FR2665908A1 - Centromeric sequence and DNA comprising such a sequence - Google Patents

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ars18
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Fournier Philippe
Gaillardin Claude
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Institut National de la Recherche Agronomique INRA
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/80Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi
    • C12N15/81Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi for yeasts

Abstract

The present invention relates to a centromeric sequence, characterised in that it is genetically linked to an ARS sequence which is effective in Y. lipolytica, and to a DNA comprising such a sequence.

Description

La présente invention concerne des séquences centromériques qui sont liées à des séquences de réplication autonome (séquences ARS) efficaces chez la levure Yarrowia lipolytica. Elle concerne également la préparation de vecteurs centromériques et de minichromosomes, comportant ces séquences, chez Y. lipolytica, ainsi que leurs applications. The present invention relates to centromeric sequences which are linked to autonomous replication sequences (ARS sequences) effective in the yeast Yarrowia lipolytica. It also relates to the preparation of centromeric vectors and minichromosomes, comprising these sequences, in Y. lipolytica, as well as their applications.

Chez les eucaryotes, les centromères, ci-après désignés par régions ou fragments "CEN" sont des régions chromosomiques particulières qui s'attachent aux microtubules du fuseau achromatique lors des divisions nucléaires et sont responsables de la ségrégation régulière des chromosomes à la mitose et à la méiose. Il n'existe normalement qu'un seul centromère par chromosome. Si un second centromère est introduit dans un chromosome, cela conduira à la rupture du chromosome aberrant lors de la mitose. Toute molécule d'ADN possédant une séquence centromérique pourra après division cellulaire être retrouvée régulièrement dans les deux cellules filles. In eukaryotes, the centromeres, hereafter designated by regions or fragments "CEN" are specific chromosomal regions which attach to the microtubules of the spindle during nuclear divisions and are responsible for the regular segregation of chromosomes at mitosis and at meiosis. There is normally only one centromere per chromosome. If a second centromere is introduced into a chromosome, this will lead to the rupture of the aberrant chromosome during mitosis. Any DNA molecule having a centromeric sequence may after cell division be regularly found in the two daughter cells.

Les fragments "CEN" caractérisés sur les plasmides leur confèrent une stabilité mitotique, et bien que ne présentant pas de régions étendues d'homologie, ils partagent certains traits communs, en particulier une région ayant une teneur en bases A+T supérieure à 90%. The "CEN" fragments characterized on the plasmids give them mitotic stability, and although not having large regions of homology, they share certain common features, in particular a region having an A + T base content greater than 90%. .

Ces centromères n'ont été jusqu'ici caractérisés au plan moléculaire que chez deux espèces de levure, S. cerevisiae et S. pombe (Clarke L., Trends in Genet. 1990, 6, 150-154). These centromeres have so far been characterized at the molecular level only in two yeast species, S. cerevisiae and S. pombe (Clarke L., Trends in Genet. 1990, 6, 150-154).

Ils présentent des tailles et des structures très différentes chez ces deux organismes : 100 bp chez S. cerevisiae, environ 100 kb chez S. They have very different sizes and structures in these two organisms: 100 bp in S. cerevisiae, around 100 kb in S.

pombe.whore.

Chez la levure Y.lipolytica, on a isolé des séquences conférant l'autonomie de réplication (ou séquence ARS) à des plasmides de cette levure. In the yeast Y.lipolytica, sequences conferring the autonomy of replication (or ARS sequence) have been isolated from plasmids of this yeast.

Les vecteurs portant des séquences ARS sont caractérisés par une haute fréquence de transformation et une instabilité ségrégationnellé.  The vectors carrying ARS sequences are characterized by a high frequency of transformation and segregated instability.

Ils peuvent être obtenus après constitution d'une banque de fragments génomiques de Y. lipolytica dans un vecteur intégratif complémentant une auxotrophie de Y. lipolytica, -par transformation d'une souche de Y.They can be obtained after constitution of a bank of genomic fragments of Y. lipolytica in an integrative vector complementing an auxotrophy of Y. lipolytica, by transformation of a strain of Y.

lipolytica présentant cette auxotrophie. Les transformants sont ensuite sélectionnés pour mettre en évidence les plasmides extrachromosomiques qui portent -une séquence ARS ; cette séquence ARS confére aux plasmides un pouvoir de transformation au moins 5 fois supérieur au pouvoir de transformation du vecteur d'origine. Ces séquences ARS sont fonctionnelles chez Y. lipolytica et sont utilisables pour la réalisation de plasmides vecteurs d'expression pouvant se maintenir à ltétat extrachromosomique et être amplifiés.lipolytica with this auxotrophy. The transformants are then selected to highlight the extrachromosomal plasmids which carry an ARS sequence; this ARS sequence gives the plasmids a transforming power at least 5 times greater than the transforming power of the original vector. These ARS sequences are functional in Y. lipolytica and can be used for the production of expression vector plasmids which can be maintained in the extrachromosomal state and can be amplified.

Cependant, les inventeurs ont maintenant constaté que les séquences ARS fonctionnelles sur plasmides isolées chez Y. lipolytica ont un comportement atypique. Elles sont rares dans le génôme de Y. lipolytica une pour au moins 1000 kb d'ADN génomique, contre une pour 10 à 30 kb chez les autres levures. Les plasmides portant ces séquences ont une stabilité mitotique très supérieure à celle des plasmides ARS décrits par ailleurs. En outre, le nombre de copies par cellule transformée est faible (de l'ordre de 1 à 5), alors que chez les autres levures les cellules transformées contiennent typiquement plusieurs dizaines de copies du vecteur transformant. However, the inventors have now found that the functional ARS sequences on plasmids isolated from Y. lipolytica have atypical behavior. They are rare in the genome of Y. lipolytica one for at least 1000 kb of genomic DNA, against one for 10 to 30 kb in other yeasts. The plasmids carrying these sequences have a much higher mitotic stability than that of the ARS plasmids described elsewhere. In addition, the number of copies per transformed cell is low (of the order of 1 to 5), while in other yeasts the transformed cells typically contain several tens of copies of the transforming vector.

De façon tout à fait surprenante, on a trouvé que certaines de ces séquences de réplication autonome sont associées à une séquence centromérique. Quite surprisingly, it has been found that some of these autonomous replication sequences are associated with a centromeric sequence.

C'est pourquoi la présente invention se rapporte à une séquence centromérique caractérisée en ce qu'elle est génétiquement liée à une séquence ARS efficace chez Y. lipolytica. This is why the present invention relates to a centromeric sequence characterized in that it is genetically linked to an ARS sequence effective in Y. lipolytica.

La possibilité d'isoler les quatre produits de la méïose sous forme de tétrades ordonnées rend possible la détermination de la distance entre un gène et le centromère du chromosome sur lequel il se trouve. La liaison au centromère se mesure, après sporulation d'un diploïde hétérogygote pour deux marqueurs A et B (type AB/ab), par analyse de tétrades. The possibility of isolating the four products of meiosis in the form of ordered tetrads makes it possible to determine the distance between a gene and the centromere of the chromosome on which it is located. The binding to the centromere is measured, after sporulation of a heterogygous diploid for two markers A and B (type AB / ab), by analysis of tetrads.

Si A et B ne sont pas tous deux liés à un centromère, trois types d'asques sont possibles : ditypes parentaux (DP) [AB AB ab ab], ditypes recombinés (DR) [Ab Ab aB aB]- et tétratypes (TT) [AB ab Ab aB1 en proportion lDP:lDR:2TT. Si les deux marqueurs sont chacun lié à un centromère on n observe plus la classe TT (Mortimer et Schild (1981) in The Molecular
Biology of the yeast S. cerevisiae, Cold Spring Harbor ed., p. 11-26). I1 existe 4 ou 5 chromosomes chez la levure Y. lipolytica et la carte génétique connue actuellement ne comporte aucun marqueur lié aux centromères (Ogrydziak (1988) J. Basic Microbiol. 28, 185-196).
If A and B are not both linked to a centromere, three types of ascs are possible: parental ditypes (DP) [AB AB ab ab], recombinant ditypes (DR) [Ab Ab aB aB] - and tetra-types (TT ) [AB ab Ab aB1 in proportion lDP: lDR: 2TT. If the two markers are each linked to a centromere, we no longer observe the TT class (Mortimer and Schild (1981) in The Molecular
Biology of the yeast S. cerevisiae, Cold Spring Harbor ed., P. 11-26). There are 4 or 5 chromosomes in the yeast Y. lipolytica and the genetic map currently known does not contain any marker linked to the centromeres (Ogrydziak (1988) J. Basic Microbiol. 28, 185-196).

Pour démontrer une liaison à un centromère d'une séquence de réplication autonome (ARS), on marque génétiquement les chromosomes au voisinage d'ARS et on montre que ces séquences sont indiscernables de centromères en analyse de tétrades. Le marquage est réalisé par substitution d'une copie chromosomique sauvage par un gène délété créé in vitro. To demonstrate a binding to a centromere of an autonomous replication sequence (ARS), the chromosomes are genetically marked in the vicinity of ARS and it is shown that these sequences are indistinguishable from centromeres in tetrad analysis. The labeling is carried out by substitution of a wild chromosomal copy by a deleted gene created in vitro.

A partir des plasmides comportant les séquences ARS, on a pu isoler des séquences moins larges portant la séquence ARS. C'est ainsi qu'on a pu caractériser en particulier 2 types de séquences ARS différentes portées par les plasmides pINA119 et pINA123. La partie efficace de ces séquences, notées ARS18 et ARS68 est localisée respectivement sur des fragments d'ADN de 1,3 kb et 2,3 kb. From the plasmids comprising the ARS sequences, it was possible to isolate narrower sequences carrying the ARS sequence. Thus it was possible to characterize in particular 2 different types of ARS sequences carried by the plasmids pINA119 and pINA123. The effective part of these sequences, noted ARS18 and ARS68, is located respectively on DNA fragments of 1.3 kb and 2.3 kb.

Le fragment de 1,3 kb de l'ARS18 a été caractérisé par sa séquence nucléotidique. Les séquences responsables de la transformation à haute fréquence et de la réplication extrachromosomique peuvent être physiquement localisées sur deux régions adjacentes. The 1.3 kb fragment of ARS18 was characterized by its nucleotide sequence. The sequences responsible for high frequency transformation and extrachromosomal replication can be physically located on two adjacent regions.

La présente invention concerne donc une séquence centro mérique caractérisée en ce qu'elle est portée par la séquence ARS18 de 1,3 kb, efficace chez Y. lipolytica. The present invention therefore relates to a centric sequence characterized in that it is carried by the ARS18 sequence of 1.3 kb, effective in Y. lipolytica.

La présente invention concerne également une séquence centromérique caractérisée en ce qu'elle est portée par la séquence ARS68 de 2,3 kb, efficace chez Y. lipolytica. Ce fragment, BamHI-BglII, obtenu par délétions successives d'un fragment de 6,6 kb est capable de maintenir des plasmides à l'état extra-chromosomique.  The present invention also relates to a centromeric sequence characterized in that it is carried by the ARS68 sequence of 2.3 kb, effective in Y. lipolytica. This fragment, BamHI-BglII, obtained by successive deletions of a 6.6 kb fragment is capable of maintaining plasmids in the extra-chromosomal state.

La présente invention se rapporte également à un ADN comportant une séquence centromérique génétiquement liée à une séquence
ARS efficace chez Y. lipolytica.
The present invention also relates to a DNA comprising a centromeric sequence genetically linked to a sequence
ARS effective in Y. lipolytica.

Cet ADN peut comporter en outre un promoteur inductible adjacent et contrôlant la séquence centromérique. Cet ADN sera de préférence un plasmide, dont l'amplification ainsi inductible permet de s'affranchir de la contrainte du bas nombre de copies des plasmides imposé par les régions centromériques. On obtient ainsi des vecteurs réplicatifs à haut nombre de copies. Ces plasmides pourront donc comporter en outre des éléments permettant l'expression d'une protéine chez Y. lipolytica, selon des techniques communes de l'homme de métier. This DNA can also comprise an adjacent inducible promoter which controls the centromeric sequence. This DNA will preferably be a plasmid, whose amplification thus inducible makes it possible to overcome the constraint of the low number of copies of the plasmids imposed by the centromeric regions. Thus, replicative vectors with a high number of copies are obtained. These plasmids may therefore also contain elements allowing the expression of a protein in Y. lipolytica, according to techniques common to those skilled in the art.

L'insertion de séquences CEN dans un plasmide doit conférer à celui-ci les propriétés d'un minichromosome, en particulier une ségrégation régulière en méiose. Si on croise une souche CEN+ par une souche CEN et que le diploïde est mis à sporuler, on trouve dans la descendance 50% de souches CEN+ et 50% de souches CEN . En analyse de tétrades, on observe des ségrégations de type 2+:2- ou 4+:0- (et non 1+:3- comme avec les vecteurs ARS). The insertion of CEN sequences into a plasmid must confer on the latter the properties of a minichromosome, in particular regular segregation into meiosis. If a CEN + strain is crossed with a CEN strain and the diploid is sporulated, 50% of CEN + strains and 50% of CEN strains are found in the offspring. In tetrad analysis, we observe 2+: 2- or 4+: 0- type segregation (and not 1+: 3- as with the ARS vectors).

La présente invention concerne également un ADN comportant une séquence centromérique génétiquement liée à une séquence ARS tel qu'il a été défini plus haut, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des séquences télomères à ses extrémités. En effet, l'insertion de séquences centromériques dans un chromosome doit conduire à la formation de chromosomes dicentriques connus pour être instables, qui doivent se casser à la mitose et être perdus. Certains cependant, à la suite d'un cycle cassure-fusion, peuvent être stabilisés par l'addition de télomères. On observe alors une disparition du chromosome initial et apparition de nouveaux minichromosomes linéaires, stabilisés par l'adjonction de télomères de ciliés aux extrémités libres. Des minichromosomes entièrement artificiels peuvent aussi être créés in vitro, en assemblant télomères, centromères, ARS et marqueur de sélection, plus toute séquence d'ADN souhaitable. Sur des minichromosomes de petite taille ((50 kb), la fonction centromérique est partiellement éteinte, autorisant un accroissement du nombre de copies de plasmides dans les cellules transformées.  The present invention also relates to DNA comprising a centromeric sequence genetically linked to an ARS sequence as defined above, characterized in that it also comprises telomeric sequences at its ends. Indeed, the insertion of centromeric sequences in a chromosome must lead to the formation of dicentric chromosomes known to be unstable, which must break at mitosis and be lost. Some, however, following a break-out cycle, can be stabilized by the addition of telomeres. We then observe a disappearance of the initial chromosome and the appearance of new linear minichromosomes, stabilized by the addition of ciliate telomeres to the free ends. Fully artificial minichromosomes can also be created in vitro, by assembling telomeres, centromers, ARS and selection marker, plus any desirable DNA sequence. On small minichromosomes ((50 kb), the centromeric function is partially extinguished, allowing an increase in the number of plasmid copies in the transformed cells.

La présente invention se rapporte également à un ADN comportant une séquence centromérique tel qu'il a été défini précédemment et caractérisé en ce qu'il comporte une séquence appartenant au génôme de
Y. lipolytica, et en ce que cette séquence est modifiée.
The present invention also relates to DNA comprising a centromeric sequence as defined above and characterized in that it comprises a sequence belonging to the genome of
Y. lipolytica, and in that this sequence is modified.

C'est ainsi que l'on pourra cribler des gènes mutants chez Y. This is how we can screen for mutant genes in Y.

lipolytica par l'utilisation de plasmides échangeables, fondés sur l'incom
patibilité de vecteurs CEN entre eux.
lipolytica by the use of exchangeable plasmids, based on incom
patibility of CEN vectors between them.

La présente invention se rapporte également à un ADN présentant l'une des structures décrites précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte, dans une région adjacente à la séquence centromérique, une séquence permettant son insertion dans un site d'un chromosome de Y. The present invention also relates to a DNA having one of the structures described above, characterized in that it comprises, in a region adjacent to the centromeric sequence, a sequence allowing its insertion into a site of a chromosome of Y.

lipolytica.lipolytica.

Des plasmides de ce type permettent de cibler la fragmentation de chromosome en des sites précis, permettant entre autres de localiser physiquement un gène sur un chromosome. Plasmids of this type make it possible to target chromosome fragmentation at precise sites, making it possible inter alia to physically locate a gene on a chromosome.

On pourra donc constituer une carte génétique de Y. lipolytica grâce à la création de souche portant des centromères marqués. We can therefore constitute a genetic map of Y. lipolytica thanks to the creation of a strain carrying marked centromeres.

Dans les exemples qui suivent, on se référera au figures ci-annexées qui représentent
FIGURE 1 : Substitution d'une copie chromosomique sauvage par un
gène délété créé in vitro. Le plasmide pINA270 est liné
arisé par NotI
FIGURE 2 : Définition des régions ARS18 et ARS68 et de leurs régions
adjacentes. Les fragments indiqués ont été clonés dans un
vecteur LEU2 et essayés pour leur aptitude à transformer la
levure de façon intégrative (S) ou réplicative (U). Les
tailles sont exprimées en kb. Les enzymes utilisés sont AccI
(A), BstBI (B), BamHI (Ba), BglII (Bg), EcoRV (ex), HindIII
(H), Sau3A (S), TaqI(T) et XbaI (X).
In the examples which follow, reference will be made to the appended figures which represent
FIGURE 1: Substitution of a wild chromosome copy by a
deleted gene created in vitro. Plasmid pINA270 is linear
designed by NotI
FIGURE 2: Definition of the ARS18 and ARS68 regions and their regions
adjacent. The indicated fragments were cloned into a
LEU2 vector and tested for their ability to transform the
integrative (S) or replicative (U) yeast. The
sizes are expressed in kb. The enzymes used are AccI
(A), BstBI (B), BamHI (Ba), BglII (Bg), EcoRV (ex), HindIII
(H), Sau3A (S), TaqI (T) and XbaI (X).

FIGURE 3 : Plasmides pINA242 et pINA450. Les sites XhoI utilisés pour
le ciblage chromosomique sont soulignés.
FIGURE 3: pINA242 and pINA450 plasmids. The XhoI sites used for
chromosomal targeting are underlined.

FIGURE 4 : Analyse de 13 clones stables après intégration d'ARS 18.FIGURE 4: Analysis of 13 stable clones after integration of ARS 18.

Seul le clone 3 résulte d'une conversion. Only clone 3 results from a conversion.

FIGURE 5 : Séparation en électrophorèse en champs pulsés des
chromosomes de la souche reveveuse INAG33122 (MatB, leu
2-35, lys 2-5, scpr2) et de deux intégrants obtenus avec
pINA176 ou pINAl 19. La bande supplémentaire est indiquée
par #,l la position des chromosomes par #
En 1 et 2 : transformants. En 3 : souche receveuse
En 4 : témoin S. pombe; En 5 : S. cerevisiae
FIGURE 6 : Plasmide de délétion d'ARS18. La région flanquant ARS18
est représentée en pointillé. P et sp représentent les sites
PstI et SphI utilisés pour la transformation.Les enzymes
utilisées sont EcoRI (E), ClaI (C), HindIII (H), XhoI (X), BglII
(G), BamHI (B) et SalI (S)
FIGURE 7 : Analyse des transformants obtenus avec ARS68 LEU2 et
ARS18 URA3
FIGURE 8 : Création de plasmides dicentriques par recombinaison in
vivo. Après digestion par HindIII, les tailles attendues en kb
sont, pour pINA386 : 9,1 ; pour pINA3lî : 4,8 ; 5,6 ; pour
pINA447 : 2,9 ; 4,8 ; 12,5.
FIGURE 5: Separation in pulsed field electrophoresis of
chromosomes of the dreaming strain INAG33122 (MatB, leu
2-35, lys 2-5, scpr2) and two integrants obtained with
pINA176 or pINAl 19. The additional band is indicated
by #, l the position of the chromosomes by #
In 1 and 2: transformants. In 3: recipient strain
In 4: witness S. pombe; In 5: S. cerevisiae
FIGURE 6: ARS18 deletion plasmid. The region flanking ARS18
is shown in dotted lines. P and sp represent the sites
PstI and SphI used for transformation. Enzymes
used are EcoRI (E), ClaI (C), HindIII (H), XhoI (X), BglII
(G), BamHI (B) and SalI (S)
FIGURE 7: Analysis of transformants obtained with ARS68 LEU2 and
ARS18 URA3
FIGURE 8: Creation of dicentric plasmids by in recombination
vivo. After digestion with HindIII, the expected sizes in kb
are, for pINA386: 9.1; for pINA3lî: 4.8; 5.6; for
pINA447: 2.9; 4.8; 12.5.

EXEMPLE 1: OBTENTION DE SOUCHES ISOGENIQUES PORTANT DES
MARQUEURS STABLES UTILISABLES EN TRANSFOR
MATION.
EXAMPLE 1: OBTAINING ISOGENIC STRAINS CARRYING
STABLE MARKERS FOR USE IN TRANSFOR
MATION.

L'analyse de trétrades suppose l'utilisation de souches donnant une bonne fréquence de germination des spores et une ségrégation régulière à la méiose. Ceci n'est le cas actuellement que pour quelques souches de Y. lipolytica résultant d'un programme d'isogénisation ; ces souches ne portent pas de marqueurs utilisables en transformation et il n'est pas souhaitable pour des raisons évidentes de les soumettre à un cycle de mutagénèse. I1 serait cependant désirable d'y introduire de tels marqueurs, de préférence des délétions connues construites in vitro. Nous avons construit de telles souches par transformation comme décrit ci-après. The analysis of tretrads presupposes the use of strains giving a good frequency of spore germination and regular segregation at meiosis. This is currently the case only for a few strains of Y. lipolytica resulting from an isogenization program; these strains do not carry markers which can be used in transformation and it is undesirable for obvious reasons to subject them to a cycle of mutagenesis. It would however be desirable to introduce therein such markers, preferably known deletions constructed in vitro. We have constructed such strains by transformation as described below.

Nous avons précédemment décrit la création de la souche E105 par introduction d'un marqueur ura3-302 dans la souche AHa issue d'un programme d'amélioration génétique à l'aide d'un vecteur de disruption pINA302 (exprimant l'invertase de S. cerevisiae, EPA 90401503-9). Nous décrivons ici une stratégie alternative permettant de générer par transformation des souches portant une mutation définie. Cette stratégie est comme on le verra généralisable à tout marqueur pour lequel on dispose du gène sauvage clone. We previously described the creation of the strain E105 by introduction of a marker ura3-302 in the strain AHa resulting from a genetic improvement program using a disruption vector pINA302 (expressing S invertase . cerevisiae, EPA 90401503-9). Here we describe an alternative strategy for generating by transformation strains carrying a defined mutation. As will be seen, this strategy can be generalized to any marker for which the cloned wild gene is available.

La souche E105 (MatA, his-l, ura3-302) a été croisée avec une souche isogénique Ahd (MatB, lysi 1-23) et, après sporulation du diploïde, une souche Exil9 (MatB, lyslî-23, ura3-302) a été isolée. The E105 strain (MatA, his-1, ura3-302) was crossed with an isogenic Ahd strain (MatB, lysi 1-23) and, after sporulation of the diploid, an Exil9 strain (MatB, lyslî-23, ura3-302 ) has been isolated.

Cette souche a été transformée par intégration du plasmide pINA270 (voir figure 1) ciblé au locus LEU2 par digestion par l'enzyme
NotI. pINA270 dérive du plasmide pINA62 (Gaillardin et Ribet (1987) Curr.
This strain was transformed by integration of the plasmid pINA270 (see FIG. 1) targeted at the LEU2 locus by digestion with the enzyme
NotI. pINA270 is derived from the plasmid pINA62 (Gaillardin and Ribet (1987) Curr.

Genet. 11, 369-375) par digestion StuI et religation du plasmide sur lui-même, créant ainsi une délétion de 682 pb dans la partie codante du gène LEU2. Le fragment HindIII-BamHI de 1489 pb de pINA156 (EPA89401556-9) portant le gène URA3 a été inséré ensuite entre les sites
HindIII et BamHI de ce plasmide pour générer pINA270.
Broom. 11, 369-375) by StuI digestion and religation of the plasmid on itself, thus creating a deletion of 682 bp in the coding part of the LEU2 gene. The 1489 bp HindIII-BamHI fragment of pINA156 (EPA89401556-9) carrying the URA3 gene was then inserted between the sites
HindIII and BamHI of this plasmid to generate pINA270.

L'intégration de ce vecteur au locus LEU2 de AHa génère une duplication imparfaite de LEU2 flanquant le plasmide. L'excision de ce plasmide par un évènement de recombinaison homologue entre les régions dupliquées peut -ou non- laisser en place la copie délétée du gène LEU2 (voir figure 1). Cette excision rend la souche Ura-. Chez S. cerevisiae, les souches ura3- sont connues pour être résistantes à l'acide 5-fluoroorotique (5FOA), un composé toxique pour les souches sauvages parce que converti en 5-fluoroUMP par le produit du gène URA3+ (Boeke et al. (1984) Mol. The integration of this vector at the LEU2 locus of AHa generates an imperfect duplication of LEU2 flanking the plasmid. Excision of this plasmid by a homologous recombination event between the duplicated regions may or may not leave in place the deleted copy of the LEU2 gene (see FIG. 1). This excision makes the strain Ura-. In S. cerevisiae, the ura3- strains are known to be resistant to 5-fluoroorotic acid (5FOA), a compound toxic to wild strains because it is converted into 5-fluoroUMP by the product of the URA3 + gene (Boeke et al. (1984) Mol.

Gen. Genet. 197, 345-346). Nous avons établi que la souche Ura+ AHd était effectivement incapable de croître sur un milieu minimum contenant du glucose (10 g/l), du Yeast Nitrogen Base Difco (7,5 g/l), de la lysine (100 mu/1), de l'uracile (15 mu/1) et du 5FOA (1, 25 g/l), tandis que la souche Ura-El 19 poussait normalement sur ce milieu. Si on étale jusqu'à 106 cellules de la souche Eu 19 transformée par pINA270 sur ce même milieu supplémenté en leucine (200 mg/1), cette souche Ura+ est inhibée par le 5-FOA ; une centaine de clones résistants apparaissent cependant après 3 jours.Après purification, ces clones se sont avérés Ura-, 50% d'entre eux étant de plus Leu-. Par analyse de Southern, on peut démontrer que tous ces clones résultent d'une excision du vecteur telle que décrite sur la figure 1. Les clones Leu- en particulier portent maintenant la délétion leu2-270, facilement détectable par une digestion SalI de l'ADN génomique suivie d'une hybridation avec une sonde LEU2 : la bande sauvage de 5 kb environ est remplacée par une bande de 4,3 kb environ. Une souche MatB, lysll-23, ura3-302, leu2-270 a été sauvegardée sous le nom de E122. Gen. Broom. 197, 345-346). We established that the strain Ura + AHd was effectively incapable of growing on a minimum medium containing glucose (10 g / l), Yeast Nitrogen Base Difco (7.5 g / l), lysine (100 mu / 1) , uracil (15 mu / 1) and 5FOA (1.25 g / l), while the strain Ura-El 19 grew normally on this medium. If up to 106 cells of the strain Eu 19 transformed with pINA270 are spread on this same medium supplemented with leucine (200 mg / 1), this strain Ura + is inhibited by 5-FOA; a hundred resistant clones appeared, however, after 3 days. After purification, these clones were found to be Ura-, 50% of them being more Leu-. By Southern analysis, it can be demonstrated that all of these clones result from excision of the vector as described in FIG. 1. The Leu- clones in particular now carry the leu2-270 deletion, easily detectable by SalI digestion of the Genomic DNA followed by hybridization with a LEU2 probe: the wild band of approximately 5 kb is replaced by a band of approximately 4.3 kb. A MatB strain, lysll-23, ura3-302, leu2-270 was saved as E122.

La souche E122 a été recroisée par AHa et, après sporulation du diploïde, des souches isogéniques MatA, his-i, ura3-302, leu2-270 ont été isolées. Ces souches ont été criblées pour leur aptitude à la transformation à l'aide d'un vecteur pINA62 linéarisé par NotI, et la souche 22301-3 a été sauvegardée. La présence des délétions ura3-302 et ieu2-270 dans cette souche a été confirmée par analyse de Southern.  The strain E122 was crossed with AHa and, after sporulation of the diploid, isogenic strains MatA, his-i, ura3-302, leu2-270 were isolated. These strains were screened for their ability to be transformed using a vector pINA62 linearized by NotI, and the strain 22301-3 was saved. The presence of the deletions ura3-302 and ieu2-270 in this strain was confirmed by Southern analysis.

Ce même procédé nous a en particulier permis de créer des dérivés de ces souches ou de souches équivalentes, portant des délétions dans les gènes de la protéase exocellulaire (gène XPR2) ou dans des gènes essentiels (gènes de l'ARN 7S SCR1 ou SCR2). This same process in particular allowed us to create derivatives of these strains or equivalent strains, carrying deletions in the genes of the exocellular protease (XPR2 gene) or in essential genes (RNA genes 7S SCR1 or SCR2) .

EXEMPLE 2 DEFINITION DE REGIONS ADJACENTES A ARS18 ET A
ARS68 UTILES POUR LE CIBLAGE CHROMOSOMIQUE.
EXAMPLE 2 DEFINITION OF REGIONS ADJACENT TO ARS18 AND A
ARS68 USEFUL FOR CHROMOSOME TARGETING.

Nous avons précédemment démontré que la région nécessaire au maintien extrachromosomique d'ARS18 correspondait à un fragment
BamHI-Sau3A de 1,3 kb entièrement séquencé (EP 0329501). Un fragment adjacent BamHI-BglII (figure 2) ne donne par contre lieu qu'à des intégrations chromosomiques.
We have previously demonstrated that the region necessary for the extrachromosomal maintenance of ARS18 corresponds to a fragment
Fully sequenced 1.3 kb BamHI-Sau3A (EP 0329501). An adjacent BamHI-BglII fragment (FIG. 2), on the other hand, only gives rise to chromosomal integrations.

Par délétions successives du fragment d'ADN de 6,6 kb portant
ARS68, nous avons également défini un fragment BamHI-BglII capable de maintenir des plasmides portant le gène LEU2 à l'état extrachromosomique présent dans pINA386, voir figure 2), tandis que le fragment BamHI-BglII adjacent (présent dans pINA242) en était incapable et donnait à basse fréquence des transformants stables (voir figure 2).
By successive deletions of the 6.6 kb DNA fragment carrying
ARS68, we also defined a BamHI-BglII fragment capable of maintaining plasmids carrying the LEU2 gene in the extrachromosomal state present in pINA386, see FIG. 2), while the adjacent BamHI-BglII fragment (present in pINA242) was incapable of this. and gave stable transformants at low frequency (see Figure 2).

Des expériences précédentes nous avaient démontré qu'il était très difficile d'intégrer dans le génôme des plasmides portant ARS18 ou
ARS68 (voir aussi l'exemple 4). Nous avons voulu tester si les régions adjacentes aux ARS définies ci-dessus étaient capables de cibler un plasmide au voisinage d'ARS18 ou d'ARS68. Pour cela le fragment BamHI-BglII de 2,8 kb de pINAll9 a été introduit dans un plasmide portant le gène URA3 de Y. lipolytica : le plasmide résultant, pINA450 porte une région adjacente à ARS18 (voir figure 3). Le plasmide pINA242 précédemment mentionné porte une région adjacente à ARS68 (voir figures 2 et 3).
Previous experiments had shown us that it was very difficult to integrate into the genome of plasmids carrying ARS18 or
ARS68 (see also example 4). We wanted to test whether the regions adjacent to the ARS defined above were capable of targeting a plasmid in the vicinity of ARS18 or ARS68. For this, the 2.8 kb BamHI-BglII fragment of pINA119 was introduced into a plasmid carrying the URA3 gene from Y. lipolytica: the resulting plasmid, pINA450 carries a region adjacent to ARS18 (see FIG. 3). The plasmid pINA242 previously mentioned carries a region adjacent to ARS68 (see Figures 2 and 3).

Ces plasmides ne portent pas, dans les régions adjacentes aux
ARS, de site unique utilisable pour le ciblage chromosomique lors d'une transformation intégrative. Ils portent par contre chacun 3 sites XhoI, 2 dans les gènes marqueurs (URA3 ou LEU2) et 1 dans le fragment adjacent aux ARS. Après digestion ménagée par l'enzyme XhoI, les formes linéaires de chacun de ces plasmides ont été isolées. pINA450 a servi à transformer
E122 (sélection Ura+) et pINA242 a servi à transformer 22301-3 (sélection
Leu+). Dans ces souches qui portent une délétion des allèles URA3 et LEU2, les plasmides ouverts par XhoI au niveau des gènes marqueurs ne peuvent s'intégrer par homologie et transformeront à basse fréquence ; les plasmides ouverts par XhoI au niveau des régions adjacentes aux ARS doivent au contraire transformer à Haute fréquence si leur intégration est stable.Plus de 1000 transformants Ura+ ou Leu+ ont été obtenus : par analyse de Southern, on peut démontrer que la majorité d'entre eux (18 sur 18 testés) contiennent bien les vecteurs intégrés aux loci ARS18 et ARS68.
These plasmids do not carry, in the regions adjacent to the
ARS, a unique site that can be used for chromosomal targeting during an integrative transformation. On the other hand, they each carry 3 XhoI sites, 2 in the marker genes (URA3 or LEU2) and 1 in the fragment adjacent to the ARS. After digestion managed by the enzyme XhoI, the linear forms of each of these plasmids were isolated. pINA450 was used to transform
E122 (Ura + selection) and pINA242 was used to transform 22301-3 (selection
Leu +). In these strains which carry a deletion of the URA3 and LEU2 alleles, the plasmids opened by XhoI at the level of the marker genes cannot be integrated by homology and will transform at low frequency; on the contrary, the plasmids opened by XhoI in the regions adjacent to the ARS must transform at high frequency if their integration is stable. More than 1000 Ura + or Leu + transformants have been obtained: by Southern analysis, it can be demonstrated that the majority of they (18 out of 18 tested) contain the vectors integrated into the ARS18 and ARS68 loci.

EXEMPLE 3 : SEGREGATION DES LOCI ARS18 ET ARS68. EXAMPLE 3: SEGREGATION OF LOCI ARS18 AND ARS68.

Les souches transformées E122/pINA450 et 22301-3/pINA242 ont été croisées et on a isolé sur milieu minimum le diploïde D224
MatA ura3-302 leu2-270 ARS18 : URA3 ARS68 his-l +
MatB ura3-302 leu2-270 ARS18 Ars68 : LEU2 + lys 1-23
Après sporulation, 38 tétrades ont été disséquées. Les résultats suivants ont été obtenus (tableau 1).
The transformed strains E122 / pINA450 and 22301-3 / pINA242 were crossed and the diploid D224 was isolated on minimum medium.
MatA ura3-302 leu2-270 ARS18: URA3 ARS68 his-l +
MatB ura3-302 leu2-270 ARS18 Ars68: LEU2 + lys 1-23
After sporulation, 38 tetrads were dissected. The following results were obtained (Table 1).

TABLEAU 1
Analyse de tétrades
Couples de marqueurs DP DR TT
LEU2-URA3 14 24 0 LEU2-LYS11 10 5 23
LEU2-HIS 1 8 7 23
URA3-LYS 11 9 7 22
URA3-HIS 1 6 9 23 LYSîl-HISi 9 8 21
On constate que tous les couples de marqueurs testés présentent une ségrégation de type lDP: 1DR : 2TT sauf le couple
LEU2-URA3 marquant ARS68-ARS 18 pour lequel aucun tétratype n'est observé. Ces résultats démontrent que ARS68 et ARS18 sont étroitement liés à des centromères différents (DP=DR).
TABLE 1
Tetrad analysis
Couples of DP DR TT markers
LEU2-URA3 14 24 0 LEU2-LYS11 10 5 23
LEU2-HIS 1 8 7 23
URA3-LYS 11 9 7 22
URA3-HIS 1 6 9 23 LYSîl-HISi 9 8 21
It can be seen that all of the pairs of markers tested exhibit lDP type segregation: 1DR: 2TT except the couple
LEU2-URA3 marking ARS68-ARS 18 for which no tetratype is observed. These results demonstrate that ARS68 and ARS18 are closely linked to different centromeres (DP = DR).

EXEMPLE 4: L'INTEGRATION D'ARS18 AU LOCUS LEU2 ENTRAINE UNE
CASSURE DES CHROMOSOMES.
EXAMPLE 4: THE INTEGRATION OF ARS18 IN LOCUS LEU2 LEADS A
BREAKING OF CHROMOSOMES.

Si le fragment BamHI-Sau3A portant ARS18 porte une fonction centromérique complète, son intégration doit générer un chromosome dicentrique instable. If the BamHI-Sau3A fragment carrying ARS18 carries a complete centromeric function, its integration must generate an unstable dicentric chromosome.

3 plasmides ont été utilisés : pINA176, pINA232 et pINAil9 (voir figure 2) qui portent ARS18 et LEU2. Ils ont été digérés comme précisés ci-après et introduits dans une souche leu2-. 3 plasmids were used: pINA176, pINA232 and pINAil9 (see Figure 2) which carry ARS18 and LEU2. They were digested as specified below and introduced into a leu2- strain.

En digérant pINA232 par BamHI qui ne coupe qu'une fois dans ce plasmide, on dirige l'intégration au locus ARS18. Les fréquences de transformation sont aussi élevées qu'avec le plasmide non coupé (tableau 2) et la moitié des transformants sont instables : après 10 générations en milieu non sélectif, des clones Leu-apparaissent. Les clones instables résultent probablement d'une religation du plasmide sur lui-même in vivo. By digesting pINA232 with BamHI which cuts only once in this plasmid, the integration is directed to the ARS18 locus. The transformation frequencies are as high as with the uncut plasmid (Table 2) and half of the transformants are unstable: after 10 generations in non-selective medium, Leu-clones appear. The unstable clones are probably the result of religating the plasmid on itself in vivo.

Les clones stables ont été analysés par la technique de Southern avec une sonde ARS18. Deux types d'évènements sont attendus
1- une conversion de l'allèle leu2- vers LEU2+ sans
intégration du vecteur, générant une seule bande en
Southern correspondant au locus ARS18 résident, de 12 kb
après une digestion par l'enzyme EcoRI ou de 2,15 kb après
une digestion par BamHI.
The stable clones were analyzed by the Southern technique with an ARS18 probe. Two types of events are expected
1- a conversion of the leu2- to LEU2 + allele without
integration of the vector, generating a single band in
Southern corresponding to the resident ARS18 locus, 12 kb
after digestion with the enzyme EcoRI or 2.15 kb after
digestion with BamHI.

2- une intégration du plasmide par recombinaison
homologue au locus ARS18 ce qui, si le chromosome
résultant est viable, générera une duplication d'ARS18
visualisée par deux bandes EcoRI (13 et 6 kb) et deux
bandes BamHI (11 et 2,5 kb).
2- integration of the plasmid by recombination
homologous to the ARS18 locus which, if the chromosome
resulting is viable, will generate duplicate ARS18
displayed by two EcoRI bands (13 and 6 kb) and two
BamHI bands (11 and 2.5 kb).

TABLEAU 2
Cible Plasmide Fréquence de Nombre de Nombre de Conclusion
transformation clones analysés clones stables d'après Southern
ARS18 pINA232/BamHI 19 400 50 20 (40%) 1 conversion LEU2
19 intégrations du
plasmide à ARS18
ARS18 pINA176/BstBI 70 5 1 (20%) 1 conversion LEU2
LEU2 pINA176/Xhol 840 21 1 (5%) 1 intégration du
plasmide à LEU2
LEU2 pINA119/Apal 4 000 20 3 (19%) 2 conversions LEU2
1 intégration du
plasmide à LEU2
Sur la figure 4, on voit que sur 13 clones stables étudiés, 12 résultent d'une intégration à ARS18, 1 résulte d'une conversion (clone 3). I1 semble donc que la présence de 2 séquences CEN répétées en tandem à 9,2 kb de distance soit tolérée par le chromosome.On peut remarquer que chez
S. cerevisiae des chromosomes portant deux centromères séparés de quelques kb- sont stables pendant plusieurs générations, mais qu'ils sont rapidement cassés si la distance qui les sépare dépasse 40 kb (Haber et al.
TABLE 2
Target Plasmid Frequency of Number of Number of Conclusion
transformation clones analyzed stable clones according to Southern
ARS18 pINA232 / BamHI 19 400 50 20 (40%) 1 LEU2 conversion
19 integrations of
ARS18 plasmid
ARS18 pINA176 / BstBI 70 5 1 (20%) 1 LEU2 conversion
LEU2 pINA176 / Xhol 840 21 1 (5%) 1 integration of
LEU2 plasmid
LEU2 pINA119 / Apal 4,000 20 3 (19%) 2 LEU2 conversions
1 integration of
LEU2 plasmid
In FIG. 4, it can be seen that out of 13 stable clones studied, 12 result from an integration into ARS18, 1 results from a conversion (clone 3). It therefore seems that the presence of 2 CEN sequences repeated in tandem at 9.2 kb distance is tolerated by the chromosome.
S. cerevisiae of chromosomes carrying two centromeres separated by a few kb- are stable for several generations, but they are quickly broken if the distance between them exceeds 40 kb (Haber et al.

(1984) Genetics 106, 207-226). Alternativement, on peut penser que le fragment portant ARS18 ne porte pas une fonction centrométrique complète.(1984) Genetics 106, 207-226). Alternatively, it may be thought that the fragment carrying ARS18 does not carry a complete centrometric function.

Nous avons donc essayé d'intégrer ARS18 au locus LEU2 qui n est pas a priori lié à un centromère. pINA176 et pINAll9 ont été digérés par XhoI ou ApaI qui linéarisent ces plasmides au niveau d'ARS18. On observe (tableau 2) une chute de la fréquence de transformation et une faible fréquence de clones stables. 4 clones stables ont été analysés comme précédemment, on observe 2 conversions et 2 intégrations, l'une avec pINA176, l'autre avec pINAl 19. Dans ces deux derniers cas, la structure du plasmide intégré n'apparaît pas remaniée. Les chromosomes de ces deux intégrants ont été séparés par électrophorèse en champs pulsés (technique
FIGE) en parallèle à ceux de la souche receveuse. Cette technique fait apparaître pour celle-ci 4 chromosomes, de taille intermédiaire entre ceux de S. cerevisiae et ceux de S. pombe (voir la figure 5). Dans le cas des deux transformants étudiés, on voit clairement apparaître une bande chromosomique supplémentaire. Cette bande hybride à une sonde ARS18.
We therefore tried to integrate ARS18 at the LEU2 locus which is not a priori linked to a centromere. pINA176 and pINA119 were digested with XhoI or ApaI which linearize these plasmids at the level of ARS18. We observe (Table 2) a drop in the frequency of transformation and a low frequency of stable clones. 4 stable clones were analyzed as above, 2 conversions and 2 integrations are observed, one with pINA176, the other with pINAl 19. In the latter two cases, the structure of the integrated plasmid does not appear to be altered. The chromosomes of these two integrants were separated by pulsed field electrophoresis (technique
FIGE) in parallel with those of the recipient strain. This technique reveals for it 4 chromosomes, of intermediate size between those of S. cerevisiae and those of S. pombe (see Figure 5). In the case of the two transformants studied, we can clearly see an additional chromosomal band appear. This hybrid band to an ARS18 probe.

L'ensemble de ces résultats démontre que le fragment
BamHI-Sau3A de 1,3 kb présent dans pINA176 et pINAl l9 porte une fonction centrométrique complète en plus de la fonction ARS. I1 en va de même pour le fragment BamHl-BglII de 2,3 kb portant ARS68.
All of these results demonstrate that the fragment
BamHI-Sau3A of 1.3 kb present in pINA176 and pINAl l9 carries a complete centrometric function in addition to the ARS function. I1 is the same for the 2.3 kb BamHI-BglII fragment carrying ARS68.

EXEMPLE 5 : DISRUPTION D'ARS18 DANS LE CHROMOSOME.EXAMPLE 5: DISRUPTION OF ARS18 IN THE CHROMOSOME.

La disruption d'un centromère chez S. cerevisiae conduit à la formation d'un chromosome acentrique instable qui est rapidement perdu. Disruption of a centromere in S. cerevisiae leads to the formation of an unstable acentric chromosome which is quickly lost.

Cet évènement est létal dans un haploïde et ne se détecte que par une forte baisse de la fréquence de transformation observée avec les vecteurs de disruption (en fait seuls les évènements de conversion sont observés).This event is lethal in a haploid and is detected only by a sharp drop in the frequency of transformation observed with the disruption vectors (in fact only the conversion events are observed).

Dans un diploîde, si un seul des deux centromères homologues est détruit, la souche devient rapidement monosomique.In a diploid, if only one of the two homologous centromeres is destroyed, the strain quickly becomes monosomal.

Le plasmide de disruption d'ARS18, pINA293, a été construit comme suit (figure 6). Le fragment central BamHI portant ARS18 dans pINAll9 a été remplacé par un fragment d'ADN portant LEU2. Le plasmide pINA293 a été digéré par PstI et SphI et le fragment portant LEU2 a été purifié. Ce fragment, où LEU2 est flanqué par 1,8 kb et 0,5 kb de séquences adjacentes à ARS18, a été introduit dans une levure haploïde leu2- ou dans un diploïde homozygote leu2-/leu2-. The ARS18 disruption plasmid, pINA293, was constructed as follows (Figure 6). The central BamHI fragment carrying ARS18 in pINA119 was replaced by a DNA fragment carrying LEU2. The plasmid pINA293 was digested with PstI and SphI and the fragment carrying LEU2 was purified. This fragment, where LEU2 is flanked by 1.8 kb and 0.5 kb of sequences adjacent to ARS18, was introduced into a haploid yeast leu2- or into a homozygous diploid leu2- / leu2-.

Le faible fréquence de transformation (300 clones Leu+ par llg d'ADN transformant) a été observée avec la souche haploïde. 21 clones
Leu+ ont été analysés par la technique de Southern : tous résultaient d'une conversion de leu2- vers LEU2+ sans qu'il y ait eu remplacement chromosomique d'ARS18. On en déduit que la délétion d'ARS18 est probablement létale dans l'haploïde.
The low transformation frequency (300 Leu + clones per llg of transforming DNA) was observed with the haploid strain. 21 clones
Leu + were analyzed by the Southern technique: all of them resulted from a conversion of leu2- to LEU2 + without the chromosomal replacement of ARS18. We deduce that the deletion of ARS18 is probably lethal in the haploid.

Une fréquence plus élevée (3000 clones Leu+/,ug d'ADN) a été observée avec la souche diploïde ; cette fréquence reste inférieure à celle observée avec un plasmide témoin au cours de la même expérience (18000 clon es Leu+/ug d'ADN). De plus les transformants apparaissent après 4 à 8 jours d'incubation, contre 3 à4 jours avec le plasmide témoin. Ceci suggère que les souches portant une disruption de ARS18 dans le chromosome présentent une croissance ralentie, peut être due à un chromosome instable. A higher frequency (3000 Leu + / clones, ug of DNA) was observed with the diploid strain; this frequency remains lower than that observed with a control plasmid during the same experiment (18,000 clones are Leu + / μg of DNA). In addition, the transformants appear after 4 to 8 days of incubation, against 3 to 4 days with the control plasmid. This suggests that strains with disruption of ARS18 in the chromosome show slow growth, possibly due to an unstable chromosome.

La perte du chromosome acentrique se traduisant par un phénotype Leu-, il est possible que des évènements secondaires de conversion de Leu2- vers
LEU2+ aient lieu à basse fréquence dans les colonies instables et régénèrent des sous-clones Leu+ stables. Tous les clones analysés en
Southern résultaient d'une conversion de leu2.
As the loss of the acentric chromosome results in a Leu- phenotype, it is possible that secondary events of conversion from Leu2- to
LEU2 + occur at low frequency in unstable colonies and regenerate stable Leu + subclones. All the clones analyzed in
Southern resulted from a conversion of leu2.

Ces résultats sont compatibles avec l'hypothèse d'un rôle essentiel de la séquence ARS18 dans le maintien du chromosome.  These results are compatible with the hypothesis of an essential role of the ARS18 sequence in the maintenance of the chromosome.

EXEMPLE 6: SEGREGATION METOTIQUE DE VECTEURS ARS18. EXAMPLE 6: METOTIC SEGREGATION OF ARS18 VECTORS.

Les plasmides ARS sont très instables chez S. cerevisiae et sont le plus souvent perdus à la méiose donnant des tétrades 0+:4- ou 1+:4préférentiellement. Au contraire les plasmides ARS-CEN chez cet organisme ségrègent préférentiellement comme des minichromosomes 2+:2ou 4+:0- (s'il y avait 2 copies ou plus du vecteur dans la cellule mère de la tétrade). ARS plasmids are very unstable in S. cerevisiae and are most often lost at meiosis giving tetrads 0+: 4- or 1+: 4 preferentially. On the contrary, the ARS-CEN plasmids in this organism preferentially segregate like minichromosomes 2+: 2 or 4+: 0- (if there were 2 or more copies of the vector in the mother cell of the tetrad).

Pour tester le comportement en méiose de vecteurs portant des centromères chez Y. lipolytica, on a introduit un plasmide ARS18-LEU2 dans un diploïde pro-l/+, ura3/+, leu2-35/leu2-35. La viabilité des spores étant mauvaise, 2 tétrades complètes seulement ont été obtenues. Les ségrégations Leu+:Leu- observées étaient de 2+:2- et 4+:4-. Par analyse en masse, les rapports +:- suivants ont été observés : 20:12 pour LEU2, 19:13 pour URA3, 18:14 pour PRO-I. Ceci démontre que les plasmides centromériques ségrègent comme des marqueurs mendéliens et qu'ils ont donc chez Y. lipolytica les propriétés d'un minichromosome. To test the meiosis behavior of vectors carrying centromeres in Y. lipolytica, a plasmid ARS18-LEU2 was introduced into a diploid pro-1 / +, ura3 / +, leu2-35 / leu2-35. The viability of the spores being poor, only 2 complete tetrads were obtained. The Leu +: Leu- segregations observed were 2+: 2- and 4+: 4-. By mass analysis, the following +: - ratios were observed: 20:12 for LEU2, 19:13 for URA3, 18:14 for PRO-I. This demonstrates that the centromeric plasmids segregate like Mendelian markers and that they therefore have in Y. lipolytica the properties of a minichromosome.

EXEMPLE 7 : COMPATIBILITE DE VECTEURS CENTROMERIQUES.EXAMPLE 7 COMPATIBILITY OF CENTROMERIC VECTORS.

Une série de plasmides CEN a été construite. Ces plasmides contiennent le fragment BamHI-Sau3A de 1,3 kb portant ARS18 et CEN associé à un marqueur LEU2 ou URA3 (pINA176 et pINA311), ou le fragment BamHI-BgiII portant ARS68 et CEN associé à ces mêmes marqueurs (pINA386 et pINA443). A series of CEN plasmids has been constructed. These plasmids contain the 1.3 kb BamHI-Sau3A fragment carrying ARS18 and CEN associated with a LEU2 or URA3 marker (pINA176 and pINA311), or the BamHI-BgiII fragment carrying ARS68 and CEN associated with these same markers (pINA386 and pINA443) .

Dans une première série d'expériences, des souches ura3, leu2 ont été transformées par un plasmide ARS18-LEU2, ARS18-URA3 ou
ARS68-URA3. Ces plasmides ont une stabilité équivalente. Ces souches ont été ensuite surtransformées par des plasmides ARS portant l'autre marqueurs. Les transformants ont été sélectionnés pour la présence du nouveau (plasmide entrant) sur un milieu autorisant par ailleurs la perte du premier plasmide (plasmide résident) (voir tableau 3). Les transformants sont ensuite testés pour la présence du plasmide résident. On constate que dans près de la moitié des cas le plasmide entrant a chassé le plasmide résident.
In a first series of experiments, strains ura3, leu2 were transformed by a plasmid ARS18-LEU2, ARS18-URA3 or
ARS68-URA3. These plasmids have equivalent stability. These strains were then further transformed by ARS plasmids carrying the other markers. The transformants were selected for the presence of the new (incoming plasmid) on a medium which also allows the loss of the first plasmid (resident plasmid) (see Table 3). The transformants are then tested for the presence of the resident plasmid. It is found that in almost half of the cases the incoming plasmid has driven out the resident plasmid.

TABLEAU 3
Chasse de plasmides par transformation
Plasmide Plasmide Sélection Nombre de Auxotrophes résident entrant sur clones testés ARS18LEU2 ARS18URA3 YNBleu 235 60% Leu
ARS68URA3 YNBleu 288 71% Leu
ARS18URA3 ARS18LEU2 YNBura 1032 50% Ura
ARS68URA3 ARS18LEU2 YNBura 1064 45% Ura
Dans une seconde série d'expériences, nous avons analysé la stabilité des transformants qui avaient conservé les plasmides entrant et résident. Comme on le voit sur le tableau 4, les plasmides ARS18-URA3 ou
ARS68-URA3 sont préférentiellement chassés par les plasmides ARS18-
LEU2 et leur instabilité mitotique (exprimée en pourcentage de perte par génération) devient très élevée, de l'ordre de celle des plasmides ARS ches
S. cerevisae.L'origine de cet effet de marqueur est inconnue. Ces résultats démontrent que les plasmides ARS-CEN sont peu compatibles chez Y.
TABLE 3
Plasmid hunting by transformation
Plasmid Plasmid Selection Number of resident Auxotrophs entering clones tested ARS18LEU2 ARS18URA3 YNBleu 235 60% Leu
ARS68URA3 YNBleu 288 71% Leu
ARS18URA3 ARS18LEU2 YNBura 1032 50% Ura
ARS68URA3 ARS18LEU2 YNBura 1064 45% Ura
In a second series of experiments, we analyzed the stability of the transformants which had retained the incoming and resident plasmids. As seen in Table 4, the ARS18-URA3 or
ARS68-URA3 are preferentially chased by the ARS18- plasmids
LEU2 and their mitotic instability (expressed as a percentage loss per generation) becomes very high, of the order of that of ches ARS plasmids
The origin of this marker effect is unknown. These results demonstrate that the ARS-CEN plasmids are not very compatible in Y.

lipolytica. lipolytica.

TABLEAU 4
Coexistence de plasmides CEN
Plasmides coexistant Perte du plasmide par génération
1 2 1 2 ARS18LEU2 ARS18URA3 3% 14% ARS 18LEU2 ARS68URA3 0,4% 30%
EXEMPLE 8 : STABILITE DE PLASMIDES DICENTRIQUES.
TABLE 4
Coexistence of CEN plasmids
Coexisting Plasmids Loss of Plasmid by Generation
1 2 1 2 ARS18LEU2 ARS18URA3 3% 14% ARS 18LEU2 ARS68URA3 0.4% 30%
EXAMPLE 8 STABILITY OF DICENTRIC PLASMIDS.

La plupart -des transformants Ura+ Leu+ décrits dans l'exemple 7 ségrègent des clones Leu-Ura+, Leu-Ura- et Leu+ura-. Certains clones cependant ont été observés qui ne ségrégeaient que des Ura-Leu-. La structure des plasmides présents dans ce type de clone a été analysée par la technique de Southern ou après extraction et réisolement dans E. coli. Most of the Ura + Leu + transformants described in Example 7 segregate clones Leu-Ura +, Leu-Ura- and Leu + ura-. Certain clones, however, were observed which only segregated Ura-Leu-. The structure of the plasmids present in this type of clone was analyzed by the Southern technique or after extraction and re-isolation in E. coli.

A titre d'exemple, on examine les transformants obtenus avec
ARS68LEU2 (pINA386) et ARS18URA3 (pINA311) voir les figures 7 et 8).
As an example, we examine the transformants obtained with
ARS68LEU2 (pINA386) and ARS18URA3 (pINA311) see Figures 7 and 8).

Les ADN totaux sont soit non digérés (puits 1 à 7) soit digérés par l'enzyme
HindIII (puits 8 à 15), et révélés par une sonde pBR322. Les poids moléculaires sont estimés à l'aide d'un standard (puits 16, ADN de lambda digéré par HindIII et par HIndIII et EcoRI). Les plasmides témoins pINA386 (puits 6 et 14) et pINA311 (puits 7 et 15) ont des profils identiques à ceux qu'on trouve dans 1'ADN total des transformants de levure par pINA386 (puits 4 et 12) ou pINA311 (puits 5 et 13). Trois clones transformants ou les marqueurs LEU2 ET URA3 coségrègent sont présentés dans les puits 1 à 3 et 8 à 10. On voit que ces clones contiennent un nouveau plasmide, pINA447 dont la taille (20 kb environ) correspond à la somme des tailles de pINA311 et pINA386 (10,4 et 9,4 kb). Le plasmide de 20 kb a été réisolé dans E. coli et sa carte de restriction a été établie (figure 8). Celle-ci montre que pINA447 est un dimère de pINA311+pINA386, résultant probablement d'une recombinaison homologue in vivo entre les deux plasmides ARS.
Total DNA is either undigested (wells 1 to 7) or digested by the enzyme
HindIII (wells 8 to 15), and revealed by a pBR322 probe. The molecular weights are estimated using a standard (well 16, lambda DNA digested with HindIII and with HIndIII and EcoRI). The control plasmids pINA386 (wells 6 and 14) and pINA311 (wells 7 and 15) have identical profiles to those found in the total DNA of the yeast transformants by pINA386 (wells 4 and 12) or pINA311 (wells 5 and 13). Three transforming clones or the co-aggregating markers LEU2 AND URA3 are presented in wells 1 to 3 and 8 to 10. We see that these clones contain a new plasmid, pINA447 whose size (approximately 20 kb) corresponds to the sum of the sizes of pINA311 and pINA386 (10.4 and 9.4 kb). The 20 kb plasmid was re-isolated in E. coli and its restriction map was established (Figure 8). This shows that pINA447 is a dimer of pINA311 + pINA386, probably resulting from a homologous recombination in vivo between the two ARS plasmids.

pINA447 représente donc un exemple de plasmide dicentrique structurellement stable dans la levure. Sa stabilité mitotique a été comparée à celle des vecteurs monocentriques. Après 20 générations en milieu non sélectif, pINA311 est perdu dans 12% des clones, pINA386 dans 10% et pINA447 dans 25% des clones de levure. La stabilité des vecteurs dicentriques en mitose est donc moins bonne que celle des monocentriques correspondant.  pINA447 therefore represents an example of a structurally stable dicentric plasmid in yeast. Its mitotic stability has been compared to that of monocentric vectors. After 20 generations in a non-selective medium, pINA311 is lost in 12% of the clones, pINA386 in 10% and pINA447 in 25% of the yeast clones. The stability of the dicentric vectors in mitosis is therefore less good than that of the corresponding monocentrics.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1) Séquence centromérique, caractérisée en ce qu'elle est génétiquement liée à une séquence ARS efficace chez Y. lipolytica. 1) Centromeric sequence, characterized in that it is genetically linked to an effective ARS sequence in Y. lipolytica. 2) Séquence centromérique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est portée par une séquence ARS18 de Y. lipolytica, de 1,3 kb. 2) Centromeric sequence according to claim 1, characterized in that it is carried by an ARS18 sequence from Y. lipolytica, 1.3 kb. 3) Séquence centromérique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est portée par une séquence ARS68 de Y. lipolytica, de 2,3 kb. 3) Centromeric sequence according to claim 1, characterized in that it is carried by an ARS68 sequence of Y. lipolytica, 2.3 kb. 4) ADN comportant une séquence centromérique selon l'une des revendications 1 à 3. 4) DNA comprising a centromeric sequence according to one of claims 1 to 3. 5) ADN comportant une séquence centromérique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un promoteur inductible adjacent et contrôlant ladite séquence centromérique. 5) DNA comprising a centromeric sequence according to claim 4, characterized in that it further comprises an adjacent inducible promoter and controlling said centromeric sequence. 6) ADN comportant une séquence centromérique selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un plasmide comportant en outre des éléments permettant l'expression d'une protéine dans Y. lipolytica et en ce qu'il est maintenu dans une souche de Y. 6) DNA comprising a centromeric sequence according to one of claims 4 or 5, characterized in that it is a plasmid further comprising elements allowing the expression of a protein in Y. lipolytica and in that that it is kept in a strain of Y. lipolytica avec un nombre élevé de copies.lipolytica with a high number of copies. 7) ADN comportant une séquence centromérique selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des séquences télomères à ses extrémités. 7) DNA comprising a centromeric sequence according to one of claims 4 or 5, characterized in that it further comprises telomeric sequences at its ends. 8) ADN selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une séquence appartenant au génome de Y. 8) DNA according to one of claims 4 to 7, characterized in that it further comprises a sequence belonging to the genome of Y. lipolytica, et en ce que cette séquence est modifiée.lipolytica, and that this sequence is modified. 9) ADN selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte, dans une région adjacente à la séquence centromérique, une séquence permettant son insertion dans un site d'un chromosome de Y. 9) DNA according to one of claims 4 to 8, characterized in that it comprises, in a region adjacent to the centromeric sequence, a sequence allowing its insertion into a site of a chromosome of Y. lipolytica. lipolytica.
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