ved den højere temperatur. Hvorom alting er, er indholdet af plasmid DNA ved den høje temperatur i forhold 15 til det samlede DNA-indhold ca. 40-75%, sædvanligvis 50-60%.One type of plasmid of the invention is a plasmid into which a regulatable promoter has been inserted in place of a portion of a natural replication regulatory gene in the plasmid. In this specification and claims, such a plasmid is referred to as a type A plasmid. When the plasmid is a derivative of the plasmid RI, the regulatory gene deleted from the plasmid is the copB gene encoding one of the 5 plasmid's natural replication inhibitors. Deletion of the conB gene results in a small, stable increase in the plasmid copy number. Thus, the plasmid has a copy number of ca. 20-40, preferably 20-30 and especially 20-25 copies, per. cell at approx. 30 ° C. When the temperature is raised to approx. However, the repressor function of the adjustable promoter is inactivated and the replication becomes uncontrolled, resulting in a plasmid copy in the region of at least about 500-1000 copies per cell, which depends on the size of any foreign DNA fragment inserted into the plasmid (the larger the DNA fragment, the lower the number of plasmid copies formed), the effect of gene products of any such foreign DNA and / or the microbial strain to which the plasmid is transformed. In some cases, however, the plasmid can produce up to several thousand copies per cell at the higher temperature. Whatever the case, the content of plasmid DNA at the high temperature relative to the total DNA content is approx. 40-75%, usually 50-60%.
En anden type plasmid ifølge opfindelsen er et plasmid med et kopital på ca. 3-5 kopier pr. celle ved én temperatur, såsom en temperatur på ca. 30°C, og et ukontrolleret kopital i området mindst 500-1000 kopier pr. celle, afhængigt af de ovennævnte faktorer, og i visse tilfælde op til flere tusinde kopier pr. celle ved en højere temperatur såsom en temperatur på ca. 42°C. Et 20 sådant plasmid kan fås ved at indsætte den regulerbare promotor oven for plasmidets naturlige replikationskontrolgen eller -gener. I nærværende beskrivelse og krav betegnes et sådant plasmid et type B plasmid. Hvad angår plasmid Rl-derivater, er den regulerbare promotor blevet indsat oven for både conB- og copA-genet, således at begge disse naturlige replikationsinhibitorer er blevet bevaret, hvilket får plasmideme til at udvise det ovennævnte kopital-25 mønster. Hvis plasmidet imidlertid er et plasmid, som mangler par-området (tilstedeværelsen på plasmidet af det område, som er ansvarligt for fordeling, har den virkning, at plasmidet nedarves stabilt; denne virkning kan tilskrives ét eller flere gener i nar-området), vil plasmidet gå tabt med en frekvens på ca. 1% pr. generation ved den lave temperatur på grund af det lave kopital ved den lave temperatur. Det kan derfor være en fordel at indsætte par-området i et sådant 30 plasmid for at sikre, at plasmidets runaway-replikation senere finder sted i alle celler i populationen.Another type of plasmid according to the invention is a plasmid with a copy number of approx. 3-5 copies per cell at one temperature, such as a temperature of ca. 30 ° C, and an uncontrolled copy number in the range of at least 500-1000 copies per cell, depending on the above factors, and in some cases up to several thousand copies per cell. cell at a higher temperature such as a temperature of ca. 42 ° C. Such a plasmid can be obtained by inserting the regulatable promoter above the plasmid's natural replication control gene (s). In this specification and claims, such a plasmid is referred to as a type B plasmid. As for plasmid R1 derivatives, the regulatable promoter has been inserted above both the conB and copA gene, so that both of these natural replication inhibitors have been conserved, causing the plasmids to exhibit the above copal pattern. However, if the plasmid is a plasmid lacking the par region (the presence of the plasmid of the region responsible for distribution has the effect that the plasmid is inherited stably; this effect can be attributed to one or more genes in the nar region), the plasmid is lost at a frequency of approx. 1% per generation at the low temperature due to the low copy capital at the low temperature. Therefore, it may be advantageous to insert the pair region into such a plasmid to ensure that the runaway replication of the plasmid occurs later in all cells of the population.
Type B plasmidet har den yderligere fordel, at det har en stor kopitalsspredning. Da kopitallet ved den lave temperatur er meget lavt, er det muligt at indsætte fremmede gener i plasmiderne, hvis produkter er delvis toxiske (nedsætter væksthastigheden) eller endog dødelige for de 35 mikroorganismer, hvortil plasmidet er blevet transformeret. Dette er sommetider tilfældet med produkter fra eukaryote gener, som sædvanligvis er de produkter, som har størst interesse for fx 6 DK 171215 B1 medicinalindustrien. På grund af den lave replikationshyppighed ved den lave temperatur udtrykkes fremmede gener enten slet ikke eller kun i så små mængder, at cellerne ikke beskadiges deraf og kan dyrkes ved den lave temperatur under normale betingelser. Dette fremmer eller letter i høj grad fremgangsmåden til fremstilling af visse polypeptider, som hidtil slet ikke 5 har været mulig eller har været forbundet med store vanskeligheder.The type B plasmid has the additional advantage of having a large copy spread. Because the copy number at the low temperature is very low, it is possible to insert foreign genes into the plasmids whose products are partially toxic (slowing the growth rate) or even lethal to the 35 microorganisms to which the plasmid has been transformed. This is sometimes the case with products from eukaryotic genes, which are usually the products that have the greatest interest, for example, in the pharmaceutical industry. Because of the low replication frequency at the low temperature, foreign genes are either not expressed at all or only in quantities so small that the cells are not damaged therefrom and can be grown at the low temperature under normal conditions. This greatly facilitates or facilitates the process of producing certain polypeptides which have not hitherto been possible or have been associated with great difficulties.
En tredje type plasmid ifølge opfindelsen er et plasmid med et kopital i området ca. 0,5-1 kopi pr. celle (tallet 0,5 betyder, at replikationsfrekvensen er mindre end 1 pr. cellecyklus) ved én temperatur såsom en temperatur på ca. 30°C og et ukontrolleret kopital i området mindst ca. 500-1000 kopier pr. celle afhsengig af de ovennævnte faktorer og i visse tilfælde op til flere 10 tusinde kopier pr. celle ved en højere temperatur såsom en temperatur på ca. 42°C. Et sådant plasmid kan være et plasmid, som bærer den regulerbare promotor i replikationsområdet, hvorfra en del af et naturligt replikationsregulerende gen er slettet, hvilket gen derefter er blevet indsat uden for replikationsområdet, dvs. på et sted, hvor det ikke naturligt er placeret. I nærværende beskrivelse og krav betegnes dette plasmid et type C plasmid. Hvad angår plasmid 15 Rl-derivater, hvorfra copB-genet er hlevet slettet, genindsættes copB-genet ikke på dets oprindelige sted, men på EeoRI-stedet uden for replikationsområdet. Selv da influerer copB-in-hibitorproteinet plasmidets replikation, men på en sådan måde, at plasmidet udviser det ovennævnte kopitalmønster. Hvis plasmidet imidlertid er et plasmid, som mangler par-området går plasmidet tabt med en frekvens på ca. 5% pr. generation ved den lave temperatur på grund 20 af det ekstremt lave kopital ved den lave temperatur. Som følge heraf er det endnu mere fordelagtigt for denne type plasmid end for type B plasmiderae at indsætte par-området i plasmidet for at sikre, at plasmidets runaway-replikation senere vil finde sted i alle celler i populationen. Replikationsopførslen ved henholdsvis de lave og høje temperaturer og således fordelene ved at anvende dette plasmid ligner i øvrigt type B plasmidernes replikationsopførsel. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 I et andet aspekt angår opfindelsen et plasmid, i hvilket der udover den første regulerbare 2 promotor, som regulerer transkription fra replikationsområdet, er indsat en anden promotor på 3 en måde, som muliggør indsættelsen af et strukturgen, hvis udtrykkelse kontrolleres fra den 4 anden promotor. Denne anden promotor kan være kontrollerbar, dvs. det kan være muligt at 5 regulere dens funktion ved at tilpasse de betingelser, hvorunder værtscellen dyrkes, på til- 6 svarende måde som ved regulering af den første regulerbare promotor. For tiden antages 7 forskellige promotorer at være nyttige til dette formål såsom en lgc-promotor, trp-promotor. deo- 8 promotor, recA-promotor. XPL-promotor, etc. XPL-Promotoren kan vise sig at være særlig for 9 delagtig som en anden promotor, som kontrollerer udtrykkeisen af strukturgenet, da den også 10 reguleres af den temperaturfølsomme cl-repressor, hvorfor amplifikationsbetingelserne er de 11 samme, således at dyrkningen af værtscellerne forenkles, og produktamplifikation foregår 7 DK 171215 B1 samtidig med amplifikationen af plasmid DNA. Det skal bemærkes, at den anden promotor også kan være identisk med den første regulerbare promotor.A third type of plasmid according to the invention is a plasmid with a copy number in the range of approx. 0.5-1 copy per cell (the number 0.5 means that the replication rate is less than 1 per cell cycle) at one temperature such as a temperature of approx. 30 ° C and an uncontrolled copy capital in the range of at least about 500-1000 copies per cell depending on the above factors and in some cases up to several 10 thousand copies per cell. cell at a higher temperature such as a temperature of ca. 42 ° C. Such a plasmid may be a plasmid carrying the regulatable promoter in the replication region from which a portion of a natural replication regulatory gene is deleted, which gene has then been inserted outside the replication region, i.e. in a place where it is not naturally located. In this specification and claims, this plasmid is referred to as a type C plasmid. As for plasmid 15 R1 derivatives from which the copB gene has been deleted, the copB gene is not reinserted at its original site but at the EeoRI site outside the region of replication. Even then, the copB-in-hibitor protein influences the replication of the plasmid, but in such a way that the plasmid exhibits the above copal pattern. However, if the plasmid is a plasmid lacking the pair region, the plasmid is lost at a frequency of approx. 5% per generation at the low temperature due to the extremely low copy capital at the low temperature. As a result, it is even more advantageous for this type of plasmid than for type B plasmiderae to insert the pair region into the plasmid to ensure that the plasmid runaway replication will occur later in all cells of the population. The replication behavior at the low and high temperatures, respectively, and thus the advantages of using this plasmid are similar to the replication behavior of the type B plasmids. In another aspect, the invention relates to a plasmid in which, in addition to the first regulatable 2 promoter which regulates transcription from the replication region, a second promoter is inserted in a manner which allows the insertion of a structural gene whose expression is controlled by the other 4 promoter. This second promoter may be controllable, viz. it may be possible to regulate its function by adapting the conditions under which the host cell is grown 6 in a manner similar to that of regulating the first regulatable promoter. Currently, 7 different promoters are believed to be useful for this purpose such as an Igc promoter, trp promoter. deo-8 promoter, recA promoter. XPL promoter, etc. The XPL promoter may prove to be particular to 9 as another promoter, which controls the expression of the structural gene, as it is also regulated by the temperature-sensitive cl repressor, so the amplification conditions are the same, so that the culture of the host cells is simplified and product amplification takes place simultaneously with the amplification of plasmid DNA. It should be noted that the second promoter may also be identical to the first adjustable promoter.
Den anden promotor kan indsættes i type A, type B og type C plasmider. Et sådant plasmid har et konstant, lavt kopital og meget ringe eller ingen genudtiykkelse ved ca. 30°C og et væsentligt 5 forøget eller ukontrolleret plasmidkopital og genudtiykkelse ved en temperatur i området ca. 36-42°C. Plasmidet har fortrinsvis et ukontrolleret plasmidkopital og en meget høj genudtiykkelse ved temperaturer over 39°C.The second promoter can be inserted into type A, type B and type C plasmids. Such a plasmid has a constant, low copy number and very little or no gene expression at ca. 30 ° C and a substantially increased or uncontrolled plasmid copy capital and gene expression at a temperature in the range of ca. 36-42 ° C. The plasmid preferably has an uncontrolled plasmid copy and a very high gene expression at temperatures above 39 ° C.
Plasmiderne ifølge opfindelsen kan anvendes som klonings- og produktionsvektorer, dvs. plasmider, der kan anvendes inden for rekombinant DNA-teknologiområdet med det formål at 10 fremstille en lang række produkter til tekniske eller medicinske formål, især polypeptider og proteiner eller fragmenter deraf, enzymer og ikke-proteinøse produkter af reaktioner af enzymer med en forbindelse i næringsmediet, produkter med lav molekylvægt såsom hormoner, og nukleinsyrer; produkter fra eukaryote gener, især pattedyrsgener, er særlig interessante. For at være nyttigt som klonings- og produktionsvektor er det en fordel, selv om det ikke er essentielt, 15 at plasmidet i det mindste for én restriktionsendonuklease har et unikt sted, som kan spaltes af denne endonuklease. Stedet bør være et sted, som ved indsætning af et fragment af fremmed DNA muliggør det resulterende rekombinante plasmid at replikere autonomt, og som tillader den regulerbare promotor, som er indsat i plasmidet, at regulere transkriptionen af replikations-området, hvilket, når transkriptionen fra denne promotor forøges, fører til et væsentligt forøget 20 eller ukontrolleret plasmidkopital. Restriktionssteder, som er placeret inde i replikationsområdet, er således ikke tilladelige som kloningssteder, da dette ville få plasmidet til at miste sine replikationsegenskaber.The plasmids of the invention can be used as cloning and production vectors, i.e. plasmids which can be used in the field of recombinant DNA technology for the purpose of producing a wide variety of products for technical or medical purposes, in particular polypeptides and proteins or fragments thereof, enzymes and non-proteinous products of reactions of enzymes with a compound in the nutrient medium , low molecular weight products such as hormones, and nucleic acids; products of eukaryotic genes, especially mammalian genes, are particularly interesting. To be useful as a cloning and production vector, it is advantageous, although not essential, that the plasmid has at least one restriction endonuclease that has a unique site that can be cleaved by this endonuclease. The site should be a site that, when inserting a fragment of foreign DNA, allows the resulting recombinant plasmid to replicate autonomously, and which allows the regulator promoter inserted into the plasmid to regulate transcription of the replication region, which, when transcribed from this promoter is increased, leading to a significantly increased or uncontrolled plasmid copy capital. Thus, restriction sites located within the replication region are not allowed as cloning sites, as this would cause the plasmid to lose its replication properties.
Plasmidet ifølge opfindelsen konstrueres ved en fremgangsmåde, som omfatter indsætning af en regulerbar promotor i et plasmid på en sådan måde, at transkription fra denne promotor 25 regulerer replikationen, og identifikation af det således behandlede plasmid ved screening for de plasmider, som har et væsentligt forøget eller ukontrolleret plasmidkopital, når transkription fra promotoren forøges. Når den regulerbare promotor er XPR) kan den indsættes ved at blande plasmid og phag DNA, kløve med en hensigtsmæssig endonuklease, varmeinaktivere og ligatere blandingen og transformere ligationsblandingen til en mikroorganisme.The plasmid of the invention is constructed by a method comprising inserting a regulatable promoter into a plasmid in such a way that transcription from that promoter regulates replication and identification of the thus treated plasmid by screening for those plasmids which have a significantly increased or uncontrolled plasmid copy capital when transcription from the promoter is increased. When the regulatable promoter is XPR), it can be inserted by mixing plasmid and phage DNA, cleaving with an appropriate endonuclease, heat inactivating and ligating the mixture and transforming the ligation mixture into a microorganism.
30 Konstruktionen af sådanne plasmider kan foretages ved at indsætte promotoren tilfældigt forskellige steder på plasmidet. Ved screening for plasmider med ukontrolleret replikationsop-førsel under betingelser, som sikrer forøget transkription fra den regulerbare promotor, identificeres den korrekte indsætning. En enkel screening for sådanne plasmider omfatter analyse af de plasmidbærende cellers vækstegenskaber ved de forskellige betingelser. Mængden af plasmid DK 171215 Bl 8 DNA i værtscellerne kan måles på forskellige måder, især ved tyælp af agarosegelelektroforese på i og for sig kendt måde. Denne screeningsmetode udføres let og hurtigt.The construction of such plasmids can be done by inserting the promoter at randomly different sites on the plasmid. When screening for plasmids with uncontrolled replication behavior under conditions that ensure increased transcription from the regulatable promoter, the correct insertion is identified. A simple screening for such plasmids includes analysis of the growth characteristics of the plasmid-bearing cells under the various conditions. The amount of plasmid DK 171215 B1 8 DNA in the host cells can be measured in various ways, especially by agarose gel electrophoresis in a manner known per se. This screening method is performed easily and quickly.
I en specifik udførelsesform for opfindelsen, som går ud på konstruktion af type A plasmider, omfatter konstruktionsmetoden sletning af en del af et naturligt regulerende gen og dets 5 promotor, i tilfælde af copB-genet fra plasmidet RI ved spaltning med restriktionsendonukleasen Bglll. og indsætning af et DNA-fragment såsom et Bglll-fragment der omfatter den regulerbare promotor, på dette sted.In a specific embodiment of the invention which is based on the construction of type A plasmids, the construction method comprises deletion of a portion of a natural regulatory gene and its promoter, in the case of the copB gene from plasmid RI by cleavage with the restriction endonuclease BglII. and inserting a DNA fragment such as a BglII fragment comprising the regulatable promoter at this site.
I en anden udførelsesform for opfindelsen, der går ud på konstruktion af type B plasmider, omfatter konstruktionsmetoden indsætning af den regulerbare promotor i plasmidet oven for det 10 naturlige replikationskontrolsystem, i tilfælde af plasmid Rl-derivater ved Bglll-stedet oven for copB-genet ved hjælp af delvis restriktion med Bglll, ligation og transformation til den pågældende mikroorganisme såsom E. coli. Alternativt kan plasmidet konstrueres ved at anvende type A plasmidet med det delvis slettede naturlige replikationsregulerende gen som udgangsmateriale og genindsætte det naturlige regulerende gen på dets oprindelige sted, i tilfælde af Rl-15 type plasmider ved genindsætning af copB-genet i Bglll-stedet.In another embodiment of the invention embodying type B plasmids, the construction method comprises inserting the adjustable promoter into the plasmid above the natural replication control system, in the case of plasmid R1 derivatives at the BglII site above the copB gene at by partial restriction with BglII, ligation and transformation to the microorganism concerned such as E. coli. Alternatively, the plasmid can be constructed using the type A plasmid with the partially deleted natural replication regulatory gene as starting material and reinserting the natural regulatory gene at its original site, in the case of R1 type plasmids by reinserting the copB gene into the BglII site.
En tredje udførelsesform for opfindelsen, som går ud på konstruktion af type C plasmider, omfatter indsætning - under anvendelse af type A plasmidet som udgangsmateriale - af et naturligt regulerende gen i et område af plasmidet, hvor det ikke er placeret i vildtypestamplas-midet, i tilfælde af Rl-type plasmider ved indsætning af copB-genet som et EcoRI-fragment på 20 EcoRI-stedet uden for plasmidets replikationsområde ved hjælp af restriktion med EcoRI. ligation og transformation.A third embodiment of the invention, which is based on the construction of type C plasmids, comprises inserting - using the type A plasmid as the starting material - a natural regulatory gene into a region of the plasmid where it is not located in the wild-type stem plasmid. case of R1 type plasmids by inserting the copB gene as an EcoRI fragment at the 20 EcoRI site outside the replication region of the plasmid by restriction with EcoRI. ligation and transformation.
En fjerde udførelsesform for opfindelsen omfatter indsætning af en anden promotor udover indsætning af den regulerbare promotor på et hensigtsmæssigt restriktionssted, som muliggør indsætning af et strukturgen, hvis udtiykkelse kan reguleres fra den anden promotor. Som 25 nævnt ovenfor må dette sted ikke være placeret inde i plasmidets replikationsområde.A fourth embodiment of the invention comprises inserting a second promoter in addition to inserting the adjustable promoter at an appropriate restriction site, which allows insertion of a structural gene whose expression can be regulated by the second promoter. As mentioned above, this site must not be located within the region of replication of the plasmid.
Plasmiderne ifølge opfindelsen er miniplasmider, dvs. de er væsentligt mindre end deres vildtypestamplasmider. De har en størrelse i området ca. 2,5-15,0x10® daltons, ofte 2,5-10,0x10® daltons, sædvanligvis 4,0-12,5x10® daltons, især 4,0-5,0xl06 daltons.The plasmids of the invention are mini-plasmids, i.e. they are substantially smaller than their wild-type stem plasmids. They have a size in the area of approx. 2.5-15.0x10® daltons, often 2.5-10.0x10® daltons, usually 4.0-12.5x10® daltons, especially 4.0-5.0x106 daltons.
De kendte runaway-plasmiders ukontrollerede replikationsopførsel afhænger tilsyneladende af 30 den bestemte bakteriestamme, hvortil de transformeres, det dyrkningsmedium, i hvilket bakterierne dyrkes, og det indsatte DNA. Denne afhængighed skyldes formodentlig, at de kendte plasmiders runaway-replikationsopførsel delvis er forårsaget af substitution af et enkelt 9 DK 171215 B1 nukleotid i copB-promotoren. hvilket forårsager en lille forøgelse i transkriptionshyppigheden, som kan være påvirket af miljøforandringer, hvad angår den anvendte bakterieart og -stamme og/eller dyrkningsmediet tillige med fremmed DNA, som er indsat i plasmiderne. Plasmiderne ifølge opfindelsen synes ikke at være tilsvarende begrænset, da den stærke fremmede promotor, 5 når den aktiveres/derepresseres, forøger transkriptionshyppigheden i en sådan grad, at sådanne forandringer er uden betydning. Disse plasmider kan følgelig transformeres til en lang række stammer og er også mere pålidelige at håndtere end de kendte runaway-plasmider.The uncontrolled replication behavior of the known runaway plasmids apparently depends on the particular bacterial strain to which they are transformed, the culture medium in which the bacteria are grown, and the inserted DNA. This dependence is probably due to the fact that the runaway replication behavior of the known plasmids is partly caused by substitution of a single 9 nucleotide in the copB promoter. which causes a slight increase in the transcription frequency which may be affected by environmental changes in the bacterial species and strain used and / or the culture medium, as well as foreign DNA inserted into the plasmids. The plasmids of the invention do not appear to be correspondingly limited, since the strong foreign promoter, when activated / depressed, increases the transcription frequency to such an extent that such changes are immaterial. Accordingly, these plasmids can be transformed into a wide variety of strains and are also more reliable to handle than the known runaway plasmids.
Den foreliggende opfindelse omfatter også plasmider, som stammer fra andre vildtypeplasmider end RI, og/eller som findes i andre plasmidbærende mikroorganismer end E. coli. Man kan også 10 forestille sig muligheden af at konstruere et plasmid af den ovenfor beskrevne type, der kan holdes i mikroorganismer, som ikke i naturen indeholder plasmider. Flere forskellige mikrobielle plasmiders replikationssystem er blevet påvist at ligne hinanden på mange måder. Fx kræver alle kendte plasmider transkription, hvis replikation skal finde sted. Ved at udnytte opfindelsens princip er det muligt at overføre den ukontrollerede replikationsfænotype til andre plasmider, 15 således at plasmider, som allerede anvendes som kloningsvektorer og vides at fungere godt i en ønsket mikroorganisme, kan opnå runaway-opførsel. Ved at indsætte en regulerbar promotor, fx λΡχ, på et passende sted i sådanne plasmider på en sådan måde, at transkription fra denne promotor regulerer replikation, vil ukontrolleret replikation således finde sted under betingelser, som sikrer forøget transkription fra promotoren.The present invention also includes plasmids derived from wild-type plasmids other than RI, and / or found in plasmid-carrying microorganisms other than E. coli. It is also possible to imagine the possibility of constructing a plasmid of the type described above that can be held in microorganisms which do not in nature contain plasmids. Several different microbial plasmid replication systems have been shown to be similar in many ways. For example, all known plasmids require transcription for replication to take place. By utilizing the principle of the invention, it is possible to transmit the uncontrolled replication phenotype to other plasmids, so that plasmids already used as cloning vectors and known to function well in a desired microorganism can achieve runaway behavior. Thus, by inserting a regulatable promoter, e.g., λΡχ, into a suitable site in such plasmids in such a way that transcription from that promoter regulates replication, uncontrolled replication will occur under conditions that ensure increased transcription from the promoter.
20 DETALJERET BESKRIVELSE AF OPFINDELSENDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Rl-type plasmiders replikationskontrolsystemRl-type plasmids replication control system
Det basale replikonThe basic replicon
Indtil for nylig var Rl-1ype plasmiders replikationskontrolsystem ikke kendt. Det har nu vist sig, at den genetiske information, som er nødvendig for plasmid Ri-replikation og replikations-25 kontrol, bæres i et 2500 basepar langt område, som består af tre Pstl-fragmenter, som er placeret inde i resistensoverførselsfaktoren (Molin et al., J. Bact. 138. 1979, s. 70-79).Until recently, the replication control system of R1-1 type plasmids was unknown. It has now been found that the genetic information needed for plasmid R 1 replication and replication control is carried in a 2500 base pair region consisting of three Pst I fragments located within the resistance transfer factor (Molin et al., J. Bact. 138. 1979, pp. 70-79).
Dette område defineres som det basale replikon og indeholder fire vigtige elementer, tre gener (copA. copB og repA) og replikationsorigin (Molin et al., Microbiology. 1981, s. 408-411). Et fysisk, genetisk og funktionelt kort over det basale replikon er vist i fig. 1. Genet repA koder for 30 en funktion, som positivt behøves for replikation. Genproduktet (i henhold til DNA-sekvensen) er et protein på 278 aminosyrer og en molekylvægt på ca. 33.000 daltons (Rosen et al., Mol. Gen. Genet. 179. 1980, s. 527-537). Dette protein er ikke entydigt blevet identificeret, men evnen til at 10 DK 171215 B1 danne protein fra repA-genet er tydeligt blevet påvist ved anvendelse af translationelle genfusioner med lacZ-genet (Light & Molin, Mol. Gen. Genet. 184. 1981, s. 56-61). RepA-proteinets biokemiske funktion er endnu ikke blevet undersøgt fuldt ud, men RepA-proteinet formodes at være en replikationsinitieringsfiaktor.This region is defined as the basal replicon and contains four important elements, three genes (copA. CopB and repA) and origin of replication (Molin et al., Microbiology. 1981, pp. 408-411). A physical, genetic and functional map of the basal replicon is shown in FIG. 1. The gene repA encodes a function that is positively needed for replication. The gene product (according to the DNA sequence) is a protein of 278 amino acids and a molecular weight of approx. 33,000 daltons (Rosen et al., Mol. Gen. Genet. 179. 1980, pp. 527-537). This protein has not been uniquely identified, but the ability to form protein from the repA gene has been clearly demonstrated using translational gene fusions with the lacZ gene (Light & Molin, Mol. Gen. Gen. 184. 1981, pp. 56-61). The biochemical function of the RepA protein has not yet been fully investigated, but the RepA protein is thought to be a replication initiation factor.
5 Genet cqpA koder for et lille (80-90 nukleotider langt) ustabilt RNA-molekyle med en høj grad af sekundær struktur (dvs. det danner håmåleløkker) (Stougaard et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78. 1981, s. 6008-6012). CopA-RNAet er en replikationsinhibitor; mutationer, som påvirker CopA-RNAets nukleotidsekvens, kan føre til et forøget kopital (cop-mutanter). DNA-sekvensana-lyse af copA-mutanter viser, at alle mutationer påfaldende er samlet i et løkkeområde inden for 10 5 basepar. Disse mutationer medfører en drastisk nedsættelse eller et fuldstændigt tab af inhibitoraktivitet mod vildtypeplasmidet. Det kan derfor konkluderes, at inhibitorens specificitet findes i løkken. Det er også påfaldende, at i alle de copA-mutanter, hvis nukleotidsekvens er kendt, er et cytosin i CopA-RNAet blevet erstattet med et uracil (eller i ét tilfælde med et adenin). Dette tyder stærkt på, at CopA-RNAet virker ved nukleinsyre/nukleinsyre-samvirken.The gene cqpA encodes a small (80-90 nucleotide long) unstable RNA molecule with a high degree of secondary structure (i.e., it forms hole targets) (Stougaard et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78. 1981 , pp. 6008-6012). The CopA RNA is a replication inhibitor; mutations that affect the nucleotide sequence of the CopA RNA may lead to an increased copy number (cop mutants). DNA sequence analysis of copA mutants shows that all mutations are strikingly assembled in a loop region within 10 5 base pairs. These mutations result in a drastic reduction or complete loss of inhibitor activity against the wild-type plasmid. Therefore, it can be concluded that the specificity of the inhibitor is in the loop. It is also striking that in all the copA mutants whose nucleotide sequence is known, a cytosine in the CopA RNA has been replaced with a uracil (or in one case with an adenine). This strongly suggests that the CopA RNA acts by nucleic acid / nucleic acid interaction.
15 Denne konklusion støttes yderligere af, at selv de copA-mutanter, som har mistet al CopA-aktivitet mod vildtypeplasmidet, bevarer en vis CopA-aktivitet mod sig selv. Endvidere har vildtypens CopA-RNA som oftest nedsat inhibitorisk virkning mod copA-mutantplasmider. Som følge heraf er en copA-mutant ikke alene forandret i inhibitoren, men også i målet, copT: en enkelt basesubstitution fører således til, hvad der fænotypisk er en dobbeltmutant.This conclusion is further supported by the fact that even those copA mutants that have lost all CopA activity against the wild-type plasmid retain some CopA activity against themselves. Furthermore, the wild-type CopA RNA most often has decreased inhibitory activity against copA mutant plasmids. As a result, a copA mutant is altered not only in the inhibitor but also in the target, copT: a single base substitution thus leads to what is phenotypically a double mutant.
20 copB-Genet koder for et basalt protein på 86 aminosyrer med en molekylvægt på 11.000 daltons. Dette protein dannes i betydelige mængder. Sletning af copB-genet og dets promotor medfører en 8 ganges forøgelse i kopital; det konkluderes derfor, at copB-proteinet virker som replikationsinhibitor, dvs. som et negativt virkende kontrolelement i reguleringen af plasmidet Rl’s replikation (Molin et al., Mol. Gen. Genet. 181. 1981, s. 123-130).The 20 copB gene encodes a basal protein of 86 amino acids with a molecular weight of 11,000 daltons. This protein is formed in significant amounts. Deletion of the copB gene and its promoter results in an 8-fold increase in copy number; it is therefore concluded that the copB protein acts as a replication inhibitor, ie. as a negative-acting control element in the regulation of plasmid R1's replication (Molin et al., Mol. Gen. Genet. 181. 1981, pp. 123-130).
25 En dobbeltmutant (copAcopB) er ubetinget dødelig for værtsmikroorganismen som følge af den såkaldte runaway-replikation. De to kontrolgenprodukter virker således synergistisk.A double mutant (copAcopB) is unconditionally fatal to the host microorganism due to the so-called runaway replication. Thus, the two control gene products act synergistically.
Transkriptionsaktivitet i det basale replikonTranscriptional activity in the basal replicon
Der er tre transkriptionsindledningssteder i det basale replikon, copB-promotoren, repA-promotoren (Light & Molin, Mol, Gen. Genet. 184. 1981, s. 56-61) og promotoren for copA-genet 30 (Stougaard et al., op. cit.). Sidstnævnte transkriberer væk fra replikationsinitieringsstedet, hvorimod de to førstnævnte transkriberer hen imod replikationsinitieringsstedet. Som følge heraf transkriberes begge strenge i copA-området. CopB-transkriptet fortsætter forbi copB-genet, 11 DK 171215 B1 og dette transkript og det transkript, som starter ved repA-promotoren, transkriberer begge repA-genet.There are three transcriptional initiation sites in the basal replicon, the copB promoter, the repA promoter (Light & Molin, Mol, Gen. Genet. 184. 1981, pp. 56-61) and the promoter for the copA gene 30 (Stougaard et al., op. cit.). The latter transcribes away from the replication initiation site, whereas the former two transcribe towards the replication initiation site. As a result, both strands are transcribed in the copA region. The copB transcript proceeds past the copB gene, and this transcript and the transcript starting at the repA promoter both transcribe the repA gene.
Sletninger af copB-genet konstrueret ved restriktion med Bell! medfører et 8-10 gange forøget kopital af plasmidet RI. Dette er overraskende, da copB-genets promotor og den proksimale del 5 af copB-strukturgenet slettes, hvilket medfører 1) tab af copB-aktivitet og derepression af repA-promotoren og 2) tab af copB-promotorens bidrag til den samlede repA-udtrvkkelse. således at den derepresserede reoA-promotor effektivt overtager den totale repA-transkription fra copB-promotoren. Den totale effekt burde kun være en 2 ganges forøgelse i transkriptionshyppigheden af repA-genet da repA-promotoren har en styrke, som er 2 gange forøget i forhold til copB-10 promotoren.Deletions of the copB gene constructed by restriction with Bell! results in an 8-10 fold increase in copy number of plasmid RI. This is surprising as the copB gene promoter and the proximal portion 5 of the copB structural gene are deleted, resulting in 1) loss of copB activity and derepression of the repA promoter and 2) loss of the copB promoter contribution to overall repA expression . so that the depressed reoA promoter effectively takes over the total repA transcription from the copB promoter. The total effect should only be a 2-fold increase in the transcription frequency of the repA gene, as the repA promoter has a strength that is 2-fold increased over the copB-10 promoter.
Dette tilsyneladende paradoks forklares ved copA-genets aktivitet. CopA-RNA afsluttes i en normal afslutningsstruktur med en stilk, som ender i en serie U’er. CopA-RNA-kontrol af dannelsen af RepA-protein afhænger af en sådan korrekt afslutning. Hvis transkription af den modsatte streng er stærk (konvergerende transkription), nedsættes afslutningseffektiviteten.This apparent paradox is explained by the activity of the copA gene. CopA RNA is terminated in a normal termination structure with a stem ending in a series of U's. CopA-RNA control of the formation of RepA protein depends on such correct termination. If transcription of the opposite strand is strong (convergent transcription), the termination efficiency is decreased.
15 Forøget transkription fra renA-promotoren medfører en forlængelse af CopA-transkriptet til ca. 150-200 nukleotider. Det forlængede CopA-transkript fungerer ikke som replikationsinhibitor, dvs. det er i det væsentlige inaktiveret, hvilket fører til en forøget mængde RepA-protein og sluttelig til et forøget plasmidkopital (Stougaard et al., EMBO Journal 1. 1982, s. 323-328).Increased transcription from the renA promoter results in an extension of the CopA transcript to ca. 150-200 nucleotides. The extended CopA transcript does not function as a replication inhibitor, ie. it is essentially inactivated, leading to an increased amount of RepA protein and, finally, to an increased plasmid copy (Stougaard et al., EMBO Journal 1. 1982, pp. 323-328).
Replikationskontrol 20 Produkterne fra to gener, cqpA og copB. kontrollerer negativt replikationen af plasmidet RI, dvs. de fungerer som replikationsinhibitorer. Ved konstruktion og analyse af repA-lac-fusioner kan det påvises, at de to cop-genprodukter virker ved negativt at kontrollere udtrykkeisen af repA-genet (Light & Molin, Mol. Gen. Genet. 184. 1981, s. 56-61). Plasmid Rl-replikation synes derfor at være kontrolleret af reguleringen af dannelsen af et protein, som positivt behøves for antage-25 ligvis indledning af plasmidets replikation.Replication control 20 The products of two genes, cqpA and copB. negatively controls the replication of the plasmid RI, viz. they act as replication inhibitors. By constructing and analyzing repA-lac fusions, it can be shown that the two cop gene products act by negatively controlling the expression of the repA gene (Light & Molin, Mol. Gen. Genet. 184. 1981, pp. 56-61 ). Therefore, plasmid R1 replication appears to be controlled by the regulation of the formation of a protein which is positively needed for presumably initiation of the plasmid replication.
Ved hjælp af lac-genfusioner er det også blevet påvist, at copA- og copB-produkterne har forskellige mål. Målet for CopB-proteinet er renA-promotoren. hvor det virker ved at inhibere transkriptionsindledningen. CopB-proteinet er imidlertid ude af stand til at gribe ind i transkription, som indledes oven for repA-promotoren. CopA-RNAet påvirker ikke transkription, men 30 virker på et post-transkriptionelt plan, dvs. ved at inhibere translation af RepA-mRNA.Using lac gene fusions, it has also been shown that the copA and copB products have different targets. The target of the CopB protein is the renA promoter. where it works by inhibiting the transcriptional initiation. However, the CopB protein is unable to interfere with transcription initiated above the repA promoter. The CopA RNA does not affect transcription, but acts at a post-transcriptional level, i.e. by inhibiting translation of RepA mRNA.
12 DK 171215 B112 DK 171215 B1
Runaway-mutantemes replicationRunaway mutant replication
Replikationssystemet af de plasmider, som er beskrevet i offentliggjort europæisk patentansøgning nr. 78101877.5, er i det væsentlige det samme som det, der er beskrevet ovenfor med hensyn til vildtype Rl-plasmiderne. Nylig forskning foretaget af nærværende opfindere har nu 5 delvis fastlagt årsagen til eksistensen af temperaturafhængige plasmidmutanter med runaway-replikationsopførsel. Som forklaret ovenfor kan forøget transkription hen imod repA-genet føre til inaktivering af CopA-RNA-molekylet. I de i ovenstående patentansøgning beskrevne runaway-mutantplasmider er copB-promotoren muteret ved substitution af et enkelt nukleotid i en sekvens, som vist: 10 a) Vildtypeplasmid 5’-......TTCTCAAGTCGCT...-3’ b) Runaway-mutant 5’-......TTCTCAAGTTGCT...-3’The replication system of the plasmids described in published European Patent Application No. 78101877.5 is substantially the same as that described above with respect to the wild-type R1 plasmids. Recent research by the present inventors has now partially determined the cause of the existence of temperature-dependent plasmid mutants with runaway replication behavior. As explained above, increased transcription toward the repA gene can lead to inactivation of the CopA RNA molecule. In the runaway mutant plasmids described in the above patent application, the copB promoter is mutated by substitution of a single nucleotide in a sequence, as shown: 10 a) Wild-type plasmid 5 '-... TTCTCAAGTCGCT ... -3' b) Runaway -mutant 5 '-...... TTCTCAAGTTGCT ...- 3'
De kursiverede bogstaver viser nukleotidsubstitutionen. Det viste område er RNA-polymerase-bindingsstedet.The italicized letters show the nucleotide substitution. The region shown is the RNA polymerase binding site.
Denne mutation viste sig at forårsage forøget transkription fra copB-promotoren. især ved højere 15 temperaturer.This mutation was found to cause increased transcription from the copB promoter. especially at higher 15 temperatures.
Replikation af plasmider, som bærer en regulerbar promotorReplication of plasmids carrying a regulatable promoter
Til konstruktion af plasmideme ifølge den foreliggende opfindelse er nærværende opfinderes nyligt erhvervede viden om vildtype Rl-plasmidernes replikationssystem blevet udnyttet. Replikationen af plasmideme ifølge den foreliggende opfindelse er imidlertid ikke gjort afhængig 20 af mutationer i plasmidet, som det er tilfældet med de runaway-plasmider, som er beskrevet i offentliggjort europæisk patentansøgning nr. 78101877.5.1 stedet er en fremmed promotor blevet indsat således, at transkription af replikationsområdet i det mindste delvis er kontrolleret fra denne promotor. Promotoren kan være regulerbar ved tilpasninger i de betingelser, hvorunder værtsmikroorganismerne dyrkes, og reguleringen af promotoraktiviteten kan udføres på 25 forskellig måde såsom ved at ændre dyrkningstemperaturen eller sammensætningen af vækstmediet.To construct the plasmids of the present invention, the recently acquired knowledge of the present inventors on the wild-type R1 plasmids replication system has been utilized. However, the replication of the plasmids of the present invention is not made dependent on mutations in the plasmid, as is the case with the runaway plasmids described in published European Patent Application No. 78101877.5.1, a foreign promoter has been inserted such that transcription of the replication region is at least partially controlled from this promoter. The promoter may be adjustable by adaptations in the conditions under which the host microorganisms are grown, and the regulation of the promoter activity may be carried out in various ways such as by changing the culture temperature or the composition of the growth medium.
Når den regulerbare promotor er en promotor, som er valgt blandt temperaturafhængige promotorer, er den fortrinsvis en promotor, som stammer fra bacteriophag λ såsom XPR eller XPL, især XPR. I phag λ kontrolleres PR-promotoren af cl-repressoren, der i overensstemmelse 30 med opfindelsens principper fås fra phag λ sammen med XPR og indsættes i et plasmid i form af et Bglll-fraement (jfr. de i fig. 4-11 viste plasmidkort). Vildtype cl-repressoren er ikke i sig selv 13 DK 171215 B1 temperaturfølsom, så for at gøre replikationssystemet regulerbart ved hjælp af tilpasninger i dyrkningstemperaturen er den specifikke cl-repressor, som anvendes (jfr. nedenstående eksempler), temperaturfølsom, indkodet af mutantallelen cl0t.„ (Sussman & Jacob, Compt.When the regulatable promoter is a promoter selected from temperature dependent promoters, it is preferably a promoter derived from bacteriophage λ such as XPR or XPL, especially XPR. In phage λ, the PR promoter is controlled by the cl repressor, which in accordance with the principles of the invention is obtained from phag λ together with XPR and inserted into a plasmid in the form of a BglII fragment (cf. the plasmid map shown in Figs. 4-11). ). The wild type cl repressor is not in itself temperature sensitive, so to make the replication system adjustable by adjustments in the culture temperature, the specific cl repressor used (cf. the examples below) is temperature sensitive encoded by the mutant allele cl0t. "(Sussman & Jacob, Compt.
Rend. Acad. Sci. 254. 1962, s. 1517). Repressoren er aktiv, dvs. den represserer XPR-promotoren, 5 ved lave temperaturer såsom en temperatur på ca. 30°C, hvorimod den ved højere temperaturer såsom temperaturer over ca. 39°C denatureres, hvilket forårsager en inaktivering af repressor-funktionen og derepression af XPR. Da den indsatte promotor er meget stærk, medfører dette en drastisk forøget transkription hen imod repA. hvilket på sin side fører til ukontrolleret plasmid-replikation.Fuck. Acad. Sci. 254. 1962, p. 1517). The repressor is active, ie. it represses the XPR promoter, 5 at low temperatures such as a temperature of approx. 30 ° C, whereas at higher temperatures such as temperatures above ca. 39 ° C is denatured, causing inactivation of repressor function and derepression of XPR. As the inserted promoter is very strong, this results in a drastically increased transcription towards repA. which in turn leads to uncontrolled plasmid replication.
10 Alternativt kan reguleringen af promotoren udføres ad kemisk vej, dvs. ved at tilpasse sammensætningen af det medium, hvori værtsmikroorganismerne dyrkes, enten ved at tilsætte et kemikalie, som inducerer promotoren, fis ved at forårsage inaktivering af repressoren, som kontrollerer promotoraktivitet, og som følge heraf derepression af promotoren eller ved at sikre dannelsen af en promotorinducerende metabolit førende til aktivering af promotoren. Et specifikt 15 eksempel på en kemisk inducerbar promotor er deo-promotoren fra E. coli. som er underkastet negativ kontrol fra to kromosomale repressorproteiner, nemlig produkterne af deoR- og cvtR-generne. deo-Promotoren kan derepresseres ved tilsætning af cytidin til vækstmediet, eftersom cytidin virker ved affinitet til repressoren og forårsager en konformationsændring deraf, således at den ophører med at fungere som repressor. Desuden kan der udøves positiv kontrol med 20 udtrykkeisen fra deo-promotoren via effekten af katabolitrepression. Aktivering af crp (katabo-litrepressorprotein)-proteinet ved hjælp af cyklisk AMP (cAMP) fører til stimulering af deo-promotoraktiviteten; høje cellulære niveauer af cAMP vides at være forbundet med lave niveauer af glucose eller mangel på glucose i vækstmediet, hvilket kan opnås ved kun at tilsætte en begrænset mængde glucose til mediet, & en mængde på ca. 0,01% sammen med en anden 25 carbonkilde såsom glycerol eller succinat. Når glucosen er forbrugt af cellen, aktiverer den resulterende forøgelse i det intracellulære niveau af cAMP deo-promotoren. hvilket medfører en forøget replikationshyppighed af det plasmid, som bærer promotoren. Hvis deo-promotoren således indsættes oven for copB-genet i et plasmid RI-derivat, fører induktion af promotoren til forøget eller fuldstændig ukontrolleret replikation. Den ukontrollerede replikationsopførsel kan 30 vendes ved at tilsætte glucose til vækstmediet, således at plasmidets kopital langsomt nedsættes til præ-induktionsniveauet. Et andet eksempel på en kemisk regulerbar promotor er lac-promotoren, som induceres af tilstedeværelsen af lactose i næringsmediet, hvilket medfører forøget eller ukontrolleret replikation. Også i dette tilfælde kan processen vendes ved at dosere den mængde lactose, der sættes til mediet, således at det til sidst er forbrugt af cellerne.Alternatively, the regulation of the promoter may be carried out by chemical means, i.e. by adjusting the composition of the medium in which the host microorganisms are grown, either by adding a chemical that induces the promoter, by causing inactivation of the repressor which controls promoter activity, and as a result, derepression of the promoter or by ensuring the formation of a promoter inducing metabolite leading to activation of the promoter. A specific example of a chemically inducible promoter is the E. coli deo promoter. which is subjected to negative control by two chromosomal repressor proteins, namely the products of the deoR and cvtR genes. The deo promoter can be depressed by adding cytidine to the growth medium, since cytidine acts upon affinity to the repressor and causes a conformational change thereof to cease to act as a repressor. In addition, positive control of the expression ice from the deo promoter can be exerted via the effect of catabolite repression. Activation of the crp (catabolite repressor protein) protein by cyclic AMP (cAMP) leads to stimulation of deo promoter activity; high cellular levels of cAMP are known to be associated with low levels of glucose or lack of glucose in the growth medium, which can be achieved by adding only a limited amount of glucose to the medium, & an amount of approx. 0.01% along with another carbon source such as glycerol or succinate. When the glucose is consumed by the cell, the resulting increase in the intracellular level of the cAMP activates the deo promoter. causing an increased frequency of replication of the plasmid carrying the promoter. Thus, if the deo promoter is inserted above the copB gene into a plasmid RI derivative, induction of the promoter leads to increased or completely uncontrolled replication. The uncontrolled replication behavior can be reversed by adding glucose to the growth medium, so that the plasmid copy number is slowly reduced to the pre-induction level. Another example of a chemically controllable promoter is the lac promoter, which is induced by the presence of lactose in the nutrient medium, resulting in increased or uncontrolled replication. Also in this case, the process can be reversed by dosing the amount of lactose added to the medium so that it is eventually consumed by the cells.
35 Indsætning i den korrekte position og orientering af et DNA-fragment, som bærer en regulerbar promotor i stedet for en del af et naturligt replikationsregulerende gen, fe i stedet for BgllT- 14 DK 171215 B1 fragmentet, som dækker en del af conB-eenet på plasmid Ri, fører til et plasmidderivat, hvis replikationshyppighed i det mindste delvis kontrolleres af den indsatte promotor (et type Λ plasmid).Insertion into the correct position and orientation of a DNA fragment carrying a regulatable promoter instead of part of a natural replication regulatory gene, fe instead of the BglII-B1 fragment which covers part of the conB unit on plasmid R 1 leads to a plasmid derivative whose replication frequency is at least partially controlled by the inserted promoter (a type Λ plasmid).
Indsætning i den korrekte orientering af et DNA-fragment, som bærer en regulerbar promotor, 5 umiddelbart oven for det naturlige replikationsregulerende gen, hvilket er copB-genet i tilfælde af plasmid Rl-derivater, fører til et plasmid med lidt andre replikationsegenskaber (et type B plasmid).Insertion into the correct orientation of a DNA fragment carrying a regulatable promoter 5 immediately above the natural replication regulatory gene, which is the copB gene in the case of plasmid R1 derivatives, leads to a plasmid with slightly different replication properties (a type B plasmid).
Som nævnt ovenfor går type B plasmider, som mangler par-området tabt med en frekvens på ca. 1% pr. generation. Uden udvælgelse for tilstedeværelsen af plasmiderne i en kultur, går 10 plasmidet til sidst tabt fra celler, som dyrkes ved ca. 30°C. For at stabilisere plasmidet er det muligt at indsætte et DNA-fragment som bærer et par-område fra fx et vildtype Rl-plasmid i et type B plasmid, hvilket medfører fuldstændig stabilitet (intet tab) af plasmidet fra celler, som dyrkes under tilsvarende betingelser. Plasmidstabilitet kan bestemmes ved først at dyrke celler, som indeholder type B plasmider, i hvilke der er indsat lac-gener tillige med par-området og 15 som kontrol celler, der indeholder type B plasmider, der bærer lac-generne, men ikke par-området, selektivt på plader indeholdende et antibiotikum (over for hvilket plasmiderne medierer resistens) for at sikre tilstedeværelsen af begge slags plasmider i udgangskolonierne. Prøver af begge kolonier stryges derefter ud på plader, som ikke indeholder noget antibiotikum, således at cellerne lades vokse uden selektion i et antal generationer (celledelinger) såsom & 25 20 generationer. Endelig stryges celler fra begge de resulterende kolonier ud på McConkey-lac-toseindikatorplader, hvor de celler, som oprindeligt indeholdt plasmider bærende par-området danner røde kolonier, hvilket viser, at plasmiderne er blevet bevaret hvorimod kontrolcellerne, som oprindeligt indeholdt plasmider uden par-området danner både røde og farveløse kolonier, hvilket betyder, at plasmiderne er gået tabt fra nogle af cellerne i løbet af den selektionsfrie 25 periode. Det er således vist, at plasmider, i hvilke par-området er blevet indsat er blevet fuldstændigt stabile (jfr. eksempel 11). Denne stabiliserende virkning er særlig vigtig, hvis et indsat DNA-fragment forårsager en nedsættelse af de plasmidbærende cellers væksthastighed sammenlignet med plasmidfri celler.As mentioned above, type B plasmids lacking the pair region are lost at a frequency of approx. 1% per generation. Without selection for the presence of the plasmids in a culture, the plasmid is eventually lost from cells grown at ca. 30 ° C. In order to stabilize the plasmid, it is possible to insert a DNA fragment carrying a pair of regions from, for example, a wild type R1 plasmid into a type B plasmid, resulting in complete stability (no loss) of the plasmid from cells grown under similar conditions . Plasmid stability can be determined by first culturing cells containing type B plasmids into which lac genes are inserted as well as the pair region and as control cells containing type B plasmids carrying the lac genes but not the pair genes. the region, selectively on plates containing an antibiotic (against which the plasmids mediate resistance) to ensure the presence of both types of plasmids in the parent colonies. Samples of both colonies are then ironed onto plates containing no antibiotic, allowing cells to grow without selection for a number of generations (cell divisions) such as & 25 generations. Finally, cells from both of the resulting colonies are plated out on McConkey lac tose indicator plates, where the cells that originally contained plasmids carrying the pair region form red colonies, showing that the plasmids have been preserved, whereas the control cells, which originally contained plasmids without para. the region forms both red and colorless colonies, which means that the plasmids are lost from some of the cells during the selection-free period. Thus, it has been shown that plasmids into which the pair region has been inserted have become completely stable (cf. Example 11). This stabilizing effect is particularly important if an inserted DNA fragment causes a decrease in the growth rate of the plasmid-bearing cells compared to plasmid-free cells.
Endelig medfører indsætning af et DNA-fragment, som bærer det naturlige replikations-30 regulerende gen, såsom copB-genet på plasmid RI, i et sted uden for et type A plasmids replika-tionsområde, at der fås et plasmid med særlige replikationsegenskaber (et type C plasmid).Finally, insertion of a DNA fragment carrying the native replication regulatory gene, such as the copB gene on plasmid RI, into a site outside the replication region of a type A plasmid results in a plasmid having particular replication properties (a type C plasmid).
Ønskværdigheden af plasmidstabilitet, som er beskrevet ovenfor med hensyn til type B plasmider, er endnu mere udtalt, når det drejer sig om type C plasmider, eftersom disse som nævnt ovenfor har et endnu lavere kopital ved den lave temperatur og derfor går tabt med en 15 DK 171215 B1 højere frekvens end type B plasmider, hvis de mangler par-området. Type C plasmiderne kan stabiliseres tilsvarende ved at indsætte par-området i plasmiderne i tilfælde af plasmider, hvor det ikke allerede er til stede.The desirability of plasmid stability described above with respect to type B plasmids is even more pronounced in the case of type C plasmids since, as mentioned above, these have an even lower copy number at the low temperature and therefore are lost with a DK 171215 B1 higher frequency than type B plasmids if they lack the pair region. The Type C plasmids can be similarly stabilized by inserting the pair region into the plasmids in the case of plasmids where it is not already present.
I henhold til et særligt aspekt af opfindelsen bærer plasmidet udover den første regulerbare 5 promotor en anden promotor, som er anbragt uden for replikationsområdet, hvilken promotor regulerer udtrykkeisen af et indsat fremmed strukturgen, som fx koder for et ønsket polypeptid. Denne yderligere promotor kan fx være cl-promotoren, som er placeret på det fragment, som desuden bærer XPR-promotoren og cl-genet, hvilken cl-promotor kontrolleres af cl-genproduktet og transkriberer i den modsatte retning af λΡβ. Neden for cl-promotoren er det muligt at 10 indsætte et strukturgen, hvis udtiykkelse kan reguleres af denne promotor. Fx er lac-gener (kendt som lac-operon), der mangler lac-promotoren, blevet indsat neden for d-genet, og den opnåede genproduktamplifikation tyder på, at transkriptionen af lac-geneme i det mindste delvis er kontrolleret af cl-promotoren (jfr. eksempel 8). Herved blev det påvist, at det er muligt at anvende plasmiderne ifølge opfindelsen som kloningsvektorer for indsætningen af et fremmed gen.According to a particular aspect of the invention, in addition to the first adjustable promoter, the plasmid carries a second promoter located outside the replication region, which regulates the expression of an inserted foreign structural gene, which encodes, for example, a desired polypeptide. This additional promoter may be, for example, the cl promoter, which is located on the fragment which further carries the XPR promoter and the cl gene, which cl promoter is controlled by the cl gene product and transcribes in the opposite direction of λΡβ. Below the cl promoter, it is possible to insert a structural gene whose expression can be regulated by this promoter. For example, lac genes (known as lac operon) lacking the lac promoter have been inserted below the d gene, and the gene product amplification obtained suggests that the transcription of the lac genes is at least partially controlled by the cl promoter (see Example 8). Hereby, it was demonstrated that it is possible to use the plasmids of the invention as cloning vectors for the insertion of a foreign gene.
15 cl-Promotoren har den fordel, at den også kan reguleres af cl-repressoren, således at amplifika-tion af genproduktet finder sted samtidigt med amplifikation af plasmid DNA.The 15 cl promoter has the advantage that it can also be regulated by the cl repressor so that amplification of the gene product occurs simultaneously with amplification of plasmid DNA.
Den anden promotor kan også være en λ promotor såsom XPL, eller den kan være en recA-promotor. Når den anden promotor er XPL, kan den indsættes i plasmidet som et BamHI-Bglll-fragment fra phag λ, hvorved der dannes et hensigtsmæssigt kloningssted (BamHD til ind-20 sætning af DNA-fragmenter, som genereres af flere restriktionsenzymer såsom BamHI. Bgin. Sau3A og Bell. XPL kan også indsættes på et hensigtsmæssigt DNA-fragment fra et plasmid, som bærer promotoren. XPL er fordelagtig som en anden promotor, fordi den også kontrolleres af den temperaturfølsomme cl-repressor, således at amplifikationsbetingelserne er de samme.The second promoter may also be an λ promoter such as XPL, or it may be a recA promoter. When the second promoter is XPL, it can be inserted into the plasmid as a phage λ BamHI-BglII fragment, thereby forming an appropriate cloning site (BamHD for insertion of DNA fragments generated by several restriction enzymes such as BamHI). Sau3A and Bell XPL can also be inserted on a suitable DNA fragment from a plasmid carrying the promoter. XPL is advantageous as a second promoter because it is also controlled by the temperature sensitive c1 repressor so that the amplification conditions are the same.
Hvis promotoren derimod er recA, kan den indsættes i plasmidet ifølge opfindelsen som et 25 BamHI-fragment fra fx pBEU14 (Uhlin og Clark, J. Bact. 148. 1981, s. 386-390). Denne promotor fungerer på forskellige måder afhængig af den mikrobielle stamme, hvortil det recA-promotorbærende plasmid er blevet transformeret. I en recA-stamme kontrolleres recA af lexA-repressoren, som er anbragt på mikroorganismens kromosom. Ved fx en temperaturinduktion af ukontrolleret replikation forøges plasmidets kopital og dermed antallet af recA-promotorer 30 gradvis. Da lexA-repressoren kun dannes i små mængder og fungerer ved at binde tæt til recA-promotorområdet, vil den forhåndenværende mængde af lexA-repressor gradvis blive titreret, når kopitallet stiger. Således foregår der en gradvis derepression af recA og når plasmidkopi-tallet bliver højere, forøges transkriptionen fra recA tilsvarende.On the contrary, if the promoter is recA, it can be inserted into the plasmid of the invention as a BamHI fragment from, for example, pBEU14 (Uhlin and Clark, J. Bact. 148. 1981, pp. 386-390). This promoter functions in various ways depending on the microbial strain to which the recA promoter-carrying plasmid has been transformed. In a recA strain, the recA is controlled by the lexA repressor, which is located on the chromosome of the microorganism. For example, by a temperature induction of uncontrolled replication, the plasmid's copy number and thus the number of recA promoters are gradually increased. As the lexA repressor is only formed in small amounts and functions by binding tightly to the recA promoter region, the amount of lexA repressor present will gradually be titrated as the copy number increases. Thus, a gradual derepression of recA takes place and as the plasmid copy number becomes higher, the transcription from recA increases accordingly.
Plasmiderne ifølge opfindelsen som klonings- og produktionsvektorer 16 DK 171215 B1 I deres egenskab som klonings- og produktionsvektorer har plasmideme ifølge opfindelsen en række karakteristiske egenskaber: 1) Plasmideme er små med en molekylvægt på ca. 4,0-12,5x10® daltons. Den lille størrelse letter håndtering og forbedrer transformationseffektiviteten.The plasmids of the invention as cloning and production vectors 16 In their capacity as cloning and production vectors, the plasmids according to the invention have a number of characteristic properties: 1) The plasmids are small with a molecular weight of approx. 4.0-12.5x10® daltons. The small size facilitates handling and improves transformation efficiency.
5 2) Plasmideme har et antal unikke steder for restriktionsendonukleaser. Udtrykket "unik" betegner, at for en specifik restriktionsendonuklease har plasmidet ét og kun ét sted, som kan spaltes af enzymet.2) The plasmids have a number of unique sites for restriction endonucleases. The term "unique" means that for a specific restriction endonuclease, the plasmid has one and only one site which can be cleaved by the enzyme.
Som allerede nævnt er restriktionssteder, som er placeret inde i replikationsområdet, ikke tilladelige som kloningssteder. I de plasmider, som er beskrevet i nedenstående eksempler, 10 er restriktionsstederne Sall og PstI således ikke egnede som kloningssteder, da de er placeret i plasmidets replikon, hvorimod restriktionsstederae EcoRI og BamHI ikke er placeret i dette kritiske område og således udgør nyttige steder til indføring af fremmed DNA. Hvis et hensigtsmæssigt restriktionssted ikke findes på selve plasmidet, kan det konstrueres ved at indsætte et lille DNA-fragment (kendt som en linker), som indeholder 15 et sådant sted, i plasmidet som beskrevet i eksempel 4.As already mentioned, restriction sites located within the replication region are not allowed as cloning sites. Thus, in the plasmids described in the Examples below, the restriction sites SalI and PstI are not suitable as cloning sites as they are located in the replicon of the plasmid, whereas restriction sites EcoRI and BamHI are not located in this critical region and thus provide useful sites for introduction. of foreign DNA. If an appropriate restriction site is not found on the plasmid itself, it can be constructed by inserting a small DNA fragment (known as a linker) containing such a site into the plasmid as described in Example 4.
For at sikre udtrykkeisen af det indsatte strukturgen er det imidlertid også nødvendigt at have et hensigtsmæssigt translationsstartsignal (ribosombindingssted) anbragt oven for selve strukturgenet, men neden for den anden promotor. En måde, hvorpå man kan sikre tilstedeværelsen af ribosombindingsstedet, er at indsætte forskellige DNA-fragmenter (fx 20 som linkere), der kan fremstilles syntetisk, og som hver især bærer translationsstartsigna let for et forskelligt strukturgen. Alternativt kan et DNA-fragment, som bærer et gen, der allerede vides at blive udtiykt i mikroorganismer, indsættes i runaway-kloningsvektoreme in toto. hvorved man sikrer sig tilstedeværelsen af det korrekte translationsstartsignal.However, to ensure the expression of the inserted structural gene, it is also necessary to have an appropriate translation start signal (ribosome binding site) located above the structural gene itself but below the other promoter. One way to ensure the presence of the ribosome binding site is to insert different synthetic DNA fragments (e.g., 20 as linkers), each of which carries the translation start signal readily for a different structural gene. Alternatively, a DNA fragment carrying a gene already known to be expressed in microorganisms can be inserted into the runaway cloning vectors in toto. thereby ensuring the presence of the correct translation start signal.
3) Selv om det som nævnt ovenfor er en fordel at have en så lille kloningsvektor som muligt, 25 er det til mange formål praktisk, at kloningsvektoren bærer gener til udtrykkelse af en såkaldt markør, som er nyttig til identifikation og/eller udvælgelse af celler, som bærer plasmidet. Den mest anvendelige markør er antibiotikaresistens, & ampicillinresistens, da denne efter behandling for transformation af et rekombinant plasmid til en mikrobiel vært muliggør en let mod-selektion af mikroorganismer, som ikke har modtaget det rekombi-30 nante plasmid. En anden markør, som findes i alle de i nedenstående eksempler be skrevne plasmider, er λ-immunitet, som indkodes af cl-genet. En yderligere nyttig egenskab ved plasmider ifølge den foreliggende opfindelse kan være tilstedeværelsen af et gen, som medierer en selekterbar fænotype, i hvilket der er placeret et unikt restriktions- 17 DK 171215 B1 sted. Indsætning af et DNA-fragment på dette sted medfører indsætningsinaktivering af genet. Et eksempel herpå er beskrevet i eksempel 9 med hensyn til det gen, som medierer Lac+-fænotypen, og eksempel 12 med hensyn til det gen, som indkoder chloramphenicol -resistens. Når det ønskes at indføre en markør, & antibiotikaresistens, i et plasmid ifølge 5 opfindelsen, som skal anvendes som kloningsvektor, kan dette gøres ved transposition eller ved at indsætte et fremmed DNA-fragment på i og for sig kendt måde. Et eksempel på en sådan transposition er vist i eksempel 4.3) While, as mentioned above, it is advantageous to have as small a cloning vector as possible, it is convenient for many purposes that the cloning vector carry genes for expression of a so-called marker useful for identification and / or cell selection. , which carries the plasmid. The most useful marker is antibiotic resistance, & ampicillin resistance, as after treatment for transformation of a recombinant plasmid into a microbial host, it allows an easy counter-selection of microorganisms that have not received the recombinant plasmid. Another marker found in all the plasmids described in the examples below is λ immunity encoded by the cl gene. A further useful property of plasmids of the present invention may be the presence of a gene that mediates a selectable phenotype in which a unique restriction site is located. Insertion of a DNA fragment at this site causes insertion inactivation of the gene. An example of this is described in Example 9 with respect to the gene mediating the Lac + phenotype, and Example 12 with respect to the gene encoding chloramphenicol resistance. When it is desired to introduce a marker, & antibiotic resistance, into a plasmid of the invention to be used as a cloning vector, this can be done by transposition or by inserting a foreign DNA fragment in a manner known per se. An example of such a transposition is shown in Example 4.
DyrkningsmetoderCultivation
Den foreliggende opfindelse angår også en fremgangsmåde til fremstilling af et genprodukt af 10 plasmid DNA, hvilken fremgangsmåde omfatter dyrkning af mikroorganismer, som bærer et plasmid som beskrevet ovenfor, i hvilket der er blevet indsat en regulerbar promotor på en sådan måde, at transkription regulerer replikation, især på en sådan måde, at forøget tran-skription fra denne promotor fører til et væsentligt forøget eller ukontrolleret plasmidkopital, idet fremgangsmåden omfatter i det mindste en dyrkningsperiode under betingelser, som sikrer 15 forøget transkription fra den regulerbare promotor førende til et forøget niveau af det genprodukt, der er positivt nødvendig for replikation, hvilket forøgede niveau resulterer i en plasmid-replikationshastighed, som er højere end værtscellens væksthastighed, hvilket fører til et forøget plasmidkopital, som sædvanligvis efter 4-5 celledelinger vil være forøget med en faktor på 25-1000 eller ukontrolleret plasmidkopital, og udvinding af et genprodukt af plasmidet fra den 20 mikrobielle kultur. Selve dyrkningen udføres hensigtsmæssigt under anvendelse af sædvanlige teknikker, herunder sædvanlige næringsmedier, som vides at være optimale for den pågældende mikrobielle art. Udvindingen af genproduktet udføres også i henhold til velkendte metoder, som er tilpasset det bestemte fremstillede genprodukts identitet og egenskaber, værtsmikroorganismens egenskaber, etc. Den foreliggende opfindelse angår endvidere en fremgangsmåde til 25 dyrkning af værtsmikroorganismen, hvortil plasmidet ifølge opfindelsen er blevet transformeret under betingelser, som medfører et konstant, lavt plasmidkopital i podnings- og opformeringstrinnene, indtil det ønskede antal celler er blevet opnået, hvorefter værtsmikroorganismen dyrkes under betingelser, som fører til et væsentligt forøget eller ukontrolleret plasmidkopital.The present invention also relates to a method for producing a gene product of 10 plasmid DNA, which comprises culturing microorganisms carrying a plasmid as described above in which an adjustable promoter has been inserted in such a way that transcription regulates replication. , in particular in such a way that increased transcription from this promoter leads to a substantially increased or uncontrolled plasmid copy, the method comprising at least one culture period under conditions which ensure increased transcription from the adjustable promoter leading to an increased level of the gene product that is positively needed for replication, which increased level results in a plasmid replication rate which is higher than the host cell growth rate, leading to an increased plasmid capital, which will usually be increased by a factor of 25 to 5 after cell division. 1000 or uncontrolled pla forging copy capital, and extracting a gene product of the plasmid from the 20 microbial culture. Cultivation itself is conveniently carried out using conventional techniques, including conventional nutritional media, which are known to be optimal for the particular microbial species. The recovery of the gene product is also carried out according to well-known methods which are adapted to the identity and properties of the particular manufactured gene product, the characteristics of the host microorganism, etc. The present invention further relates to a method for culturing the host microorganism to which the plasmid of the invention has been transformed under conditions. which results in a constant, low plasmid capital in the grafting and propagation steps until the desired number of cells has been obtained, after which the host microorganism is grown under conditions leading to a substantially increased or uncontrolled plasmid capital.
Dyrkningen kan således indledningsvis udføres under betingelser, hvor eventuel transkription 30 fra promotoren ikke væsentligt influerer på plasmidets kopital, hvorefter et stof, som inducerer promotoraktivitet, sættes til dyrkningsmediet i en mængde, som fører til væsentligt forøget eller ukontrolleret replikation. Om ønsket kan disse dyrkningsbetingelser vendes efter et tidsrum, som er tilstrækkeligt til at opnå en væsentlig amplifikation af plasmidet, men tilstrækkeligt kort til at undgå nogen væsentlig beskadigelse af den mikrobielle kultur, idet stoffet fjernes fra 35 dyrkningsmediet, hvilket fører til en langsom nedsættelse af plasmidkopitallet, indtil det til sidst 18 DK 171215 B1 Dår præ-induktionsniveauet I denne forbindelse behøver udtiykket "flernes" ikke at betegne en fuldstændig fraværelse af det pågældende stof fra dyrkningsmediet men kun en nedsættelse i koncentrationen af stoffet til en mængde, hvor det ikke længere har nogen virkning.Thus, culture can initially be carried out under conditions where any transcription from the promoter does not significantly affect the copy number of the plasmid, after which a substance which induces promoter activity is added to the culture medium in an amount which leads to significantly increased or uncontrolled replication. If desired, these culture conditions can be reversed after a period of time sufficient to achieve a substantial amplification of the plasmid but short enough to avoid any significant damage to the microbial culture, removing the substance from the culture medium, leading to a slow reduction of the culture medium. the plasmid copy number until eventually 18 DK 171215 B1 Decreases the pre-induction level In this context, the term "multiple" need not mean a complete absence of the substance in question from the culture medium, but only a reduction in the concentration of the substance to an amount where it no longer exists. has any effect.
I en alternativ fremgangsmåde, hvor der anvendes en promotor, som inhiberes snarere end 5 induceres af et bestemt stof, kan den mikrobielle kultur først dyrkes i nærværelse af det stof, som inhiberer aktiviteten af den bestemte promotor, der anvendes, hvorefter koncentrationen af stoffet nedsættes, fx ved at fortynde dyrkningsmediet eller ved, at det gradvis forbruges af cellerne, i en grad, som medfører aktivering af promotoren, hvorved der opnås et væsentligt forøget eller ukontrolleret plasmidkopital. Om ønsket kan dyrkningsbetingelserne vendes efter et 10 tidsrum, som er tilstrækkeligt til at opnå en væsentlig amplifikation af plasmidet, men tilstrækkeligt kort til at undgå nogen væsentlig beskadigelse af den mikrobielle kultur, ved at tilsætte stoffet, som inhiberer promotoraktivitet, i en mængde, som fører til en langsom nedgang i plasmidkopital, til det når præ-induktionsniveauet.In an alternative method using a promoter that is inhibited rather than induced by a particular substance, the microbial culture can first be grown in the presence of the substance that inhibits the activity of the particular promoter used and then the concentration of the substance is decreased , for example, by diluting the culture medium or by gradually consuming it by the cells, to an extent which causes activation of the promoter, thereby obtaining a substantially increased or uncontrolled plasmid copy capital. If desired, the culture conditions can be reversed after a period of time sufficient to achieve substantial amplification of the plasmid, but sufficiently short to avoid any significant damage to the microbial culture by adding the substance which inhibits promoter activity to an amount which leads to a slow decrease in plasmid copolymer until it reaches the pre-induction level.
De betingelser, hvorunder mikroorganismen dyrkes, kan også omfatte i det mindste en dyrk-15 ningsperiode ved eller nær ved en temperatur, ved hvilken plasmidkopitallet er væsentligt forøget eller ukontrolleret.The conditions under which the microorganism is grown may also include at least one culture period at or near a temperature at which the plasmid copy number is substantially increased or uncontrolled.
Hvis den regulerbare promotor er temperaturafhængig eller reguleret af en temperaturfølsom faktor, foretrækkes det, at opformeringen af den mikroorganisme, som er transformeret med et plasmid ifølge opfindelsen, til en kultur af produktionsstørrelse udføres ved eller nær ved den 20 temperatur, ved hvilken plasmidet har et konstant, lavt kopital for at undgå enhver inhibering af mikrobiel vækst på grund af en forøget plasmid- og genproduktkoncentration. Derefter kan temperaturen ændres til en temperatur, ved hvilken plasmidet har et væsentligt forøget eller ukontrolleret kopital. Efter en hensigtsmæssig produktionsperiode, ofte til væksten af mikroorganismen er blevet inhiberet på grund af dannelsen af plasmid DNA og/eller genprodukter fra 25 plasmidet, foretages udvindingen af genproduktet. Afhængig af de bestemte betingelser kan det være ønskeligt at udføre produktionsdyrkningen kontinuerligt ved en temperatur, der kun nærmer sig den temperatur, ved hvilken plasmidkopitallet er væsentligt forøget eller ukontrolleret, således at værtsmikroorganismens overlevelse og fortsatte vækst muliggøres samtidigt med dannelsen af forøgede mængder af et genprodukt af plasmidet (som derefter kontinuerligt 30 eller intermitterende kan udvindes fra kulturen på i og for sig kendt måde).If the adjustable promoter is temperature dependent or regulated by a temperature sensitive factor, it is preferred that the propagation of the microorganism transformed with a plasmid of the invention to a production size culture be carried out at or near the temperature at which the plasmid has a constant, low copy capital to avoid any inhibition of microbial growth due to increased plasmid and gene product concentration. Thereafter, the temperature can be changed to a temperature at which the plasmid has a substantially increased or uncontrolled copy number. After an appropriate production period, often until the growth of the microorganism has been inhibited due to the formation of plasmid DNA and / or gene products from the plasmid, the recovery of the gene product is made. Depending on the particular conditions, it may be desirable to carry out the production culture continuously at a temperature approaching only the temperature at which the plasmid copy number is substantially increased or uncontrolled, so that the survival and continued growth of the host microorganism are possible simultaneously with the formation of increased amounts of a gene product. of the plasmid (which can then be continuously or intermittently recovered from the culture in a manner known per se).
Alternativt kan mikroorganismen opformeres til en kultur af produktionsstørrelse ved den temperatur, ved hvilken plasmidkopitallet er konstant, hvorpå temperaturen ændres til en temperatur ved eller nær ved den temperatur, ved hvilken plasmidkopitallet er væsentligt forøget eller ukontrolleret, og denne temperatur opretholdes i et tidsrum, som er tilstrækkeligt til 19 DK 171215 B1 opnå en væsentlig amplifikation af plasmidet, men tilstrækkeligt kort til at undgå nogen væsentlig beskadigelse af den mikrobielle kultur, hvorefter temperaturen igen ændres til en temperatur, som sikrer et lavt, konstant plasmidkopital, og produktionsdyrkning fortsættes ved denne temperatur, hvilket forårsager en langsom nedgang i plasmidkopitallet, indtil det når be-5 gyndelsesniveauet Denne dyrkningsmetode er særlig vigtig, når det fremmede gen, der indsættes i plasmidet, stammer fra en organisme, der ikke er levedygtig ved en temperatur på over ca. 30°, således at genprodukter fra et sådant gen kan blive denatureret ved højere temperaturer. Endvidere er udbyttet af genprodukt sædvanligvis højere, når denne dyrkningsmetode anvendes (jfr. eksempel 16; sammenlign Uhlin et al., Gene 6. 1979, s. 91-106, tabel II).Alternatively, the microorganism can be propagated to a culture of production size at the temperature at which the plasmid copy number is constant, whereby the temperature is changed to a temperature at or near the temperature at which the plasmid copy number is substantially increased or uncontrolled, and this temperature is maintained for a period which is sufficient to achieve substantial amplification of the plasmid, but sufficiently short to avoid any substantial damage to the microbial culture, after which the temperature is again changed to a temperature which ensures a low, constant plasmid capital, and production culture is continued at this temperature. causing a slow decline in the plasmid copy number until it reaches the level of initiation. This culture method is particularly important when the foreign gene inserted into the plasmid originates from an organism that is not viable at a temperature above ca. 30 °, so that gene products from such a gene can be denatured at higher temperatures. Furthermore, the yield of gene product is usually higher when this culture method is used (cf. Example 16; compare Uhlin et al., Gene 6. 1979, pp. 91-106, Table II).
10 Den temperatur, ved hvilken plasmidkopitallet er væsentligt forøget eller ukontrolleret, kan være højere end den temperatur, ved hvilken plasmidet har et konstant, lavt kopital. Denne højere temperatur kan fe være en temperatur i området ca. 36-42°C.The temperature at which the plasmid copy number is substantially increased or uncontrolled may be higher than the temperature at which the plasmid has a constant low copy number. This higher temperature may be a temperature in the range of approx. 36-42 ° C.
TEGNINGSFORKLARINGDRAWING EXPLANATION
Opfindelsen belyses nærmere under henvisning til tegningen, hvor 15 fig. 1 skematisk viser replikationsområdet for vildtypeplasmidet RI, fig. 2 er en forklaring af de symboler, som anvendes i de følgende figurer, og fig. 3-23 viser restriktionskort over de plasmider, som er beskrevet i eksemplerne.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic representation of the replication region of the wild-type plasmid R1; 2 is an explanation of the symbols used in the following figures; and FIG. 3-23 show restriction maps of the plasmids described in the Examples.
Fig. 1 viser skematisk det basale replikon fra plasmidet RI, hvor de skraverede områder betegner de translaterede områder, de uudfyldte områder betegner transkripterne, og de stiplede 20 linjer betegner mulige transkripter. I cirklen viser forstørrelsen af hårnåleløkkerne den høje grad af sekundær struktur af CopA-RNAet. Ori betegner replikationsinitieringsstedet. De vandret anbragte pile betegner transkriptionsretningen.FIG. 1 schematically shows the basal replicon from plasmid RI, where the shaded areas denote the translated regions, the unfilled regions denote the transcripts, and the dashed lines denote possible transcripts. In the circle, the enlargement of the hairpin loops shows the high degree of secondary structure of the CopA RNA. Ori denotes the replication initiation site. The horizontally arranged arrows denote the direction of transcription.
Fig. 2 viser en forklaring af symbolerne, som anvendes i de følgende figurer, hvor A betegner DNA fra Rl-type plasmider; B betegner DNA fra bacteriophag λ (EDA4); C betegner DNA fra 25 Tn3-transposonen (fra EDATn3); D betegner DNA fra plasmidet pBR322; E betegner DNA fra plasmidet pMC871; F betegner DNA fra plasmidet pVH1424; G betegner DNA fra plasmidet pSKSl04; H betegner strukturgener og vigtige steder; I betegner en promotor med en indikation af transkriptionsretningen; og J betegner en målestok for plasmidemes størrelse. Det uudfyldte område betegner DNA fra plasmidet pBEU14.FIG. 2 shows an explanation of the symbols used in the following figures, where A denotes DNA from R1-type plasmids; B represents DNA from bacteriophage λ (EDA4); C represents DNA from the Tn3 transposon (from EDATn3); D represents DNA from plasmid pBR322; E represents DNA from plasmid pMC871; F represents DNA from plasmid pVH1424; G represents DNA from plasmid pSKS104; H denotes structural genes and important sites; You denote a promoter with an indication of the direction of transcription; and J represents a measure of the size of the plasmids. The unfilled region represents DNA from plasmid pBEU14.
30 Fig. 3-23 viser lineære restriktionskort over plasmiderne, som er beskrevet i eksemplerne, hvor genotyperne af de viste Rl-type plasmider er vist over den vandrette linie. Således betegner DK 171215 B1 20 copB et gen, der koder for et polypeptid, som represserer transkription fra repA-promotoren mellem copB- og copA-generne: copA betegner et gen, der koder for et RNA-molekyle, som inhiberer translation af RepA-mRNA; repA betegner et gen, der koder for et protein, som er nødvendigt for plasmid Rl-replikation; ori betegner det vegetative replikationsinitieringssted; 5 aphA betegner et gen, som indkoder resistens over for kanamycin; bla betegner et gen, som indkoder resistens over for ampicillin; lacA. lacY og lacZ betegner det indsatte lac-operon, hvoraf lacA koder for transacetylase, lacY koder for permease, og lacZ koder for β-galactosidase; cl0,„ betegner et gen, der koder for en temperaturfølsom repressor af XPR-promotoren; tnpR og tnpA betegner gener, der koder for Tn3-transpositionsfunktioner; par betegner det område, som er 10 ansvarligt for plasmidfordeling, recA betegner et gen, der koder for et rekombinationsprotein; og PrecA betegner recA-promotoren. Under den vandrette Urge vises stederne for restriktionsenzymerne, hvor P betegner PstI; B2 betegner BglH: Sj betegner Sall; E betegner EcoRI: H3 betegner HindHI; Bj betegner BamHI; S betegner Smal: B2Bj betegner en fusion af et Bglll-sted og et BamHI-sted; og C betegner Clal. I fig. 11 er det viste plasmid tegnet i samme målestok 15 som plasmiderne i de andre figurer, og den med klammer angivne indsætning betegner de indsatte lac-gener.FIG. Figures 3-23 show linear restriction maps of the plasmids described in the Examples in which the genotypes of the R1-type plasmids shown are shown over the horizontal line. Thus, DK 171215 B1 20 denotes copB a gene encoding a polypeptide that represses transcription from the repA promoter between the copB and copA genes: copA denotes a gene encoding an RNA molecule that inhibits translation of RepA mRNA; repA represents a gene encoding a protein necessary for plasmid R1 replication; ori denotes the vegetative replication initiation site; 5 aphA represents a gene that encodes kanamycin resistance; bla denotes a gene that encodes ampicillin resistance; lacA. lacY and lacZ represent the inserted lac operon, of which lacA encodes transacetylase, lacY encodes permease, and lacZ encodes β-galactosidase; denotes a gene encoding a temperature-sensitive repressor of the XPR promoter; tnpR and tnpA denote genes encoding Tn3 transposition functions; pair represents the region responsible for plasmid distribution, recA represents a gene encoding a recombination protein; and PrecA denotes the recA promoter. Below the horizontal Urge, the sites of the restriction enzymes are shown where P represents PstI; B2 represents BglH: Sj represents Sal; E represents EcoRI: H3 represents HindHI; Bj represents Bam HI; S denotes Smal: B2Bj denotes a fusion of a BglII site and a BamHI site; and C represents Clal. In FIG. 11, the plasmid shown is drawn on the same scale 15 as the plasmids in the other figures, and the inserted insert denotes the inserted lac genes.
MATERIALER OG METODERMATERIALS AND METHODS
Den anvendte stamme af Escherichia coli K-12 var CSH50 (Δ pro-lac, rosL: jfr. J. Miller, Exnerimants in Molecular Genetics. Cold Spring Harbor Laboratoiy, Cold Spring Harbor, New 20 York, 1972). Der anvendtes flere plasmider (tabel 1) og bacteriophager (tabel 2).The strain of Escherichia coli K-12 used was CSH50 (Δ pro-lac, rosL: cf. J. Miller, Exnerimants in Molecular Genetics. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New York, 1972). Several plasmids (Table 1) and bacteriophages (Table 2) were used.
De anvendte forsøgsteknikker var standardteknikker, som anvendes inden for området mikrobiel genetik (J. Miller, Experiments in Molecular Genetics. Cold Spring Harbor, New York, 1972) og genetisk manipulation (Davis, Botstein og Roth, A Manual for Genetic Engineering: Advanced Bacterial Genetics. Cold Spring Harbor, New York, 1980).The experimental techniques used were standard techniques used in the field of microbial genetics (J. Miller, Experiments in Molecular Genetics. Cold Spring Harbor, New York, 1972) and genetic engineering (Davis, Botstein and Roth, A Manual for Genetic Engineering: Advanced Bacterial Genetics. Cold Spring Harbor, New York, 1980).
25 Alle celler blev dyrket i LB-medium (Bertani, J, Bact. 62. 1951, s. 293) eller i A+B-mini- malmedium (Clark og Maaløe, J. Mol, Biol. 23. 1967, s. 99), og de anvendte plader var LA-plader indeholdende LB-medium og 1,5% agar. Fremstilling og analyse af plasmid DNA blev udført under anvendelse af "dye buoyant" densitetsgradientcentrifugering i henhold til den af Stougaard & Molin, Anal. Biochem, 118. 1981, s. 191 beskrevne metode. Mærkning af DNA og fremstilling 30 af lysater til bestemmelse af plasmidindhold blev udført i henhold til Molin et al., J. Bact. 138. 1979, s. 70. Det relative indhold af plasmid DNA blev målt som de mængder mærket thymidin, som var til stede i plasmidbåndet i forhold til de mængder mærket thymidin, som var til stede i kromosombåndet i gradienterne.All cells were grown in LB medium (Bertani, J, Bact. 62. 1951, p. 293) or in A + B minimal medium (Clark and Maaløe, J. Mol, Biol. 23. 1967, p. 99) and the plates used were LA plates containing LB medium and 1.5% agar. Preparation and analysis of plasmid DNA was performed using "dye buoyant" density gradient centrifugation according to that of Stougaard & Molin, Anal. Biochem, 118. 1981, p.191 described. Labeling of DNA and preparation of lysates to determine plasmid content was performed according to Molin et al., J. Bact. 138. 1979, p. 70. The relative content of plasmid DNA was measured as the amounts of labeled thymidine present in the plasmid band relative to the amounts of labeled thymidine present in the chromosome band in the gradients.
DK 171215 Bl 21DK 171215 Pg 21
De restriktionsendonukleaser, som anvendes i eksemplerne, blev anvendt i henhold til fabrikantens anvisninger. Delvis restriktion blev udført med en 10 ganges fortynding af enzymerne.The restriction endonucleases used in the Examples were used according to the manufacturer's instructions. Partial restriction was performed with a 10-fold dilution of the enzymes.
Desuden anvendtes nedenstående screeningsmetoder: 1. Screening for λ-immunitet (immX + ) 5 I alle de beskrevne eksempler anvendes clgg^-mutantallelen. Plasmider, som bærer dette gen, gør K_coli-værtscellen resistent over for infektion med lytiske λ-phager ved 30°C. TU udvælgelse af resistente celler sættes mere end 108 Ab2-phagpartikler til pladerne, før bakterierne udsttyges. Overlevende kolonier testes yderligere for deres plasmidindhold.In addition, the following screening methods were used: 1. Screening for λ immunity (immX +) 5 In all of the examples described, the clgg ^ mutant allele is used. Plasmids carrying this gene render the K_coli host cell resistant to infection with lytic λ phages at 30 ° C. For TU selection of resistant cells, more than 108 Ab2 phage particles are added to the plates before the bacteria are ejected. Surviving colonies are further tested for their plasmid content.
2. Screening for codB+ 10 Genetiske fusioner mellem repA-promotoren og lac-operon’et, hvorfra lac-promotoren er blevet slettet, konstrueres og indsættes i et pl5-plasmid (pGA46). Et resulterende hybridplasmid, pJL217, er ansvarligt for en Lac+-fænotype, når det bæres af en Δ lac E. coli værtsstamme.2. Screening for codB + 10 Genetic fusions between the repA promoter and the lac operon from which the lac promoter has been deleted are constructed and inserted into a pl5 plasmid (pGA46). A resulting hybrid plasmid, pJL217, is responsible for a Lac + phenotype when carried by a Δ lac E. coli host strain.
Lac+-fænotypen detekteres let på McConkey-lactoseindikatorplader (røde kolonier). TUstede-værelsen af et copB+ gen i celler, som bærer pJL217, resulterer i en Lac'*fænotype, som 15 optræder som hvide kolonier på indikatorpladerne. Således genfindes copB+ hybrider let som Lac"kolonier, når plasmid DNA transformeres til E, coli δ lac celler, som indeholder plasmidet pJL217.The Lac + phenotype is easily detected on McConkey lactose indicator plates (red colonies). The TST site of a copB + gene in cells carrying pJL217 results in a Lac 'phenotype which appears as white colonies on the indicator plates. Thus, copB + hybrids are readily recovered as Lac "colonies when plasmid DNA is transformed into E, coli δ lac cells containing the plasmid pJL217.
TABEL 1TABLE 1
Anvendte plasmider 20Plasmids used 20
Plasmid Kilde pKN1562 S. Molin et al., J. Bact. 138. 1979, s. 70-79.Plasmid Source pKN1562 S. Molin et al., J. Bact. 138. 1979, pp. 70-79.
pBR322 F. Bolivar et al., Gene 2. 1977, s. 95.pBR322 F. Bolivar et al., Gene 2. 1977, p. 95.
25 pJL217 Konstrueret ved at indsætte et Sau3A-fragment fra pKN1562 bærende repA-promotoren i Bolstedet af pJL207, et hybridplasmid, som bærer lac-gener uden lac-promotoren.25 pJL217 Constructed by inserting a Sau3A fragment from pKN1562 carrying the repA promoter into the Bol site of pJL207, a hybrid plasmid carrying lac genes without the lac promoter.
pOUl6 Light & Molin, Mol. Gen. Genet. 184, 1981, 30 s. 57.pOUl6 Light & Molin, Mol. Gen. Genet. 184, 1981, 30 p.57.
22 DK 171215 B1 pGA46 An & Friesen, J. Bact. 140, 1979, s. 400-407.22 DK 171215 B1 pGA46 An & Friesen, J. Bact. 140, 1979, pp. 400-407.
pMC903 Casadaban et al., J. Bact. 143. 1980, s. 971.pMC903 Casadaban et al., J. Bact. 143. 1980, p.971.
pMC871 Casadaban et al., od. cit.. s. 971.pMC871 Casadaban et al., od. cit .. pp. 971.
pVH1424 Konstrueret af P. Valentin-Hansen ved indsæt- 5 ning af et Sau3A-fragment der bærer deo-pro- motoren fra plasmid pVH17 (Valentin-Hansen et al., EMBO J„ 1982, s. 317) i BamHI-stedet på plasmidet pMC1403 (Casadaban et al., op. -cit.. s. 971).pVH1424 Constructed by P. Valentin-Hansen by insertion of a Sau3A fragment carrying the deo promoter from plasmid pVH17 (Valentin-Hansen et al., EMBO J "1982, p. 317) at the BamHI site of plasmid pMC1403 (Casadaban et al., op. cit. p. 971).
10 pSKS104 Konstrueret af M. Casadaban ved indsætning af et PvuII-fragment indeholdende lac-promotoren og translationsindledningsområdet fra pMl3mp7 (Messing et al., Nucleic Acids Res. 9.10 pSKS104 Constructed by M. Casadaban by insertion of a PvuII fragment containing the lac promoter and translation initiation region of pMl3mp7 (Messing et al., Nucleic Acids Res. 9).
1981, s. 309) i Smal-stedet på pMC1403, efter-15 fulgt af homolog rekombination mellem lacZ- segmenterne.1981, p. 309) in the Sma I site of pMC1403, followed by homologous recombination between the lacZ segments.
pKN184 Nordstr5m et al., Plasmid 4, 1980, s. 322.pKN184 Nordstrim et al., Plasmid 4, 1980, p. 322.
pJL3 Molin et al., Mol. Gen. Genet. 181, 1981, s. 123- 130.pJL3 Molin et al., Mol. Gen. Genet. 181, 1981, pp. 123-130.
20 pVH1451 Valentin-Hansen et al., op, cit.20 pVH1451 Valentin-Hansen et al., Op. Cit.
pBEU14 Uhlin & Clark, J, Bact. 148. 1981, s. 386-390.pBEU14 Uhlin & Clark, J, Bact. 148. 1981, pp. 386-390.
pMC1403 Casadaban et al., J. Bact. 143. 1980, s. 971.pMC1403 Casadaban et al., J. Bact. 143. 1980, p.971.
TABEL 2 25 Anvendte bacteriophagerTABLE 2 25 Bacteriophages used
Phag Kilde EDA4 Dempsey & Willetts, J. Bact. 126. 1976, s. 166.Phag Source EDA4 Dempsey & Willetts, J. Bact. 126. 1976, p. 166.
30 EDXTn3 Nordstrom, Molin, Aagaard-Hansen, Plasmid 4.30 EDXTn3 Nordstrom, Molin, Aagaard-Hansen, Plasmid 4.
1980, s. 215-227.1980, pp. 215-227.
23 DK 171215 B123 DK 171215 B1
StamplasmiderStamplasmider
Plasmidet pKN1562 er et derivat af plasmid Ri, som i alt væsentligt er konstrueret som beskrevet i Molin et al., "Clustering of Genes Involved in Replication, Copy Number Control, Incompatibility, and Stable Maintenance of the Resistance Plasmid Rldrd-19".Plasmid pKN1562 is a derivative of plasmid Ri, constructed essentially as described in Molin et al., "Clustering of Genes Involved in Replication, Copy Number Control, Incompatibility, and Stable Maintenance of the Resistance Plasmid Rldrd-19".
5 J. Bact. 138, 1979, s. 70-79, med undtagelse af nogle få modifikationer, som er tilføjet ved senere forskning. pKN1562 har en molekylvægt på 6,9xl06 daltons og følgende genotype: copA-k copB +. repA+. aphA-t-, Δ par (jfr. fig. 3). Det meddeler resistens over for kana-mycin. Plasmidet har vildtypeplasmidets replikationsegenskaber, et kopital på 3-5 pr. hurtigtvoksende celle og går tabt med en frekvens på 1% pr. generation som følge af 10 mangel på par-genet (genet for fordeling).J. Bact. 138, 1979, pp. 70-79, with the exception of a few modifications added by later research. pKN1562 has a molecular weight of 6.9x106 daltons and the following genotype: copA-k copB +. repA +. aphA-t-, Δ pair (cf. Fig. 3). It communicates resistance to kana-mycin. The plasmid has the wild-type plasmid replication properties, a copy number of 3–5 per. fast-growing cell and is lost at a frequency of 1% per cell. generation due to 10 deficiency of the pair gene (the gene for distribution).
Ved restriktion af pKN1562 med Bglll for at slette en del af copB-genet og ligation af hæfteenderne konstrueres et andet plasmid, pJL20. Dette plasmids molekylvægt er c 6,7x10 daltons, og dets genotype er som følger: copA+. Δ copB. reoA+. aphA+. Δ par.By restriction of pKN1562 with BglII to delete part of the copB gene and ligation of the staple ends, another plasmid, pJL20, is constructed. The molecular weight of this plasmid is c 6.7x10 daltons and its genotype is as follows: copA +. Δ copB. reoA +. aphA +. Δ par.
Plasmidet har et kopital på 25-40 pr. hurtigt voksende celle, og plasmidet går ikke tabt.The plasmid has a copy number of 25-40 per. fast-growing cell and the plasmid is not lost.
15 Også dette plasmid medierer resistens over for kanamycin.This plasmid also mediates resistance to kanamycin.
PlasmidbetegnelsePlasmidbetegnelse
Det skal bemærkes, at plasmiderne med betegnelsen pJEL... i eksemplerne og på tegningen i basisansøgningen er blevet omdøbt pOU... i nærværende ansøgning.It should be noted that the plasmids designated pJEL ... in the examples and in the drawing in the base application have been renamed pOU ... in the present application.
EKSEMPEL 1 20 Konstruktion og karakterisering af nOU51 DNA fra plasmidet pJL20 og phagen EDX4 blev fremstillet i henhold til standardmetoder. Plasmid- og phag DNA blev blandet i en slutkoncentration på 20 pg/ml af hver og i et slutvolumen på 100 μΐ, kløvet med Bglll i 30 minutter, varmeinaktiveret ved 70°C i 10 minutter og ligateret med T4 DNA ligase natten over ved 15°C. Alikvoter af ligations-25 blandingen blev transformeret til E. coli stamme CSH50. Transformanter blev udvalgt på plader, som indeholdt 50 pg/ml kanamycin, hvorpå en suspension med ca. 109 Xb2-partikler var blevet udstrøget. Pladerne blev inkuberet i 20 timer ved 30°C.EXAMPLE 1 Construction and characterization of nOU51 DNA from plasmid pJL20 and phage EDX4 was prepared according to standard methods. Plasmid and phage DNA were mixed at a final concentration of 20 pg / ml of each and at a final volume of 100 μΐ, digested with BglII for 30 min, heat inactivated at 70 ° C for 10 min, and ligated with T4 DNA ligase overnight at 15 ° C. Aliquots of the ligation mixture were transformed into E. coli strain CSH50. Transformants were selected on plates containing 50 µg / ml kanamycin, upon which a suspension of ca. 109 Xb2 particles had been ironed out. The plates were incubated for 20 hours at 30 ° C.
Overlevende kolonier blev på ny isoleret og testet for resistens over for Ab2 ved kiyds-strygning ved 30°C, for vækst ved 42°C ved udstrygning på kanamycinplader ved 42°C og 30 for plasmidmolekylvægt ved fremstilling af plasmid DNA og analyse på agarosegeler.Surviving colonies were again isolated and tested for resistance to Ab2 by chewing iron at 30 ° C, growth at 42 ° C by streaking on kanamycin plates at 42 ° C and 30 for plasmid molecular weight by producing plasmid DNA and assay on agarose gels.
24 DK 171215 B124 DK 171215 B1
Herved blev der fundet et plasmid, pOU51, som medierer resistens over for kanamycin og λ-infektion, gør værtsbakterien temperaturfølsom for vækst og har en indsætning af phag DNA i pJL20 svarende til ca. I,6xl06 daltons. Plasmidets samlede molekylvægt var 8,4xl06 daltons. Disse egenskaber bæres alle af plasmidet, eftersom nye E. coli-modtager-5 stammer får alle plasmidets fænotypiske egenskaber, når de transformeres med pOU51-DNA.Hereby a plasmid, pOU51, which mediates resistance to kanamycin and λ infection was found, makes the host bacterium temperature sensitive to growth and has an insertion of phage DNA into pJL20 corresponding to approx. I, 6x106 daltons. The total molecular weight of the plasmid was 8.4x106 daltons. These properties are all carried by the plasmid, as new E. coli recipient strains all have the phenotypic properties of the plasmid when transformed with pOU51 DNA.
DNA blev fremstillet fra pOUSl og plasmidet kortlagt med restriktionsenzymer ved rensning af plasmid DNAet, spaltning med restriktionsenzym(er) og analyse af de resulterende fragmenter ved hjælp af agarosegelelektroforese (jfr, fig. 4). Herved blev det 10 indsatte l,6xl06 daltons lange fragment identificeret som et Bglll-fragment fra phag λ bærende cl-repressorgenet (ansvarligt for λ-immunitet ved 30°C) og λΡ^-promotoren, og orienteringen af det indsatte fragment blev bestemt til at være som vist i fig. 4. Det fremgår endvidere af restriktionskortet, at pOU51 har et unikt sted for restriktions-endonukleasen EcoRI. som gør det muligt at anvende plasmidet som kloningsvektor.DNA was prepared from pOUS1 and the plasmid mapped with restriction enzymes by purification of the plasmid DNA, cleavage with restriction enzyme (s) and analysis of the resulting fragments by agarose gel electrophoresis (cf. Fig. 4). Hereby, the 10 inserted 1,6x106 daltons long fragment was identified as a BglII fragment from the phage λ carrying the cl repressor gene (responsible for λ immunity at 30 ° C) and the λΡ promoter, and the orientation of the inserted fragment was determined. being as shown in FIG. 4. It is also apparent from the restriction map that pOU51 has a unique site for the restriction endonuclease EcoRI. which allows the plasmid to be used as a cloning vector.
15 Plasmidets indvirkning på cellernes vækst blev undersøgt ved at dyrke en kultur i medium ved 30°C. På et tidspunkt, da væksten var eksponentiel, blev temperaturen ændret til 42°C, og cellevæksten overvåget (bestemt spektrofotometrisk). Kulturen ophørte med at vokse inden for 1,5-2 timers vækst ved 42°C.The effect of the plasmid on cell growth was investigated by growing a culture in medium at 30 ° C. At a time when the growth was exponential, the temperature was changed to 42 ° C and the cell growth monitored (determined spectrophotometrically). The culture ceased to grow within 1.5-2 hours of growth at 42 ° C.
Indholdet af plasmid DNA blev målt som beskrevet under MATERIALER OG METO-20 DER ud fra 10 ml’s kulturer, som voksede i A+B-minimalmedium beriget med 0,2% glucose og 1% casaminosyrer. En 10 ml’s kultur blev mærket med 50 pCi af 3H-thymidin ved 30°C, den anden modtog isotopen umiddelbart efter et temperaturskift til 42°C, indtil cellerne ophørte med at vokse. Det relative indhold af plasmid DNA var 2% ved 30°C svarende til 25-40 plasmidkopier pr. celle. Ved 42°C var det relative indhold mere end 25 50% svarende til over 1000 plasmidkopier pr. celle.The content of plasmid DNA was measured as described under MATERIALS AND METO-20 DER from 10 ml cultures grown in A + B minimal medium enriched with 0.2% glucose and 1% casamino acids. One culture of 10 ml was labeled with 50 µCi of 3 H-thymidine at 30 ° C, the other receiving the isotope immediately after a temperature change to 42 ° C until the cells ceased to grow. The relative content of plasmid DNA was 2% at 30 ° C, corresponding to 25-40 plasmid copies per cell. At 42 ° C the relative content was more than 25 50% corresponding to over 1000 plasmid copies per cell.
Dette plasmids egenskaber er vist i tabel 5.The properties of this plasmid are shown in Table 5.
Stammen E. coli CSH50/pQU51 er deponeret i Deutsche Sammlung von Mikroorganismen, Grisebachstrasse 8, D-3400 Gottingen, som i det følgende er forkortet til DSM, under deponeringsnummeret 2467. Deponering af denne stamme og øvrige deponeringer 30 af mikroorganismer, som er omtalt i nærværende beskrivelse, er sket i overensstemmelse med Budapesttraktaten.The strain E. coli CSH50 / pQU51 is deposited in the Deutsche Sammlung von Microorganism, Grisebachstrasse 8, D-3400 Gottingen, which is hereinafter abbreviated to DSM, under deposit number 2467. Landfill of this strain and other deposits of microorganisms mentioned in this description has been made in accordance with the Budapest Treaty.
EKSEMPEL 2EXAMPLE 2
Konstruktion og karakterisering af dOU53 25 DK 171215 B1Construction and characterization of dOU53 25 DK 171215 B1
Ved at anvende det i eksempel 1 beskrevne plasmid som udgangsmateriale og ved delvis restriktion af pOU51 med Hindlll blev titelplasmidet konstrueret, fra hvilket genet til 5 indkodning af kanamycinresistens var blevet slettet, men som havde bevaret genet for indkodning af λ-immunitet. Plasmidet blev transformeret til E. coli stamme CSH50. pOU53 havde en molekylvægt på 3,2xl06 daltons og følgende genotype: cqdA+. Δ codB. repA+. Δ par, immX + , Δ aphA.Using the plasmid described in Example 1 as the starting material and by partial restriction of pOU51 with HindIII, the title plasmid was constructed from which the gene for encoding kanamycin resistance had been deleted but which had retained the gene for encoding λ immunity. The plasmid was transformed into E. coli strain CSH50. pOU53 had a molecular weight of 3.2x106 daltons and the following genotype: cqdA +. Δ codB. repA +. Δ pair, immX +, Δ aphA.
Plasmidet blev kortlagt med restriktionsenzymer som beskrevet i eksempel 1 (jfr. fig. 5).The plasmid was mapped with restriction enzymes as described in Example 1 (cf. Fig. 5).
10 Det fremgår af restriktionskortet, at pOU53 har et unikt sted for restriktionsendonuklea-sen EcoRI, hvilket gør det muligt at anvende plasmidet som kloningsvektor.10 It is apparent from the restriction map that pOU53 has a unique site for the restriction endonuclease EcoRI, which allows the plasmid to be used as a cloning vector.
For at påvise tilstedeværelsen af det ønskede plasmid i værtscellerne blev cellekulturer dyrket på plader, der indeholdt Xb2-phagpartikler, som beskrevet ovenfor for at teste for resistens over for λ-infektion. Cellerne blev yderligere testet for følsomhed over for 15 kanamycin ved replikaudpladning af kolonier på plader indeholdende 50 pg/ml kana- mycin. For at teste for temperaturfølsom vækst blev cellerne udstrøget på plader ved 42°C og dyrket som beskrevet i eksempel 1.To detect the presence of the desired plasmid in the host cells, cell cultures were grown on plates containing Xb2 phage particles, as described above, to test for resistance to λ infection. The cells were further tested for sensitivity to 15 kanamycin by replicating plaque colonies on plates containing 50 µg / ml kanamycin. To test for temperature-sensitive growth, cells were plated on plates at 42 ° C and grown as described in Example 1.
Da indholdet af plasmid DNA blev målt på den i eksempel 1 beskrevne måde, viste cellerne sig at indeholde 20-40 plasmidkopier ved 30°C og mere end 1000 plasmidkopier 20 ved 42°C. Der var intet tab af plasmidet.Since the content of plasmid DNA was measured in the manner described in Example 1, the cells were found to contain 20-40 plasmid copies at 30 ° C and more than 1000 plasmid copies 20 at 42 ° C. There was no loss of the plasmid.
Dette plasmids egenskaber er vist i tabel 5.The properties of this plasmid are shown in Table 5.
Stammen E. coli CSH50/pOU53 er deponeret i DSM under deponeringsnummeret 2468. EKSEMPEL 3The strain E. coli CSH50 / pOU53 is deposited in the DSM under the deposit number 2468. EXAMPLE 3
Konstruktion og karakterisering af pOU56 25 Ved in vivo indsætning af Tn3-transposonen fra en X::Tn3-phag, som indeholdt generne for transposition og ampicillinresistens (β -lactamase) (Nordstrom, Molin og Aagaard-Hansen, Plasmid 4. 1980, s. 215-227), i pOU53 blev titelplasmidet konstrueret. Plasmid DNA blev isoleret fra en stamme, som bar λ Tn3-phagen i kromosomerne og plasmidet pOU53. Plasmid DNAet blev transformeret til E. coli stamme CSH50, idet der blev 26 DK 171215 B1 udvalgt for ampicillinresistens og λ-immunitet. pOU56 havde en molekylvægt på 6,5xl06 daltons og følgende genotype: copA+. Δ copB. repA+. Δ aphA. immU. bla+ (::Tn3).Construction and characterization of pOU56 25 In vivo insertion of the Tn3 transposon from an X :: Tn3 phage containing the genes for transposition and ampicillin resistance (β-lactamase) (Nordstrom, Molin and Aagaard-Hansen, Plasmid 4. 1980, p. 215-227), in pOU53, the title plasmid was constructed. Plasmid DNA was isolated from a strain carrying the λ Tn3 phage in the chromosomes and plasmid pOU53. The plasmid DNA was transformed into E. coli strain CSH50 by selecting 26 amp 171215 B1 for ampicillin resistance and λ immunity. pOU56 had a molecular weight of 6.5x106 daltons and the following genotype: copA +. Δ copB. repA +. Δ aphA. Immunol. bla + (:: Tn3).
Plasmidet blev kortlagt med restriktionsenzymer som beskrevet i eksempel 1 (jfr. fig. 6). Restriktionskortet viser, hvor Tn3-transposonen er blevet indsat i pOU56, og viser 5 endvidere, at plasmidet har et unikt sted for hver af restriktionsendonukleaserne EcoRI og BamHI. Medens plasmidet er nyttigt som udgangsmateriale til fremstilling af plasmidet pOU57 (jfr. eksempel 4 nedenfor), er det ikke foretrukkent som kloningsvektor, da antihiotikaresistens kan overføres til andre bakterier som følge af tilstedeværelsen af transpositionsgenet.The plasmid was mapped with restriction enzymes as described in Example 1 (cf. Fig. 6). The restriction map shows where the Tn3 transposon has been inserted into pOU56, and further shows that the plasmid has a unique site for each of the restriction endonucleases EcoRI and BamHI. While the plasmid is useful as a starting material for producing the plasmid pOU57 (cf. Example 4 below), it is not preferred as a cloning vector, as antihiotic resistance can be transmitted to other bacteria due to the presence of the transposition gene.
10 For at påvise tilstedeværelsen af det ønskede plasmid i værtscellen blev cellekulturer dyrket på plader indeholdende Ab2-phagpartikler som beskrevet ovenfor for at teste for resistens over for λ-infektion. Cellerne blev endvidere testet for ampicillinresistens på plader, som indeholdt 50 pg/ml ampicillin. Testen for temperaturfølsom vækst blev udført på den ovenfor beskrevne måde.10 To detect the presence of the desired plasmid in the host cell, cell cultures were grown on plates containing Ab2 phage particles as described above to test for resistance to λ infection. The cells were further tested for ampicillin resistance on plates containing 50 µg / ml ampicillin. The temperature-sensitive growth test was performed in the manner described above.
15 pOU56 viste sig at have de samme replikationsegenskaber som pOU53.15 pOU56 was found to have the same replication properties as pOU53.
Dette plasmids egenskaber er vist i tabel 5.The properties of this plasmid are shown in Table 5.
Stammen E. coli CSH50/pOU56 er deponeret i DSM under deponeringsnummeret 2469. EKSEMPEL 4The strain E. coli CSH50 / pOU56 is deposited in the DSM under the deposit number 2469. EXAMPLE 4
Konstruktion og karakterisering af pOU57 (et type A plasmid) 20 For at eliminere muligheden for transposition af Tn3 fra plasmidet pOU56 som følge af, at det bærer hele transposonen, blev plasmidet spaltet på BamHI- og EcoRI-stederne for at slette transpositionsgenet, hvorimod genet, som koder for β -lactamase, blev bevaret.Construction and characterization of pOU57 (a type A plasmid) 20 To eliminate the possibility of transposition of Tn3 from plasmid pOU56 as it carries the entire transposon, the plasmid was cleaved at the BamHI and EcoRI sites to delete the transposition gene, whereas the gene , which encodes β-lactamase, was preserved.
For at sammenføje hæfteenderne blev et lille BamHI-EcoRI-fragment fra plasmid pBR322 indsat, hvorved dannedes plasmidet pOU57. Plasmidet blev transformeret til E. coli 25 stamme CSH50. pOU57 havde en molekylvægt på 4,2xl06 daltons og følgende genotype: copA+. Δ copB. repA+, Δ par. Δ aphA. imm λ + , bla+ (ΔΤη3).To join the staple ends, a small BamHI-EcoRI fragment from plasmid pBR322 was inserted, thus forming the plasmid pOU57. The plasmid was transformed into E. coli 25 strain CSH50. pOU57 had a molecular weight of 4.2x106 daltons and the following genotype: copA +. Δ copB. repA +, Δ par. Δ aphA. imm λ +, bla + (ΔΤη3).
Plasmidet blev kortlagt med restriktionsenzymer som beskrevet i eksempel 1 (jfr. fig. 7).The plasmid was mapped with restriction enzymes as described in Example 1 (cf. Fig. 7).
Af restriktionskortet fremgår det, at pOU57 har unikke steder for hver af restriktionsendonukleaserne BamHI og EcoRI. hvilket gør det anvendeligt som kloningsvektor.The restriction map shows that pOU57 has unique sites for each of the restriction endonucleases BamHI and EcoRI. making it useful as a cloning vector.
27 DK 171215 B127 DK 171215 B1
For at påvise tilstedeværelsen af det ønskede plasmid i værtscellen blev cellekulturer dyrket på plader indeholdende Xb2-phagpartikler som beskrevet ovenfor for at teste for resistens over for phaginfektion. Cellerne blev yderligere testet for ampicillinresistens på den ovenfor beskrevne måde. Plasmidets molekylvægt blev bestemt ved hjælp af agarose· 5 gelelektroforese. Testen for temperaturfølsom vækst blev udført på den ovenfor beskrevne måde.To detect the presence of the desired plasmid in the host cell, cell cultures were grown on plates containing Xb2 phage particles as described above to test for resistance to phage infection. The cells were further tested for ampicillin resistance in the manner described above. The molecular weight of the plasmid was determined by agarose · 5 gel electrophoresis. The temperature-sensitive growth test was performed in the manner described above.
pOU57 viste sig at have de samme replikationsegenskaber som pOU53.pOU57 was found to have the same replication properties as pOU53.
Dette plasmids egenskaber er vist i tabel 5.The properties of this plasmid are shown in Table 5.
Stammen E. coli CSH50/pOU57 er deponeret i DSM under deponeringsnummeret 2470.The strain E. coli CSH50 / pOU57 is deposited in the DSM under the deposit number 2470.
10 EKSEMPEL 5EXAMPLE 5
Konstruktion og karakterisering af pOU71 (et type B plasmid)Construction and characterization of pOU71 (a type B plasmid)
Ved at anvende det i eksempel 4 beskrevne plasmid som udgangsmateriale og ved at indsætte et Bglll-fragment fra pKNl562, som omfattede en del af copB-genet i Bglll-stedet på pOU57 blev titelplasmidet konstrueret, hvilket plasmid bar såvel cI-APR-15 repressorpromotorsystemet som vildtypegenet for copB-inhibitoren fra Rl-type plasmider. Plasmidet blev transformeret til E. coli stamme CSH50. Molekylvægten af pOU71 var 4,3xl06 daltons, og genotypen var som følger: copA-k copB-k repA+. Δ par. Δ aphA. imm λ+, bla+.Using the plasmid described in Example 4 as the starting material and by inserting a BglII fragment from pKN1562 which included a portion of the copB gene in the BglII site of pOU57, the title plasmid was constructed, which contained both the cI-APR-15 repressor promoter system as the wild-type gene for the copB inhibitor from R1-type plasmids. The plasmid was transformed into E. coli strain CSH50. The molecular weight of pOU71 was 4.3x106 daltons and the genotype was as follows: copA-k copB-k repA +. Δ par. Δ aphA. imm λ +, bla +.
Plasmidet blev kortlagt med restriktionsenzymer som beskrevet i eksempel 1 (jfr. fig. 8).The plasmid was mapped with restriction enzymes as described in Example 1 (cf. Fig. 8).
20 Det fremgår af restriktionskortet, at pOU71 har de samme unikke restriktionssteder som pOU57.20 The restriction map shows that pOU71 has the same unique restriction sites as pOU57.
For at påvise tilstedeværelsen af det ønskede plasmid i værtscellen blev cellekulturer testet for resistens over for λ-infektion og ampicillinresistens på den ovenfor beskrevne måde. Plasmiderne blev derefter screenet for tilstedeværelsen af copB-genet ved hjælp af 25 den metode, som er beskrevet i afsnittet "Screening for copB+" (side 27 i nærværende ansøgning). Testen for temperaturfølsom vækst blev udført på den ovenfor beskrevne måde. Endelig blev antallet af plasmidkopier ved 30°C bestemt ved hjælp af radiomærkning og gradientcentrifugering.To detect the presence of the desired plasmid in the host cell, cell cultures were tested for resistance to λ infection and ampicillin resistance in the manner described above. The plasmids were then screened for the presence of the copB gene by the method described in the section "Screening for copB +" (page 27 of this application). The temperature-sensitive growth test was performed in the manner described above. Finally, the number of plasmid copies at 30 ° C was determined by radiolabelling and gradient centrifugation.
28 DK 171215 B128 DK 171215 B1
Da indholdet af plasmid DNA blev målt på den i eksempel 1 beskrevne måde, viste cellerne sig at indeholde 3-5 plasmidkopier ved 30°C og over 1000 plasmidkopier ved 42eC.Since the content of plasmid DNA was measured in the manner described in Example 1, the cells were found to contain 3-5 plasmid copies at 30 ° C and over 1000 plasmid copies at 42 ° C.
Ved 30°C gik plasmidet tabt med en frekvens på 1% pr. generation.At 30 ° C, the plasmid was lost at a frequency of 1% per day. generation.
Plasmidets egenskaber er vist i tabel 5.The properties of the plasmid are shown in Table 5.
5 Stammen E. coli CSH50/pOU71 er deponeret i DSM under deponeringsnummeret 2471. EKSEMPEL 6The strain E. coli CSH50 / pOU71 is deposited in the DSM under the deposit number 2471. EXAMPLE 6
Konstruktion og karakterisering af pOU73 (et type C plasmid)Construction and characterization of pOU73 (a type C plasmid)
Ved at anvende det i eksempel 4 beskrevne plasmid som udgangsmateriale og ved at indsætte et EcoRI-fragment fra pOU16 bærende copB-genet i EcoRI-stedet på pOU57 blev 10 titelplasmidet konstrueret, hvilket havde genet for copB-inhibitoren samt cI-XPR-repres-sor/promotorsystemet. Plasmidet blev transformeret til E. coli stamme CSH50. pOU73 havde en molekylvægt på 4,4x106 daltons og følgende genotype: cop A+. copB+. repA+.Using the plasmid described in Example 4 as the starting material and by inserting an EcoRI fragment from the pOU16 carrying copB gene into the EcoRI site of pOU57, the title plasmid was constructed which had the gene for the copB inhibitor as well as the cI-XPR repressor. sor / promoter system. The plasmid was transformed into E. coli strain CSH50. pOU73 had a molecular weight of 4.4x106 daltons and the following genotype: cop A +. CopB +. repA +.
Δ nar. Δ aohA. imm λ + , bla+.Δ nar. Δ aohA. imm λ +, bla +.
Plasmidet blev kortlagt med restriktionsenzymer som beskrevet i eksempel 1 (jfr. fig. 9).The plasmid was mapped with restriction enzymes as described in Example 1 (cf. Fig. 9).
15 Det fremgår af restriktionskortet, at copB-genet er blevet indsat i et område på plasmidet, hvor det ikke naturligt hører hjemme. Det fremgår endvidere, at plasmidet har et unikt sted for restriktionsendonukleasen BamHI. således at det kan anvendes som klonings-vektor.15 It appears from the restriction map that the copB gene has been inserted into an area of the plasmid where it does not naturally belong. Furthermore, it appears that the plasmid has a unique site for the restriction endonuclease BamHI. so that it can be used as a cloning vector.
Der anvendtes de samme screeningsmetoder som for pOU71.The same screening methods as for pOU71 were used.
20 Da indholdet af plasmid DNA blev målt på den i eksempel 1 beskrevne måde, viste cellerne sig at indeholde 0,5-1 plasmidkopi ved 30°C og over 1000 plasmidkopier ved 42°C.Since the content of plasmid DNA was measured in the manner described in Example 1, the cells were found to contain 0.5-1 plasmid copy at 30 ° C and over 1000 plasmid copies at 42 ° C.
Ved 30°C gik plasmidet tabt med en frekvens på over 5% pr. generation.At 30 ° C, the plasmid was lost at a frequency greater than 5% per day. generation.
Dette plasmids egenskaber er vist i tabel 5.The properties of this plasmid are shown in Table 5.
Stammen E. coli CSH50/pOU73 er deponeret i DSM under deponeringsnummeret 2472.The strain E. coli CSH50 / pOU73 is deposited in the DSM under the deposit number 2472.
EKSEMPEL 7EXAMPLE 7
Konstruktion og karakterisering af dOU75 (et type B plasmid) 29 DK 171215 B1Construction and characterization of dOU75 (a type B plasmid) 29 DK 171215 B1
Ved at anvende det i eksempel 5 beskrevne plasmid som udgangsmateriale og ved delvis restriktion af pOU71 med Hindlll blev titelplasmidet konstrueret, hvorfra EcoRI-stedet 5 var blevet slettet. Plasmidet blev transformeret til E. coli stamme CSH50. pOU75 havde en molekylvægt på 4,2xl06 daltons og følgende genotype: copA+. copB+, repA+. Δ par.Using the plasmid described in Example 5 as the starting material and by partial restriction of pOU71 with HindIII, the title plasmid was constructed from which the Eco RI site 5 had been deleted. The plasmid was transformed into E. coli strain CSH50. pOU75 had a molecular weight of 4.2x106 daltons and the following genotype: copA +. copB +, repA +. Δ par.
Δ aphA. imm λ+, bla+.Δ aphA. imm λ +, bla +.
Plasmidet blev kortlagt med restriktionsenzymer som beskrevet i eksempel 1 (jfr. fig. 10).The plasmid was mapped with restriction enzymes as described in Example 1 (cf. Fig. 10).
Det fremgår af restriktionskortet, at sletningen af HindlH-fragmentet medfører fjernelse 10 af EcoRI-stedet på pOU71.From the restriction map, it appears that the deletion of the HindIII fragment causes removal of the EcoRI site at pOU71.
For at påvise tilstedeværelsen af det ønskede plasmid i værtscellen blev cellekulturer testet for resistens over for λ-infektion og ampicillinresistens samt temperaturfølsom vækst på den ovenfor beskrevne måde. Plasmidet blev også testet for tab af EcoRI-stedet ved restriktion med enzymet.To detect the presence of the desired plasmid in the host cell, cell cultures were tested for resistance to λ infection and ampicillin resistance as well as temperature-sensitive growth in the manner described above. The plasmid was also tested for loss of the EcoRI site by restriction with the enzyme.
15 pOU75 viste sig at have de samme replikationsegenskaber som pOU71.15 pOU75 was found to have the same replication properties as pOU71.
Dette plasmids egenskaber er vist i tabel 5.The properties of this plasmid are shown in Table 5.
Stammen E. coli CSH50/pOU75 er deponeret i DSM under deponeringsnummeret 2473.The strain E. coli CSH50 / pOU75 is deposited in the DSM under the deposit number 2473.
EKSEMPEL 8 Genproduktamplifikation 20 Plasmidet pMC903 (Casadaban et al., J. Bact. 143. 1980, s. 971) blev spaltet med restriktionsenzymerne BamHI og Belli, hvorved der dannedes et BamHI-Bglll-fragment, som bar lac-generne. Plasmidet pOU71 blev spaltet med BamHI. og det ovenfor vundne BamHJ-Bgin-fragment blev indsat på dette sted som vist i fig. 11 efterfulgt af ligation med T4 DNA ligase, hvorved der dannedes plasmidet pOUl06, som blev transformeret til 25 E. coli stamme CSH50. Cellerne blev udstrøget på McConkey-lactoseindikatorplader (jfr.EXAMPLE 8 Gene Product Amplification The plasmid pMC903 (Casadaban et al., J. Bact. 143. 1980, p. 971) was digested with the restriction enzymes BamHI and Belli to generate a BamHI-BglII fragment carrying the lac genes. Plasmid pOU71 was digested with BamHI. and the above-obtained Bam HJ-Bgin fragment was inserted at this site as shown in FIG. 11 followed by ligation with T4 DNA ligase to generate the plasmid pOU106, which was transformed into 25 E. coli strain CSH50. The cells were plated on McConkey lactose indicator plates (cf.
J. Miller, Experiments in Molecular Genetics. Cold Spring Harbor, 1972), som indeholdt 50 pg/ml ampicillin, og inkuberet ved 30°C for at udvælge for røde kolonier (Lac+).J. Miller, Experiments in Molecular Genetics. Cold Spring Harbor, 1972), containing 50 µg / ml ampicillin, and incubated at 30 ° C to select for red colonies (Lac +).
Temperaturen blev derefter ændret til 42°C, og amplifikationen af genproduktet (β- 30 DK 171215 B1 galactosidase) blev målt som vist i tabel 3. Målingen blev udført i henhold til den af J. Miller, od. rit., beskrevne metode.The temperature was then changed to 42 ° C and the amplification of the gene product (β-galactosidase) was measured as shown in Table 3. The measurement was performed according to that of J. Miller, od. rit., described method.
TABEL 3TABLE 3
Anplifikatian af genproduktAnplificatian of gene product
Plasmid ifølge opfindelsen Kendt plasmid (pKN410)Plasmid of the Invention Known Plasmid (pKN410)
Minutter Akkumuleret Minutter Akkumuleret efter skift relativ specifik efter skift relativ specifik til 42°C aktivitet1 af til 42eC aktivitet af genprodukt2 gerprodukt3 0 10 0 10 10 21 25 34 55 62 60 20 83 107 90 47 1 Enzymaktivitet pr. samlet mængde protein, dvs. forøgelsen af β-galactosidase pr. celle.Minutes Accumulated Minutes Accumulated after shift relative specific after shift relative specific to 42 ° C activity1 of to 42eC activity of gene product2 ger product3 0 10 0 10 10 21 25 34 55 62 60 20 83 107 90 47 1 Enzyme activity per total amount of protein, i.e. the increase of β-galactosidase per cell.
2 β-galactosidase medieret af plasmid pOU106.2 β-galactosidase mediated by plasmid pOU106.
5 3 β-lactamase medieret af plasmid pKN410 (Uhlin et al., Gene 6, 1979, Tabel Π, s. 100).Β-lactamase mediated by plasmid pKN410 (Uhlin et al., Gene 6, 1979, Table Π, p. 100).
Det fremgår af tabellen, at niveauet af genproduktamplifikation er sammenligneligt med det niveau, som opnås med andre runaway-vektorer (fe Uhlin et al., Gene 6. 1979, s. 91-106).The table shows that the level of gene product amplification is comparable to that achieved with other runaway vectors (Fe Uhlin et al., Gene 6. 1979, pp. 91-106).
Den promotor, hvorfra β-galactosidasegenet udtrykkes, er cl-promotoren og/eller tetracyclinpro-motoren, som er placeret på DNA-fragmentet fra pBR322, der, skønt den er relativt svag, ikke kan 10 udelukkes som en influerende faktor, og som transkriberer i samme retning som cl-promotoren.The promoter from which the β-galactosidase gene is expressed is the cl promoter and / or tetracycline promoter located on the DNA fragment from pBR322 which, although relatively weak, cannot be excluded as an influencing factor and which transcribes in the same direction as the cl promoter.
pOUl06 blev kortlagt med restriktionsenzymer som beskrevet i eksempel 1 (jfr. fig. 11). Det fremgår af restriktionskortet, at plasmidet har et unikt sted for restriktionsendonukleasen BamHI umiddelbart neden for de indsatte lac-gener, hvilket gør plasmidet anvendeligt som kloningsvektor.pOU106 was mapped with restriction enzymes as described in Example 1 (cf. Fig. 11). It is apparent from the restriction map that the plasmid has a unique site for the restriction endonuclease BamHI immediately below the inserted lac genes, making the plasmid useful as a cloning vector.
Dette plasmids egenskaber er vist i tabel 5.The properties of this plasmid are shown in Table 5.
15 Stammen E, coli CSH50/pOU106 er deponeret i DSM under deponeringsnummeret 2474.The strain E, coli CSH50 / pOU106 is deposited in the DSM under the deposit number 2474.
EKSEMPEL 9EXAMPLE 9
Konstruktion og karakterisering af pOU79 (et tvne B plasmid) 31 DK 171215 B1Construction and characterization of pOU79 (a TV B plasmid) 31 DK 171215 B1
Plasmid pOU71 blev spaltet fuldstændigt med BamHI og delvis med PstI og ligateret med et DNA-fragment (bærende lac-operonet) fra plasmid pMC871 (Casadaban et al., J. Bact. 143. 1980, s. 971), 5 som var blevet spaltet fuldstændigt med BamHI og PstI.Plasmid pOU71 was completely digested with BamHI and partially with PstI and ligated with a DNA fragment (carrying the lac operon) from plasmid pMC871 (Casadaban et al., J. Bact. 143, 1980, p. 971), which had been completely cleaved with BamHI and PstI.
Ligationsblandingen blev transformeret til E. coli stamme CSH50, idet der blev udvalgt for resistens over for ampicillin på McConkey-lactoseindikatorplader, som indeholdt 50 pg/ml ampicillin, og som blev inkuberet ved 30°C. Efter 20 timers inkubation ved 30°C blev pladerne inkuberet i et kort tidsrum (1-2 timer) ved 42°C, og kolonier, som skiftede fra en Lac‘ (hvid) til en Lac+ (rød) fænotype, 10 blev analyseret yderligere. Titelplasmidet blev identificeret ud fra en sådan koloni. pOU79 havde en molekylvægt på 8,8xl06 daltons og følgende genotype: copA+. copB+. repA. Δ par, imm λ + , bla+. lac+.The ligation mixture was transformed into E. coli strain CSH50, selected for resistance to ampicillin on McConkey lactose indicator plates containing 50 µg / ml ampicillin and incubated at 30 ° C. After 20 hours of incubation at 30 ° C, the plates were incubated for a short period (1-2 hours) at 42 ° C, and colonies switching from a Lac '(white) to a Lac + (red) phenotype were further analyzed. . The title plasmid was identified from such a colony. pOU79 had a molecular weight of 8.8x106 daltons and the following genotype: copA +. CopB +. repA. Δ pair, imm λ +, bla +. lac +.
Plasmidet blev kortlagt med restriktionsenzymer som beskrevet i eksempel 1 (jfr. fig. 12). Det fremgår af restriktionskortet, at plasmidet har et unikt sted for restriktionsendonukleasen BamHI umiddelbart 15 oven for lac-generne. Indsætning af promotorbærende DNA-fragmenter i den korrekte orientering på dette sted medfører transkription af lac-generne, hvilket medfører en Lac-t- fænotype hos celler, som bærer sådanne hybridplasmider, ved 30°C. Lac-t- celler identificeres let på McConkey-lactoseindikator-plader.The plasmid was mapped with restriction enzymes as described in Example 1 (cf. Fig. 12). It is evident from the restriction map that the plasmid has a unique site for the restriction endonuclease BamHI immediately above the lac genes. Insertion of promoter-carrying DNA fragments in the correct orientation at this site results in transcription of the lac genes, which results in a Lac-t phenotype of cells carrying such hybrid plasmids at 30 ° C. Lac T cells are readily identified on McConkey lactose indicator plates.
Plasmidet har også et unikt sted for restriktionsendonukleasen EcoRI. som er placeret ved den ene 20 ende af lacZ-genet. Indsætning af EcoRI-fraementer på dette sted eliminerer aktiviteten af lacZ-genproduktet, β-galactosidase, hvilket medfører en Lac' fænotype, som let kan iagttages som dannelsen af farveløse kolonier på McConkey-lactoseindikatorplader efter et temperaturskift fra 30°C til 42°C (jfr. ovenstående beskrivelse). Plasmidet er således anvendeligt som kloningsvektor.The plasmid also has a unique site for the restriction endonuclease EcoRI. which is located at one end of the lacZ gene. Insertion of EcoRI fragments at this site eliminates the activity of the lacZ gene product, β-galactosidase, resulting in a Lac 'phenotype which is readily observed as the formation of colorless colonies on McConkey lactose indicator plates after a temperature change from 30 ° C to 42 ° C. (see above description). Thus, the plasmid is useful as a cloning vector.
pOU79 viste sig at have de samme replikationsegenskaber som pOU71.pOU79 was found to have the same replication properties as pOU71.
25 Dette plasmids egenskaber er vist i tabel 5.The properties of this plasmid are shown in Table 5.
Stammen E. coli CSH50/pOU79 er deponeret i DSM under deponeringsnummeret 2481.The strain E. coli CSH50 / pOU79 is deposited in the DSM under the deposit number 2481.
EKSEMPEL 10EXAMPLE 10
Konstruktion og karakterisering af dOU82 (et type B plasmid) 32 DK 171215 B1Construction and characterization of dOU82 (a type B plasmid) 32 DK 171215 B1
Plasmid pOU79 blev spaltet fuldstændigt med BamHI og delvis med Sall, og et BamHI-Sall-fragment fra pSKS104 bærende lac-operonet, hvorfra lac-promotoren var blevet slettet, og de første fire kodoner 5 af lacZ-genet blev indsat til konstruktion af pOU80 (ikke vist).Plasmid pOU79 was completely cleaved with BamHI and partially with SalI, and a BamHI-SalI fragment from the pSKS104 lac operon from which the lac promoter had been deleted and the first four codons 5 of the lacZ gene were inserted to construct pOU80 (not shown).
pOU80 er Lac' og har et BamHI-sted og et EcoRI-sted umiddelbart oven for Jac-generne. Endvidere mangler det EcoRI-sted. som normalt findes i lacZ-genet, da lac-generne i pSKS104 stammer fra pMC1403 (Casadaban et al’., J. Bact. 143. 1980, s. 971).pOU80 is Lac 'and has a BamHI site and an EcoRI site immediately above the Jac genes. Furthermore, it lacks the EcoRI site. which are usually found in the lacZ gene, since the lac genes in pSKS104 are from pMC1403 (Casadaban et al., J. Bact. 143, 1980, p. 971).
Titelplasmidet blev konstrueret ved at erstatte et EcoRI-Clal-fragment i lacZ-genet (jfr. kortet over 10 pOU79, fig. 12) fra pOU80 med et EcoRI-Clal-fragment fra pVH1424, som bar deo-promotoren og lacZ-genets aminoterminale ende. Erstatningen medfører en rekonstruktion af lacZ-genet og som følge af tilstedeværelsen af deo-promotoren medierer det resulterende hybride plasmid pOU82 en Lac+ fænotype, når det transformeres til E. coli stamme CSH50. pOU82 havde en molekylvægt på 8,lxl06 daltons og følgende genotype: codA+. cqpB+. repA+. Δ par> imm λ + , bla+. lac+.The title plasmid was constructed by replacing an EcoRI-Clal fragment in the lacZ gene (cf. map of 10 pOU79, Fig. 12) from pOU80 with an EcoRI-Clal fragment from pVH1424 which carried the deo promoter and the amino terminus of the lacZ gene. end. The replacement results in a reconstruction of the lacZ gene and, due to the presence of the deo promoter, the resulting hybrid plasmid pOU82 mediates a Lac + phenotype when transformed into E. coli strain CSH50. pOU82 had a molecular weight of 8, 1x10 6 daltons and the following genotype: codA +. cqpB +. repA +. Δ par> imm λ +, bla +. lac +.
15 Plasmidet går til sidst tabt fra cellerne ved 30°C som følge af mangelen på par-området hvilket let iagttages på ikke-selektive McConkey-lactoseindikatorplader (jfr. eksempel 11).The plasmid is eventually lost from the cells at 30 ° C due to the lack of the pair region which is readily observed on non-selective McConkey lactose indicator plates (cf. Example 11).
Plasmidet blev kortlagt med restriktionsenzymer som beskrevet i eksempel 1 (jfr. fig. 13). Det fremgår af restriktionskortet, at plasmidet har et unikt sted for hver af restriktionsendonukleaserne EcoRI og BamHI. hvilket gør det muligt at anvende plasmidet som kloningsvektor.The plasmid was mapped with restriction enzymes as described in Example 1 (cf. Fig. 13). It is evident from the restriction map that the plasmid has a unique site for each of the restriction endonucleases EcoRI and BamHI. allowing the plasmid to be used as a cloning vector.
20 pOU82 viste sig at have de samme replikationsegenskaber som pOU71.20 pOU82 was found to have the same replication properties as pOU71.
Dette plasmids egenskaber er vist i tabel 5.The properties of this plasmid are shown in Table 5.
Stammen E. coli CSH50/pOU82 er deponeret i DSM under deponeringsnummeret 2482.The strain E. coli CSH50 / pOU82 is deposited in the DSM under the deposit number 2482.
EKSEMPEL 11EXAMPLE 11
Konstruktion og karakterisering af pQU91 (et type B plasmid) 25 Til konstruktion af et plasmid, som er stabilt med hensyn til fordeling, blev pOU82 spaltet medConstruction and characterization of pQU91 (a type B plasmid) 25 To construct a plasmid that is stable in distribution, pOU82 was digested with
EcoRI. og EcoRI-A-fragmentet, som omfatter vildtype par-området fra et plasmid Rl-derivat, pKNl84 (Nordstrom et al., Plasmid 4. 1980, s. 322), blev indsat på dette sted efterfulgt af ligation. Det 33 DK 171215 B1 resulterende plasmid (pOUdO, ikke vist) blev transformeret til E. coli stamme CSH50, og cellerne blev dyrket selektivt på plader, som indeholdt 50 pg/ml ampicillin, ved 30°C. Som kontrol blev celler, som indeholdt pOU82, dyrket på tilsvarende måde for at sikre tilstedeværelsen af plasmiderne i begge udgangskolonier. Derefter blev prøver af begge kolonier udstrøget på plader, som ikke indeholdt noget 5 antibiotikum, og cellerne lodes vokse i 25 cellegenerationer. Til screening for den stabile arv af Lac+ fænotypen blev celler fra begge de resulterende kolonier udstrøget på McConkey-lactoseindikatorpla-der ved 30°C, hvor de celler, hvortil pOU90 var blevet transformeret, dannede røde kolonier, hvilket viste, at dette plasmid var blevet bevaret, hvorimod kontrolcellerne, hvortil pOU82 var blevet transformeret, dannede både røde og farveløse kolonier, hvilket betyder, at pOU82 var gået tabt fra 10 nogle af cellerne i løbet af den selektionsfri periode.EcoRI. and the EcoRI-A fragment, which comprises the wild-type pair region of a plasmid R1 derivative, pKN184 (Nordstrom et al., Plasmid 4. 1980, p. 322), was inserted at this site followed by ligation. The resulting plasmid (pOUdO, not shown) was transformed into E. coli strain CSH50 and the cells were selectively grown on plates containing 50 µg / ml ampicillin at 30 ° C. As control, cells containing pOU82 were cultured similarly to ensure the presence of the plasmids in both starting colonies. Then, samples of both colonies were plated on plates containing no antibiotic and the cells allowed to grow for 25 cell generations. For screening for the stable inheritance of the Lac + phenotype, cells from both of the resulting colonies were plated on McConkey lactose indicator plates at 30 ° C, where the cells to which pOU90 had been transformed formed red colonies, showing that this plasmid had been preserved, whereas the control cells to which pOU82 had been transformed formed both red and colorless colonies, meaning that pOU82 had been lost from some of the cells during the selection-free period.
Mellemproduktplasmidet, pOU90, blev derefter spaltet fuldstændigt med BamHI og delvis med Sau3A for at reducere plasmidets størrelse, hvorved der dannedes titelplasmidet. Efter transformation til E. coli stamme CSH50 blev plasmidets stabilitet bestemt på den ovenfor beskrevne måde. pOU91 havde en molekylvægt på 12,5xl06 daltons og følgende genotype: copA+. copB+. repA+. par+. imm 15 λ+, bla+. lac+.The intermediate plasmid, pOU90, was then completely digested with BamHI and partially with Sau3A to reduce the size of the plasmid to form the title plasmid. After transformation into E. coli strain CSH50, the stability of the plasmid was determined in the manner described above. pOU91 had a molecular weight of 12.5x106 daltons and the following genotype: copA +. CopB +. repA +. couples +. imm 15 λ +, bla +. lac +.
Plasmidet blev kortlagt med restriktionsenzymer som beskrevet i eksempel 1 (jfr. fig. 14). Af restriktionskortet fremgår det, at pOU91 har unikke steder for hver af restriktionsendonukleaserne EcoRI og BamHI. hvilket gør plasmidet anvendeligt som kloningsvektor.The plasmid was mapped with restriction enzymes as described in Example 1 (cf. Fig. 14). From the restriction map, it appears that pOU91 has unique sites for each of the restriction endonucleases EcoRI and BamHI. making the plasmid useful as a cloning vector.
pOU91 viste sig at have de samme replikationsegenskaber som pOU71, men i modsætning til pOU71 20 er plasmidet fuldstændigt stabilt ved 30°C.pOU91 was found to have the same replication properties as pOU71, but unlike pOU71 20, the plasmid is completely stable at 30 ° C.
Dette plasmids egenskaber er vist i tabel 5.The properties of this plasmid are shown in Table 5.
Stammen E. coli CSH50/pOU91 er deponeret i DSM under deponeringsnummeret 2483.The strain E. coli CSH50 / pOU91 is deposited in the DSM under the deposit number 2483.
EKSEMPEL 12EXAMPLE 12
Konstruktion og karakterisering af pOUIOI (et type B plasmid) 25 Ved at anvende det i eksempel 7 beskrevne plasmid som udgangsmateriale og ved at indsætte etConstruction and characterization of pOUIOI (a type B plasmid) 25 Using the plasmid described in Example 7 as starting material and inserting a
SauSA-ffagment der bar genet kodende for chloramphenicolacetyltransferase (cat+). i BamHI-stedet på pOU75 blev titelplasmidet konstrueret, som meddelte værtscellen chloramphenicolresistens. Plasmidet blev transformeret til E. coli stamme CSH50. pOUIOI havde en molekylvægt på 4,7xl06 daltons og følgende genotype: copA-t-. copB-k repA-κ Δ par, Δ aphA, immX + , bla+. cat+.SauSA fragment carrying the gene encoding chloramphenicol acetyltransferase (cat +). in the BamHI site of pOU75, the title plasmid was constructed which conferred the host cell chloramphenicol resistance. The plasmid was transformed into E. coli strain CSH50. pOUIOI had a molecular weight of 4.7x106 daltons and the following genotype: copA-t-. copB-k repA-κ Δ par, Δ aphA, immX +, bla +. Cat +.
34 DK 171215 Bl34 DK 171215 Bl
Plasmidet blev kortlagt med restriktionsenzymer som beskrevet i eksempel 1 (jfr. fig. 15). Det fremgår af restriktionskortet, at pOUlOl har et unikt sted for restriktionsendonukleasen EcoRI. som gør det muligt at anvende plasmidet som kloningsvektor. Endvidere inaktiverer indsætning af EcoRI-fragmenter cat +-genet, hvilket gør det muligt at screene for EcoRI-hvbrider.The plasmid was mapped with restriction enzymes as described in Example 1 (cf. Fig. 15). It appears from the restriction map that pOU101 has a unique site for the restriction endonuclease EcoRI. which allows the plasmid to be used as a cloning vector. Furthermore, insertion of EcoRI fragments inactivates the cat + gene, which allows screening of EcoRI hybrids.
5 For at påvise tilstedeværelsen af det ønskede plasmid i værtscellen blev cellekulturer testet for resistens over for λ-infektion og ampicillinresistens på den ovenfor beskrevne måde. Endvidere blev cellerne testet for resistens over for chloramphenicol ved at dyrke kulturer på plader indeholdende 20 pg/ml chloramphenicol. Cellerne blev også testet for temperaturfølsom vækst på den ovenfor beskrevne måde. pOUlOl viste sig at have de samme replikationsegenskaber som pOU71.5 To detect the presence of the desired plasmid in the host cell, cell cultures were tested for resistance to λ infection and ampicillin resistance in the manner described above. Furthermore, the cells were tested for resistance to chloramphenicol by growing cultures on plates containing 20 µg / ml chloramphenicol. The cells were also tested for temperature-sensitive growth in the manner described above. pOUlOl was found to have the same replication properties as pOU71.
10 Dette plasmids egenskaber er vist i tabel 5.The properties of this plasmid are shown in Table 5.
Stammen E. coli CSH50/pOUl01 er deponeret i DSM under deponeringsnummeret 2757.The strain E. coli CSH50 / pOUl01 is deposited in the DSM under the deposit number 2757.
EKSEMPEL 13EXAMPLE 13
Konstruktion og karakterisering af pOUHOConstruction and characterization of pOUHO
EcoRI-Clal-fragmentet indeholdende en del af lacZ-genet blev slettet fra plasmid pOU80 (beskrevet i 15 eksempel 10; jfr. kortet over pOU79, fig. 12) og erstattet med et EcoRI-Clal-fragment ffa plasmidet pVH1451 (Valentin-Hansen et al., EMBO Journal 1. 1982), der bar deo-promotoren og lacZ-genets aminoterminale ende. Det resulterende plasmid blev betegnet pOU83 (jfr. fig. 16).The EcoRI-ClaI fragment containing part of the lacZ gene was deleted from plasmid pOU80 (described in Example 10; cf. map of pOU79, Figure 12) and replaced with an EcoRI-ClaI fragment ffa plasmid pVH1451 (Valentin-Hansen et al., EMBO Journal 1. 1982) which carried the deo promoter and amino terminus of the lacZ gene. The resulting plasmid was designated pOU83 (cf. Fig. 16).
Plasmidet pOU83 blev delvis restringeret med BamHI og Bglll for at slette lac-generne og det DNA-fragment, som bar cl-repressorgenet og XPR-promotoren. Efter ligation og transformation til CSH50 20 blev et plasmid med de ønskede egenskaber isoleret, hvilket resulterede i en tæt fusion af deo- promotoren og copB-genet. Plasmidet, der blev betegnet pOUllO, havde en molekylvægt på 3,2xl06 daltons og følgende genotype: copA+. copB-k repA+. Δ par, bla+.Plasmid pOU83 was partially rescued with BamHI and BglII to delete the lac genes and the DNA fragment carrying the cl repressor gene and the XPR promoter. After ligation and transformation to CSH50 20, a plasmid with the desired properties was isolated, resulting in a close fusion of the deo promoter and copB gene. The plasmid, designated pOU110, had a molecular weight of 3.2x106 daltons and the following genotype: copA +. copB-k repA +. Δ pair, bla +.
Plasmidet blev kortlagt med restriktionsenzymer som beskrevet i eksempel 1 (jfr. fig. 17). Af restriktionskortet fremgår det, at plasmidet har et unikt sted for hver af restriktionsendonukleaserne 25 EcoRI og BamHI. som gør det muligt at anvende plasmidet som kloningsvektor.The plasmid was mapped with restriction enzymes as described in Example 1 (cf. Fig. 17). From the restriction map it appears that the plasmid has a unique site for each of the restriction endonucleases 25 EcoRI and BamHI. which allows the plasmid to be used as a cloning vector.
Da kulturer af E. coli stamme S0929 (cvtR. lac. deo; recA). hvortil pOUllO var blevet transformeret, blev dyrket natten over i LB-medium uden glucose, indtraf der ukontrolleret plasmidreplikation ved en celledensitet på over 2 x 108 celler/ml.As cultures of E. coli strain SO929 (cvtR. Lac. Deo; recA). to which pOU110 was transformed, was grown overnight in LB medium without glucose, uncontrolled plasmid replication occurred at a cell density greater than 2 x 10 8 cells / ml.
Stammen E. coli CSH50/pOU110 er deponeret i DSM under deponeringsnummeret 2758.The strain E. coli CSH50 / pOU110 is deposited in the DSM under the deposit number 2758.
EKSEMPEL 14EXAMPLE 14
Konstruktion og karakterisering af pQU130 35 DK 171215 B1Construction and characterization of pQU130 35 DK 171215 B1
Plasmidet pOU91 blev spaltet med BamHI. og BamHI-stedet blev slettet ved hjælp af exonukleasen Bal31 til dannelse af plasmidet pOU92 (ikke vist). Plasmidet blev restringeret med EcoRI og Clal. og 5 et tilsvarende EcoRI-Clal-fragment fra plasmidet pMC1403 (Casadaban et al., J. Bact. 143. 1980, s. 971) blev indsat til dannelse af plasmidet pOU93, som bar lac-operonet uden deo-promotoren. På det således dannede BamHI-sted blev der indsat et Bglll-fragment som bar et conB-gen. til dannelse af plasmidet pOUl30 (jfr. fig. 18) efterfulgt af ligation og transformation til E. coli stamme CSH50. Cellerne blev udstrøget på McConkey-lactoseindikatorplader indeholdende 50 pg/ml ampicillin og 10 inkuberet ved 30°C til udvælgelse for røde kolonier (Lac+). Temperaturen blev derefter hævet til 42°C, og amplifikationen af β-galactosidase er vist i tabel 4. Efter 45 minutters inkubation ved 42°C blev temperaturen sænket til under 38°C. Den målte β-galactosidaseamplifikation efter temperaturskiftet er vist i tabel 4.Plasmid pOU91 was digested with BamHI. and the BamHI site was deleted by the exonuclease Bal31 to generate the plasmid pOU92 (not shown). The plasmid was rescreened with EcoRI and Clal. and 5 a corresponding Eco RI-Cla I fragment from plasmid pMC1403 (Casadaban et al., J. Bact. 143. 1980, p. 971) was inserted to generate the plasmid pOU93 which carried the lac operon without the de At the BamHI site thus formed, a BglII fragment carrying a conB gene was inserted. to generate the plasmid pOU130 (cf. Fig. 18), followed by ligation and transformation to E. coli strain CSH50. The cells were plated on McConkey lactose indicator plates containing 50 µg / ml ampicillin and incubated at 30 ° C for selection for red colonies (Lac +). The temperature was then raised to 42 ° C and the amplification of β-galactosidase is shown in Table 4. After 45 minutes of incubation at 42 ° C, the temperature was lowered to below 38 ° C. The measured β-galactosidase amplification after the temperature change is shown in Table 4.
TABEL 4TABLE 4
Udtrykkelse af Ø-galactosidase fra pOUl30 efter amplifikation af plasmid DNAExpression of β-galactosidase from pOU130 after amplification of plasmid DNA
Vækstbetingelser dSpec. akt. af Ampiifikations- Ø-galactosidase faktor a 30°C; stabil tilstand 0,03 1 b 30°C 42°C 0,7 23 c 30°C 42°C 37°C 2,5 83 a Celler af CSH50 indeholdende pOUl30 dyrket eksponentielt i LB-medium ved 15 30°C.Growth conditions dSpec. act. of Ampification β-galactosidase factor of 30 ° C; stable state 0.03 1 b 30 ° C 42 ° C 0.7 23 c 30 ° C 42 ° C 37 ° C 2.5 83 a Cells of CSH50 containing pOUl30 grown exponentially in LB medium at 15 30 ° C.
b Efter eksponentiel vækst ved 30°C blev kulturen dyrket ved 42°C, ved hvilken temperatur væksten fortsatte i 2 timer.b After exponential growth at 30 ° C, the culture was grown at 42 ° C at which temperature growth continued for 2 hours.
c Efter eksponentiel vækst ved 30°C blev kulturen dyrket ved 42°C i 45 minutter, hvorefter temperaturen blev sænket til 37°C i 90 minutter.c After exponential growth at 30 ° C, the culture was grown at 42 ° C for 45 minutes, then the temperature was lowered to 37 ° C for 90 minutes.
36 DK 171215 B1 d Jfr. MATERIALER OG METODER. Specifikke aktiviteter af β-galactosidase er udtrykt som beskrevet af Light og Molin, Mol, Gen. Genet.. 1981, s. 56-61.36 DK 171215 B1 d Cf. MATERIALS AND METHODS. Specific activities of β-galactosidase are expressed as described by Light and Molin, Mol, Gen. Genet .. 1981, pp. 56-61.
Det fremgår af tabellen, at genproduktamplifikationen er væsentligt forbedret, når der skiftes tilbage til en lavere temperatur, hvilket viser, at denne metode er særlig nyttig til 5 opnåelse af en maksimal udtiykkelse af de pågældende genprodukter.It can be seen from the table that the gene product amplification is substantially improved when switched back to a lower temperature, showing that this method is particularly useful for achieving a maximum expression of the gene products in question.
Eftersom β-galactosidase udtrykkes konstitutivt fra en sådan genfusion (Light & Molin, J. Bact. 151. 1982, s. 1129-1135), afspejler niveauerne af enzymaktivitet nøjagtigt genproduktamplifikationsevnen hos plasmiderne ifølge opfindelsen.Since β-galactosidase is constitutively expressed from such a gene fusion (Light & Molin, J. Bact. 151. 1982, pp. 1129-1135), the levels of enzyme activity accurately reflect the gene product amplification ability of the plasmids of the invention.
Stammen E. coli CSH50/pOU130 er deponeret i DSM under deponeringsnummeret 2759.The strain E. coli CSH50 / pOU130 is deposited in the DSM under the deposit number 2759.
10 EKSEMPEL 15EXAMPLE 15
Konstruktion og karakterisering af pLC31 pOU75 blev spaltet med BamHl. og et BamHI-fragment fra plasmid pBEUl4 (Uhlin og Clark, J. Bact. 148. 1981, s. 386-390), der bar recA-promotoren og -genet, blev indsat efterfulgt af transformation til E. coli stamme CSH50. Titelplasmidet havde en molekyl-15 vægt på 6,3xl06 daltons og følgende genotype: recA. bla+. codA+. cqpB+. repA+, immX + .Construction and characterization of pLC31 pOU75 was digested with BamH1. and a BamHI fragment from plasmid pBEU14 (Uhlin and Clark, J. Bact. 148. 1981, pp. 386-390) carrying the recA promoter and gene was inserted, followed by transformation into E. coli strain CSH50. The title plasmid had a molecular weight of 6.3x106 daltons and the following genotype: recA. bla +. codA +. cqpB +. repA +, immX +.
Plasmidet blev kortlagt med restriktionsenzymer som beskrevet i eksempel 1 (jfr. fig. 19).The plasmid was mapped with restriction enzymes as described in Example 1 (cf. Fig. 19).
Det fremgår af restriktionskortet, at pLC31 indeholder et unikt sted for restriktionsenzymet EcoRI neden for recA-promotoren. som egner sig til indsætning af fremmede 20 gener.From the restriction map, it appears that pLC31 contains a unique site for the restriction enzyme EcoRI below the recA promoter. which is suitable for insertion of foreign 20 genes.
pLC31 viste sig at have de samme replikationsegenskaber som pOU71.pLC31 was found to have the same replication properties as pOU71.
Når celler indeholdende pLC31 blev dyrket ved 30°C, forblev promotoren fuldt ud represseret, hvorimod lexA-repressoren efter et temperaturskift til 42°C gradvis blev titreret, og transkription fra recA blev indledt, hvilket medførte en amplificeret dannelse 25 af rgcA-genproduktet, som kunne detekteres ved polyacrylamidgelelektroforese.When cells containing pLC31 were grown at 30 ° C, the promoter remained fully repressed, whereas after a temperature change to 42 ° C the lexA repressor was gradually titrated and transcription from recA was initiated, resulting in an amplified formation of the rgcA gene product. which could be detected by polyacrylamide gel electrophoresis.
Dette plasmids egenskaber er vist i tabel 5.The properties of this plasmid are shown in Table 5.
Stammen E. coli CSH50/pLC31 er deponeret i DSM under deponeringsnummeret 2718.The strain E. coli CSH50 / pLC31 is deposited in the DSM under the deposit number 2718.
EKSEMPEL 16EXAMPLE 16
Konstruktion og karakterisering af pLC32 DK 171215 B1 37Construction and characterization of pLC32 DK 171215 B1 37
Plasmid pLC28 (Remaut et al., Gene 15. 1981, s. 81-93) bærende XPL-promotoren og Magenet og forsynet med en linker, som omfattede restriktionsstedeme EcoRI. Smal.Plasmid pLC28 (Remaut et al., Gene 15. 1981, pp. 81-93) bearing the XPL promoter and Magenet and provided with a linker comprising the EcoRI restriction sites. Narrow.
5 BamHI. Sall. PstI og Hindlll. blev spaltet med EcoRI og indsat i EcoRI-stedet på plasmid pOU51 (jfr. eksempel 1) efterfulgt af ligation og transformation til E, coli stamme CSH50.5 BamHI. Sall. PstI and HindIII. was digested with Eco RI and inserted into the Eco RI site of plasmid pOU51 (cf. Example 1), followed by ligation and transformation to E, coli strain CSH50.
Dette plasmid, pLC32’, (jfr. fig. 20), der havde en molekylvægt på 10,6xl06 daltons, blev delvis digereret med PstI efterfulgt af ligation og transformation til E. coli stamme CSH50, idet der blev selekteret for plasmider, som er kanamycinresistente og ampicillin-10 følsomme. Det resulterende plasmid fik betegnelsen pLC32 og havde en molekylvægt på 7,7xl06 daltons og følgende genotype: cqpA+. copB-. repA+. aphA+. immX + .This plasmid, pLC32 '(cf. Fig. 20), having a molecular weight of 10.6x10 6 daltons, was partially digested with PstI followed by ligation and transformation to E. coli strain CSH50, selecting for plasmids which are kanamycin resistant and ampicillin-10 sensitive. The resulting plasmid was designated pLC32 and had a molecular weight of 7.7x106 daltons and the following genotype: cqpA +. copB-. repA +. aphA +. immX +.
Plasmidet blev kortlagt med restriktionsenzymer som beskrevet i eksempel 1 (jfr. fig. 21).The plasmid was mapped with restriction enzymes as described in Example 1 (cf. Fig. 21).
Det fremgår af restriktionskortet, at λΡ^ρΓΟίηοίΟΓβη er placeret umiddelbart oven for det unikke EcoRI-sted. hvilket gør plasmidet hensigtsmæssigt som kloningsvektor.The restriction map shows that λΡ ^ ρΓΟίηοίΟΓβη is located immediately above the unique EcoRI site. making the plasmid convenient as a cloning vector.
15 pLC32 viste sig at have de samme replikationsegenskaber som pOU51.15 pLC32 was found to have the same replication properties as pOU51.
Dette plasmids egenskaber er vist i tabel 5.The properties of this plasmid are shown in Table 5.
Stammen E. coli CSH50/pLC32 er deponeret i DSM under deponeringsnummeret 2719.The strain E. coli CSH50 / pLC32 is deposited in the DSM under the deposit number 2719.
38 DK 171215 B1 TABEL 538 DK 171215 B1 TABLE 5
MiniRl-XP^-plasmiders egenskaber som kloningsvektorerProperties of MiniRl-XP ^ plasmids as cloning vectors
Relevant unikke re- Screening Kapital Stabil fænotype strikticns- (indsætnings- pr. celle nedarv-Relevant unique re-screening Capital Stable phenotype stricture (insertion per cell inheritance)
Plasnid sted (er) inaktivering) 30°C 42°C ning pOU51 Km, λ EcoRI Ingen 25 >1000 Ja pOU53 λ ' EcoRI Ingen 25 >1000 Ja pOU56 Αρ,λ EcoRI. BairHI Ingen 25 >1000 Ja pCU57 Αρ,λ EcoRI. BamHI Ingen 25 >1000 Ja pCU71 Αρ,λ EcoRI. BamHI Ingen 3 >1000 Nej pCU73 Αρ,λ BairHI Ingen 1 >1000 Nej pCU75 Αρ,λ BamHI Ingen 3 >1000 Nej pOU106 Αρ,λ BairHI Ingen 3 >1000 Nej pCU79 Ap,X,Lac{+) EcoRI. BairHI LaC (EcgRI) 3 >1000 Nej pCU82 Ap,X,Lac+ EcoRI. BamHI Ingen 3 >1000 Nej pCXJ91 Αρ,λ,Lac+, EcoRI. BairHI Ingen 3 >1000 JaPlasnid site (s) inactivation) 30 ° C 42 ° C pOU51 Km, λ EcoRI No 25> 1000 Yes pOU53 λ 'EcoRI No 25> 1000 Yes pOU56 Αρ, λ EcoRI. BairHI None 25> 1000 Yes pCU57 Αρ, λ EcoRI. BamHI None 25> 1000 Yes pCU71 Αρ, λ EcoRI. BamHI None 3> 1000 No pCU73 Αρ, λ BairHI None 1> 1000 No pCU75 Αρ, λ BamHI None 3> 1000 No pOU106 Αρ, λ BairHI None 3> 1000 No pCU79 Ap, X, Lac {+) EcoRI. BairHI LaC (EcgRI) 3> 1000 No pCU82 Ap, X, Lac + EcoRI. BamHI None 3> 1000 No pCXJ91 Αρ, λ, Lac +, EcoRI. BairHI None 3> 1000 Yes
Par+ pCUlOl Αρ,Οη,λ EcoRI Otf3 (EcoRI) 3 >1000 Nej pCU130 Ap,X,Lac+ EcoRI Ingen 3 >1000 Ja pLC31 Ap,RecA+,X EcoRI RecA' 3 >1000 Nej pLC32 Km, λ EcoRI Ingen 25 >1000 Ja pCUllO Ap ’ EcoRI. BamHI Ingen a) Nej a) Kopitallet er ikke temperaturafhængigt.Par + pCUlOl Αρ, Οη, λ EcoRI Otf3 (EcoRI) 3> 1000 No pCU130 Ap, X, Lac + EcoRI None 3> 1000 Yes pLC31 Ap, RecA +, X EcoRI RecA '3> 1000 No pLC32 Km, λ EcoRI None 25> 1000 Yes pCUllO Ap 'EcoRI. BamHI None a) No a) Copy number is not temperature dependent.
BIBLIOGRAFIBIBLIOGRAPHY
1. Offentliggjort europæisk patentansøgning nr. 78101877.5.1. Published European Patent Application No. 78101877.5.
2. Molin et al., J, Bact. 138. 1979, s. 70-79.2. Molin et al., J, Bact. 138. 1979, pp. 70-79.
3. Molin et al., Microbiology. 1981, s. 408-411.3. Molin et al., Microbiology. 1981, pp. 408-411.
4. Rosen et al., Mol. Gen. Genet. 179. 1980, s. 527-537.4. Rosen et al., Mol. Gen. Genet. 179. 1980, pp. 527-537.
DK 171215 Bl 39 5. Light og Molin, Mol. Gen. Genet. 184, 1981, s. 56-61.DK 171215 Bl 39 5. Light and Molin, Mol. Gen. Genet. 184, 1981, pp. 56-61.
6. Stougaard et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78. 1981, s. 6008-6012.6. Stougaard et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78. 1981, pp. 6008-6012.
7. Molin et al., Mol. Gen. Genet. 181. 1981, s. 123-130.7. Molin et al., Mol. Gen. Genet. 181. 1981, pp. 123-130.
8. Stougaard et al., EMBO Journal 1. 1982, s. 323-328.8. Stougaard et al., EMBO Journal 1. 1982, pp. 323-328.
9. Sussman og Jacob, Compt. Rend. Acad. Sci. 254. 1962, s. 1517.9. Sussman and Jacob, Compt. Fuck. Acad. Sci. 254. 1962, p. 1517.
10. Sninsky et al., Gene 16. 1981, s. 275.10. Sninsky et al., Gene 16. 1981, p. 275.
11. Uhlin et al., Gene 6, 1979, s. 91-106.11. Uhlin et al., Gene 6, 1979, pp. 91-106.
12. J. Miller: Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring12. J. Miller: Experiments in Molecular Genetics, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring
Harbor, New York, 1972.Harbor, New York, 1972.
13. Davis, Botstein og Roth: A Manual for Genetic Engineering Advanced Bacterial Genetics. Cold13. Davis, Botstein, and Roth: A Manual for Genetic Engineering Advanced Bacterial Genetics. Cold
Spring Harbor, New York, 1980.Spring Harbor, New York, 1980.
14. Bertani, J. Bact. 62. 1954, s. 293.14. Bertani, J. Bact. 62. 1954, p. 293.
15. Bolivar et al., Gene 2. 1977, s. 95.15. Bolivar et al., Gene 2. 1977, p. 95.
16. An & Friesen, J. Bact. 140. 1979, s. 400-407.16. An & Friesen, J. Bact. 140. 1979, pp. 400-407.
17. Casadaban et al., J. Bact. 143. 1980, s. 971.17. Casadaban et al., J. Bact. 143. 1980, p.971.
18. Dempsey & Willetts, J. Bact. 126. 1976, s. 166.18. Dempsey & Willetts, J. Bact. 126. 1976, p. 166.
19. Nordstrom, Molin, Aagaard-Hansen, Plasmid 4. 1980, s. 215-217.19. Nordstrom, Molin, Aagaard-Hansen, Plasmid 4. 1980, pp. 215-217.
20. Stougaard & Molin, Anal. Biochem. 118. 1981, s. 191.20. Stougaard & Molin, Anal. Biochem. 118. 1981, p.191.
21. Nordstrom et al., Plasmid 4. 1980, s. 322.21. Nordstrom et al., Plasmid 4. 1980, p. 322.
22. Valentin-Hansen et al., EMBO Journal 1. 1982, s. 317.22. Valentin-Hansen et al., EMBO Journal 1. 1982, p. 317.
40 DK 171215 B1 23. Messing et al., Nucleic Acids Res. 9, 1981, s. 309.23. Messing et al., Nucleic Acids Res. 9, 1981, p. 309.
24. Uhlin & Clark, J. Bact. 148. 1981, s. 386-390.24. Uhlin & Clark, J. Bact. 148. 1981, pp. 386-390.
Claims (29)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DK240284A DK171215B1 (en) | 1982-09-16 | 1984-05-15 | Plasmids which have a conditionally uncontrolled replication threshold, and a process for preparing a gene product by culturing a microorganism which harbours such a plasmid |
Applications Claiming Priority (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DK415182 | 1982-09-16 | ||
DK415182 | 1982-09-16 | ||
DK427082 | 1982-09-24 | ||
DK427082 | 1982-09-24 | ||
DK8300084 | 1983-09-09 | ||
PCT/DK1983/000084 WO1984001171A1 (en) | 1982-09-16 | 1983-09-09 | Plasmids with conditional uncontrolled replication behaviour |
DK240284A DK171215B1 (en) | 1982-09-16 | 1984-05-15 | Plasmids which have a conditionally uncontrolled replication threshold, and a process for preparing a gene product by culturing a microorganism which harbours such a plasmid |
DK240284 | 1984-05-15 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DK240284D0 DK240284D0 (en) | 1984-05-15 |
DK240284A DK240284A (en) | 1984-05-15 |
DK171215B1 true DK171215B1 (en) | 1996-07-29 |
Family
ID=27221568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DK240284A DK171215B1 (en) | 1982-09-16 | 1984-05-15 | Plasmids which have a conditionally uncontrolled replication threshold, and a process for preparing a gene product by culturing a microorganism which harbours such a plasmid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DK (1) | DK171215B1 (en) |
-
1984
- 1984-05-15 DK DK240284A patent/DK171215B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK240284D0 (en) | 1984-05-15 |
DK240284A (en) | 1984-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI86439C (en) | STABILIZER SPASMIDER. | |
Reverchon et al. | Characterization of kdgR, a gene of Erwinia chrysanthemi that regulates pectin degradation | |
Raina et al. | The rpoE gene encoding the sigma E (sigma 24) heat shock sigma factor of Escherichia coli. | |
US4806471A (en) | Plasmids with conditional uncontrolled replication behavior | |
Tilly et al. | Heat shock regulatory gene rpoH mRNA level increases after heat shock in Escherichia coli | |
EP0109150B1 (en) | Plasmids with conditional uncontrolled replication behaviour | |
Theophilus et al. | Regulation of the trfA and trfB promoters of broad host range plasmid RK2: identification of sequences essential for regulation by trfB/korA/korD | |
Grandoni et al. | Regions of the Bacillus subtilis ilv-leu operon involved in regulation by leucine | |
Goncharoff et al. | Structural, molecular, and genetic analysis of the kilA operon of broad-host-range plasmid RK2 | |
CN109890967B (en) | Plasmid regulatory system based on temperature | |
Gallie et al. | Agrobacterium tumefaciens pTAR parA promoter region involved in autoregulation, incompatibility and plasmid partitioning | |
Berman et al. | Selection of lac gene fusions in vivo: ompR-lacZ fusions that define a functional domain of the ompR gene product | |
US5545541A (en) | Stabilization of unstably inherited replicons | |
Winans et al. | Identification of pKM101-encoded loci specifying potentially lethal gene products | |
DK171215B1 (en) | Plasmids which have a conditionally uncontrolled replication threshold, and a process for preparing a gene product by culturing a microorganism which harbours such a plasmid | |
Mongkolsuk et al. | Transcription termination signal for the cat-86 indicator gene in a Bacillus subtilis promoter-cloning plasmid | |
Herman-Antosiewicz et al. | Replication and maintenance of λ plasmids devoid of the Cro repressor autoregulatory loop inEscherichia coli | |
Altier et al. | A recombinase-based selection of differentially expressed bacterial genes | |
DK167883B1 (en) | Stabilisation of plasmid(s) - by insertion of DNA fragment expressing partitioning fragment | |
US5346830A (en) | Gene expression system based on regulatory elements of bateriophage P2 and satellite phage P4 | |
Brana et al. | Stability of the hybrid plasmid pIM138 and its curing by some eliminating agents | |
NO172350B (en) | plasmid stabilization | |
DK2078076T3 (en) | INCREASED EXPRESSION OF Pm PROMO | |
Jones et al. | Surface exclusion between F′ plasmids in strains of Escherichia coli K-12 carrying a dnaB mutation, in the presence or absence of bacteriophage genomes providing a dnaB analog function | |
CARLETON | GENETICS OF ('P') T181 REPLICATION CONTROL (PLASMID, REGULATION) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B1 | Patent granted (law 1993) | ||
PBP | Patent lapsed |