EP0143821A1 - Production of catechol 2,3-oxygenase by means of yeasts, plasmide for the implementation thereof and application - Google Patents

Production of catechol 2,3-oxygenase by means of yeasts, plasmide for the implementation thereof and application

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Publication number
EP0143821A1
EP0143821A1 EP19840902017 EP84902017A EP0143821A1 EP 0143821 A1 EP0143821 A1 EP 0143821A1 EP 19840902017 EP19840902017 EP 19840902017 EP 84902017 A EP84902017 A EP 84902017A EP 0143821 A1 EP0143821 A1 EP 0143821A1
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EP
European Patent Office
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gene
yeast
plasmid
catechol
expression
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19840902017
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German (de)
French (fr)
Inventor
Michel Aigle
Yves Lemoine
Gérard Loison
Jean-Pierre Lecocq
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Transgene SA
Original Assignee
Transgene SA
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Publication date
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Priority claimed from FR8404453A external-priority patent/FR2561662B2/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C12N9/0069Oxidoreductases (1.) acting on single donors with incorporation of molecular oxygen, i.e. oxygenases (1.13)
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide

Definitions

  • the present invention relates to the production of the enzyme catechol 2, 3-oxygenase (hereinafter called C 2,3-O) of Pseudomonas by a yeast such as Saccharomyces cerevisiae, as well as the applications which result therefrom, in particular the production of colored markers.
  • C 2,3-O catechol 2, 3-oxygenase
  • Colored markers have been used in genetics from the start of this science to easily track gene segregation in plants, animals and microorganisms.
  • the molecular biology of bacteria has largely developed around the lactose system of Escherichia coli, using different chromogenic analogs of lactose (o-nitrophenyl-ß-D-galactoside yellow, 5-bromo, 4-chloro, 3-indolyl- ß-D-galactoside, named Xgal, blue).
  • lactose o-nitrophenyl-ß-D-galactoside yellow, 5-bromo, 4-chloro, 3-indolyl- ß-D-galactoside, named Xgal, blue.
  • the colored halo developed by the clones containing a ⁇ -galactosidase activity allows the extremely fast sorting of the positive or negative colonies as regards this characteristic.
  • the system has also been adapted in numerous constructions, in particular for cloning pieces of DNA into the bacteriophage M13 or for studying the expression of genes.
  • a marker colored in yellow has recently been described in E. coli, phage M13 and gram-positive bacteria of the Bacillus type (Zukowski et al., 1983).
  • the present invention relates to the specific adaptation of this system using catechol 2,3-oxygenase encoded by the xylE gene, to yeast and the developments which are linked to it.
  • the xylE gene is normally carried by the TOL plasmid of some Pseudomonas species which degrade toluene (Franklin, 1981). This gene was cloned in E. coli (Franklin, 1981), in bacteriophage M13 and in Bacillus subtilis (Zukowski et al., 1983).
  • This gene codes for the enzyme catechol 2,3-oxygenase which oxidizes catechol to muconic semialdehyde 2-OH according to the reaction:
  • catechol semialdehyde 20H colorless muconic yellow
  • the substrate (catechol) is colorless and the oxidation product is yellow.
  • Such a yellow labeling system implementing the C 2,3-O encoded by the xylE gene, in yeast would offer the advantages requested for this type of test, in particular very low cost price, non destruction of the clones, reaction clear and fast, in addition it is not necessary to use a special medium.
  • yeast can be a very interesting organism for producing the enzyme in large quantities, given the industrial know-how concerning the production of this organism and the fact that it is recognized as non-pathogenic for humans and animals. .
  • the present invention relates to an expression block for catechol 2,3-oxygenase in yeast, characterized in that it comprises, according to the reading direction, and with the correct orientation, at least:
  • yeast promoter a yeast promoter,. the xylE gene,. a yeast terminator.
  • expression block of catechol 2,3-oxygenase in yeast does not necessarily mean that the xylE gene is expressed. Indeed, as we will see below, it is possible to use this expression block as part of a colored marker, in this case we will use either the appearance of a coloration (expression of the C 2,3-O) or, on the contrary, disappearance of a coloration (blocking of the expression of C 2,3-O), in this case, although the "expression block” is present, C 2,3-O does not is not expressed because an exogenous DNA fragment is, for example, present within the xylE gene, in the second case we will use, however, the terms "expression block".
  • the reading direction used in this definition is that of the reading of the DNA of the expression block by the RNA polymerase; as for the correct orientation, it is understood in relation to the meaning defined above.
  • the yeast promoter is a DNA fragment generally originating from the yeast itself and which allows the specific start of the synthesis of mRNA.
  • the yeast terminator is a DNA fragment which stops the synthesis and which ensures the correct modeling of the mRNA in order to obtain an important protein yield.
  • yeast promoters which can be used, mention should be made more particularly of the promoter of the URA 3 + gene, but it is possible to use other promoters, in particular those of the genes coding for the enzymes of glycolysis (Dobson et al., 1982 ; Hitzeman et al., 1983).
  • the yeast terminators which can be used mention should be made more particularly of the terminator of the URA 3 + gene, but it is of course possible to use other terminators of genes coding for proteins expressed by yeasts.
  • xylE gene has been described in various documents and its structure is known; however, as part of the pre sente invention means by "xylE gene” means not only the gene itself, but also its derivatives, the expression of which also leads to catechol 2,3-oxygenase activity.
  • the structure of the "naked" xylE gene can be changed as to the precise nature of its proximal end.
  • the number and sequence of base pairs present just before the ATG initiator codon may vary.
  • the introduction of the base A at position -3, position 0 being the A of the ATG codon may be of interest. Indeed, this characteristic is common to most yeast genes (Dobson et al., 1982).
  • the modifications can be used in studies concerning the transcription and translation of genes (research) and in the optimization of gene expression in order to obtain better yields of enzyme (industry).
  • This "expression block” can be used in different ways, it can be integrated into an autonomous replication vector, or else it can be integrated into the chromosome of a yeast.
  • the vector can, moreover, comprise other elements ensuring its good functioning in yeasts, but also its replication in bacteria.
  • the present invention also relates to the yeast strains transformed by the vectors described or comprising one or more "expression blocks" integrated into their chromosomes.
  • Saccharomyces strains such as S. cerevisiae, S. uvarum, S. carlsbergensis, S. diastaticus, but also Schizosaccharomyces pombe (Chevallier et al., 1982).
  • strains thus obtained can be used for the preparation of catechol oxygenase. Optimization of all the parameters described above must make it possible to achieve yields of enzyme compatible with commercial requirements.
  • Yeast cells can be easily grown in large quantities on inexpensive substrates (musts, molasses). The cells are easily extractable from the medium by simple decantation. the enzyme can be extracted from cells by grinding the cells with known techniques.
  • This property can be used to detect yeast clones that have been transformed by the xylE gene. This technique can advantageously replace the ⁇ -lactamase test (Reipen, 1982) because of its much easier handling.
  • the chromogenic properties of C 2,3-O may further find applications in the cloning and expression of genes other than the xylE gene.
  • the creation of a hybrid protein with chromogenic properties can lead to a rapid and efficient method of measuring the production of the other part of the protein. Indeed, many molecules produced by genetic engineering are very difficult to measure (interferons, coagulation factors, antigenic molecules, etc.). The substitution of these costly and time-consuming tests by the simple colored or enzymatic test of the described enzyme can be a clear advantage in many cases.
  • this system can be used as a "probe" for termination and promotion functions.
  • this system can be used as a "probe" for termination and promotion functions.
  • Mendelian red mutations (ade-) with the typically non-Mendelian segregation of the xylE system on a self-replicating vector, it is easy and spectacular to demonstrate the two types of segregation in the same experiment.
  • Such a system also meets the specific requirements of education: simplicity, low cost, reproducibility, clarity.
  • the present invention also relates to the labeling of industrial strains.
  • the yeast strains used in the context of recombinant DNA techniques are most of the time laboratory strains which are easily transformable by means of auxotrophies, for example for leucine.
  • Industrial strains in particular baker's or brewer's yeast strains, on the other hand, are very difficult to work because they have no auxotrophic character.
  • the main character of auxotrophy for leucine necessary for the use of the plasmid pJDB207-xylE being absent, it is impossible to rely on this method to transform them.
  • a system has been described by Jimenez et al.
  • the present invention also relates to a block for the expression of catechol-2,3-oxygenase in a yeast as described above, characterized in that it comprises, as selection marker, the gene for resistance to a chemical compound. .
  • genes for resistance to chemical compounds mention should be made more particularly of the genes of resistance to antibiotics and in particular resistance to G418, that is to say the Neo gene.
  • This gene for resistance to a chemical compound is preferably under the promotion of a yeast promoter such as the promoter of the yeast PGK (phosphoglycerokinase) gene and terminated by a termination segment of the same PGK gene.
  • a yeast promoter such as the promoter of the yeast PGK (phosphoglycerokinase) gene and terminated by a termination segment of the same PGK gene.
  • This type of expression block is more particularly usable in industrial yeasts, in particular the yeast strains for baking, brewing and wine making.
  • This improvement must make it possible to mark strains of industrial yeasts and thus to be able to monitor and control said fermentations.
  • FIG. 1 diagrammatically shows a strategy for cloning the "naked" xylE gene
  • Figure 2 shows schematically the construction of an expression block
  • FIG. 3 diagrams the strategy for obtaining a self-replicating vector carrying the xylE gene
  • Figure 4 shows schematically the construction of a yeast containing an expression block integrated into the chromosome
  • FIG. 5 represents the assay of the activity of C 2,3-O in a crude yeast extract
  • FIG. 6 represents the kinetics of action of C 2,3-O produced by the yeast
  • FIG. 7 represents a comparison of the activities of the yeast C 2,3-O and of E. coli as a function of the pH
  • Figure 8 shows the preparation scheme for pTG840
  • Figure 9 shows the preparation scheme for pTG861.
  • the starting point of this construction is the phage M13mp9 (sold by the company NE Biolabs USA) in which the xylE gene is cloned in the form of a SalI / SalI fragment. These sites have been described in French Patent No. 82 01 574. As described in FIG. 1, this phage contains a unique PstI site located downstream of the coding sequence of the xylE gene. This site will be used as the end point of the "naked" gene. If we now consider the start of the gene, we must, as explained above, remove most of the DNA located upstream of the ATG initiator codon. To this end, the 4 HgiDI sites present on the structure are to be analyzed.
  • the first on the left (HgiDI (O)) is on the DNA of the phage itself. For an unknown reason, this site is not cut by the HgiDI enzyme under working conditions.
  • the other 3 sites are located in the DNA sequences from Pseudomonas.
  • the first, far upstream of the start of translation (ATG) is of no interest.
  • the second (HgiDI (2)) is located just before the ATG of the xylE gene (in fact 4 base pairs upstream). It can therefore be used as the proximal end of the "naked" xylE gene because no ATG is present in these 4 base pairs.
  • the last site (HgiDI (3)) is inside the gene and, if cut, will destroy the structure of the gene.
  • the plasmid pRG5 (Loison et al., 1981) is a derivative of PBR322 which contains an insertion of 2.5 kb in its HindIII site. This fragment allows the expression of the resistance to tetracycline carried by pBR322.
  • pRG5 is cut with PstI and ClaI, then the large fragment thus generated is isolated as before from an agarose gel. This fragment is mixed with the "naked" xylE gene, the isolation of which has just been described, and the mixture is incubated overnight at 15 ° C. in the presence of phage T4 ligase. The mixture is used to transform a strain of E. coli using the calcium chloride technique (Maniatis et al., 1982). The bacterial population is spread on a medium containing tetracycline. The resistant tetracycline clones obtained were analyzed for their plasmid content and the plasmid pTG820 was extracted therefrom.
  • This structure must contain, as previously indicated, a yeast promoter upstream of the xylE gene and a terminator behind this gene.
  • the base plasmid in this construct is plasmid pTG802. It consists of a plasmid derived from pBR322 without a PstI site, and into the HindIII site from which the yeast URA3 gene was cloned. The only PstI site of pTG802 is located in the yeast DNA sequence, exactly 20 base pairs before the ATG initiator codon of the URA3 gene. This plasmid is cut with PstI and treated with the "Klenow" fragment of DNA polymerase I, which generates blunt ends at each end of the fragment.
  • the “naked” xylE gene is prepared as described in Example 1 by a PstI and HindIII digestion of pTG820.
  • the 1.1 kb fragment is isolated from a gel, also treated with the "Klenow" fragment of polymerase I and coprecipitated with pTG802 treated as described above.
  • the mixture is resuspended in the ad hoc buffer and ligated as described above.
  • the transformation of E. coli and selection on medium containing ampicillin provides thousands of colonies.
  • the promoter of the URA3 gene functions in the bacterium E. coli. As the construction can lead to a fusion between the xylE gene and the promoter, bacterial clones producing catechol 2,3-oxygenase are sought among the colonies resistant to ampicillin.
  • the plasmid pTG821 thus obtained can release by a simple cut with HindIII a fragment of 2.2 kb which contains in order: the promoter of the yeast gene URA3, the gene xylE, and the yeast URA3 gene which has the functions of termination in its distal part.
  • This HindIII / HindIII fragment therefore groups together all of the functions necessary for the expression of the xylE gene in yeast and will be called "expression block" below.
  • EXAMPLE 2 Construction of a yeast strain carrying the expression block on an autonomous replicating plasmid (FIG. 3)
  • the introduction of foreign DNA and the use of autonomous replicating plasmids in yeasts are known (Beggs, 1981 ), in particular using plasmids derived from the yeast "2 ⁇ m plasmid".
  • the use of structures derived from the natural yeast plasmid, called "2 ⁇ m” has the advantages of ensuring a high transformation frequency and a large number of copies per cell. If the expression block is coupled with this type of plasmid, the large number of copies of the xylE gene may allow yeast produce a significant amount of catechol 2,3-oxygenase.
  • the plasmid pJDB207 (Beggs, 1981) is used. After cleavage with the enzyme HindIII, the large fragment is isolated and mixed with the expression block itself released from pTG821 by cleavage HindIII. The mixture is ligated and used to transform E. coli.
  • Clones resistant to ampicillin are obtained and among them many yellow clones appear in contact with catechol as described above.
  • This plasmid comprises: a selection marker for yeast (gene
  • LEU2 an autonomous replication system for yeast (2 ⁇ m)
  • an autonomous replication system for yeast (2 ⁇ m)
  • a selective marker for E. coli Amp R or Tet R
  • This plasmid pJDB207-xylE is used to transform a yeast strain (leu-).
  • the cells which have received the plasmid are selected on a leucine-free medium.
  • the exogenous DNA can recombine with its homolog of the chromosome of the receiving yeast (Hinnen et al., 1978). This event is however very rare. It has been shown recently that linear and non-circular DNA as in the case of plasmids has the property of recombining much more frequently with the chromosome. On the other hand, during the transformation event, each cell "takes" a large number of DNA molecules from the medium (Beggs, 1981). These two elements made it possible to develop the strategy described below in order to integrate the expression block in the chromosome V of yeast.
  • ura- A large number of strains (ura-) are then selected from the population obtained previously. To do this, a positive selection of the cells sought is used by spreading them on a medium containing uracil and 5-fluoro-orotate (10 -2 M). The colonies that grow on this medium are genetically (ura-) (this technique was transmitted by F. Lacroute in France). In this way, a hundred strains (ura-) are isolated. Among those
  • Example 2 which contains the xylE gene on an autonomous replicating plasmid, is analyzed with a view to in situ staining.
  • a cell population of this strain is spread on a medium allowing the plasmid to be maintained, that is to say a medium devoid of leucine.
  • the petri dishes are sprayed with a catechol solution (0.5 M in water).
  • yeast transformation technique In a second study, the yeast transformation technique must be considered precisely (Hinnen et al., 1978). The last step is to wrap the yeast protoplasts in a layer of agarose gel. These protoplasts regenerate into cells which give rise to very small clones included inside the agar. If catechol is sprayed on such dishes, it quickly diffuses into the agar layer and the small lenticular colonies turn yellow. The examination of such boxes under a binocular magnifier (magnification 100 times) allows a clear recognition of the yellow micro-colonies.
  • EXAMPLE 6 The following tests are carried out with the strains described in Example 3 which contain the expression block of the xylE gene integrated into chromosome V.
  • the essential difference with the strain containing this block on an autonomous replicating plasmid is that the gene is present here in a single copy, against 30 to 50 on the plasmid. We therefore expect an enzymatic activity per cell 30 to 50 times lower.
  • the vaporization of catechol on this type of strains, containing only a single copy of the gene does not make it possible to see a yellow coloration appear directly. This is undoubtedly due to the too weak enzymatic activity of the cells.
  • Another solution may be to search for mutants expressing xylE sufficiently by the simple search for yellow clones after mutagenesis.
  • the construction of the plasmid pTG840 is recalled in FIG. 8.
  • the starting plasmid is the plasmid pTG902 obtained from pBR322 by deletion of the PstI and NdeI sites.
  • the plasmid pTG803 is obtained.
  • the 2 ⁇ yeast plasmid is digested with
  • Avall and HindIII and the ends are made blunt by treatment with Klenow polymerase.
  • This 2 ⁇ Avall / HindIII fragment is ligated with pTG803 digested with SmaI to provide the plasmid pTG807.
  • the ura3 gene and the origin of 2 ⁇ replication are released in the form of a single fragment by digestion of pTG807 with HindIII. This fragment is treated with the polymerase of
  • the yeast phosphoglycerate kinase (PGK) gene is mutated so that the unique BglII site is introduced to the ATG to initiate translation of the PGK protein.
  • the HindIII / SalI fragment (2.15 kb) comprising the promoter and the start of the coding region of the gene corresponding to the yeast phosphoglycerate kinase, was cloned into the same sites of the vector M13mp8.
  • the creation of a BglII site at the level of the ATG initiator of phosphoglyceratekinase was carried out according to conventional techniques of in vitro mutagenesis (Gillam and Smith, 1979 gene 8, 99-106).
  • a synthetic oligonucleotide of sequence 5 'ATATAAAACAAGATCTTTATC 3', was used to modify the original sequence 5 'ATATAAAACAATGTCTTTATC 3'; the initiating ATG is thus rendered non-functional due to its replacement by the AGA sequence.
  • This thus modified gene is cloned into the plasmid pTG831 to give the plasmid pTG832.
  • the PGK terminator located in the EcoRI / HindIII fragment is cloned into the PvuII site of pTG832 after treatment of its ends with polymerase from
  • the resulting plasmid, pTG833 is digested with BglII and recircularized to give the final expression vector pTG834.
  • the unique BglII site in this vector can be used for the expression of heterologous gene in yeast.
  • This manipulation is done in parallel with or without pTG86l DNA.
  • Yeast clones resistant to G418 are thus obtained, essentially on dishes corresponding to the series with DNA.
  • the frequencies are however very low (from 1 to 1OO clones per box).
  • the colonies obtained are subcultured on fresh medium with antibiotic and without sorbitol, then brought into contact with catechol according to the technique described in Example 4 of the patent.
  • the presence or absence of pTG861 in the yellow and white clones respectively was verified by the presence of ⁇ -lactamase in the strains (Chevallier et al. 1979).
  • Another advantage of the method is linked to the instability of the plasmid (see example 4).
  • the clones obtained with the brewery and bakery strains are cultured without antibiotics and then subcloned.
  • the subclone populations are analyzed using the same rapid catechol method.
  • Chevallier MR Lacroute JF (1982), The Embo Jl 1, 3, p.375-377. De Louvencourt L., Wesolowski M., Fukuhara H., Heslot H. (1982) in The proceeding of the XI th International Conference on Yeast Genetics and Molecular Biology, p.48.

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Abstract

La présente invention concerne un bloc d'expression de la catéchol 2,3-oxygénase dans une levure, caractérisé en ce qu'il comporte selon le sens de lecture et avec l'orientation correcte, au moins: un promoteur de levure, le gène xylE, et un terminateur de levure. Par intégration du bloc d'expression dans un plasmide et transformation d'une levure on obtient des transformants capables de produire de la C 2,3-0.The present invention relates to an expression block for catechol 2,3-oxygenase in yeast, characterized in that it comprises, according to the direction of reading and with the correct orientation, at least: a yeast promoter, the gene xylE, and a yeast terminator. By integrating the expression block into a plasmid and transforming a yeast, transformants capable of producing C 2.3-0 are obtained.

Description

Production de la catechol 2,3-oxygénase par des levures, plasmide pour sa mise en oeuvre et application.Production of catechol 2,3-oxygenase by yeasts, plasmid for its implementation and application.
La présente invention concerne la production de l'enzyme catéchol 2, 3-oxygénase (ci-après dénommée C 2,3-O) de Pseudomonas par une levure telle que Saccharomyces cerevisiae, ainsi que les applications qui en découlent, notamment la réalisation de marqueurs colorés.The present invention relates to the production of the enzyme catechol 2, 3-oxygenase (hereinafter called C 2,3-O) of Pseudomonas by a yeast such as Saccharomyces cerevisiae, as well as the applications which result therefrom, in particular the production of colored markers.
Les marqueurs colorés ont été utilisés en génétique dès le début de cette science pour suivre facilement la ségrégation des gènes chez les plantes, les animaux et les microorganismes. La biologie moléculaire des bactéries s'est largement développée autour du système lactose d'Escherichia coli, en utilisant différents analogues chromogènes du lactose (o-nitrophényl-ß-D-galactoside jaune, 5-bromo, 4-chloro, 3-indolyl-ß-D-galactoside, nommé Xgal, bleu). L'utilisation de ces substrats chromogènes permet une quantification aisée des activités enzymatiques in vitro. In vivo, le halo coloré développé par les clones contenant une activité β-galactosidase permet le tri extrèmement rapide des colonies positives ou négatives quant à ce caractère. Le système a également été adapté dans de nombreuses constructions, notamment pour cloner des morceaux d'ADN dans le bactériophage M13 ou pour étudier l'expression des gènes.Colored markers have been used in genetics from the start of this science to easily track gene segregation in plants, animals and microorganisms. The molecular biology of bacteria has largely developed around the lactose system of Escherichia coli, using different chromogenic analogs of lactose (o-nitrophenyl-ß-D-galactoside yellow, 5-bromo, 4-chloro, 3-indolyl- ß-D-galactoside, named Xgal, blue). The use of these chromogenic substrates allows easy quantification of enzymatic activities in vitro. In vivo, the colored halo developed by the clones containing a β-galactosidase activity allows the extremely fast sorting of the positive or negative colonies as regards this characteristic. The system has also been adapted in numerous constructions, in particular for cloning pieces of DNA into the bacteriophage M13 or for studying the expression of genes.
Toutefois, il existe peu de marqueurs colorés dans le domaine de la génétique des levures. Classiquement, les mutations (ade 1) et (ade 2) confèrent aux clones une couleur rouge. Cette particularité a été largement exploitée. Par contre, si on considère le champ d'étude utilisant le clonage et l'expression des gènes, aucun marqueur réellement pratique n'a été développée jusqu'à présent. Le couple β-galactosidase/ Xgal bleu précédemment décrit a été introduit chez les levures (Rose et coll., 1981). Mais ce système souffre du fait que, normalement, la levure ne possède pas de perméase pour les β-galactosides, contraignant les expérimentateurs à utiliser de grandes quantités (40 μg/ml) de substrat Xgal qui est extrèmement cher. Dans le domaine de la transformation et du marquage des souches, la mise en évidence de 1' activité β-lactamase a été développée (Reipen et coll., 1982), mais le test est trop complexe pour être utilisé de manière routinière.However, there are few colored markers in the field of yeast genetics. Conventionally, the mutations (ade 1) and (ade 2) give the clones a red color. This feature has been widely exploited. On the other hand, if we consider the field of study using cloning and gene expression, no really practical marker has been developed so far. The previously described blue β-galactosidase / Xgal pair was introduced in yeasts (Rose et al., 1981). But this system suffers from the fact that, normally, the yeast does not have a permease for β-galactosides, forcing the experimenters to use large quantities (40 μg / ml) of Xgal substrate which is extremely expensive. In the field of transformation and labeling of strains, the demonstration of β-lactamase activity has been developed (Reipen et al., 1982), but the test is too complex to be used routinely.
Un marqueur coloré en jaune a été récemment décrit dans E. coli, le phage M13 et des bactéries gram-positives de type Bacillus (Zukowski et coll., 1983).A marker colored in yellow has recently been described in E. coli, phage M13 and gram-positive bacteria of the Bacillus type (Zukowski et al., 1983).
La présente invention concerne 1' adaptation spécifique de ce système mettant en oeuvre la catéchol 2,3-oxygénase codée par le gène xylE, à la levure et les développements qui y sont liés.The present invention relates to the specific adaptation of this system using catechol 2,3-oxygenase encoded by the xylE gene, to yeast and the developments which are linked to it.
Le gène xylE est normalement porté par le plasmide TOL de quelques espèces de Pseudomonas qui dégradent le toluène (Franklin, 1981). Ce gène a été cloné dans E. coli (Franklin, 1981), dans le bactériophage M13 et dans Bacillus subtilis (Zukowski et coll., 1983).The xylE gene is normally carried by the TOL plasmid of some Pseudomonas species which degrade toluene (Franklin, 1981). This gene was cloned in E. coli (Franklin, 1981), in bacteriophage M13 and in Bacillus subtilis (Zukowski et al., 1983).
Ce gène code pour l'enzyme catéchol 2,3-oxygénase qui oxyde le catéchol en semialdéhyde 2-OH muconique suivant la réaction :This gene codes for the enzyme catechol 2,3-oxygenase which oxidizes catechol to muconic semialdehyde 2-OH according to the reaction:
catéchol semialdéhyde 20H incolore muconique jaune Comme indiqué ci-dessus, le substrat (catéchol) est incolore et le produit d'oxydation est jaune.catechol semialdehyde 20H colorless muconic yellow As indicated above, the substrate (catechol) is colorless and the oxidation product is yellow.
Un tel système de marquage jaune, mettant en oeuvre la C 2,3-O codée par le gène xylE, dans la levure offrirait les avantages demandés pour ce type de test, en particulier prix de revient très bas, non destruction des clones, réaction claire et rapide, en outre il n'est pas nécessaire d'utiliser un milieu spécial.Such a yellow labeling system, implementing the C 2,3-O encoded by the xylE gene, in yeast would offer the advantages requested for this type of test, in particular very low cost price, non destruction of the clones, reaction clear and fast, in addition it is not necessary to use a special medium.
De plus, l'enzyme elle-même a été proposée pour des utilisations industrielles variées (brevet français n° 82 01574 au nom de la Demanderesse) à partir de cultures bactériennes. Ici aussi, la levure peut être un organisme très intéressant pour produire l'enzyme en grande quantité, compte tenu du savoir faire industriel concernant la production de cet organisme et du fait qu'il est reconnu comme non pathogène pour l'homme et les animaux.In addition, the enzyme itself has been proposed for various industrial uses (French patent No. 82,01574 in the name of the Applicant) from bacterial cultures. Here too, yeast can be a very interesting organism for producing the enzyme in large quantities, given the industrial know-how concerning the production of this organism and the fact that it is recognized as non-pathogenic for humans and animals. .
La présente invention concerne un bloc d'expression de la catechol 2,3-oxygénase dans une levure, caractérisé en ce qu'il comporte selon le sens de lecture, et avec l'orientation correcte, au moins :The present invention relates to an expression block for catechol 2,3-oxygenase in yeast, characterized in that it comprises, according to the reading direction, and with the correct orientation, at least:
. un promoteur de levure, . le gène xylE, . un terminateur de levure.. a yeast promoter,. the xylE gene,. a yeast terminator.
La terminologie "bloc d'expression" de la catéchol 2,3-oxygénase dans une levure ne signifie pas nécessairement que le gène xylE est exprimé. En effet, comme on le verra ci-après, il est possible d'utiliser ce bloc d'expression à titre d'élément d'un marqueur coloré, dans ce cas on utilisera soit l'apparition d'une coloration (expression de la C 2,3-O) ou, au contraire, disparition d'une coloration (blocage de l'expression de la C 2,3-O), dans ce cas, bien que le "bloc d'expression" soit présent, la C 2,3-O ne s'exprime pas car un fragment d'ADN exogène est, par exemple, présent au sein du gène xylE, dans ce second cas on utilisera, néanmoins, les termes "bloc d'expression".The terminology "expression block" of catechol 2,3-oxygenase in yeast does not necessarily mean that the xylE gene is expressed. Indeed, as we will see below, it is possible to use this expression block as part of a colored marker, in this case we will use either the appearance of a coloration (expression of the C 2,3-O) or, on the contrary, disappearance of a coloration (blocking of the expression of C 2,3-O), in this case, although the "expression block" is present, C 2,3-O does not is not expressed because an exogenous DNA fragment is, for example, present within the xylE gene, in the second case we will use, however, the terms "expression block".
Le sens de lecture retenu dans cette définition est celui de la lecture de l'ADN du bloc d'expression par l'ARN polymérase ; quant à l'orientation correcte, elle s'entend par rapport au sens défini précédemment.The reading direction used in this definition is that of the reading of the DNA of the expression block by the RNA polymerase; as for the correct orientation, it is understood in relation to the meaning defined above.
Le promoteur de levure est un fragment d'ADN généralement originaire de la levure elle-même et qui permet le démarrage spécifique de la synthèse du mARN.The yeast promoter is a DNA fragment generally originating from the yeast itself and which allows the specific start of the synthesis of mRNA.
Afin d'assurer l'expression de la catechol oxygénase, il est important qu'il n'existe entre ce promoteur et le codon initiateur ATG du gène xylE aucun autre codon initiateur ATG.In order to ensure the expression of catechol oxygenase, it is important that there is no other ATG initiator codon between this promoter and the ATG initiator codon of the xylE gene.
Le terminateur de levure est un fragment d'ADN qui arrête la synthèse et qui assure le modelage correct du mARN afin d'obtenir un rendement en protéine important. Parmi les promoteurs de levure utilisables, il faut citer plus particulièrement le promoteur du gène URA3 +, mais il est possible d'utiliser d'autres promoteurs, notamment ceux des gènes codant pour les enzymes de la glycolyse (Dobson et coll., 1982 ; Hitzeman et coll., 1983). Parmi les terminateurs de levure utilisables, il faut citer plus particulièrement le terminateur du gène URA3 +, mais il est bien entendu possible d'utiliser d'autres terminateurs de gènes codant pour des protéines exprimées par des levures. Le gène xylE a été décrit dans divers documents et sa structure est connue ; toutefois, dans le cadre de la pré sente invention, on entend désigner par "gène xylE" non seulement le gène lui-même, mais également ses dérivés dont l'expression conduit également à une activité de catéchol 2,3-oxygénase. Ainsi, la structure du gène xylE "nu" peut être changée quant à la nature précise de son extrémité proximale. Le nombre et la séquence des paires de bases présentes juste avant le codon initiateur ATG peuvent varier. En particulier, l'introduction de la base A en position -3, la position 0 étant le A du codon ATG, peut être intéressante. En effet, cette caractéristique est commune à la plupart des gènes de levure (Dobson et coll., 1982). Les modifications peuvent être utilisées dans des études concernant la transcription et la traduction des gènes (recherche) et dans l'optimisation d'expression du gène afin d'obtenir de meilleurs rendements en enzyme (industrie).The yeast terminator is a DNA fragment which stops the synthesis and which ensures the correct modeling of the mRNA in order to obtain an important protein yield. Among the yeast promoters which can be used, mention should be made more particularly of the promoter of the URA 3 + gene, but it is possible to use other promoters, in particular those of the genes coding for the enzymes of glycolysis (Dobson et al., 1982 ; Hitzeman et al., 1983). Among the yeast terminators which can be used, mention should be made more particularly of the terminator of the URA 3 + gene, but it is of course possible to use other terminators of genes coding for proteins expressed by yeasts. The xylE gene has been described in various documents and its structure is known; however, as part of the pre sente invention means by "xylE gene" means not only the gene itself, but also its derivatives, the expression of which also leads to catechol 2,3-oxygenase activity. Thus, the structure of the "naked" xylE gene can be changed as to the precise nature of its proximal end. The number and sequence of base pairs present just before the ATG initiator codon may vary. In particular, the introduction of the base A at position -3, position 0 being the A of the ATG codon, may be of interest. Indeed, this characteristic is common to most yeast genes (Dobson et al., 1982). The modifications can be used in studies concerning the transcription and translation of genes (research) and in the optimization of gene expression in order to obtain better yields of enzyme (industry).
Ce "bloc d'expression" peut être utilisé de différentes façons, il peut être intégré dans un vecteur à replication autonome, ou bien être intégré dans le chromosome d'une levure.This "expression block" can be used in different ways, it can be integrated into an autonomous replication vector, or else it can be integrated into the chromosome of a yeast.
Dans le cas d'un vecteur à réplication autonome, il faut prévoir un fragment supplémentaire assurant l'autoréplication dans les levures, notamment tout ou partie du plasmide 2 μ . L'utilisation de ce fragment d'ADN présente de nombreux avantages, en particulier celui d'assurer une haute fréquence de transformation et celui de permettre un grand nombre de copies par cellule, donc potentiellement une production importante de C 2,3-O.In the case of a vector with autonomous replication, it is necessary to provide an additional fragment ensuring self-replication in yeasts, in particular all or part of the plasmid 2 μ. The use of this DNA fragment has many advantages, in particular that of ensuring a high frequency of transformation and that of allowing a large number of copies per cell, therefore potentially a significant production of C 2,3-O.
Mais il existe également d'autres vecteurs possédant la même propriété de réplication autonome. Par exemple, l'utilisation des "séquences à replication autonome" (Beggs, 1981) issues des chromosomes de la levure ou d'autres eucaryotes, couplées ou non avec des séquences de centromères (Beggs, 1981), est possible. L'utilisation de dérivés de l'ADN "killer" de Kluyveromyces lactis est également envisageable (De Louvencourt et coll., 1982).But there are also other vectors with the same standalone replication property. For example, the use of "autonomous replication sequences" (Beggs, 1981) derived from yeast chromosomes or other eukaryotes, coupled or not with centromere sequences (Beggs, 1981), is possible. The use of "killer" DNA derivatives from Kluyveromyces lactis is also conceivable (De Louvencourt et al., 1982).
Ces variations permettent l'étude et l'optimisation des paramètres essentiels intervenant dans la production d'une protéine par la levure, en particulier la stabilité, la pression sélective, les milieux, les paramètres de fermentation et la nature des souches de base.These variations allow the study and optimization of the essential parameters involved in the production of a protein by yeast, in particular the stability, the selective pressure, the media, the fermentation parameters and the nature of the basic strains.
Le vecteur peut, en outre, comporter d'autres éléments assurant son bon fonctionnement dans les levures, mais également sa réplication dans des bactéries.The vector can, moreover, comprise other elements ensuring its good functioning in yeasts, but also its replication in bacteria.
Ainsi, il est possible de prévoir un système de réplication dans les bactéries telles que E. coli ou B.subtilis, ainsi qu'un ou plusieurs marqueurs sélectifs tels que des résistances à certains antibiotiques, ampicilline ou tétracycline. On obtient ainsi un vecteur polyvalent pour les cellules de levure et procaryotes.Thus, it is possible to provide a replication system in bacteria such as E. coli or B. subtilis, as well as one or more selective markers such as resistance to certain antibiotics, ampicillin or tetracycline. This gives a versatile vector for yeast and prokaryotic cells.
Dans le cas ou l'on désire assurer une intégration du bloc d'expression dans les chromosomes de levure, un ADN exogène au bloc d'expression peut se recombiner avec son homologue du chromosome de la levure réceptrice. Il est ainsi possible d'utiliser un "bloc d'expression" complémenté par un fragment "d'ADN porteur". Ainsi, il sera démontré que l'intégration du bloc d'expression est dirigée dans les chromosomes de la levure par les extrémité des séquences d'ADN présentes dans le fragment à intégrer. Ce type de résultats a été obtenu pour d'autres systèmes (Orr-Weaver et coll., 1981). Il est ainsi possible d'intégrer la séquence xylE dans n'importe quel point précis des 17 chromosomes de la levure, pourvu qu'on dispose d'un fragment d'ADN correspondant. Avec la même technologie, il est possible d'intégrer plusieurs copies du bloc d'expression en répétant l'expérience avec différents fragments d'ADN"porteurs". Ceci aboutira à une meilleure expression du gène xylE sans instabilité appréciable.In the case where it is desired to ensure integration of the expression block into the yeast chromosomes, a DNA exogenous to the expression block can recombine with its counterpart of the chromosome of the receiving yeast. It is thus possible to use an "expression block" complemented by a "carrier DNA" fragment. Thus, it will be demonstrated that the integration of the expression block is directed into the yeast chromosomes by the ends of the DNA sequences present in the fragment to be integrated. This type of results has been obtained for other systems (Orr-Weaver et al., 1981). It is thus possible to integrate the xylE sequence into any precise point of the 17 yeast chromosomes, provided that a corresponding DNA fragment is available. With the same technology, it is possible to integrate several copies of the expression block by repeating the experiment with different “carrier” DNA fragments. This will result in better expression of the xylE gene without appreciable instability.
La présente invention concerne également les souches de levures transformées par les vecteurs décrits ou comportant un ou plusieurs "blocs d'expression" intégrés dans leurs chromosomes.The present invention also relates to the yeast strains transformed by the vectors described or comprising one or more "expression blocks" integrated into their chromosomes.
Parmi les souches utilisables, en particulier avec les éléments du gène URA3+, il faut citer les souches de Saccharomyces telles que S. cerevisiae, S . uvarum, S. carlsbergensis, S. diastaticus, mais également Schizosaccharomyces pombe (Chevallier et coll., 1982).Among the strains which can be used, in particular with the elements of the URA3 + gene, mention should be made of Saccharomyces strains such as S. cerevisiae, S. uvarum, S. carlsbergensis, S. diastaticus, but also Schizosaccharomyces pombe (Chevallier et al., 1982).
Les souches ainsi obtenues peuvent être utilisées pour la préparation de la catechol oxygénase. Une optimisation de tous les paramètres décrits précédemment doit permettre d'atteindre des rendements en enzyme compatibles avec les impératifs commerciaux. Les cellules de levure peuvent être cultivées aisément en grande quantité sur des substrats bon marché (moûts, mélasses). Les cellules sont facilement extractibles du milieu par simple décantation. l'enzyme peut être extraite des cellules en broyant les cellules avec des techniques connues.The strains thus obtained can be used for the preparation of catechol oxygenase. Optimization of all the parameters described above must make it possible to achieve yields of enzyme compatible with commercial requirements. Yeast cells can be easily grown in large quantities on inexpensive substrates (musts, molasses). The cells are easily extractable from the medium by simple decantation. the enzyme can be extracted from cells by grinding the cells with known techniques.
Les utilisations de la catechol 2,3-oxygénase dans les procédés chimiques, alimentaires, agriculturaux et pharma cologiques ont été décrites notamment dans le brevet français n° 82 01574. Les points essentiels spécifiques de la levure pour cette production restent le savoir faire industriel lié aux levures et la non pathogénicité des souches. Mais, la présente invention permet également le marquage de souches de levures grâce au changement de coloration du catéchol en présence de la C 2,3-O produite.The uses of catechol 2,3-oxygenase in chemical, food, agricultural and pharmaceutical processes ecological have been described in particular in French patent n ° 82 01 574. The essential specific points of yeast for this production remain the industrial know-how linked to yeasts and the non-pathogenicity of the strains. However, the present invention also allows the labeling of yeast strains by means of the change in coloration of the catechol in the presence of the C 2,3-O produced.
Comme cela sera démontré, la vaporisation d'une solution 0,5 M de catéchol sur des colonies exprimant le gène xylE aboutit au développement d'une couleur jaune intense sur celles-ci.As will be demonstrated, the vaporization of a 0.5 M solution of catechol on colonies expressing the xylE gene results in the development of an intense yellow color on them.
Cette propriété peut être utilisée pour détecter les clones de levures ayant été transformées par le gène xylE. Cette technique peut avantageusement remplacer le test de la β-lactamase (Reipen, 1982) à cause de sa manipulation beaucoup plus aisée.This property can be used to detect yeast clones that have been transformed by the xylE gene. This technique can advantageously replace the β-lactamase test (Reipen, 1982) because of its much easier handling.
Avec l'intégration de gènes xylE dans les chromosomes de la levure, un marquage permanent peut être obtenu. Il est intéressant de noter que le caractère étant dominant, ce marqueur peut être utilisé dans les souches industrielles polyploïdes, voire même celles dont on ignore tout de la structure génétique. Il est également important de noter que la coloration n'est pas létale pour les colonies et que celles-ci peuvent être normalement repiquées après le test. Ce type de marquage des souches peut être exploité dans le contexte de fermentation mixte. Une des souches peut être ainsi marquée et suivie aisément dans la population complexe des cuves de fermentation. Ce type d'étude trouvera une application majeure dans l'étude de la vinification où la population levurienne et son évolution est encore très mal connue. Son intérêt en génétique des populations au niveau de la recherche est également évident.With the integration of xylE genes into the chromosomes of yeast, permanent labeling can be obtained. It is interesting to note that the dominant character, this marker can be used in industrial polyploid strains, or even those whose genetic structure is unknown. It is also important to note that the coloration is not lethal for the colonies and that these can normally be subcultured after the test. This type of marking of strains can be exploited in the context of mixed fermentation. One of the strains can thus be marked and easily followed in the complex population of fermentation tanks. This type of study will find a major application in the study of winemaking where the yeast population and its evolution is still very poor known. Its interest in population genetics at the research level is also evident.
Les propriétés chromogènes de la C 2,3-O peuvent, en outre, trouver des applications dans le clonage et l'expression de gènes autres que le gène xylE.The chromogenic properties of C 2,3-O may further find applications in the cloning and expression of genes other than the xylE gene.
Ainsi, on peut couper le gène à l'intérieur de la séquence codante, après le codon initiateur ATG. Ceci fournit un fragment qui peut être fusionné avec n'importe quel autre gène. Cette fusion peut également être réalisée avec le fragment contenant quelques paires de bases avant l'ATG initiateur. La création d'une protéine hybride ayant des propriétés chromogènes peut aboutir à une méthode rapide et efficace de mesure de la production de l'autre part de la protéine. En effet, de nombreuses molécules produites par le génie génétique sont très difficilement dosables (interférons, facteurs de coagulation, molécules antigéniques, etc.). La substitution de ces tests coûteux en argent et en temps par le simple test coloré ou enzymatique de l'enzyme décrit peut être un net avantage dans de nombreux cas. Une autre modification déjà proposée pour les systèmes viraux et bactériens (brevet français n° 82 01574) consiste à introduire dans la région codante du gène xylE un petit fragment d'ADN comportant quelques sites de clonage. L'introduction d'un nouveau fragment, assez important, d'ADN dans ces sites détruira le gène xylE, aboutissant à la perte du marqueur jaune. Ce système permet de reconnaître immédiatement les molécules recombinantes et évite les recherches fastidieuses chez la levure des structures d'ADN particulières. En fait, on utilisera dans ce cas de préférence un plasmide comportant au moins un site unique de restriction situé de façon telle que l'insertion d'un fragment d'ADN dans ce site inhibe la synthèse de la C 2,3-O.Thus, one can cut the gene inside the coding sequence, after the ATG initiator codon. This provides a fragment which can be fused with any other gene. This fusion can also be carried out with the fragment containing a few base pairs before the initiating ATG. The creation of a hybrid protein with chromogenic properties can lead to a rapid and efficient method of measuring the production of the other part of the protein. Indeed, many molecules produced by genetic engineering are very difficult to measure (interferons, coagulation factors, antigenic molecules, etc.). The substitution of these costly and time-consuming tests by the simple colored or enzymatic test of the described enzyme can be a clear advantage in many cases. Another modification already proposed for viral and bacterial systems (French patent n ° 82 01 574) consists in introducing into the coding region of the xylE gene a small DNA fragment comprising a few cloning sites. The introduction of a new, fairly large fragment of DNA into these sites will destroy the xylE gene, resulting in the loss of the yellow marker. This system makes it possible to immediately recognize the recombinant molecules and avoids tedious research in yeast of particular DNA structures. In fact, one will preferably use in this case a plasmid comprising at least one unique restriction site located such that the insertion of a DNA fragment into this site inhibits the synthesis of C 2,3-O.
Enfin, la mise en évidence des propriétés fluorescentes de la C 2,3-O ouvre des perspectives considérables au niveau industriel pour automatiser les applications précédentes.Finally, the demonstration of the fluorescent properties of C 2,3-O opens considerable prospects at the industrial level to automate the previous applications.
Avec une optimisation appropriée, les cellules contenant ou pas le gène xylE pourraient être comptées directement sous le microscope à fluorescence sans devoir attendre le développement de colonies. Ceci peut amener à une technique d'analyse en "temps réel" des fermentations complexes, l'observation des cellules au microscope à fluorescence ne prenant que quelques minutes. Pour des études automatisées, l'utilisation de "cell counters" équipés pour la fluorescence (Falaiya et coll., 1979) peut permettre des études extrèmement précises sur des populations importantes. En recherche fondamentale, l'étude des phénomènes génétiques liés aux plasmides peut être abordée directement sur les cellules elles-mêmes et non sur les clones dérivés de celles-ci, ce qui jusqu'à présent n'était pas réalisable par les marqueurs connus.With appropriate optimization, cells with or without the xylE gene could be counted directly under the fluorescence microscope without having to wait for colony development. This can lead to a technique of "real time" analysis of complex fermentations, the observation of cells under a fluorescence microscope taking only a few minutes. For automated studies, the use of "cell counters" equipped for fluorescence (Falaiya et al., 1979) can allow extremely precise studies on large populations. In basic research, the study of the genetic phenomena linked to plasmids can be approached directly on the cells themselves and not on the clones derived from them, which until now was not achievable by known markers.
Bien entendu, la présente invention peut être utilisée à des fins de recherches plus fondamentales ou à titre didactique. Ainsi, ce système peut être utilisé comme "sonde" pour les fonctions de terminaison et de promotion. Ou bien, si on couple les mutations rouges mendeliennes (ade-) avec la ségrégation typiquement non mendelienne du système xylE sur un vecteur autoreplicatif, il est aisé et spectaculaire de démontrer les deux types de ségrégation dans une même expérience. Un tel système répond en outre aux impératifs particuliers de l'enseignement : simplicité, prix de revient peu élevé, reproductibilité, clarté.Of course, the present invention can be used for more basic research purposes or for educational purposes. Thus, this system can be used as a "probe" for termination and promotion functions. Or, if we couple the Mendelian red mutations (ade-) with the typically non-Mendelian segregation of the xylE system on a self-replicating vector, it is easy and spectacular to demonstrate the two types of segregation in the same experiment. Such a system also meets the specific requirements of education: simplicity, low cost, reproducibility, clarity.
A titre particulier la présente invention concerne également le marquage des souches industrielles. En effet, les souches de levures mises en oeuvre dans le cadre des techniques d'ADN recombinant sont la plupart du temps des souches de laboratoire aisément transformables grâce à des auxotrophies par exemple pour la leucine. Les souches industrielles, en particulier les souches de levures de boulangerie ou de brasserie, sont par contre très difficiles à travailler car elles ne possèdent aucun caractère d'auxotrophie. Notamment, le caractère principal d'auxotrophie pour la leucine nécessaire à l'utilisation du plasmide pJDB207-xylE étant absent, il est impossible de se baser sur cette méthode pour les transformer. Un système a été décrit par Jimenez et coll. (1980) qui utilise le couple antibiotique G4l8/résistance au G418 pour sélectionner avec des levures sans auxotrophie des événements de transformation. La méthode est cependant limitée par le fait que des levures non transformées par les plasmides peuvent devenir naturellement résistantes à l'antibiotique. Une analyse longue. et peu réalisable sur de grandes séries doit suivre chaque expérience de transformation pour différencier ces deux types de colonies. Le couplage du bloc d'expression de xylE avec le gène de résistance au G418 permet de résoudre ce problème immédiatement. En effet, les souches transformées deviennent jaunes au contact du catechol, alors que les résistants spontanés restent blancs.In particular, the present invention also relates to the labeling of industrial strains. In fact, the yeast strains used in the context of recombinant DNA techniques are most of the time laboratory strains which are easily transformable by means of auxotrophies, for example for leucine. Industrial strains, in particular baker's or brewer's yeast strains, on the other hand, are very difficult to work because they have no auxotrophic character. In particular, the main character of auxotrophy for leucine necessary for the use of the plasmid pJDB207-xylE being absent, it is impossible to rely on this method to transform them. A system has been described by Jimenez et al. (1980), who uses the G418 antibiotic / G418 resistance pair to select transformation events with yeasts without auxotrophy. The method is however limited by the fact that yeasts not transformed by the plasmids can become naturally resistant to the antibiotic. A long analysis. and not very feasible on large series must follow each transformation experiment to differentiate these two types of colonies. Coupling the xylE expression block with the G418 resistance gene solves this problem immediately. Indeed, the transformed strains become yellow in contact with catechol, while the spontaneous resistant ones remain white.
C'est pourquoi la présente invention concerne également un bloc d'expression de la catéchol-2,3-oxygénase dans une levure tel que décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte comme marqueur de sélection le gène de résistance à un composé chimique.This is why the present invention also relates to a block for the expression of catechol-2,3-oxygenase in a yeast as described above, characterized in that it comprises, as selection marker, the gene for resistance to a chemical compound. .
Parmi les gènes de résistance à des composés chimiques, il faut citer plus particulièrement les gènes de résistance aux antibiotiques et en particulier la résistance à G418, c'est-à-dire le gène Néo.Among the genes for resistance to chemical compounds, mention should be made more particularly of the genes of resistance to antibiotics and in particular resistance to G418, that is to say the Neo gene.
Ce géne de résistance à un composé chimique est, de préférence, sous la promotion d'un promoteur de levure tel que le promoteur du géne PGK (phosphoglycérokinase) de levure et terminé par un segment de terminaison du même gène PGK.This gene for resistance to a chemical compound is preferably under the promotion of a yeast promoter such as the promoter of the yeast PGK (phosphoglycerokinase) gene and terminated by a termination segment of the same PGK gene.
Ce type de bloc d'expression, est plus particulièrement utilisable dans les levures industrielles, en particulier les souches de levures de boulangerie, de brasserie et de vinification.This type of expression block is more particularly usable in industrial yeasts, in particular the yeast strains for baking, brewing and wine making.
Ce perfectionnement doit permettre de marquer des souches de levures industrielles et ainsi de pouvoir suivre et contrôler lesdites fermentations.This improvement must make it possible to mark strains of industrial yeasts and thus to be able to monitor and control said fermentations.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans les exemples ci-après qui se réfèrent, en tant que de besoin, aux figures annexées sur lesquelles : la figure 1 schématise une stratégie de clonage du gène xylE "nu" ; la figure 2 schématise la construction d'un bloc d'expression ; la figure 3 schématise la stratégie permettant d'obtenir un vecteur autoreplicatif portant le gène xylE ; la figure 4 schématise la construction d'une levure contenant un bloc d'expression intégré dans le chromosome ; la figure 5 représente le dosage de l'activité de C 2,3-O dans un extrait brut de levure ; la figure 6 représente la cinétique d'action de C 2,3-O produite par la levure ; la figure 7 représente une comparaison des activités de la C 2,3-O de levure et de E. coli en fonction du pH ; la figure 8 représente le schéma de préparation de pTG840 ; la figure 9 représente le schéma de préparation de pTG861.Other characteristics and advantages of the present invention will appear in the examples below which refer, as necessary, to the appended figures in which: FIG. 1 diagrammatically shows a strategy for cloning the "naked" xylE gene; Figure 2 shows schematically the construction of an expression block; FIG. 3 diagrams the strategy for obtaining a self-replicating vector carrying the xylE gene; Figure 4 shows schematically the construction of a yeast containing an expression block integrated into the chromosome; FIG. 5 represents the assay of the activity of C 2,3-O in a crude yeast extract; FIG. 6 represents the kinetics of action of C 2,3-O produced by the yeast; FIG. 7 represents a comparison of the activities of the yeast C 2,3-O and of E. coli as a function of the pH; Figure 8 shows the preparation scheme for pTG840; Figure 9 shows the preparation scheme for pTG861.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
Construction du bloc d'expression nécessaire au fonctionnement du gène dans la levure a) Clonage du gène xylE "nu" (figure 1)Construction of the expression block necessary for the functioning of the gene in yeast a) Cloning of the "naked" xylE gene (FIG. 1)
Le point de départ de cette construction est le phage M13mp9 (commercialisé par la Société N.E. Biolabs U.S.A.) dans lequel le gène xylE est cloné sous forme d'un fragment SalI/SalI. Ces sites ont été décrits dans le brevet français n° 82 01 574. Comme il est décrit dans la figure 1, ce phage contient un site PstI unique situé en aval de la séquence codante du gène xylE. Ce site sera utilisé comme point terminal du gène "nu". Si on considère à présent le début du gène, on doit, comme cela a été précisé précédemment, enlever la plus grande partie de l'ADN située en amont du codon initiateur ATG. A cette fin, les 4 sites HgiDI présents sur la structure sont à analyser.The starting point of this construction is the phage M13mp9 (sold by the company NE Biolabs USA) in which the xylE gene is cloned in the form of a SalI / SalI fragment. These sites have been described in French Patent No. 82 01 574. As described in FIG. 1, this phage contains a unique PstI site located downstream of the coding sequence of the xylE gene. This site will be used as the end point of the "naked" gene. If we now consider the start of the gene, we must, as explained above, remove most of the DNA located upstream of the ATG initiator codon. To this end, the 4 HgiDI sites present on the structure are to be analyzed.
Le premier à gauche (HgiDI (O)) se trouve sur l'ADN du phage lui-même. Pour une raison inconnue, ce site n'est pas coupé par l'enzyme HgiDI dans les conditions de travail. Les 3 autres sites sont situés dans les séquences d'ADN provenant de Pseudomonas. Le premier, loin en amont du départ de traduction (ATG) ne présente pas d'intérêt. Le second (HgiDI (2)) est situé juste avant l'ATG du gène xylE (en fait 4 paires de bases en amont). Il peut donc être utilisé comme extrémité proximale du gène xylE "nu" car aucun ATG n'est présent dans ces 4 paires de bases. Le dernier site (HgiDI (3)) se trouve à l'intérieur du gène et, s'il est coupé, va détruire la structure du gène.The first on the left (HgiDI (O)) is on the DNA of the phage itself. For an unknown reason, this site is not cut by the HgiDI enzyme under working conditions. The other 3 sites are located in the DNA sequences from Pseudomonas. The first, far upstream of the start of translation (ATG) is of no interest. The second (HgiDI (2)) is located just before the ATG of the xylE gene (in fact 4 base pairs upstream). It can therefore be used as the proximal end of the "naked" xylE gene because no ATG is present in these 4 base pairs. The last site (HgiDI (3)) is inside the gene and, if cut, will destroy the structure of the gene.
Dans le but de produire un fragment HgiDI (2)/PstI contenant en entier le gène xylE "nu", on fait une digestion partielle de 30 μg du clone M13xylE décrit ici (1 unité d'enzyme par μg d'ADN dans 60 μl de tampon contenant 5 μg/ml de bromure d'éthidium à 37°C pendant environ 2 heures). Le mélange obtenu est extrait au phénol puis avec un mélange de chloroforme-alcool isoamylique (24:1) (mélange dit "Sevag"), précipité à l'alcool et resuspendu dans un tampon approprié.In order to produce an HgiDI (2) / PstI fragment containing the entire "naked" xylE gene, a partial digestion of 30 μg of the clone M13xylE described here is carried out (1 unit of enzyme per μg of DNA in 60 μl of buffer containing 5 μg / ml of ethidium bromide at 37 ° C for approximately 2 hours). The mixture obtained is extracted with phenol and then with a mixture of chloroform-isoamyl alcohol (24: 1) (so-called "Sevag" mixture), precipitated with alcohol and resuspended in an appropriate buffer.
Une digestion totale par l'enzyme PstI est effectuée sur cette solution. Le mélange de digestion est ensuite analysé par électrophorèse sur gel d'agarose 1 % et résolu en ses différents fragments, la taille de ces fragments d'ADN peut toujours être expliquée par la double digestion décrite ci-dessus. Parmi eux, le fragment de 1,1 kilobase (kb), théoriquement limité par les sites HgiDI (2) et PstI, est isolé du gel grâce à la technique de Girvitz (1980).A total digestion with the PstI enzyme is carried out on this solution. The digestion mixture is then analyzed by electrophoresis on 1% agarose gel and resolved into its different fragments, the size of these DNA fragments can always be explained by the double digestion described above. Among them, the 1.1 kilobase (kb) fragment, theoretically limited by the HgiDI (2) and PstI sites, is isolated from the gel using the technique of Girvitz (1980).
Afin d'obtenir ce fragment plus facilement et en grande quantité, si cela est nécessaire, il est cloné de la manière décrite ci-dessous :In order to obtain this fragment more easily and in large quantities, if necessary, it is cloned in the manner described below:
Le plasmide pRG5 (Loison et coll., 1981) est un dérivé de PBR322 qui contient une insertion de 2,5 kb dans son site HindIII. Ce fragment permet l'expression de la résistance à la tétracycline portée par pBR322. pRG5 est coupé par PstI et Clal, puis le gros fragment ainsi généré est isolé comme précédemment d'un gel d'agarose. Ce fragment est mélangé avec le gène xylE "nu" dont l' isolement vient d'être décrit, et le mélange est incubé une nuit à 15°C en présence de ligase du phage T4. Le mélange est utilisé pour transformer une souche d'E. coli suivant la technique au chlorure de calcium (Maniatis et coll., 1982). La population bactérienne est étalée sur un milieu contenant de la tetracycline. Les clones tétracycline résistants obtenus ont été analysés quant à leur contenu en plasmide et le plasmide pTG820 en a été extrait.The plasmid pRG5 (Loison et al., 1981) is a derivative of PBR322 which contains an insertion of 2.5 kb in its HindIII site. This fragment allows the expression of the resistance to tetracycline carried by pBR322. pRG5 is cut with PstI and ClaI, then the large fragment thus generated is isolated as before from an agarose gel. This fragment is mixed with the "naked" xylE gene, the isolation of which has just been described, and the mixture is incubated overnight at 15 ° C. in the presence of phage T4 ligase. The mixture is used to transform a strain of E. coli using the calcium chloride technique (Maniatis et al., 1982). The bacterial population is spread on a medium containing tetracycline. The resistant tetracycline clones obtained were analyzed for their plasmid content and the plasmid pTG820 was extracted therefrom.
Le fait que les extrémités générées par HgiDI et Clal sont complémentaires sur l'ADN permet la formation du plasmide pTG820. Si on coupe celui-ci par les enzymes PstI et HgiIII , on libère un fragment de 1,1 kb contenant le gène xylE "nu" contenant 9 paires de bases entre le codon initiateur ATG et l'extrémité HindIII. Ces 9 paires de bases ne contiennent aucun codon ATG. b) Construction du "bloc d'expression" (figure 2)The fact that the ends generated by HgiDI and ClaI are complementary on the DNA allows the formation of the plasmid pTG820. If we cut it with the enzymes PstI and HgiIII, we release a 1.1 kb fragment containing the "naked" xylE gene containing 9 base pairs between the codon ATG initiator and the HindIII end. These 9 base pairs do not contain any ATG codons. b) Construction of the "expression block" (FIG. 2)
Cette structure doit contenir, comme cela a été précédemment indiqué, un promoteur de levure en amont du gène xylE et un terminateur derrière ce gène.This structure must contain, as previously indicated, a yeast promoter upstream of the xylE gene and a terminator behind this gene.
Le plasmide de base dans cette construction est le plasmide pTG802. Il consiste en un plasmide dérivé de pBR322 sans site PstI, et dans le site HindIII duquel a été clone le gène URA3 de levure. Le seul site PstI de pTG802 se situe dans la séquence d'ADN de levure, exactement 20 paires de bases avant le codon initiateur ATG du gène URA3. Ce plasmide est coupé par PstI et traité avec le fragment "Klenow" de l'ADN polymérase I, ce qui génère des extrémités franches à chaque bout du fragment.The base plasmid in this construct is plasmid pTG802. It consists of a plasmid derived from pBR322 without a PstI site, and into the HindIII site from which the yeast URA3 gene was cloned. The only PstI site of pTG802 is located in the yeast DNA sequence, exactly 20 base pairs before the ATG initiator codon of the URA3 gene. This plasmid is cut with PstI and treated with the "Klenow" fragment of DNA polymerase I, which generates blunt ends at each end of the fragment.
Le gène xylE "nu" est préparé comme décrit à 1' exemple 1 par une digestion PstI et HindIII de pTG820. Le fragment de 1,1 kb est isolé d'un gel, traité également avec le fragment "Klenow" de la polymérase I et coprécipitê avec pTG802 traité comme décrit précédemment. Le mélange est resuspendu dans le tampon ad'hoc et ligué comme décrit précédemment. La transformation d'E. coli et la sélection sur milieu contenant de l'ampicilline fournit des milliers de colonies.The “naked” xylE gene is prepared as described in Example 1 by a PstI and HindIII digestion of pTG820. The 1.1 kb fragment is isolated from a gel, also treated with the "Klenow" fragment of polymerase I and coprecipitated with pTG802 treated as described above. The mixture is resuspended in the ad hoc buffer and ligated as described above. The transformation of E. coli and selection on medium containing ampicillin provides thousands of colonies.
Le promoteur du gène URA3 fonctionne dans la bactérie E. coli. Comme la construction peut aboutir à une fusion entre le gène xylE et le promoteur, des clones bactériens produisant de la catechol 2,3-oxygénase sont recherchés parmi les colonies résistantes à l'ampicilline.The promoter of the URA3 gene functions in the bacterium E. coli. As the construction can lead to a fusion between the xylE gene and the promoter, bacterial clones producing catechol 2,3-oxygenase are sought among the colonies resistant to ampicillin.
A cette fin, une solution de catechol (0,5 M) est vaporisée sur les boîtes et quelques clones jaunes apparaissent. Des plasmides provenant de ces clones sont extraits et analysés. On peut démontrer que l'orientation du gène xylE est "correcte" dans ces plasmides, par rapport au promoteur de levure.To this end, a solution of catechol (0.5 M) is sprayed on the boxes and a few yellow clones appear. Plasmids from these clones are extracted and analyzed. It can be demonstrated that the orientation of the xylE gene is "correct" in these plasmids, relative to the yeast promoter.
Le plasmide pTG821 ainsi obtenu peut libérer par une simple coupure par HindIII un fragment de 2,2 kb qui contient dans l'ordre : le promoteur du gène de levure URA3, le gène xylE, et le gène URA3 de levure qui a les fonctions de terminaison dans sa partie distale.The plasmid pTG821 thus obtained can release by a simple cut with HindIII a fragment of 2.2 kb which contains in order: the promoter of the yeast gene URA3, the gene xylE, and the yeast URA3 gene which has the functions of termination in its distal part.
Ce fragment HindIII/HindIII regroupe donc toutes les fonctions nécessaires à l'expression du gène xylE dans la levure et sera dénommé "bloc d'expression" par la suite.This HindIII / HindIII fragment therefore groups together all of the functions necessary for the expression of the xylE gene in yeast and will be called "expression block" below.
EXEMPLE 2 Construction d'une souche de levure portant le bloc d'expression sur un plasmide à réplication autonome (figure 3) L'introduction d'ADN étranger et l'utilisation des plasmides à réplication autonome dans les levures sont connues (Beggs, 1981), en particulier en utilisant des plasmides dérivés du "plasmide 2 μm" de levure. L'utilisation de structures dérivées du plasmide naturel de la levure, appelé "2 um" présente comme avantages d'assurer une haute fréquence de transformation et un grand nombre de copies par cellule. Si le bloc d'expression est couplé avec ce type de plasmide, le grand nombre de copies du gène xylE peut permettre à la levure de produire une quantité notable de catéchol 2,3-oxygénase.EXAMPLE 2 Construction of a yeast strain carrying the expression block on an autonomous replicating plasmid (FIG. 3) The introduction of foreign DNA and the use of autonomous replicating plasmids in yeasts are known (Beggs, 1981 ), in particular using plasmids derived from the yeast "2 μm plasmid". The use of structures derived from the natural yeast plasmid, called "2 μm" has the advantages of ensuring a high transformation frequency and a large number of copies per cell. If the expression block is coupled with this type of plasmid, the large number of copies of the xylE gene may allow yeast produce a significant amount of catechol 2,3-oxygenase.
Comme élément de base dans cette construction on utilise le plasmide pJDB207 (Beggs, 1981). Après coupure par l'enzyme HindIII, le grand fragment est isolé et mélangé avec le bloc d'expression lui-même sorti de pTG821 par coupure HindIII. Le mélange est ligué et utilisé pour transformer E. coli.As a basic element in this construction, the plasmid pJDB207 (Beggs, 1981) is used. After cleavage with the enzyme HindIII, the large fragment is isolated and mixed with the expression block itself released from pTG821 by cleavage HindIII. The mixture is ligated and used to transform E. coli.
On obtient des clones résistants à l'ampicilline et parmi eux de nombreux clones jaunes apparaissent au contact du catéchol comme décrit précédemment.Clones resistant to ampicillin are obtained and among them many yellow clones appear in contact with catechol as described above.
L'un d'eux est cultivé et le plasmide qu'il contient est décrit dans la figure 3 (pJDB207-xylE).One of them is cultivated and the plasmid which it contains is described in FIG. 3 (pJDB207-xylE).
Ce plasmide comporte : un marqueur de sélection pour la levure (gèneThis plasmid comprises: a selection marker for yeast (gene
LEU2), un système de réplication autonome pour la levure (2 μm), un marqueur sélectif pour E. coli (AmpR ou TetR), un système de réplication autonome pour E. coliLEU2), an autonomous replication system for yeast (2 μm), a selective marker for E. coli (Amp R or Tet R ), an autonomous replication system for E. coli
(oRi), le bloc d'expression xylE.(oRi), the expression block xylE.
Ce plasmide pJDB207-xylE est utilisé pour transformer une souche de levure (leu-). Les cellules ayant reçu le plasmide sont sélectionnées sur un milieu sans leucine.This plasmid pJDB207-xylE is used to transform a yeast strain (leu-). The cells which have received the plasmid are selected on a leucine-free medium.
Des milliers de colonies sont obtenues ainsi et pratiquement toutes expriment le gène xylE en produisant de la catéchol 2,3-oxygénase. EXEMPLE 3 Construction d'une souche de levure contenant le bloc d'expression intégré dans le chromosome V (figure 4)Thousands of colonies are obtained in this way and almost all of them express the xylE gene by producing catechol 2,3-oxygenase. EXAMPLE 3 Construction of a yeast strain containing the expression block integrated into chromosome V (FIG. 4)
Si on transforme la levure avec un fragment d'ADN ne portant aucun système de réplication autonome, l'ADN exogène peut se recombiner avec son homologue du chromosome de la levure réceptrice (Hinnen et coll., 1978). Cet événement est cependant très rare. Il a été montré récemment que de l'ADN linéaire et non circulaire comme dans le cas des plasmides a la propriété de recombiner beaucoup plus fréquemment avec le chromosome. D'un autre côté, pendant l'évènement de transformation, chaque cellule "prend" dans le milieu un grand nombre de molécules d'ADN (Beggs, 1981). Ces deux éléments ont permis de mettre au point la stratégie décrite ci-dessous afin d'intégrer le bloc d'expression dans le chromosome V de la levure.If the yeast is transformed with a DNA fragment carrying no autonomous replication system, the exogenous DNA can recombine with its homolog of the chromosome of the receiving yeast (Hinnen et al., 1978). This event is however very rare. It has been shown recently that linear and non-circular DNA as in the case of plasmids has the property of recombining much more frequently with the chromosome. On the other hand, during the transformation event, each cell "takes" a large number of DNA molecules from the medium (Beggs, 1981). These two elements made it possible to develop the strategy described below in order to integrate the expression block in the chromosome V of yeast.
30 μg du plasmide pTG820 sont traités par HindIII pour libérer le bloc d'expression, puis traités avec le fragment "Klenow" de la polymérase I pour éviter toute reconstitution de la molécule. A ce mélange on ajoute30 μg of the plasmid pTG820 are treated with HindIII to release the expression block, then treated with the "Klenow" fragment of the polymerase I to avoid any reconstitution of the molecule. To this mixture we add
5 μg de plasmide pJDB207 intact. Ce mélange est utilisé pour transformer une levure (leu2-), en sélectionnant sur milieu sans leucine, mais contenant de l'uracile.5 μg of plasmid pJDB207 intact. This mixture is used to transform a yeast (leu 2 -), by selecting on medium without leucine, but containing uracil.
En effet, si le bloc d'expression s'intègre à la place du gène URA3 endogène de la levure, celle-ci va devenir auxotrophe pour l'uracile et aura besoin de ce composé dans le milieu de culture pour se développer. La transformation aboutit à des milliers de clones. 200 d'entre eux sont analysés pour voir s'ils sont devenus (ura-) pour la raison décrite ci-dessus. Des analyses génétiques ultérieures ont montré que pour l'une de ces souches elle était bien (ura-) comme prévu. Une recherche de l'enzyme catéchol 2,3-oxygénase dans cette souche particulière s'avère toutefois négative.In fact, if the expression block integrates in place of the endogenous URA3 gene of the yeast, the latter will become auxotrophic for uracil and will need this compound in the culture medium to develop. The transformation results in thousands of clones. 200 of them are analyzed to see if they have become (ura-) for the reason described above. Subsequent genetic analyzes showed that for one of these strains it was well (ura-) as planned. However, a search for the catechol 2,3-oxygenase enzyme in this particular strain is negative.
On sélectionne alors un grand nombre de souches (ura-) parmi la population obtenue précédemment. Pour ce faire, on utilise une sélection positive des cellules recherchées en les étalant sur un milieu contenant de l'uracile et du 5-fluoro-orotate (10-2 M). Les colonies qui croissent sur ce milieu sont génétiquement (ura-) (cette technique a été transmise par F. Lacroute à Strasbourg). De cette façon, on isole une centaine de souches (ura-). Parmi celles-ciA large number of strains (ura-) are then selected from the population obtained previously. To do this, a positive selection of the cells sought is used by spreading them on a medium containing uracil and 5-fluoro-orotate (10 -2 M). The colonies that grow on this medium are genetically (ura-) (this technique was transmitted by F. Lacroute in Strasbourg). In this way, a hundred strains (ura-) are isolated. Among those
4 produisent une très faible quantité de catechol 2,3-oxygénase.4 produce a very small amount of catechol 2,3-oxygenase.
EXEMPLE 4EXAMPLE 4
Test coloré sur les colonies et les cellulesColor test on colonies and cells
La souche précédemment décrite dans l'exemple 2, qui contient le gène xylE sur un plasmide à réplication autonome, est analysée dans l'optique de la coloration in situ. Premièrement, une population cellulaire de cette souche est étalée sur un milieu permettant le maintient du plasmide, c'est-à-dire un milieu dépourvu de leucine. Après croissance des colonies (3 jours à 28°C), les boîtes de Pétri sont vaporisées avec une solution de catechol (0,5 M dans l'eau).The strain previously described in Example 2, which contains the xylE gene on an autonomous replicating plasmid, is analyzed with a view to in situ staining. First, a cell population of this strain is spread on a medium allowing the plasmid to be maintained, that is to say a medium devoid of leucine. After the colonies have grown (3 days at 28 ° C), the petri dishes are sprayed with a catechol solution (0.5 M in water).
Après quelques minutes à température ambiante ou à 28°C, les colonies deviennent jaunes foncés.After a few minutes at room temperature or at 28 ° C, the colonies become dark yellow.
La coloration persiste sur la colonie même après plusieurs jours à température ambiante. Aucune diffusion appréciable de la couleur n'apparaît. Le pH bas (environThe coloration persists on the colony even after several days at room temperature. No appreciable diffusion of the color appears. Low pH (around
5) du milieu évite le brunissement de la boîte de Pétri, ce qui se passe pour des pH voisins de 7.5) the middle prevents browning of the Petri dish, what happens for pH close to 7.
De la même manière, une population mixte contenant des cellules contenant le plasmide pJDB207-xylE et des cellules ne le contenant pas est étalée, après croissance des colonies, le même test de coloration (vaporisation de catéchol) est réalisé, on observe que les deux sortes de colonies (avec et sans gène xylE) sont très nettement différenciées par la couleur.In the same way, a mixed population containing cells containing the plasmid pJDB207-xylE and cells not containing it is spread out, after growth of the colonies, the same staining test (vaporization of catechol) is carried out, it is observed that the two kinds of colonies (with and without xylE gene) are very clearly differentiated by color.
Il est connu (Beggs, 1981) que le type de plasmide utilisé n'est pas stable dans la levure en condition non sélective, c'est-à-dire en présence de leucine dans le milieu. La souche originale contenant le plasmide pJDB207-xylE est cultivée 3 jours dans des conditions non sélectives puis étalée sur milieu également non sélectif. Après croissance des colonies, on effectue le test de coloration. On peut observer, malgré la non sélectivité du milieu, une majorité de clones jaunes contenant encore le plasmide et des clones blancs l'ayant perdu. De plus, un examen attentif des colonies permet de voir une hétérogénéité dans l'intensité de la couleur. Certaines sont claires, d'autres plus foncées.It is known (Beggs, 1981) that the type of plasmid used is not stable in yeast under non-selective conditions, that is to say in the presence of leucine in the medium. The original strain containing the plasmid pJDB207-xylE is cultivated 3 days under non-selective conditions then spread on medium also non-selective. After the colonies have grown, the staining test is carried out. We can observe, despite the non-selectivity of the medium, a majority of yellow clones still containing the plasmid and white clones having lost it. In addition, a careful examination of the colonies reveals a heterogeneity in the intensity of the color. Some are light, others darker.
Une analyse rapide de chacune des classes de couleur montre que plus une colonie est intensément colorée, plus le pourcentage de cellules (à l'intérieur de cette colonie) contenant le plasmide est élevé.A rapid analysis of each of the color classes shows that the more intensely colored a colony is, the higher the percentage of cells (inside this colony) containing the plasmid.
EXEMPLE 5EXAMPLE 5
Dans une seconde étude, il faut considérer précisément la technique de transformation des levures (Hinnen et coll., 1978). La dernière étape consiste à envelopper les protoplastes de levure dans une couche d'un gel d'agarose. Ces protoplastes régénèrent en cellules qui donnent naissance à de très petits clones inclus à l'intérieur de la gélose. Si du catécholest vaporisé sur de telles boîtes, il diffuse rapidement dans la couche de gélose et les petites colonies lenticulaires deviennent jaunes. L'examen de telles boîtes sous une loupe binoculaire (grossissement 100 fois) permet une claire reconnaissance des micro-colonies jaunes.In a second study, the yeast transformation technique must be considered precisely (Hinnen et al., 1978). The last step is to wrap the yeast protoplasts in a layer of agarose gel. These protoplasts regenerate into cells which give rise to very small clones included inside the agar. If catechol is sprayed on such dishes, it quickly diffuses into the agar layer and the small lenticular colonies turn yellow. The examination of such boxes under a binocular magnifier (magnification 100 times) allows a clear recognition of the yellow micro-colonies.
Enfin, la même préparation peut être examinée grâce à un microscope à fluorescence. Dans ce cas la différenciation est encore plus nette car les clones exprimant le gène xylE fluorescent nettement sous le rayonnement ultraviolet, alors que ceux qui ne l'expriment pas restent noirs et donc invisibles sur le champ d'observation. Une recherche extrèmement efficace peut ainsi être effectuée sur des colonies très peu développées. On peut également utiliser un grossissement supérieur (400 fois) et observer que les cellules elles-mêmes sont fluorescentes. Une autre propriété intéressante des cellules a pu être mise en évidence. Les souches normales de levure ne sont intoxiquées par le catéchol qu'à des doses très importantes, supérieures à 10 mM ; or, les souches décrites ici, qui expriment le gène xylE, montrent une hypersensibilité au substrat, aucune croissance n'apparaissant au delà de 1 mM. Ainsi, il est possible de coupler un test de développement avec le test coloré, comme c'est le cas pour les souches (ade-) précédemment citées.Finally, the same preparation can be examined using a fluorescence microscope. In this case the differentiation is even clearer because the clones expressing the xylE gene fluoresce clearly under ultraviolet radiation, while those which do not express it remain black and therefore invisible on the field of observation. Extremely effective research can thus be carried out on very underdeveloped colonies. You can also use a higher magnification (400 times) and observe that the cells themselves are fluorescent. Another interesting property of cells could be highlighted. Normal strains of yeast are only intoxicated by catechol in very large doses, greater than 10 mM; However, the strains described here, which express the xylE gene, show hypersensitivity to the substrate, no growth appearing beyond 1 mM. Thus, it is possible to couple a development test with the colored test, as is the case for the strains (ade-) previously mentioned.
EXEMPLE 6 Les essais suivants sont effectués avec les souches décrites à l'exemple 3 qui contiennent le bloc d'expression du gène xylE intégré dans le chromosome V. La différence essentielle avec la souche contenant ce bloc sur un plasmide à réplication autonome est que le gène est ici présent en une seule copie, contre 30 à 50 sur le plasmide. On attend donc une activité enzymatique par cellule 30 à 50 fois plus faible. La vaporisation de catéchol sur ce type de souches, ne contenant qu'une seule copie du gène, ne permet pas de vpir apparaître une coloration jaune directement. Ceci est sans doute du à la trop faible activité enzymatique des cellules.EXAMPLE 6 The following tests are carried out with the strains described in Example 3 which contain the expression block of the xylE gene integrated into chromosome V. The essential difference with the strain containing this block on an autonomous replicating plasmid is that the gene is present here in a single copy, against 30 to 50 on the plasmid. We therefore expect an enzymatic activity per cell 30 to 50 times lower. The vaporization of catechol on this type of strains, containing only a single copy of the gene, does not make it possible to see a yellow coloration appear directly. This is undoubtedly due to the too weak enzymatic activity of the cells.
Par contre, un traitement détruisant les cellules grâce à l'action (1 heure, 37°C, 1 mg/ml) de l'enzymeOn the other hand, a treatment destroying cells thanks to the action (1 hour, 37 ° C, 1 mg / ml) of the enzyme
Zymolase 60 000® (Miles Laboratory) suivi d'une incubation in situ des colonies dans du tampon approprié (phosphate, pH 7, 0, 1 M) contenant 0,1 M de catéchol permet de révéler une coloration jaune des colonies exprimant ce gène. Afin d'aboutir à une plus forte expression, on peut envisager la modification du bloc d'expression qui permettra sans aucun doute la réalisation du test simple sur les colonies intactes.Zymolase 60 000 ® (Miles Laboratory) followed by an in situ incubation of the colonies in an appropriate buffer (phosphate, pH 7, 0.1 M) containing 0.1 M of catechol makes it possible to reveal a yellow coloration of the colonies expressing this gene . In order to achieve greater expression, it is possible to envisage modifying the expression block which will no doubt allow the simple test to be carried out on intact colonies.
Une autre solution peut être de chercher des mutants exprimant xylE suffisamment par la simple recherche de clones jaunes après mutagénèse.Another solution may be to search for mutants expressing xylE sufficiently by the simple search for yellow clones after mutagenesis.
Enfin, un enrichissement de ce type de souches peut être effectué grâce à la nystatine, comme on peut s'en rendre compte au vu du phénotype de sensibilité au catechol mis en évidence à l'exemple 5.Finally, an enrichment of this type of strains can be carried out using nystatin, as can be seen from the phenotype of sensitivity to catechol demonstrated in example 5.
EXEMPLE 7 Afin de quantifier le phénomène macroscopique de coloration, des tests biochimiques ont été effectués.EXAMPLE 7 In order to quantify the macroscopic phenomenon of coloring, biochemical tests were carried out.
Environ 3 g de cellules cultivées en milieu sans leucine sont récoltées, lavées dans du tampon phosphate, 0,1 M, pH 7, contenant 10 % d'acétone (Zukowski et coll., 1983) puis broyées grâce à des billes de verre dans ce même tampon. Après centrifugation (40 000 g, 30 minutes) l'extrait cellulaire est testé quant à son activité enzymatique catéchol 2,3-oxygénase dans les conditions standards (Zukowski et coll., 1983). Les résultats de ce dosage sont donnés dans la figure 5 qui donne l'activité, une cinétique typique est présentée par la figure 6.About 3 g of cells cultured in medium without leucine are harvested, washed in 0.1 M phosphate buffer, pH 7, containing 10% acetone (Zukowski et al., 1983) and then ground using glass beads in this same buffer. After centrifugation (40,000 g, 30 minutes), the cell extract is tested for its catechol 2,3-oxygenase enzymatic activity under standard conditions (Zukowski et al., 1983). The results of this assay are given in FIG. 5 which gives the activity, a typical kinetics is presented by FIG. 6.
Le calcul de l'activité spécifique de l'enzyme aboutit à une activité de 25 mUnités/min/mg de protéines. Ce chiffre est extrêmement faible comparé à ceux obtenus d'autres organismes : E.coli ou B. subtilis. Il est remarquable que si peu d'activité mène à un test macroscopique sur colonie si prononcé.The calculation of the specific activity of the enzyme results in an activity of 25 mUnits / min / mg of proteins. This figure is extremely low compared to those obtained from other organisms: E.coli or B. subtilis. It is remarkable that so little activity leads to a macroscopic colony test so pronounced.
On effectue ensuite une étude de la cinétique de l'enzyme issue de la levure en fonction du pH pour la comparer à celle issue de E.coli. Les résultats (figure 7) montrent que les deux enzymes se comportent de manière identique, indiquant par là que la catéchol 2,3-oxygénase fabriquée par la levure a essentiellement les mêmes propriétés que celle fabriquée par les autres organismes. We then carry out a study of the kinetics of the enzyme from yeast as a function of pH to compare it with that from E. coli. The results (FIG. 7) show that the two enzymes behave identically, thereby indicating that the catechol 2,3-oxygenase produced by yeast has essentially the same properties as that produced by other organisms.
EXEMPLE 8EXAMPLE 8
Construction de pTG840Construction of pTG840
La construction du plasmide pTG840 est rappelée dans la figure 8. Le plasmide de départ est le plasmide pTG902 obtenu à partir de pBR322 par délétion des sites PstI et Ndel.The construction of the plasmid pTG840 is recalled in FIG. 8. The starting plasmid is the plasmid pTG902 obtained from pBR322 by deletion of the PstI and NdeI sites.
Par digestion de pTG902 et du plasmide portant le gène ura3 (ne possédant pas de site PstI) avec HindIII et ligation du produit de digestion, on obtient le plasmide pTG803.By digestion of pTG902 and of the plasmid carrying the ura3 gene (having no PstI site) with HindIII and ligation of the digestion product, the plasmid pTG803 is obtained.
Le plasmide 2μ de levure est mis en digestion avecThe 2μ yeast plasmid is digested with
Avall et HindIII et les extrémités sont rendues franches par traitement avec la polymérase de Klenow. Ce fragment de 2μ Avall/HindIII est lige avec pTG803 digéré par SmaI pour fournir le plasmide pTG807.Avall and HindIII and the ends are made blunt by treatment with Klenow polymerase. This 2μ Avall / HindIII fragment is ligated with pTG803 digested with SmaI to provide the plasmid pTG807.
Le gène ura3 et l'origine de réplication du 2μ sont libérés sous forme d'un fragment unique par digestion de pTG807 avec HindIII. Ce fragment est traité par la polymérase deThe ura3 gene and the origin of 2μ replication are released in the form of a single fragment by digestion of pTG807 with HindIII. This fragment is treated with the polymerase of
Klenow et cloné dans le site EcoRI de pBR322 traité de façon similaire pour donner pTG831.Klenow and cloned into the EcoRI site of pBR322 treated similarly to give pTG831.
Le gène de levure phosphoglycerate kinase (PGK) est muté de façon que le site unique BglII soit introduit à l'ATG d'initiation de la traduction de la protéine PGK. Le fragment HindIII/SalI (2,15 kb), comprenant le promoteur et le début de la région codante du gène correspondant à la phosphoglycérate kinase de levure, a été clone dans les mêmes sites du vecteur M13mp8. La création d'un site BglII au niveau de l'ATG initiateur de la phosphoglycératekinase a été effectuée suivant les techniques classiques de mutagénèse in-vitro (Gillam and Smith, 1979 gène 8, 99-106). Pour ce faire, un oligonucléotide synthétique, de séquence 5' ATATAAAACAAGATCTTTATC 3', a été utilisé afin de modifier la séquence originale 5' ATATAAAACAATGTCTTTATC 3 ' ; l'ATG initiateur est ainsi rendu non fonctionnel du fait de son remplacement par la séquence AGA.The yeast phosphoglycerate kinase (PGK) gene is mutated so that the unique BglII site is introduced to the ATG to initiate translation of the PGK protein. The HindIII / SalI fragment (2.15 kb), comprising the promoter and the start of the coding region of the gene corresponding to the yeast phosphoglycerate kinase, was cloned into the same sites of the vector M13mp8. The creation of a BglII site at the level of the ATG initiator of phosphoglyceratekinase was carried out according to conventional techniques of in vitro mutagenesis (Gillam and Smith, 1979 gene 8, 99-106). To do this, a synthetic oligonucleotide, of sequence 5 'ATATAAAACAAGATCTTTATC 3', was used to modify the original sequence 5 'ATATAAAACAATGTCTTTATC 3'; the initiating ATG is thus rendered non-functional due to its replacement by the AGA sequence.
Ce gène ainsi modifié est cloné dans le plasmide pTG831 pour donner le plasmide pTG832.This thus modified gene is cloned into the plasmid pTG831 to give the plasmid pTG832.
Le terminateur de PGK situé dans le fragment EcoRI/HindIII est clone dans le site PvuII de pTG832 après traitement de ses extrémités à la polymérase deThe PGK terminator located in the EcoRI / HindIII fragment is cloned into the PvuII site of pTG832 after treatment of its ends with polymerase from
Klenow. Le plasmide résultant, pTG833, est mis en digestion avec BglII et recircularisé pour donner le vecteur d'expression final pTG834. Comme cela est indiqué précédemment, le site unique BglII dans ce vecteur est utilisable pour l'expression de gène hëtérologue dans la levure.Klenow. The resulting plasmid, pTG833, is digested with BglII and recircularized to give the final expression vector pTG834. As indicated above, the unique BglII site in this vector can be used for the expression of heterologous gene in yeast.
C'est dans ce site BglII que le fragment BamHI/BglII du gène pNeo est inséré par ligation.It is in this BglII site that the BamHI / BglII fragment of the pNeo gene is ligated.
EXEMPLE 9EXAMPLE 9
Construction du plasmide pTG861 On prélève dans le plasmide pTG82l décrit à l'exemple 1 du brevet un fragment HindIIl/HindIII qui regroupe toutes les fonctions d'expression du gène xylE dans la levure et on l' introduit par digestion et ligation dans le site unique HindIII de pTG840. On obtient ainsi le plasmide définitif pTG861.Construction of the plasmid pTG861 A HindIIl / HindIII fragment which combines all the expression functions of the xylE gene in yeast is taken from the plasmid pTG82l described in Example 1 of the patent and is introduced by digestion and ligation into the single site. HindIII from pTG840. The final plasmid pTG861 is thus obtained.
Les différents éléments de ce plasmide sont rappelés dans le tableau ci-après. The different elements of this plasmid are listed in the table below.
EXEMPLE 10EXAMPLE 10
On utilise deux souches cultivées industriellement qui ne portent pas d'auxotrophie. L'une est utilisée en brasserie, l'autre en boulangerie. Ces souches ont été transformées par le plasmide pTG861 selon la méthode décrite par Hinnen et coll. (1978) avec quelques modifications : après le processus tel qu'il est décrit par ces auteurs, les protoplastes sont incubés 5 heures à 3O°C dans le milieu complet contenant du sorbitol (IM).Two industrially cultivated strains are used which do not carry auxotrophy. One is used in a brewery, the other in a bakery. These strains were transformed with the plasmid pTG861 according to the method described by Hinnen et al. (1978) with a few modifications: after the process as described by these authors, the protoplasts are incubated for 5 hours at 30 ° C. in the complete medium containing sorbitol (IM).
Après ce temps d'expression, ils sont mélangés à 10 ml de milieu complet à 45°C contenant du sorbitol (IM), 3 % d'agar. 10 ml du même milieu contenant 600 ug/ml de G418 pour la levure de brasserie et 2 mg/ml de G418 pour la levure de boulangerie sont coulés sur la première couche après une incubation de 6 à 15 heures à 30°C.After this expression time, they are mixed with 10 ml of complete medium at 45 ° C. containing sorbitol (IM), 3% agar. 10 ml of the same medium containing 600 μg / ml of G418 for brewer's yeast and 2 mg / ml of G418 for baker's yeast are poured onto the first layer after an incubation of 6 to 15 hours at 30 ° C.
Cette manipulation est faite en parallèle avec ou sans ADN pTG86l.This manipulation is done in parallel with or without pTG86l DNA.
On obtient ainsi des clones de levure résistant au G418, essentiellement sur les boîtes correspondant à la série avec ADN. Les fréquences sont cependant très faibles (de 1 à 1OO clones par boîte).Yeast clones resistant to G418 are thus obtained, essentially on dishes corresponding to the series with DNA. The frequencies are however very low (from 1 to 1OO clones per box).
Les colonies obtenues sont repiquées sur du milieu frais avec antibiotique et sans sorbitol, puis mises au contact du catéchol selon la technique décrite dans l'exemple 4 du brevet. On trouve alors qu'une fraction importante des clones issus de la série avec ADN deviennent jaunes alors que tous les clones de la série sans ADN restent blancs. La présence ou l'absence de pTG861 dans les clones respectivement jaunes et blancs ont été vérifiées par la présence de β-lactamase dans les souches (Chevallier et coll. 1979). Un autre avantage de la méthode est lié à l'instabilité du plasmide (voir exemple 4). Les clones obtenus avec les souches de brasserie et de boulangerie sont cultivés sans antibiotique puis subclonés. Les populations de subclones sont analysées selon la même méthode rapide au catéchol. On peut voir alors très aisément l'apparition de clones dépourvus de plasmide. Cette application de l'invention peut être très utile, d'une part pour analyser des fermentations industrielles conduites avec de telles souches, d'autre part pour rechercher facilement des souches dépourvues de plasmide dans des manipulations de cotransformation (Rothstein, 1983). The colonies obtained are subcultured on fresh medium with antibiotic and without sorbitol, then brought into contact with catechol according to the technique described in Example 4 of the patent. We then find that a large fraction of the clones from the series with DNA become yellow while all the clones of the series without DNA remain white. The presence or absence of pTG861 in the yellow and white clones respectively was verified by the presence of β-lactamase in the strains (Chevallier et al. 1979). Another advantage of the method is linked to the instability of the plasmid (see example 4). The clones obtained with the brewery and bakery strains are cultured without antibiotics and then subcloned. The subclone populations are analyzed using the same rapid catechol method. It is then very easy to see the appearance of clones devoid of plasmid. This application of the invention can be very useful, on the one hand for analyzing industrial fermentations carried out with such strains, on the other hand for easily searching for strains devoid of plasmid in cotransformation manipulations (Rothstein, 1983).
Références Beggs J. (1981) in Genetic Engineering, vol. 2, P.175-203 ; Ed. R. Williamson - Academic Press.References Beggs J. (1981) in Genetic Engineering, vol. 2, P.175-203; Ed. R. Williamson - Academic Press.
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Claims

REVENDICATIONS
1. - Bloc d'expression de la catéchol 2,3-oxygénase dans une levure, caractérisé en ce qu'il comporte selon le sens de lecture et avec l'orientation correcte, au moins :1. - Block for the expression of catechol 2,3-oxygenase in a yeast, characterized in that it comprises, according to the direction of reading and with the correct orientation, at least:
. un promoteur de levure,. a yeast promoter,
. le gène xylE, et. the xylE gene, and
. un terminateur de levure.. a yeast terminator.
2. - Bloc d'expression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le promoteur et le terminateur sont le promoteur et le terminateur du gène URA3+ dans2. - Expression block according to claim 1, characterized in that the promoter and the terminator are the promoter and the terminator of the URA3 + gene in
Saccharomyces cerevisiae.Saccharomyces cerevisiae.
3. - Bloc d'expression selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le gène xylE est inséré dans le site PstI du gène URA3.3. - Expression block according to one of claims 1 and 2, characterized in that the xylE gene is inserted into the PstI site of the URA3 gene.
4. - Bloc d'expression selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est limité par deux sites HindIII.4. - Expression block according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is limited by two HindIII sites.
5. - Bloc d'expression de la catéchol-2,3-oxγgénase dans une levure selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte comme marqueur de sélection le gène de résistance à un composé chimique.5. - expression block of catechol-2,3-oxγgenase in yeast according to one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises as selection marker the gene for resistance to a chemical compound.
6. - Bloc d'expression selon la revendication 5, caractérisé en ce que le gène de résistance à un composé chimique est un gène de résistance à un antibiotique.6. - expression block according to claim 5, characterized in that the gene for resistance to a chemical compound is a gene for resistance to an antibiotic.
7. - Bloc d'expression selon la revendication 6, caractérisé en ce que le gène de résistance à un antibiotique est le gène de résistance à G418.7. - An expression block according to claim 6, characterized in that the antibiotic resistance gene is the G418 resistance gene.
8. - Bloc d'expression selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le gène est sous la promotion d'un promoteur de levure et est terminé par un terminateur de levure.8. - Expression block according to one of claims 5 to 7, characterized in that the gene is under the promotion of a yeast promoter and is terminated by a yeast terminator.
9. - Bloc d'expression selon la revendication 8, caractérisé en ce que le promoteur et le terminateur de levure proviennent du gène PGK.9. - expression block according to claim 8, characterized in that the yeast promoter and terminator originate from the PGK gene.
10. - Plasmide caractérisé en ce qu'il comporte un bloc d'expression selon l'une des revendications 1 à 9, et un système de replication autonome pour la levure.10. - Plasmid characterized in that it comprises an expression block according to one of claims 1 to 9, and an autonomous replication system for yeast.
11. - Plasmide selon la revendication 10, caractérisé en ce que le système de réplication autonome est celui du plasmide 2 μm de levure.11. - Plasmid according to claim 10, characterized in that the autonomous replication system is that of the plasmid 2 μm of yeast.
12. - Plasmide selon l'une des revendications 10 et II, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un marqueur de sélection pour la levure.12. - Plasmid according to one of claims 10 and II, characterized in that it further comprises a selection marker for yeast.
13. - Plasmide selon la revendication 12, caractérisé en ce que le marqueur de sélection est le gène LEU2.13. - Plasmid according to claim 12, characterized in that the selection marker is the LEU2 gene.
14. - Plasmide selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un système de réplication autonome pour une bactérie.14. - Plasmid according to one of claims 10 to 13, characterized in that it further comprises an autonomous replication system for a bacterium.
15. - Plasmide selon la revendication 14, caractérisé en ce que le système de réplication autonome dans une bactérie est celui du plasmide pBR322. 15. - Plasmid according to claim 14, characterized in that the autonomous replication system in a bacterium is that of the plasmid pBR322.
16. - Plasmide selon l'une des revendications 12 à16. - Plasmid according to one of claims 12 to
15, caractérisé en ce qu'il comporte un marqueur sélectif pour une bactérie.15, characterized in that it comprises a selective marker for a bacterium.
17. - Plasmide selon la revendication 16, caractérisé en ce que le marqueur sélectif pour une bactérie est un gène de résistance à un antibiotique.17. - Plasmid according to claim 16, characterized in that the selective marker for a bacterium is a gene for resistance to an antibiotic.
18. - Plasmide selon l'une des revendications 12 à 17, caractérisé en ce qu'il comporte au moins :18. - Plasmid according to one of claims 12 to 17, characterized in that it comprises at least:
. le promoteur du gène URA3, . le gène xylE, . le terminateur du gène URA3,. the promoter of the URA3 gene,. the xylE gene,. the terminator of the URA3 gene,
. l'origine de réplication de pBR322, . le gène de résistance à l'ampicilline, . le gène LEU2, . tout ou partie du plasmide 2 μm. . the origin of replication of pBR322,. the ampicillin resistance gene,. the LEU2 gene,. all or part of the 2 μm plasmid.
19. - Plasmide selon l'une des revendications 12 à 18, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un site unique de restriction situé de façon telle que l'insertion d'un fragment d'ADN dans ce site inhibe la synthèse de la catéchol oxygénase.19. - Plasmid according to one of claims 12 to 18, characterized in that it comprises at least one unique restriction site located so that the insertion of a DNA fragment in this site inhibits the synthesis of catechol oxygenase.
20. - Plasmide selon la revendication 19, caractérisé en ce que ce site unique de restriction est situé dans le gène xylE.20. - Plasmid according to claim 19, characterized in that this unique restriction site is located in the xylE gene.
21. - Plasmide selon l'une des revendications 19 et 20, caractérisé en ce qu'il comporte dans le site unique de restriction l'ADN codant pour une protéine.21. - Plasmid according to one of claims 19 and 20, characterized in that it comprises in the unique restriction site DNA coding for a protein.
22. - Souche de levure transformée par un plasmide selon l'une des revendications 10 à 21.22. - Yeast strain transformed with a plasmid according to one of claims 10 to 21.
23. - Souche de levure caractérisée en ce qu'elle comporte un bloc d'expression selon l'une des revendications 1 à 9 incorporé sur son chromosome.23. - Yeast strain characterized in that it comprises an expression block according to one of claims 1 to 9 incorporated on its chromosome.
24. - Souche selon l'une des revendications 22 et 23, caractérisée en ce qu'il s'agit d'une souche de Saccharomyσes ou de Schizosaccharomyces. 24. - Strain according to one of claims 22 and 23, characterized in that it is a strain of Saccharomyσes or Schizosaccharomyces.
25. - Souche selon la revendication 24, caractérisée en ce qu'il s'agit d'une souche de Saccharomyces cerevisiae.25. - strain according to claim 24, characterized in that it is a strain of Saccharomyces cerevisiae.
26. - Souche selon l'une des revendications 22 et 23, caractérisée en ce qu'il s'agit d'une levure de boulangerie ou d'une levure de brasserie. 26. - Strain according to one of claims 22 and 23, characterized in that it is a baker's yeast or a brewer's yeast.
27. - Catéchol 2,3-oxygénase obtenue par fermentation d'une souche selon l'une des revendications 22 à 26.27. - Catechol 2,3-oxygenase obtained by fermentation of a strain according to one of claims 22 to 26.
28. - Application des blocs d'expression selon l'une des revendications 1 à 9 et des plasmides selon l'une des revendications 10 à 21 à titre de marqueurs colorés dans les levures par intégration des blocs d'expression sur les chromosomes desdites levures ou par transformation desdites levures par les plasmides et détection de la catechol 2,3-oxygénase produite. 28. Application of the expression blocks according to one of claims 1 to 9 and the plasmids according to one of claims 10 to 21 as colored markers in yeasts by integration of the expression blocks on the chromosomes of said yeasts. or by transformation of said yeasts with the plasmids and detection of the catechol 2,3-oxygenase produced.
29. - Application selon la revendication 28, caractérisée en ce que la souche de levure marquée est une souche de levure utilisée en vinification.29. - Application according to claim 28, characterized in that the labeled yeast strain is a yeast strain used in winemaking.
30. - Application selon l'une des revendications 28 et 29, caractérisée en ce que la détection est effectuée par mesure de la fluorescence des souches produisant la catéchol 2,3-oxygénase.30. - Application according to one of claims 28 and 29, characterized in that the detection is carried out by measuring the fluorescence of the strains producing catechol 2,3-oxygenase.
31. - Application selon l'une des revendications 28 et 29, caractérisée en ce que la détection est effectuée par pulvérisation des souches par du catéchol et observation d'une coloration jaune pour les souches produisant de la catéchol oxygénase. 31. - Application according to one of claims 28 and 29, characterized in that the detection is carried out by spraying the strains with catechol and observation of a yellow coloration for the strains producing catechol oxygenase.
EP19840902017 1983-05-19 1984-05-17 Production of catechol 2,3-oxygenase by means of yeasts, plasmide for the implementation thereof and application Withdrawn EP0143821A1 (en)

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FR8308292A FR2546179B1 (en) 1983-05-19 1983-05-19 PRODUCTION OF CATECHOL 2,3-OXYGENASE BY YEASTS, PLASMID FOR ITS IMPLEMENTATION AND APPLICATION
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