JP2000502252A - 改変プロセス - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
インビボ改変プロセスが、記載される。そのインビボ改変プロセスは、マンノース/ガラクトース含有化合物を産生し得る生物(またはその一部)もしくはそのマンノース/ガラクトース含有化合物のいずれかのマンノース対ガラクトース比に影響を与える。
Description
【発明の詳細な説明】
改変プロセス
本発明は、改変プロセスに関する。
特に、本発明は、インビボ改変プロセスに関する。
ガラクトマンナンは、多様な数のα-1-6結合ガラクトース側鎖を有するβ-1-4
結合マンナン骨格からなる細胞壁多糖類の異質性の群である。
最も重要な産業的な使用のガラクトマンナンは、豆果のグアール(legumes gu
ar)(Cyamopsis tetragonolobus)およびイナゴマメ(Ceratonia siliqua)の内
乳から得られる。これらのガラクトマンナンは、それらのガラクトース含有量に
おいて異なる。グアールは、約1:1.6のガラクトース対マンノースの比を有して
いるが、一方、イナゴマメゴム(LBG)は約1:3.4である。
ガラクトース含有量における相違は、グアールガムおよびLBGの機能的な特性
において有意な効果を有する。両ガラクトマンナンは、低濃度(1〜2%)で高
度に粘性のある溶液を形成するが、LBGは、他の多糖類(例えば、キサンタン、
カラゲナン(carrageenan)およびアガロース)と共に硬いゲルを形成し得るさ
らなる特性を有する。LGBは、乳製品(特に、アイスクリーム)、サラダドレッ
シング、ソース、低カロリー製品およびペットフードにおける食品産業によって
広く使用される。しかし、LGBの使用は高い価格および不規則な供給によって制
限される。
それゆえ、改善された機能的特性を有するガラクトマンナンの大規模製造、例
えばその結果として増加したマンノース対ガラクトース比(例えば、LBGと同様
な比)が望まれる。
グアールゴムとLBG間の特有の化学的類似性およびグアールゴムの非常に低い
価格によって、グアールゴムをLBG様特性およびLBGと類似する化学的組成を有す
るガラクトマンナンにインビトロで変換することが試みられてきた。
そのようなインビトロ処理の例は、α−ガラクトシダーゼの使用を含む。この
点に関しては、McClearyら、1983およびEP-A-0255153を参照のこと。
グアール種子から精製したα−ガラクトシダーゼを使用することによって、10
〜34%のガラクトース含有量を有するグアールゴムが得られた(Bulpinら、1990
)。改変されたグアールゴムのゲル化挙動の分析は、24%のガラクトース含有量
を有する調製物は、LBGと類似する流体力学的な特性を示すカラゲナンと混合ゲ
ルを形成することを示した。比較すると、未処理のグアールゴムのガラクトース
含有量は、38%であり、そしてLBGについては23%であった。
しかし、産業上の観点から、グアールゴムのインビトロ脱ガラクトース化には
、多くの問題が付随する。
第1に、グアールゴム中のガラクトースの約40%が除去されなければならない
ので、大量のα−ガラクトシダーゼが、調製される必要がある。
第2に、インキュベーションの間、マンナン骨格の加水分解が全く生じないこ
とが非常に重要であり、このことは、いかなる微量のマンナナーゼ活性もない高
度に精製されたα−ガラクトシダーゼ調製物の使用を必要とする。グアール種子
由来のα−ガラクトシダーゼの異種産生手順が、公表されている(Overbeekeら
、1986)。しかし、グアールゴムに対する作用を調べる前に、試験された種から
の産生されたα−ガラクトシダーゼが精製された。このことは、マンナナーゼ問
題が解決されるべきままであることを示唆する。
第3に、ガラクトース含有量における40%減少は、約15%少ない改変されたグ
アールゴムに対応するので、ガラクトマンナンの収量は減少する。放出されたガ
ラクトースは、最終生産物において所望され得ず、そして除去される必要があり
得る。
第4に、α−ガラクトシダーゼとのインキュベーションの間、ガラクトマンナ
ンの脱重合化のかなりの危険性がある。
また、endo-β-マンナナーゼを放出する反応混合物にコロニーをつくる微生物
が混入する危険性がある。
最後に、水が反応混合物から除去される必要がある。このプロセスのコストに
加えて、それはまた、最適な反応条件を得るために使用され得る緩衝液の濃度を
生じる。
これらの例は、グアールゴムの改変の現在の方法には問題が付随していること
を示し、そのいくつかは、相当なコストを伴う。
それゆえ、グアールゴムの改変のための改善された方法を有する必要性がある
。
この点に関して、本発明者らは、現在、もしマンノース/ガラクトース含有化
合物(例えば、グアールゴム)の改変が、組換えDNA技術の使用によって植物(
例えば、グアール植物)においてインビボで生じるならば、有益であることを理
解している。
従って、最も広い意味において、本発明は、その生物に天然でない方法によっ
て(例えば、組換えDNA技術を使用する方法によって)化合物を合成し得る生物
(またはその一部)においてマンノース/ガラクトース含有化合物−(例えば、
グアールゴム)−のインビボ改変に関する。改変は、化合物の任意の1つ以上の
前駆体(例えば、マンノースおよび/またはガラクトース)に関係してまたは化
合物それ自体(すなわち、マンノースおよび/またはガラクトースを含む化合物
のマンノースおよび/またはガラクトース単位の改変)に関係して生じ得る。
特に、本発明は、マンノース/ガラクトース含有化合物を産生し得る生物(ま
たはその一部)またはそのマンノース/ガラクトース含有化合物のいずれかのマ
ンノース対ガラクトース比に影響を与える、好ましくは、増加するインビボ改変
プロセスに関する。このインビボ改変プロセスは、天然に存在するプロセスでは
ない。
従って、本発明のインビボプロセスを用いて、生物内のマンノース対ガラクト
ースの内在性インビボ比、および/またはそのマンノース/ガラクトース化合物
のマンノース対ガラクトースの比を変えることが可能である。
インビボで改変されたグアールゴムの産生のために必要条件の一つは、グアー
ルへの適切な遺伝子の導入のための方法の利用可能性である。これは、形質転換
方法の開発ために使用される選択可能なおよびスクリーニング可能な遺伝子を移
入したJφrsboeおよびOkkels(1994)によって限定された程度で達成されてきた。
これらの著者は、マンノース対ガラクトース比に影響を与える遺伝子を用いる形
質転換を報告していなかった。インビボで改変されたグアールゴムの産生のため
の主要な障壁はガラクトマンナン生合成の知識の欠如であるので、これは生物工
学的な観点から重要な点である。現在に至るまで、インビボでグアールゴムの生
合成を制御する遺伝子または遺伝子産物は、全く単離されておらず、そして特徴
づけられてきていない。しかし、本発明者らは、現在インビボでグアールゴムの
生合成を制御する遣伝子または遺伝子産物のいくつかを決定してきた−従って、
これは本発明者らがインビボでグアールゴムを改変することを可能にする。
一つの好ましい局面において、本発明は、マンノース/ガラクトース含有化合
物を産生し得る生物(またはその一部)またはそのマンノース/ガラクトース含
有化合物のいずれかのマンノース対ガラクトース比に影響を与える、好ましくは
、増加するインビボ改変プロセス、遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を
発現する工程を含むインビボ改変プロセスに関し、遺伝子産物は以下に対して効
果を有する:
(a) マンノース/ガラクトース含有化合物のマンノースおよびガラクトース
成分のマンノース対ガラクトース比;および/または
(b) マンノース/ガラクトース含有化合物のマンノース前駆体およびガラク
トース前駆体のマンノース対ガラクトース比;
ここでヌクレオチド配列は、生物(またはその一部)に天然であるヌクレオチ
ド配列ではない。
別の好ましい局面において、本発明は、マンノース/ガラクトース含有化合物
を産生し得る生物(またはその一部)またはそのマンノース/ガラクトース含有
化合物のいずれかのマンノース対ガラクトース比に影響を与える、好ましくは、
増加するインビボ改変プロセスに関し、インビボ改変プロセスは、以下:
(a) マンノース/ガラクトース含有化合物のマンノース成分およびガラクト
ース成分のマンノース対ガラクトース比;および/または
(b) マンノース/ガラクトース含有化合物のマンノース前駆体およびガラク
トース前駆体のマンノース対ガラクトース比;
に対する効果を有するために、
以下:
(a) マンノース/ガラクトース含有化合物のマンノース成分およびガラクト
ース成分のマンノース対ガラクトース比;および/または
(b) マンノース/ガラクトース含有化合物のマンノース前駆体およびガラク
トース前駆体のマンノース対ガラクトース比;
に対する効果を有し得る、遺伝子産物を供与する工程を含み、
ここで遺伝子産物は、生物(またはその一部)に天然なヌクレオチド配列であ
るヌクレオチド配列によって発現されない。
本発明の別の広い局面は、マンノース/ガラクトース含有化合物を産生し得る
生物(またはその一部)またはそのマンノース/ガラクトース含有化合物のいず
れかのマンノース対ガラクトース比にインビボで影響を与える、好ましくは、増
加するヌクレオチド配列の使用に関し、ここでヌクレオチド配列は以下:
(a) マンノース/ガラクトース含有化合物のマンノース成分およびガラクト
ース成分のマンノース対ガラクトース比;および/または
(b) マンノース/ガラクトース含有化合物のマンノース前駆体およびガラク
トース前駆体のマンノース対ガラクトース比;
に対して効果を有する遺伝子産物をコードし、
ここでヌクレオチド配列は、生物(またはその一部)に天然であるヌクレオチ
ド配列ではない。
本発明の別の広い局面は、マンノース/ガラクトース含有化合物を産生し得る
生物(またはその一部)またはそのマンノース/ガラクトース含有化合物のいず
れかのマンノース対ガラクトース比にインビボで影響を与える、好ましくは、増
加する遺伝子産物の使用に関し、ここで遺伝子産物は以下:
(a) マンノース/ガラクトース含有化合物のマンノース成分およびガラクト
ース成分のマンノース対ガラクトース比;および/または
(b) マンノース/ガラクトース含有化合物のマンノース前駆体およびガラク
トース前駆体のマンノース対ガラクトース比;
に対して効果を有し、
ここで遺伝子産物は、生物(またはその一部)に天然であるヌクレオチド配列
であるヌクレオチド配列によって発現されない。
用語「マンノース/ガラクトース含有化合物」は、少なくとも1つのマンノー
ス基および少なくとも1つのガラクトース基を含む化合物を意味する。
これらの好ましい局面の各々において、マンノース/ガラクトース含有化合物
は、ガラクトマンナンであることが望ましい。
これらの好ましい局面の各々において、マンノース/ガラクトース含有化合物
は、グアールゴムであることがより望ましい。
これらの好ましい局面の各々において、マンノース/ガラクトース含有化合物
を産生し得る生物はグアール植物であり、かつそのマンノース/ガラクトース含
有化合物は、ガラクトマンナンであることがより望ましい。しかし、他のガラク
トマンナン産生植物は、例えば、コロハおよびルーセル(lucerne)を含む。適
切な量のガラクトマンナンを産生しないと考えられている植物は、Solanacea科
およびNicotiana tabacum種に属する。
用語「マンノース/ガラクトース含有化合物を産生し得る生物(またはその一
部)」はまた、その生物のマンノース対ガラクトースの内部インビボ比を変化す
るようにマンノース/ガラクトース含有化合物を産生し得る任意の適切な生物−
特に、植物−を含む。その用語はまた、その一部のマンノース対ガラクトースの
比を変化するように、マンノース/ガラクトース含有化合物を産生し得る生物の
任意の部分を含む。その用語はまた、生物内の部分または生存培養培地中の部分
を含む。好ましくは、一部は、本質的に生物内の一部である。一部の例は、種子
である。
用語「生物にとって天然のヌクレオチド配列」は、その天然の環境下において
存在し、そしてそのヌクレオチドが天然に結合される完全なプロモーターに作動
可能に連結される完全なヌクレオチド配列を意味する。そのプロモーターもまた
その天然の環境下において存在する。
用語「マンノース前駆体およびガラクトース前駆体」は、マンノース/ガラク
トース含有化合物(好ましくは、ガラクトマンナン)の生合成のための前駆体と
してマンノース自体もしくはその誘導体および/またはガラクトース自体もしく
はその誘導体を含む。さらに、その用語は、マンノース/ガラクトース含有化合
物(好ましくは、ガラクトマンナン)の生合成のための前駆体として、次に使用
されるマンノース自体もしくはその誘導体および/またはガラクトース自体もし
くはその誘導体の前駆体を含む。好ましくは、その用語は、ガラクトマンナン(
好ましくは、グアールガラクトマンナン)の生合成のための前駆体としてのマ
ンノース自体もしくはその誘導体(例えば、マンノース-6-リン酸またはGDP-マ
ンノース)および/またはガラクトース自体もしくはその誘導体を意味する。
用語「遺伝子産物」は、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、酵素、および
RNAを含む。好ましくは、この用語は酵素を意味する。
好ましくは、生物(もしくはその一部)またはそのマンノース/ガラクトース
含有化合物のインビボマンノース対ガラクトース比は、グアール植物またはその
ガラクトマンナンのインビボマンノース対ガラクトース比より高い。
より好ましくは、生物(もしくはその一部)またはそのマンノース/ガラクト
ース含有化合物のインビボマンノース対ガラクトース比は、イナゴマメまたはそ
のガラクトマンナンのインビボマンノース対ガラクトース比と実質的に類似する
。
好ましくは、生物(もしくはその一部)またはそのマンノース/ガラクトース
含有化合物は、グアール植物またはそのゴムである。
本発明はまた、本発明のプロセスによって調製された場合、マンノース/ガラ
クトース含有化合物を含む。このマンノース/ガラクトース含有化合物は、本発
明によるマンノース/ガラクトース含有化合物をいう。
さらに、本発明はまた、本発明によるマンノース/ガラクトース含有化合物を
含む食料品を含む。
さらに、本発明はまた、組成物(例えば、別の多糖類を混合した本発明による
マンノース/ガラクトース含有化合物を含む食料品)を含む。好ましくは、他の
糖類は任意の一つ以上のキサンタン、カラゲナン、およびアガロースである。
さらに、本発明は、本発明による組成物または食料品を調製するための方法を
含み、これは、本発明によるマンノース/ガラクトース含有化合物と別の適切な
成分を混合する工程を包含する。
本発明の広い局面は、一つ以上の適切な戦略によって達成され得、ここで各々
の戦略は、本発明の好ましい実施態様を構成する。
第1の戦略は、一つ以上の遺伝子産物またはそれをコードするヌクレオチド配
列の使用に関し、ここで遺伝子産物は、GDP-マンノースの生合成において有用で
ある。この戦略は、GDP-マンノースの生合成にとって必要とされる酵素−すなわ
ち酵素ホスホマンノースイソメラーゼ(PMI)および/または酵素ホスホマンノ
ースムターゼおよび/または酵素GDP-マンノースピロホスホリラーゼ−をコード
する一つ以上の遺伝子の形質転換を含む。
この点に関して、GDP-マンノースの生合成において有用である一つ以上の遺伝
子産物は、マンノース-6-リン酸のレベルを増加し、そしてそれは次に、マンノ
ース/ガラクトース含有化合物(例えば、ガラクトマンナン)のマンノース対ガ
ラクトース比を増加すると考えられている。
第1の戦略の好ましい局面は、少なくともPMIの使用および/またはそれをコ
ードするヌクレオチド配列に関する。この点に関し、PMI遺伝子産物は、マンノ
ース-6-リン酸のレベルを増加し、それは次にマンノース/ガラクトース含有化
合物(例えば、ガラクトマンナン)のマンノース対ガラクトース比を増加すると
考えられている。PMIは、植物性PMIであることがさらに好ましい。
第2の戦略は、α−ガラクトシダーゼおよびそれをコードするヌクレオチド配
列の使用に関する。この戦略を用いれば、マンノース/ガラクトース含有化合物
(例えば、ガラクトマンナン)のマンノース対ガラクトース比をインビボで変え
るα−ガラクトシダーゼ(例えば、センナからのα−ガラクトシダーゼまたはコ
ーヒー豆からのα−ガラクトシダーゼ)を利用することが可能である。
第3の戦略は、第2の戦略と第1の戦略の組合せに関し、戦略は任意の順序で
または同時に使用され得る。
本発明の好ましい局面は、本発明の任意の1つ以上のヌクレオチド配列を含む
かまたは発現する構築物に関する。
本発明の別の好ましい局面は、本発明の任意の1つ以上の構築物またはヌクレ
オチド配列を含むかまたは発現するベクターに関する。
本発明の別の好ましい局面は、本発明の任意の1つ以上のベクター、構築物、
またはヌクレオチド配列を含むかまたは発現するプラスミドに関する。
本発明の別の好ましい局面は、本発明の任意の1つ以上のプラスミド、ベクタ
ー、構築物、またはヌクレオチド配列を含むかまたは発現するトラスジェニック
生物(またはその一部)に関する。
本発明の他の好ましい局面は、任意の1つ以上のヌクレオチド配列、構築物、
プラスミド、ベクター、細胞、組織、器官、または生物ならびにその産物を発現
するかもしくは発現を可能にするかまたは形質転換する方法を包含する。
本発明のさらに好ましい局面は、食料品(動物の飼料を含む)を調製するかま
たは処置する遺伝子産物の使用を包含する。
本発明はまた、本発明の方法によって調製されたグアールゴムを単離すること
に関する。
本発明はまた、本発明の方法によって調製されたグアールゴムに関する。
本発明の第1の戦略は、本発明のさらに好ましい局面への参照のために詳細に
記載される。
本発明のこの局面の第1の好ましい局面によれば、図1に示されるアミノ酸配
列もしくは変異体、ホモログ、またはそのフラグメントを含む酵素が提供される
。
本発明のこの局面の第2の好ましい局面によれば、第1の局面の酵素をコード
するヌクレオチド配列またはそれに対して相補的な配列が提供される。
本発明のこの局面の第3の好ましい局面によれば、図1に示される配列を含む
ヌクレオチド配列もしくはその変異体、ホモログ、またはフラグメント、あるい
はそれに対して相補的な配列が提供される。
本発明のこの局面の第4の好ましい局面によれば、初期の局面の任意の1つに
よる発明を含むかまたは発現する構築物が提供される。
本発明のこの局面の第5の好ましい局面によれば、初期の局面の任意の1つの
発明を含むかまたは発現するベクターが提供される。
本発明のこの局面の第6の好ましい局面によれば、初期の局面の任意の1つの
発明を含むかまたは発現するプラスミドが提供される。
本発明のこの局面の第7の好ましい局面によれば、初期の局面の任意の1つの
発明を含むかまたは発現するトランスジェニック生物(またはその一部)が提供
される。
好ましくは、本発明のこの局面のこれらの好ましい局面において、ヌクレオチ
ド配列または酵素は、本発明の上記の局面において定義されるかまたはその範囲
内に含まれるかまたはそれによって発現されるクレオチド配列または酵素である
。
本発明のこの局面の他の好ましい局面は、任意の1つのヌクレオチド配列、構
築物、プラスミド、ベクター、細胞、組織、器官、または生物ならびにその産物
を発現する工程または発現を可能にする工程または形質転換する工程を包含する
。
本発明のこの局面のさらなる好ましい局面は、食料品(動物の飼料を含む)を
調製するかまたは処理するための酵素の使用を包含する。
本発明のこの局面の好ましい局面は、酵素ホスホマンノースイソメラーゼ(「
PM」)およびその酵素をコードするヌクレオチド配列に関する。特に、本発明の
好ましい局面は、組換えPMIに関する。
さらに、本発明の好ましい局面は、生物(またはその一部)および/またはそ
のマンノース/ガラクトース含有化合物のマンノース対ガラクトース比(特に、
ガラクトマンナンのマンノース対ガラクトース比)を変化するためのその組換え
PMIの使用に関する。
本発明の重要な利点の一つは、組換えPMIを使用することによって、生物(ま
たはその一部)および/またはそのマンノース/ガラクトース含有化合物(特に
、インビボで改変されたグアールゴム)のマンノース対ガラクトース比を増加さ
せることを可能にすることである。この利点に富む局面は、マンノース/ガラク
トース含有化合物(例えば、マンノース-6-リン酸)の生合成に関与する遺伝子
産物をコードする遺伝子の挿入によって達成され、遺伝子は、最も好ましくは本
発明のヌクレオチド配列である。
他の重要な利点は、組換え酵素が容易にそして大量に調製され得ることである
。また、ヌクレオチド配列は、生物(またはその一部)のゲノムに挿入された(
好ましくは、安定に挿入された)場合、マンノース対ガラクトースレベルのイン
ビボ比を変えるために使用され得る。
好ましくは、ヌクレオチド配列は、DNA配列である。
高度に好ましい実施態様において、ヌクレオチド配列は組換えDNA配列である
。
好ましくは、ヌクレオチド配列は、寄託番号第NCIMB40774号から入手される。
高度に好ましい局面において、酵素は組換えDNA技術を使用して発現される。
好ましくは、酵素は、寄託NCIMB40774号から入手されるヌクレオチド配列によ
て発現される。
好ましくは、生物は植物である。
より好ましくは、植物はグアール植物である。
好ましくは、マンノース/ガラクトース含有化合物はグアールゴムである。
酵素またはそれをコードするヌクレオチド配列は、1つ以上の他の酵素または
それをコードするヌクレオチド配列と組合せてインビボで使用され得る。酵素ま
たはそれをコードするヌクレオチド配列は、好ましくは、組換えDNA技術を使用
することによって調製される。PMI酵素またはそれをコードするヌクレオチド配
列はまた、インビトロで使用され得る。PMI酵素またはそれをコードするヌクレ
オチド配列はまた、1つ以上の他の酵素またはそれをコードするヌクレオチド配
列と共に使用され得る。酵素またはそれをヌクレオチド配列は、好ましくは、組
換えDNA技術を使用することによって調製される。
酵素に関連する用語「変異体」、「ホモログ」、または「フラグメント」は、
もし得られるアミノ酸配列がPMI活性を有する、好ましくは図1に示される酵素
と少なくとも同じ活性を有するならば、配列からの、または、配列に対する一つ
(またはそれ以上)のアミノ酸の任意の置換、変異、改変、代替(replacemnt)
、欠失、または付加を含む。特に、用語「ホモログ」は、もし得られる酵素がPM
I活性を有するならば、構造および/または機能に関する相同性を含む。配列相
同性に関して、図1に示される配列に対して好ましくは少なくとも75%、より好
ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90%の相同性が存在する。
より好ましくは、添付された図1に示された配列に対して少なくとも95%、より
好ましくは98%の相同性が存在する。
酵素をコードするヌクレオチド配列に関連する用語「変異体」、「ホモログ」
、または「フラグメント」は、もし得られる酵素をコードするヌクレオチド配列
がPMI活性を有する、好ましくは図1に示される酵素の少なくとも同じ活性を有
するならば、配列からの、または、配列に対する一つ(またはそれ以上)のアミ
ノ酸の任意の置換、変異、改変、代替、欠失、または付加を含む。特に、用語「
ホモログ」は、もし得られる酵素をコードするヌクレオチド配列がPMI活性を有
する酵素をコードするならば、構造および/または機能に関する相同性を含む。
配列相同性に関して、図1に示される配列に対して好ましくは少なくとも75%、
より好ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90%の相同性が存在
する。より好ましくは、図1に示された配列に対して少なくとも95%、より好ま
し
くは98%の相同性が存在する。
上記の用語は、配列の対立遺伝子変異と同義である。
用語「相補的」は、本発明がまた、本発明のヌクレオチド配列とハイブリダイ
ズし得るヌクレオチド配列を含むことを意味する。
本発明の第2の戦略は、本発明のさらにこのましい局面への参照のために詳細
に記載される。
本発明のこの局面の第1の好ましい局面によれば、図4に示されるアミノ酸配
列もしくはその変異体、ホモログ、またはフラグメントを含む酵素が提供される
。
本発明のこの局面の第2の好ましい局面によれば、第1の局面の酵素をコード
するヌクレオチド配列またはそれに対して相補的な配列が提供される。
本発明のこの局面の第3の好ましい局面によれば、図4に示される配列を含む
ヌクレオチド配列もしくはその変異体、ホモログ、またはフラグメント、あるい
はそれに対して相補的な配列が提供される。
本発明のこの局面の第4の好ましい局面によれば、初期の局面の任意の1つに
よる発明を含むかまたは発現する構築物が提供される。
本発明のこの局面の第5の好ましい局面によれば、初期の局面の任意の1つの
発明を含むかまたは発現するベクターが提供される。
本発明のこの局面の第6の好ましい局面によれば、初期の局面の任意の1つの
発明を含むかまたは発現するプラスミドが提供される。
本発明のこの局面の第7の好ましい局面によれば、初期の局面の任意の1つの
発明を含むかまたは発現するトランスジェニック生物(またはその一部)が提供
される。
好ましくは、本発明のこの局面のこれらの好ましい局面において、ヌクレオチ
ド配列または酵素は、本発明の上記の局面によって定義されるかまたは含まれる
かまたは発現されるヌクレオチド配列または酵素である。
本発明のこの局面の他の好ましい局面は、任意の1つのヌクレオチド配列、構
築物、プラスミド、ベクター、細胞、組織、器官、または生物ならびにその生成
物を発現する工程または発現を可能にする工程または形質転換する工程を含む。
本発明のこの局面のさらなる好ましい局面は、食料品(動物の飼料を含む)を
調製するかまたは処理するための酵素の使用を含む。
従って、本発明のこの局面の好ましい局面は、酵素α−ガラクトシダーゼおよ
びその酵素をコードするヌクレオチド配列に関する。
特に、本発明の好ましい局面は、組換えα−ガラクトシダーゼに関する。
さらに、本発明の好ましい局面は、生物(またはその一部)および/またはそ
のマンノース/ガラクトース含有化合物のマンノース対ガラクトース比(特に、
ガラクトマンナンのマンノース対ガラクトース比)を変化するその組換えα−ガ
ラクトシダーゼの使用に関する。
本発明の重要な利点の一つは、組換えα−ガラクトシダーゼを使用することに
よって、生物(またはその一部)および/またはそのマンノース/ガラクトース
含有化合物(特に、インビボで改変されたグアールゴム)のマンノース対ガラク
トース比を増加することを可能にすることである。
他の重要な利点は、組換え酵素が容易にそして大量に調製され得ることである
。また、ヌクレオチド配列は、生物(またはその一部)のゲノムに挿入された(
好ましくは、安定に挿入された)場合、マンノース対ガラクトースレベルのイン
ビボ比を変えるために使用され得る。
好ましくは、ヌクレオチド配列は、DNA配列である。高度に好ましい実施態様
において、ヌクレオチド配列は組換えDNA配列である。
好ましくは、ヌクレオチド配列は、寄託番号第NCIMB40831号から入手される。
高度に好ましい局面において、酵素は組換えDNA技術を使用して発現される。
好ましくは、酵素は、寄託番号第NCIMB40831号から入手されるヌクレオチド配
列によって発現される。
好ましくは、生物は植物である。
より好ましくは、植物はグアール植物である。
好ましくは、マンノース/ガラクトース含有化合物はグアールゴムである。
酵素またはそれをコードするヌクレオチド配列は、1つ以上の他の酵素または
それをコードするヌクレオチド配列と組合せてインビボで使用され得る。酵素ま
たはそれをコードするヌクレオチド配列は、好ましくは、組換えDNA技術を使用
することによって調製される。α−ガラクトシダーゼ酵素またはそれをコードす
るヌクレオチド配列はまた、インビトロで使用され得る。α−ガラクトシダーゼ
酵素またはそれをコードするヌクレオチド配列はまた、1つ以上の他の酵素また
はそれをコードするヌクレオチド配列と共に使用され得る。酵素またはそれをコ
ードするヌクレオチド配列は、好ましくは、組換えDNA技術を使用することによ
って、調製される。
酵素に関連する用語「変異体」、「ホモログ」、または「フラグメント」は、
もし得られるアミノ酸配列がα−ガラクトシダーゼ活性を有する、好ましくは図
4に示される酵素と少なくとも同じ活性を有するならば、配列からの、または、
配列に対する一つ(またはそれ以上)のアミノ酸の任意の置換、変異、改変、代
替、欠失、または付加を含む。特に、用語「ホモログ」は、もし得られる酵素が
α−ガラクトシダーゼ活性を有するならば、構造および/または機能に関する相
同性を含む。配列相同性に関して、図4に示される配列に対して好ましくは少な
くとも75%、より好ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90%の
相同性が存在する。より好ましくは、添付された図4に示された配列に対して少
なくとも95%、より好ましくは98%の相同性が存在する。
酵素をコードするヌクレオチド配列に関連する用語「変異体」、「ホモログ」
、または「フラグメント」は、もし得られる酵素をコードするヌクレオチド配列
がα−ガラクトシダーゼ活性を有する、好ましくは図4に示される酵素の少なく
とも同じ活性を有するならば、配列からの、または、配列に対する一つ(または
それ以上)のアミノ酸の任意の置換、変異、改変、代替、欠失、または付加を含
む。特に、用語「ホモログ」は、もし得られる酵素をコードするヌクレオチド配
列がα−ガラクトシダーゼ活性を有するならば、構造および/または機能に関す
る相同性を含む。配列相同性に関して、図4に示される配列に対して好ましくは
少なくとも75%、より好ましくは少なくとも85%、より好ましくは少なくとも90
%の相同性が存在する。より好ましくは、図4に示された配列に対して少なくと
も95%、より好ましくは98%の相同性が存在する。
上記の用語は、配列の対立遺伝子変異と同義である。
用語「相補的」は、本発明がまた、本発明のヌクレオチド配列とハイブリダイ
ズし得るヌクレオチド配列を含むことを意味する。
本発明に関する用語「ヌクレオチド」は、ゲノムDNA、cDNA、合成DNA、および
RNAを含む。好ましくは、それは、DNAを意味し、より好ましくは、本発明のコー
ド配列のcDNAを意味する。
用語「構築物」−これは、用語「コンジュゲート」、「カセット」、および「
ハイブリッド」と同義である−は、直接的または間接的にプロモーターに付着さ
れているまたは融合されているヌクレオチド配列を含む。間接的な付着の例は、
適切なスペーサー基(例えば、イントロン配列(例えば、Sh1イントロンまたはA
DHイントロン)、プロモーターとヌクレオチドと間に介在する配列)の提供であ
る。各々の場合において、この用語は、通常野生型遺伝子プロモーターに結合し
、かつそれら両方が、天然の環境下に存在する場合、酵素をコードする野生型遺
伝子の天然の組合せを含まないことが非常に望ましい。それゆえ、本発明の1つ
の非常に好ましい実施態様は、異種プロモーターに作動可能に連結された本発明
のヌクレオチド配列をいう。
構築物は、例えば、遺伝子が移入されている植物(例えば、グアール)におい
て遺伝子構築物の選択を可能にするマーカーをさらに含み得るか、または発現し
得る。使用され得る種々のマーカー(例えば、マンノース-6-リン酸(特に、植
物の)をコードするマーカーまたは除草剤耐性もしくは抗生物質耐性(例えばG4
18、ハイグロマイシン、ブレオマイシン、カナマイシン、およびゲンタマイシン
に対して耐性)を提供するマーカー)が存在する。
用語「ベクター」は、発現ベクターおよび形質転換ベクターを包含する。
用語「発現ベクター」は、インビボまたはインビトロ発現の可能な構築物を意
味する。
用語「形質転換ベクター」は、1つの種から別の種(例えば、E.coliプラス
ミドからAgrobacteriumにそして植物に)に移入され得る構築物を意味する。
用語「組織」は、組織それ自体および器官を包含する。
本発明の関連において用語「生物」は、本発明による酵素および/またはそれ
から得られる産物をコードするヌクレオチド配列を含み得る、および/または、
ここで本発明によるヌクレオチド配列が、生物中に存在する場合に発現され得る
、任意の生物を包含する。
好ましくは、生物はグアール植物である。
本発明の関連において用語「トランスジェニック生物」は、本発明による酵素
および/またはそれから得られる産物をコードするヌクレオチド配列を含む、お
よび/または、ここで本発明によるヌクレオチド配列が生物内で発現され得る、
任意の生物を包含する。好ましくは、ヌクレオチド配列は、生物のゲノム中に取
り込まれる。
好ましくは、トランスジェニック生物は植物であり、より好ましくはグアール
植物である。
本発明のトランスジェニック生物は、本発明による酵素をコードする任意の1
つ以上のヌクレオチド配列、本発明による構築物、本発明によるベクター、本発
明によるプラスミド、本発明による細胞、本発明による組織、またはその産物(
それらの組み合わせを含む)を含む生物を包含する。例えば、トランスジェニッ
ク生物はまた、1つ以上の異種プロモーターの制御下で本発明の酵素をコードす
る任意の1つ以上のヌクレオチド配列を含み得る。
高度に好ましい実施態様において、トランスジェニック生物(または、その一
部)は、プロモーターおよび本発明による酵素をコードするヌクレオチド配列の
組み合わせを含まない。ここで、プロモーターおよびヌクレオチド配列の両方は
その生物(またはその一部)にとって天然であり、そしてそれらの天然環境にあ
る。従って、この高度に好ましい実施態様において、本発明は、それもまた天然
環境にあるその天然プロモーターの制御下にある場合、その天然環境にある本発
明による天然ヌクレオチドコード配列をカバーしない。さらに、この高度に好ま
しい実施態様において、本発明は、それがその天然環境にある場合、およびそれ
もまた天然環境にあるその天然ヌクレオチドコード配列により発現されている場
合、およびそのヌクレオチド配列がそれもまた、その天然環境にあるその天然プ
ロモーターの制御下にある場合、本発明による天然酵素をカバーしない。
用語「プロモーター」は、当該分野の通常の意味(例えば、遺伝子発現のJaco
b-Mond説におけるRNAポリメラーゼ結合部位)で使用される。
プロモーターはさらに、適切な宿主における発現を確実にするまたは増加させ
るための1つ以上の特徴を含み得る。例えば、特徴は、保存領域(例えば、Prib
nowボックスまたはTATAボックス)であり得る。プロモーターさらに、本発明の
ヌクレオチド配列の発現のレベルに影響を及ぼす(例えば、維持する、増強する
、減少させる)ための他の配列を含み得る。例えば、適切な他の配列としては、
Shl-イントロンまたはADHイントロンが挙げられる。他の配列としては、誘導性
エレメント(例えば、温度、化学物質、光またはストレス誘導性エレメント)が
挙げられる。
また、転写または翻訳を増強するための適切なエレメントが存在し得る。後者
のエレメントの例は、TMV 5'シグナル配列である(Sleat Gene 217[1987]217-
225;およびDawson Plant Mol.Biol.23[1993]97を参考のこと)。
従って、1つの局面において、本発明によるヌクレオチド配列は、ヌクレオチ
ド配列の発現を可能にするプロモーターの制御下にある。この局面において、プ
ロモーターは、細胞または組織特異的プロモーターであり得る。例えば、生物が
植物である場合、プロモーターは、種子、茎、芽、根および葉組織の任意の1つ
以上におけるヌクレオチド配列の発現に影響するプロモーターであり得る。
例として、本発明のヌクレオチド配列のためのプロモーターは、PCT/EP95/021
95に記載のような、α-Amy1プロモーター(そうでなければ、Amy1プロモータ
ー、Amy637プロモーターまたはα-Amy637プロモーターとして知られる)である
。
あるいは、本発明のヌクレオチド配列のためのプロモーターは、PCT/EP95/021
96に記載のような、α-Amy3プロモーター(そうでなければ、Amy3プロモータ
ー、Amy351プロモーターまたはα-Amy351プロモーターとして知られる)である
。Amy351プロモーターついて、その一部を不活化して、部分的に不活化されたプ
ロモーターがヌクレオチド配列をより特異的な様式で(例えば、まさに1つの組
織型または器官において)発現するようにすることが可能である。用語「不活化
された」は、プロモーターの発現パターンは改変されるが、ここで、部分的に不
活化されたプロモーターはなおプロモーターとして機能するという意味での部分
的な不活化を意味する。しかし、上記のように、改変されたプロモーターは、も
とのプロモーターの少なくとも1つ(しかし全てではない)の特定の器官におい
てヌクレオチド配列を発現させ得る。プロモーター配列の他の部分的不活化(そ
してまさに必ずしもAmy351プロモーターの配列の部分的不活化ではない)の例は
、
ヌクレオチド配列の一部が、例えば、RNAポリメラーゼによって認識されないよ
うな、プロモーター配列の折り畳みパターン、またはヌクレオチド配列の部分へ
の結合種を変化させることを含む。別の、そして好ましい、Amy351プロモーター
を部分的に不活化する方法は、それを短縮化してそのフラグメントを形成するこ
とである。別の方法は、RNAポリメラーゼがその一部または別の一部に結合し得
ないように、配列の少なくとも一部を変異させることである。
別の改変は、調節タンパク質(例えば、糸状菌由来の炭素カタボライトリプレ
ッションを発揮することが知られているCreAタンパク質)のための結合部位を変
異させ、従って天然プロモーターのカタボライトリプレッションをなくすことで
ある。
組換えDNA技術の一般的教示は、Sambrook,J.,Fritsch,E.F.,Maniatis T.(
編)Molecular Cloning.A laboratory manual.第2版.Cold Spring Harbour
Laboratory Press.New York 1989に見出され得る。
本発明の酵素およびヌクレオチド配列は、EP-B-0470145およびCA-A-2006454に
は開示されていないが、これらの2つの文書は、本発明によるトランスジェニッ
ク植物を調製するために用いられ得る技術の型についてのいくらかの有用な背景
の注解を提供する。これらの背景の教示のいくつかの適応は、ここで以下の注解
に含まれる。
遺伝的に改変された植物の構築における基本的な原理は、挿入された遺伝物質
の安定な維持を得るように、植物ゲノム中に遺伝情報を挿入することである。
遺伝情報を挿入するためのいくつかの技術が存在し、2つの主要な原理は、遺
伝情報の直接導入およびベクター系の使用による遺伝情報の導入である。一般的
技術の概説は、Potrykus(Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol[1991]42:
205-225)およびChristou(Agro-Food-Industry Hi-Tech March/April 1994 17-27
)による論文に見出され得る。
従って、1つの局面において、本発明は、本発明によるヌクレオチド配列また
は構築物を有し、そしてヌクレオチド配列または構築物を生物(例えば、植物)
に導入可能なベクター系に関連する。
ベクター系は、1つのベクターを含み得るが、それは2つのベクターを含み得
る。2つのベクターの場合、ベクター系は、通常バイナリーベクター系と呼ばれ
る。バイナリーベクター系は、さらに詳細にGynheung Anら(1980)、Binary Vect
ors,Plant Molecular Biology Manual A3,1-19に記載される。
所定のプロモーターまたはヌクレオチド配列または構築物での植物細胞の形質
転換のための広範に用いられる1つの系は、Agrobacterium tumefaciens由来のT
iプラスミドまたはAgrobacterium rhizogenes由来のRiプラスミドの使用に基づ
く(Anら、(1986),Plant Physiol.81,301-305およびButcher D.N.ら(1980
),Tissue Culture Methods for Plant Pathologists、編:D.S.Ingramsおよ
びJ.P. Helgeson,203-208)。
上記の植物または植物細胞構築物の構築のために適切ないくつかのTiおよびRi
プラスミドが構築されている。そのようなTiプラスミドの非制限的な例は、pGV3
850である。
本発明のヌクレオチド配列または構築物は、T-DNA境界を隣接して囲む配列の
破壊を避けるように、好ましくはTiプラスミド中に、T-DNAの末端配列の間また
はT-DNA配列に近接して挿入されるべきである。なぜなら、これらの領域の少な
くとも1つが改変T-DNAの植物ゲノムへの挿入のために必須であるようであるか
らである。
上記の説明から理解されるように、生物が植物である場合、本発明のベクター
系は、好ましくは、植物を感染するために必要な配列(例えば、vir領域)およ
び少なくとも1つのT-DNA配列の境界部分を含むベクター系であり、境界部分は
遺伝子構築物と同じベクター上に配置される。
さらに、ベクター系は、好ましくはAgrobacterium tumefaciens Tiプラスミド
もしくはAgrobacterium rhizogenes Riプラスミドまたはそれらの誘導体である
。なぜなら、これらのプラスミドは周知であり、そしてトランスジェニック植物
の構築に広範囲に用いられており、これらのプラスミドまたはその誘導体に基づ
く多くのベクター系が存在するからである。
トランスジェニック植物の構築において、本発明のヌクレオチド配列または構
築物は、最初に、その中でベクターが複製し得、そして植物への挿入の前に容易
に操作される微生物中で構築され得る。有用な微生物の例はE.coliであるが、
上記の性質を有する他の微生物が使用され得る。上記で定義されるようなベクタ
ー系のベクターがE.coliにおいて構築された場合、必要であれば、それは適切
なAgrobacterium株(例えば、Agrobacterium tumefaciens)に移される。従って
、本発明のヌクレオチド配列または構築物を有するTiプラスミドは、本発明のヌ
クレオチド配列または構築物を有するAgrobacterium細胞を得るために、好まし
くは適切なAgrobacterium株(例えば、A.tumefaciens)に移され、このDNAは続
いて改変されるべき植物細胞中に移される。
CA-A-2006454に報告されるように、E.coliにおける複製系および形質転換細
胞の選択を可能にするマーカーを含む、多量のクローニングベクターが入手可能
である。ベクターは、例えば、pBR 322、pUCシリーズ、M13 mpシリーズ、pACYC1
84などを含む。
この方法において、本発明のヌクレオチドまたは構築物は、ベクター中の適切
な制限部位中に導入され得る。、含まれるプラスミドは、E.coliにおける形質
転換のために使用される。E.coli細胞は、適切な栄養培地中で培養され、次い
で収集されそして溶解される。次いで、プラスミドは回収される。分析方法とし
ては、一般に使用される配列分析、制限分析、電気泳動およびさらなる生化学的
-分子生物学的方法が存在する。各操作の後、使用されるDNA配列は制限され得そ
して次のDNA配列と連結され得る。各配列は、同じまたは異なるプラスミド中に
クローン化され得る。
植物における本発明による構築物またはヌクレオチド配列の各々の導入方法の
後に、さらなるDNA配列の存在および/または挿入が必要であり得る。例えば、
形質転換のために植物細胞のTiプラスミドまたはRiプラスミドが使用される場合
、導入される遺伝子の隣接する領域として、TiおよびRiプラスミドT-DNAの少な
くとも右境界ならびにしばしば右および左境界が、連結され得る。植物細胞の形
質転換のためのT-DNAの使用は熱心に研究されており、そしてEP-A-120516; Hoek
ema: The Binary Plant Vector System Offset-drukkerij Kanters B.B.,Albla
sserdam,1985,第V章;Fraleyら、Crit.Rev.Plant Sci.,4:1-46;およびAn
ら、EMBO J.(1985)4:277-284に記載される。
Agrobacteriumによる植物細胞の直接感染は、広範囲に用いられておりそしてB
utcher D.N.ら(1980),Tissue Culture Methods for Plant Pathologists、編:
D.S.IngramsおよびJ.P.Helgeson,203-208に記載されている単純な技術である
。この論題についてのさらなる教示のためには、Potrykus(Annu Rev Plant Phy
siol Plant Mol Biol[1991] 42:205-225)およびChrlstou Agro-Food-Industry H
i-Tech March/April 1994 17-27)を参考のこと。この技術を用いて、植物の感染
が植物の特定の部分または組織に対して(すなわち、植物の葉、根、茎の部分ま
たは別の部分に対して)なされ得る。
代表的には、本発明のヌクレオチド配列を有するAgrobacteriumによる植物組
織の直接感染については、例えば、植物を剃刀を用いて切断する、または植物を
針で穿剌する、または植物を研磨剤でこすることにより、感染されるべき植物は
損傷される。次いで、損傷に、Agrobacteriumが接種される。接種された植物ま
たは植物部分は、次いで適切な培養培地で増殖され、そして成熟植物へ発達させ
られる。
植物細胞が構築される場合、これらの細胞は、周知の組織培養方法(例えば、
必要な増殖因子(例えば、アミノ酸、植物ホルモン、ビタミンなど)が供給され
た適切な培養培地中で細胞を培養することによる)に従って増殖および維持され
得る。
形質転換細胞の遺伝的に改変された植物への再生は、細胞または組織培養物か
らの植物の再生のための公知の方法を用いて、例えば、抗生物質を用いて形質転
換されたシュートを選択することにより、そして適切な栄養、植物ホルモンなど
を含む培地上でシュートを継代培養することにより、達成され得る。
植物形質転換についてのさらなる教示は、EP-A-0449375に見出され得る。
グアール植物の形質転換についてのなおさらなる有用な教示は、デンマーク国
特許出願第940662(1994年6月10日出願)に見出され得る。
従って、本発明は、生物(またはその一部)のマンノース対ガラクトース比ま
たはそのマンノース/ガラクトース含有化合物を増加させるための遺伝子産物(
例えば、マンノースの生合成に関与するPMI酵素)の使用に関する。さらに、本
発明は、そのヌクレオチド配列およびそれがコードする遺伝子産物に関する。
本発明は、グアールガムのマンノース対ガラクトース比を、マンノース/ガラ
クトース含有化合物(例えば、マンノース-6-リン酸、すなわちPMI)の生合成
に関与する遺伝子産物(単数または複数)をコードする遺伝子(単数または複数
)を挿入することにより増加させることが可能であるという驚くべき知見に基づ
く。
本発明のこの知見は、当該分野の知見の観点から予期されていたこととは対照
的である。これに関して、コロハおよびグアール由来の発達中の内乳の非精製調
製物の分析から、Edwardsは、GDP-マンノースがガラクトマンナンの生合成のた
めの前駆体であり得ることを示唆した(Edwardsら,1989,ReidおよびEdwards 19
95)。反応混合物中の種々の量のGDP-マンノースの分析を通して、著者らは、マ
ンノース対ガラクトース比の制御は、ガラクトマンナン合成グリコシルトランス
フェラーゼそれ自体の特異性のレベルにあり得ると結論を下した。このことは、
グリコシルトランスフェラーゼが、グアールガムのインビボ改変のための遺伝子
操作のための重要な標的であり得ることを示唆し得る。
従って、要約すると、本発明のこの好ましい局面は、ホスホマンノースイソメ
ラーゼ遺伝子の植物(好ましくは、グアール)中への挿入に関する。
このストラテジーの背後の原理は、グアールガラクトマンナン中に取り込まれ
るマンノースが、GDP-マンノースに由来するという本発明者らの理解に基づく。
しかし、グアール中でGDP-マンノースが合成される方法は未知である。古典的な
方法は、GDP-グルコースの異性化によるが、いくつかの予備的なデータは、いく
つかの豆果において少なくともGDP-マンノースがフルクトース-6-リン酸のマン
ノース-6リン酸(これはマンノース-1-リン酸へ異性化され、これは次にGDP-
マンノースへ異性化される)への異性化により合成され得ることを示唆する。し
かし、たとえ後者の経路がPMI活性の増加に作用するとしても、ガラクトマンナ
ン組成に影響すること自体は予期されない。なぜなら、第1にフルクトース-6-
リン酸からマンノース-6リン酸への異性化は完全に可逆的な反応であり、そし
て第2にReidおよびEdwards (1995)はマンノース対ガラクトース比がガラクトマ
ンナン合成酵素の特異性により決定されることを予期しているからである。この
ストラテジーを用いて、そして明らかとなるように、本発明者らは、グアールに
おいて弱く発現されるプロモーターを用いる場合でさえもマンノース対ガラクト
ース比の増加を得ている。しかし、より強力なプロモーターを用いることにより
、より高い比率のレベルが達成され得る。
本発明はまた、グアールまたはその前駆体の生合成に関与する遺伝子産物(単
数または複数)をコードする遺伝子(単数または複数)の挿入により、グアール
ガムのマンノース対ガラクトース比を増加させることが可能であるという、驚く
べき知見に基づく。まさに記載したように、本発明の1つの好ましい局面におい
て、遺伝子はPMIをコードする。別の好ましい局面において、遺伝子はα-ガラク
トシダーゼ、好ましくはコーヒー豆α-ガラクトシダーゼまたはセンナα-ガラク
トシダーゼ、より好ましくはセンナα-ガラクトシダーゼをコードする。
本発明のPMI遺伝子を含む以下のサンプルは、23 St.Machar Drive,Aberdeen
, Scotland,United Kingdom,AB2 1RYの公認された寄託機関The National Col
lections of Industrial and Marine Bacteria Limited (NCIMB)へ、1995年11月
9日に、ブダペスト条約に従って寄託された:
プラスミドpPMI-60を含むE.coli K12。
寄託番号は、NCIMB 40774である。
本発明はまた、その寄託物から得られ得るヌクレオチド配列およびそれによっ
てコードされる産物をカバーする。
本発明のαガラクトシダーゼ遺伝子を含む以下のサンプルは、23 St.MacharD
rive,Aberdeen,Scotland,United Kingdom,AB2 1RYの公認された寄託機関The
National Collections of Industrial and Marine Bacteria Limited (NCIMB)
へ、1996年11月28日に、ブダペスト条約に従って寄託された:
プラスミドpT7-SEcDNA5を含むE.coli K12。
寄託番号は、NCIMB 40831である。
本発明はまた、その寄託物から得られ得るヌクレオチド配列およびそれによっ
てコードされる産物をカバーする。
本発明をここで例により説明する。以下の実施例において添付の図面に言及す
る。ここで:
図1は、本発明による1つの酵素のアミノ酸配列および本発明による1つのヌ
クレオチド配列の配列を示す;
図2は、pcDNAIIのプラスミドマップである;
図3は、pSG-Man5のプラスミドマップである;
図4は、本発明による別の酵素のアミノ酸配列および本発明による別のヌクレ
オチド配列の配列を示す;
図5は、pPS48のプラスミドマップである;
図6は、pPS48SEGALのプラスミドマップである;
図7は、pBKL4のプラスミドマップである;
図8は、pBKL4SEGALのプラスミドマップである;
図9は、pPS48-GALIIIのプラスミドマップである;そして
図10は、pBKL4GALIIIのプラスミドマップである。PMI 遺伝子を用いるグアールガムのインピボ改変
グアールからのホスホマンノースイソメラーゼ(PMI)遺伝子のクローニング
未成熟グアール内乳からのmRNAを代表するcDNA発現ライブラリーを、プラスミ
ドpcDNAII(Invitrogen Corporation)において構築し、そしてE.coli Top1OF〜
株(Invitrogen Corporation)に形質転換した。cDNAライブラリーの品質を、ラン
ダムにひろった多数の別々のコロニーからのプラスミドの精製により管理した。
プラスミドの制限酵素消化は、全てが少なくとも500 bpのインサートを含むこと
を示した。
E coli CD1 man-株は、不活性PMI遺伝子を含み、従ってマンノースを代謝し得
ない(Darzinsら、1985)。この株を、以下の相補研究のために使用した。
CD1 man-細胞を、Hanahan (1985)の方法によりコンピテントにした。3〜4×
106形質転換細胞/μgライブラリープラスミドcDNAの力価が得られた。同様の
力価が、細胞をBluescriptコントロールプラスミドで形質転換した場合に見出さ
れた。
相補研究の前に、形質転換細胞を0.05g/lロイシン、0.05g/Iメチオニン、0.05
g/l スレオニン、1.0g/l チアミン-HCl、50mg/l アンピシリン、6.0g/l マンノ
ースおよび9.0g/l アガロースを加えたM9-塩(Maniatlsら、1982)を含む選択培
地上にプレートする多数のコントロール実験を行った。この培地を、以下M9-S
GPと呼ぶ。
1つの実験において、CD1 man-コンピテント細胞をその天然プロモーターの制
御下のE coli PMI遺伝子(MillsおよびGuest 1984)で形質転換し、そして別の実
験において、細胞を植物プロモーターCaMV 35Sの制御下のE coli PMI遺伝子(pSG
MAN1,Bojsenら 1993を参考のこと)で形質転換した。両方の実験において、形質
転換細胞のM9-SGP上のプレーティングは、多数の大きいコロニーを生じた。コン
ピテントCD1 man-細胞が形質転換されない場合またはそれがBluescriptコントロ
ールプラスミドで形質転換された場合は、大きなコロニーは得られなかったが、
多数の非常に小さくほとんど見えないコロニーが観察された。従って、M9-SGP選
択培地は、活性PMI遺伝子を含む細胞を選択するために適切である。
コンピテントCD1 man-細胞を、グアール内乳cDNAライブラリーから単離したプ
ラスミドDNAで形質転換した。形質転換されたCD1 man-細胞を選択的基質M9-SGP
上にプレートした。37℃で2日間のインキュベーション後、プレートされた細胞
の大部分が非常に小さいコロニーとして出現したが、0.1%未満のコロニーは顕
著により大きかった。
より大きいコロニーからのプラスミドを精製し、そしてコンピテントCD1 man-
細胞へ再形質転換した。20の異なる再形質転換されたコロニーを、粗抽出物にお
けるPMI活性についてアッセイした。PMI活性を、Gillら(1986)により記載された
共役酵素アッセイにより測定した。試験したクローンの1つは、非常に高いPMI
活性を含んだ。このクローンを、PMI-60と呼び、そしてこれは寄託番号NCIMB 40
774の対象である。
PMI-60中のインサートがグアール由来であるかどうかを試験するために、ゲノ
ムグアールDNAをDellaportaら (1983)に従って葉から精製し、制限酵素消化し、
サザンブロットし、そしてFeinbergおよびVogelstein (1983)に従ってP-32で標
識したPMI-60由来のプラスミドDNAでプローブした。ハイブリダイゼーションお
よび洗浄を、それぞれ68℃、6×SSC、および68℃、0.2×SSC(Maniatisら)1982)
で行った。PMI-60プローブは、消化したグアールゲノムDNAの多くのフラグメン
トにハイブリダイズした。
PMI-60のプラスミド(pPMI-60と呼ぶ)中のインサートを、プライマーウォーキ
ングを適用するジデオキシ配列決定(SangerおよびCoulson 1977)により、最初に
フルオレセイン標識されたプライマー(リバースおよびユニバーサル)により、
続いてフルオレセインdATPを使用する内部標識により、配列決定した。
cDNAクローンの大きさは、1.66 kbであり、そのうちPMI遺伝子は1.29kbをカバ
ーした。PMIの開始コドンおよび終止コドンは、それぞれ0.09kbおよび1.38kbに
位置した。インサートは、推定ポリアデニル化シグナルを終止コドンから0.11kb
下流に含み、そしてポリ-A終結されている。
インサートの正体(identity)を、他の公知のPMI配列に対する比較によりさら
に特徴付けた。翻訳開始から137〜145アミノ酸下流において、保存領域が見出さ
れた:DGNHKPEM(これは、ホスホマンノースイソメラーゼの活性PMI部位に関与
すると考えられている(Coullnら 1993))。
従って、PMI-60におけるインサートの存在は、選択的マンノース含有培地上の
迅速な増殖、高いPMI活性、およびグアールDNAへのハイブリダイゼーションを生
じる。さらに、他のPMI遺伝子からのいくつかの配列に対する相同性が存在する
。これらのデータは、PMI-60におけるインサートがグアール由来のPMI遺伝子で
あることを実証する。
このPMI配列は、これまでに植物からクローン化され、そして配列決定された
最初のPMI配列である。ホスホマンノースイソメラーゼ(PMI)遺伝子を用いる形質転換
以下の形質転換研究は、ホスホマンノースイソメラーゼ(PMI)(例えば、E.co
liまたはグアール由来の)の挿入によりグアールガムのマンノース対ガラクトー
ス比を増加することが可能であることを示す。組換えPMIは、基質の入手に依存
してフルクトース-6-リン酸のマンノース-6-リン酸またはマンノース-6-リン
酸のフルクトース-6-リン酸への変換を触媒する。
グアールの形質転換
トランスジェニックグアール植物を、JφrsboeおよびOkkels(1994)(この内
容は、本明細書中に参考として援用される)により記載されたようにAgrobacter
ium tumefaciens媒介された遺伝子転移により得た。好ましいAgrobacterium tum
ef
aciens株は、これらの研究においてLBA 4404であった。
pDO18と呼ばれるプラスミドにおけるT-DNAにおけるインサートは、3つの遺伝
予(右境界から左境界へ)を含んだ:β-グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子、ホスホ
マンノースイソメラーゼ(PMI)遺伝子およびネオマイシンホスホトランスフェラ
ーゼ(NPTII)遺伝子。各遺伝子の発現を、Bojsenら (1993)により詳細に記載され
る35Sプロモーターにより駆動した。
HPLCによるグアールガムの分析
胚および種皮がない純粋なグアール内乳を手で調製し、Edwardsら (1992)に従
って、ホモジェナイズの間70%エタノールで繰り返して処置した。エタノール沈
殿物に2ml 2Nトリフルオロ(trifluor)酢酸(TFA)を添加し、そして加水分解を
120℃で2時間行った。TFAを、50℃での蒸発により除去した。乾燥した沈殿物を
500μl HPLC等級H2Oに溶解し、そして25μlサンプルをAminex HPX-87Pカラム(30
0×7.8mm)上にのせた。カラムを、カラムオーブン中で80℃へ熱し、そしてH2Oで
溶出した。糖類の溶出を、RI検出器で追跡した。この系を用いて、マンノースお
よびガラクトースをベースラインで分離した。各々のピーク域を決定し、そして
マンノース対ガラクトース比を計算した。SigmaからのグアールガムおよびLBGを
、非トランスジェニックグアール植物からの内乳サンプルと共に標準として使用
した。得られたマンノース対ガラクトース比は、Sigmaグアールガムおよび非ト
ランスジェニック内乳の両方について1.6:1、そしてSigma LBGについて3.5:
1であった。これらの比は、一般に受容されているこれら(ReidおよびEdwards 1
995)とよく一致した。
PMI形質転換グアールにおけるマンノース対ガラクトース比
PMI遺伝子を有するいくつかの別々のグアール形質転換体を、内乳ガラクトマ
ンナンにおけるマンノース対ガラクトース比に関して分析した、以下の表を参考
のこと。各々の形質転換体は、グアールガムのマンノース対ガラクトース比を増加した。
グアールからのホスホマンノースイソメラーゼ(PMI)遺伝子の挿入で同様の研
究を行う。この点については、グアールPMIは、基質の入手に依存してフルクト
ース-6-リン酸のマンノース-6-リン酸へのまたはマンノース-6-リン酸のフル
クトース-6-リン酸への変換を触媒すると考えられる。α-ガラクトシダーゼ遺伝子を用いるグアールガムのインピボ改変
以下の実施例において、α-ガラクトシダーゼ遺伝子のグアールへの挿入は、
グアールガムのインビボにおける改変を生じ得ることが示される。
センナα-ガラクトシダーゼcDNAのクローン化および配列決定
センナ内乳からのα-ガラクトシダーゼのcDNAクローンを、PCRにより以下のよ
うに単離した。
センナ内乳から、(Logemannら,Anal.Biochem.163(1987)16-20)の方法に
従って全RNAを精製した。逆転写に続き、PCRをPerkin ElmerからのRT-PCRキット
で、そのプロトコルに従って行った。簡潔には、約1mgの全RNAおよび1mgオリ
ゴ-dTを逆転写酵素と42℃で45分間インキュベートし、続いて99℃で5分間およ
び5℃で5分間インキュベートした。
以下のPCRのために、グアールα-ガラクトシダーゼcDNA配列(Overbeekeら、Pl
ant Mol.Biol 13(1989)541-550)由来の2つのオリゴヌクレオチドを使用した
:
P1(5'-CAACGGGGCTTGCTGCTTTAGG)
および
P2(5'-GCCTATGTCA-GACCAGGATGC)、
グアールα-ガラクトシダーゼcDNA配列のそれぞれ415-437位および1248-1270位
に位置する。
PCR条件は:94℃で1分、55℃で2分、72℃で2分を35サイクルに続き、72℃
で10分であった。
PCR産物をアガロースゲル電気泳動により分析し、そして1つの850 bpの産物
を得た。
DNA産物(SEGALと呼ぶ)を、pT7Blueベクター(Novagen)にクローン化し、そし
てヌクレオチド配列をTermo sequenase蛍光サイクル配列決定キット(Amersham)
およびALF DNAシークエンサー(Pharmacia)を用いて決定した。
センナα-ガラクトシダーゼcDNAの3'および5'末端を、以前記載(Nielsenら、P
lant Mol.Biol 31(1996)539-552)された3'および5'RACEと呼ばれる方法によ
り得た。簡潔には、3’RACEのために、約1mgの上記全RNAおよび2.5 pmolのプラ
イマー:
QT(5’CCAGTGAGCAGAGTGACGAGGACTCGAGCTCAAGC(T)17)
を逆転写酵素と42℃で45分間、続いて99℃で5分間および5℃で5分間インキュ
ベートした。
cDNAを2回のPCRにより増幅した。
1回目のPCRの下流プライマーは:
Q0(5'-CCAGTGAGCAGAGTGACG)
であり、そして上流プライマーは:
3'GSP1(5'-GTCCTCTGAGTGATAACAGAGTGG)
であり、センナα-ガラクトシダーゼcDNA(図4)において1096-1118位の、フラ
グメントSEGALの850 bpヌクレオチド配列由来の遺伝子特異的プライマーであっ
た。
第2回目のPCRにおける下流プライマーは:
Q1(5'-GAGGACTCGAGCTCAAGC)
であり、そして上流プライマーは:
3'GSP2(5'-GGTGTTGTGGAATAGAAGTTCATC)
であり、センナα-ガラクトシダーゼcDNA(図4)における1123-1146位の、フラ
グメントSEGALの850 bpヌクレオチド配列由来の遺伝子特異的プライマーであっ
た。
1回目のPCRについての条件は:94℃で1分、60℃で2分、72℃で2分を35サ
イクルに続き、72℃で10分であった。2回目のPCRについての条件は:94℃で1
分、50℃で2分、72℃で2分を35サイクルに続き、72℃で10分であった。
2回目のPCR後のPCR産物を、アガロースゲル電気泳動により分析し、1つの53
0bpの産物を得た。
DNA産物を(3'SEGALと呼ぶ)、pT7Blueべクター(Novagen)へクローン化し、そ
してヌクレオチド配列をTermo sequenase蛍光サイクル配列決定キット(Amersham
)およびALF DNAシークエンサー(Pharmacia)を用いて決定した。
5’RACEのために、Gibco BRLからの5'RACE系をフラグメントSEGALの850bpヌク
レオチド配列から構築した3つの遺伝子特異的プライマーと共に用いた。簡潔に
は、約1mgの上記のように使用する同じ全RNA、および2.5pmolの遺伝子特異的プ
ライマー:
5'GSP1(5'-TTGCACCTTGGTCTTCATGTCC)、
センナα-ガラクトシダーゼcDNA(図4)における561-582位を、70℃で10分イン
キュベートし、次いで逆転写酵素を添加しそして42℃で30分間、70℃で15分間、
そしてRNaseHを添加しそしてさらに55℃で10分間インキュベートした。
cDNAを、Gibco BRLのプロトコールに従ってdC-テイル化した。テイル化cDNAを
、2回のPCRに供した。
1回目のPCRにおいて、上流ANKERプライマー(5'-GGCCACGCGTCGACTAGTACGGGGGG
GGGG)を、遺伝子特異的下流プライマー:
5'GSP2(5-CATAGCTTTACTGCATGTTTGGTTTCC)、
センナα-ガラクトシダーゼcDNA(図4)における510-536位
と共に用いた。
2回目のPCRにおいて、上流UNIプライマー:
(5'-GGCCACGCGTCGACTAGTACG)
を、遺伝子特異的下流プライマー:
5'GSP3(5'-CAGCCAGAGCCTTAATTCCTGAAGG)、
センナα-ガラクトシダーゼcDNA(図4)における438-462位と共に用いた。
1回目のPCRについてのPCR条件は:94℃で1分、51℃で2分、72℃で2分を10
サイクルに続き、94℃で1分、59℃で2分、72℃で2分を25サイクルに続き、72
℃で10分であった。
2回目のPCRについての条件は:94℃で1分、59℃で2分、72℃で2分を35サイ
クルに続き、72℃で10分であった。
2回目のPCR後のPCR産物を、アガロースゲル電気泳動により分析し、1つの48
0bpの産物を得た。
DNA産物(5'SEGALと呼ぶ)を、pT7Blueベクター(Novagen)へクローン化し、そ
してヌクレオチド配列をTermo sequenase蛍光サイクル配列決定キット(Amersham
)およびALF DNAシークエンサー(Pharmacia)を用いて決定した。
上記から得られた3つのPCRクローン、5'SEGAL,SEGAL、3'SEGALから組合せた
、1630bpからなるセンナα-ガラクトシダーゼcDNAの完全ヌクレオチド配列を、
図4に示す。ヌクレオチド配列の分析(図4)は、最初のメチオニンがヌクレオ
チド93位、および翻訳終止コドンがヌクレオチド1311位の、406アミノ酸残基を
コードするオープンリーディングフレームを示す。推定アミノ酸配列を、図4に
おいてヌクレオチド配列の上方に示す。
センナα-ガラクトシダーゼを含む植物形質転換ベクターの構築
センナα-ガラクトシダーゼのコード配列を含む発現ベクターを以下のように
構築した。
ベクターpPS48(図5)を、-90〜-420領域の複製を含む0.75kbカリフラワーモ
ザイクウイルス(CaMV)35S RNAプロモーター(E35S)(Kayら、Science 236(1987)12
99-1302)、CaMV 35S RNAポリアデニル化配列を含む0.21kbフラグメント(Odellら
、Nature 313(1985)810-812)および合成オリゴヌクレオチドリンカー(pstI-
BamHI-SmaI-SacI-SalI-SphI)をpUC8(VieiraおよびMessing,Gene 19(1982)259
-268)へ挿入することにより構築した。
3つのDNAフラグメント、5'SEGAL、SEGAL、および3'SEGALをPCRにより共に連
結し、コード配列および翻訳されない5'末端のほとんどを含む、センナα-ガラ
クトシダーゼcDNAのクローンを再構成した。
フラグメント5'SEGALを、プライマー5'GSP3およびB255、
(5'-ATTGGATCCACTCACAC-GTATACACTACAC)
BamHI部位に加えセンナα-ガラクトシダーゼcDNA(図4)におけるヌクレオチド
14-36位を含む
を用いて再増幅した。
フラグメント3'SEGALを、プライマー3'GSP2およびB254、
(5'-TTAGCATGCCCTTGGGATTGTATT-TCCTC)
SphI部位およびセンナα-ガラクトシダーゼcDNA(図4)におけるヌクレオチド1
353-1373位を含む
を用いて再増幅した。
これらのPCRフラグメントを、フラグメントSEGALと混合し、連結された配列を
フランキングプライマーB254およびB255を用いることにより増幅した。
PCR条件は:5'SEGALについては、94℃で1分、57℃で2分、72℃で2分を35サ
イクルに続き、72℃で10分であった。3'SEGALについては、94℃で1分、48℃で
2分、72℃で2分を35サイクルに続き、72℃で10分であった。3つのフラグメン
トを連結するための最終PCRについては、94℃で1分、58℃で2分、72℃で2分
を35サイクルに続き、72℃で10分であった。
最終PCRのPCR産物を、アガロースゲル電気泳動により分析し、1つの1380bpの
産物を得た。
DNA産物を、pT7Blueベクター(Novagen)へクローン化し、そしてヌクレオチド
配列をTermo sequenase蛍光サイクル配列決定キット(Amersham)およびALF DNAシ
ークエンサー(Pharmacia)を用いて決定した。
DNAフラグメントを、BamHIおよびSphIでの消化により単離し、そして発現ベク
ターpPS48へクローン化し、pPS48SEGAL(図6)を生じた。
センナα-ガラクトシダーゼのための発現カセットを含む植物形質転換ベクタ
ーを、以下のように構築した。
ベクターpBKL4(図7)を、pBI121(Clontec Laboratories)から、NPTIIカセッ
トを欠失することにより、そして合成オリゴヌクレオチドリンカー(EcoRI-ClaI-
SalI-HindIII-SpeI-Kpn-BamHI)ならびにCaMV 35S RNAプロモーター(Odellら、Na
ture 313(1985)810-812)およびオクトピンシンターゼ遺伝子からのポリアデニ
ル化配列(Caplanら、Science 222(1983)815-812)が隣接するNPTII遺伝子を含
む新しいNPTIIカセットをGUSカセットとその左境界との間に挿入することにより
構築した。
センナα-ガラクトシダーゼ発現カセットを、pPS48SEGALから切り出し、そし
てpBKL4へ挿入した。
生じたプラスミドpBKL4SEGAL(図8)を、植物形質転換のためにAgrobacteriu
m tumefaciens株LBA4404(Hockemaら、Nature 303(1983)179-180)へ形質転換し
た。
センナα-ガラクトシダーゼでのグアールの形質転換
センナからのα-ガラクトシダーゼ遺伝子を、JφrsboeおよびOkkels(1994)
(この内容は、本明細書中に参考として援用される)に詳細に記載されるように
Agrobacterium tumefaciens形質転換を用いてグアールへ形質転換した。
センナα-ガラクトシダーゼ遺伝子で形質転換したグアール植物からの内乳のマ
ンノース対ガラクトース比の分析
センナα-ガラクトシダーゼ遺伝子で形質転換したグアール植物の純粋な内乳
を2Nトリフルオロ酢酸における加水分解後HPLCにより分析した(詳細は上記を
参照のこと)。
以下の表に示す結果は、センナα-ガラクトシダーゼ遺伝子を有する4つの別
々のグアール形質転換体からの内乳の分析に由来する。
結果を、形質転換されなかったコントロール内乳に関してマンノース対ガラク
トース比の%増加として示す。コーヒー豆α-ガラクトシダーゼを含む植物形質転換ベクターの構築
コーヒー豆α-ガラクトシダーゼコード配列を含む発現ベクターを、以下のよ
うに構築した。
ベクターpPS48(図5)を、-90〜-420領域の複製を含む0.75kbカリザイクウイ
ルス(CaMV) 35S RNAプロモーター(E35S)(Kayら、Science 236(1987)1299-1302)
、CaMV 35S RNAポリアデニル化配列を含む0.21kbフラグメント(Odellら、Nature
313(1985)810-812)および合成オリゴヌクレオチドリンカー(pstI-BamHI-SmaI
-SacI-SalI-SphI)をpUC8(VieiraおよびMessing,Gene 19(1982)259-268)へ挿
入することにより構築した。
コーヒー豆α-ガラクトシダーゼコード配列を含むDNAフラグメントを、プラス
ミドpCR-BZ(ZhuおよびGoldstein Gene 140(1994)227-231)から上流プライマ
ー:
5'-TTGGATCCACCCAAAA-GCTGGTGCTCC
(コーヒー豆α-ガラクトシダーゼcDNA配列における15-35位)および下流プライ
マー:
5'-TTAGCATGCCTGTTAATCACTGTGGG
(コーヒー豆α-ガラクトシダーゼcDNA配列における1229-12446位)
を用いるポリメラーゼ連鎖反応(PCR)により単離し、α-ガラクトシダーゼ遺伝子
の5'末端においてBamHI部位および3'においてSphI部位を含む1,2kb DNAフラグメ
ントを生じた。
DNAフラグメントを、pT7Blueベクター(Novagen)へクローン化し、そしてヌク
レオチド配列をTermo sequenase蛍光サイクル配列決定キット(Amersham)およびA
LF DNAシークエンサー(Pharmacia)を用いて決定した。
DNAフラグメントを、BamHIおよびSphIでの消化により単離し、そしてベクター
pPS48へクローン化し、pPS48-GALIIIを生じた(図9)。
コーヒー豆α-ガラクトシダーゼのための発現カセットを含む植物形質転換ベ
クターを、以下のように構築した。
ベクタ−pBKL4(図7)を、pBI121(Clontec Laboratories)から、NPTIIカセッ
トを欠失することにより、そして合成オリゴヌクレオチドリンカー(EcoRI-ClaI-
SalI-HindIII-SpeI-Kpn-BamHI)ならびにCaMV 35S RNAプロモーター(Odellら、Na
ture 313(1985)810-812)およびオクトピンシンターゼ遺伝子からのポリアデニ
ル化配列(Caplanら、Science 222(1983)815-821)が隣接するNPTII遺伝子を含
む新しいNPTIIカセットをGUSカセットとその左境界との間に挿入することにより
構築した。
コーヒー豆α-ガラクトシダーゼ発現カセットを、pPS48GALIIIからXbaIでの消
化により切り出し、そしてSpeI消化したpBKL4へ挿入した。
生じたプラスミドpBKL4-GALIII(図10)を、植物形質転換のためにAgrobacter
ium tumefaciens株LBA4404(Hockemaら、Nature 303(1983)179-180)へ形質転換
した。
コーヒー豆α-ガラクトシダーゼでのグアールの形質転換
コーヒー豆からのα-ガラクトシダーゼ遺伝子を、JφrsboeおよびOkkels(199
4)により詳細に記載されるようにAgrobacterium tumefaciens形質転換を用いて
グアールへ形質転換した。
コーヒー豆α-ガラクトシダーゼ遺伝子で形質転換したグアール植物からの内乳
のマンノース対ガラクトース比の分析
コーヒー豆α-ガラクトシダーゼ遺伝子で形質転換したグアール植物の純粋な
内乳を、2Nトリフルオロ酢酸における加水分解後HPLCにより分析した(詳細は
上記を参照のこと)。以下の表に示す結果は、コーヒー豆α-ガラクトシダーゼ
遺伝子を有する4つの別々のグアール形質転換体からの内乳の分析に由来する。
結果を、形質転換されなかったコントロール内乳に関してマンノース対ガラクト
ース比の%増加として示す。
グアールガムのインビボ改変の考察
上記の2つの実施例において、α-ガラクトシダーゼ遺伝子のグアールへの挿
入は、トランスジェニックガラクトマンナンのマンノース対ガラクトース比が非
トランスジェニックコントロールガラクトマンナンの比より高かった事実により
実証されるように、グアールガムのインビボ改変を生じ得ることが示される。
ホスホマンノースイソメラーゼ遺伝子での実施例(上記を参照のこと)に加え
て、これらは、植物細胞壁貯蔵多糖類のインビボ改変においてこれまでに示され
た最初のデータである。
要約
この結果は、マンノース対ガラクトース比が影響されるようなグアールガムを
形成することが可能であるトランスジェニック植物を形成することが可能である
ことを示す。
この点については、PMI形質転換株、コーヒー豆α-ガラクトシダーゼ形質転換
株、およびセンナα-ガラクトシダーゼ形質転換株は、非形質転換株よりも、マ
ンノース対ガラクトースのより高い比を得た。例えば、コーヒー豆α-ガラクト
シダーゼ形質転換株は、1.75までのマンノース対ガラクトースの比を有し(非形
質転換株についての1.65に比較して)、そしていくつかのセンナα-ガラクトシ
ダーゼ形質転換株は、2までさえのマンノース対ガラクトースの比を有した。こ
れらの結果は、非常に驚くべきことである。
当業者に明白なように、インビボ改変が生じる程度は、グアールへ形質転換さ
れた遺伝子によりコードされたガラクトマンナン関連酵素の活性に依存する。従
って、プロモーターまたは他の制御ヌクレオチドもしくはアミノ酸配列の置換ま
たは改変は、上記の実施例において記載されたこれらとは異なるガラクトマンナ
ンのインビボ改変を導き得る。
本発明の他の改変は、当業者に明白である。
上記したように、図1は、PMI酵素をコードするヌクレオチド配列およびそのP
MI酵素のアミノ酸配列の両方を示す。疑問を避けるために、そのヌクレオチド配
列は、配列番号1と呼ばれ得、そしてそのアミノ酸配列は、配列番号2と呼ばれ
得る。
上記したように、図4は、α-ガラクトシダーゼ酵素をコードするヌクレオチ
ド配列およびそのα-ガラクトシダーゼ酵素のアミノ酸配列の両方を示す。疑問
を避けるために、そのヌクレオチド配列は、配列番号3と呼ばれ得、そしてその
アミノ酸配列は、配列番号4と呼ばれ得る。
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(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
C12P 19/20 C12P 19/24
19/24 C12N 5/00 C
//(C12N 9/40
C12R 1:91)
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF
,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S
Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD
,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ
,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,
CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,G
E,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR
,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,
MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,P
L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK
,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ,
VN
(72)発明者 ペーターセン,ステン ガルジャー
デンマーク国 ディーケイ―2720 コペン
ハーゲン バンローゼ,3.ティーブ
イ.,グロンダルズ パークベー 2ベー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.インビボ改変プロセスであって、マンノース/ガラクトース含有化合物を産 生し得る生物(またはその一部)またはそのマンノース/ガラクトース含有化合 物のいずれかのマンノース対ガラクトース比に影響を与える、インビボ改変プロ セス。 2.マンノース/ガラクトース含有化合物を産生し得る生物(またはその一部) またはそのマンノース/ガラクトース含有化合物のいずれかのマンノース対ガラ クトース比に影響を与えるインビボ改変プロセスであって、該インビボ改変プロ セスが、遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を発現する工程を包含し、こ こで該遺伝子産物が、以下: (a) マンノース/ガラクトース含有化合物のマンノースおよびガラクトー ス成分のマンノース対ガラクトース比;および/または (b) マンノース/ガラクトース含有化合物に対するマンノース前駆体およ びガラクトース前駆体のマンノース対ガラクトース比; に対して効果を有し、 ここで該ヌクレオチド配列は該生物(またはその一部)にとって天然なヌクレ オチド配列ではない、インビボ改変プロセス。 3.マンノース/ガラクトース含有化合物を産生し得る生物(またはその一部) またはそのマンノース/ガラクトース含有化合物のいずれかのマンノース対ガラ クトース比に影響を与えるインビボ改変プロセスであって、該インビボ改変プロ セスが、以下: (a) マンノース/ガラクトース含有化合物のマンノース成分およびガラク トース成分のマンノース対ガラクトース比;および/または (b) マンノース/ガラクトース含有化合物に対するマンノース前駆体およ びガラクトース前駆体のマンノース対ガラクトース比; に対する効果を有するために、 以下: (a) マンノース/ガラクトース含有化合物のマンノース成分およびガラク トース成分のマンノース対ガラクトース比;および/または (b) マンノース/ガラクトース含有化合物に対するマンノース前駆体およ びガラクトース前駆体のマンノース対ガラクトース比; に対する作用を有し得る、遺伝子産物を供与する工程を包含し、 ここで該遺伝子産物は該生物(またはその一部)にとって天然なヌクレオチド 配列であるヌクレオチド配列によって発現されていない、インビボ改変プロセス 。 4.マンノース/ガラクトース含有化合物を産生し得る生物(またはその一部) またはそのマンノース/ガラクトース含有化合物のいずれかのマンノース対ガラ クトース比にインビボで影響を与えるためのヌクレオチド配列の使用であって、 ここで該ヌクレオチド配列は、以下: (a) マンノース/ガラクトース含有化合物のマンノース成分およびガラク トース成分のマンノース対ガラクトース比;および/または (b) マンノース/ガラクトース含有化合物に対するマンノース前駆体およ びガラクトース前駆体のマンノース対ガラクトース比; に対して効果を有する遺伝子産物をコードし、 ここで該ヌクレオチド配列は、該生物(またはその一部)にとって天然なヌク レオチド配列でない、使用。 5.マンノース/ガラクトース含有化合物を産生し得る生物(またはその一部) またはそのマンノース/ガラクトース含有化合物のいずれかのマンノース対ガラ クトース比にインビボで影響を与えるための遺伝子産物の使用であって、ここで 該遺伝子産物は、以下: (a) マンノース/ガラクトース含有化合物のマンノース成分およびガラク トース成分のマンノース対ガラクトース比;および/または (b) マンノース/ガラクトース含有化合物に対するマンノース前駆体およ びガラクトース前駆体のマンノース対ガラクトース比; に対して効果を有し、 ここで該遺伝子産物は、該生物(またはその一部)にとって天然なヌクレオチ ド配列であるヌクレオチド配列によって発現されない、使用。 6.前記マンノース/ガラクトース含有化合物がガラクトマンナンである、請求 項1〜5のいずれかに記載の発明。 7.前記マンノース/ガラクトース含有化合物を産生し得る生物がグアール植物 である、請求項1〜6のいずれかに記載の発明。 8.前記生物(またはその一部)またはそのマンノース/ガラクトース含有化合 物のインビボマンノース対ガラクトース比が、グアール植物またはそのガラクト マンナンの比よりも高い、請求項1〜6のいずれかに記載の発明。 9.前記生物(またはその一部)またはそのマンノース/ガラクトース含有化合 物のインビボマンノース対ガラクトース比が、イナゴマメまたはそのガラクトマ ンナンの比と実質的に類似する、請求項1〜8のいずれかに記載の発明。 10.前記遺伝子産物が、GDPマンノースの生合成において有用な、少なくとも 1つの遺伝子産物である、請求項2〜9のいずれかに記載の発明。 11.前記遺伝子産物が、図1に示されるタンパク質であるか、またはその変異 体、ホモログ、もしくは誘導体である、請求項10に記載の発明。 12.前記遺伝子産物が、図1に示されるヌクレオチド配列によってコードされ るか、またはその変異体、ホモログ、もしくは誘導体であるか、および/あるい はNCIMB40774から入手し得る、請求項10または請求項11に記載の発明。 13.前記遺伝子産物が、α−ガラクトシダーゼ酵素である、請求項2〜9のい ずれかに記載の発明。 14.前記遺伝子産物が、図4に示されるタンパク質であるか、またはその変異 体、ホモログ、もしくは誘導体である、請求項13に記載の発明。 15.前記遺伝子産物が、図4に示されるヌクレオチド配列によってコードされ るか、またはその変異体、ホモログ、もしくは誘導体であるか、および/あるい はNCIMB40831から入手し得る、請求項13または請求項14に記載の発明。 16.図1に示される前記アミノ酸配列、またはその変異体、ホモログ、もしく はフラグメントを含む酵素。 17.請求項16に記載の前記酵素をコードするヌクレオチド配列、もしくはそ れに相補的な配列、および/またはNCIMB 40774から入手し得る配列。 18.前記ヌクレオチド配列がDNA配列である、請求項17に記載のヌクレオチ ド配列。 19.図1に示される配列、またはその変異体、ホモログ、もしくはフラグメン ト、またはそれに相補的な配列、および/あるいはNCIMB 40774から入手し得る 配列を含む、ヌクレオチド配列。 20.請求項16〜19のいずれかに記載の前記発明を含むかまたは発現する、 構築物。 21.請求項16〜20のいずれかに記載の前記発明を含むかまたは発現する、 ベクター。 22.請求項16〜21のいずれかに記載の前記発明を含むかまたは発現する、 プラスミド。 23.請求項16〜22のいずれかに記載の前記発明を含むかまたは発現する、 トランジェニック生物(またはその一部)。 24.前記生物がグアール植物である、請求項23に記載のトランジェニック生 物(またはその一部)。 25.前記遺伝子産物が請求項16〜24のいずれかによって発現されるか、ま たは請求項16〜24のいずれかに記載の前記発明である、請求項10に記載の 発明。 26.図4に示される前記アミノ酸配列、またはその変異体、ホモログもしくは フラグメントを含む、酵素。 27.請求項26に記載の酵素をコードするヌクレオチド配列、もしくはそれに 相補的なヌクレオチド配列、および/またはNCIMB 40831から入手し得る配列。 28.前記ヌクレオチド配列がDNA配列である、請求項27に記載のヌクレオチ ド配列。 29.図4に示される前記配列を含むヌクレオチド配列、またはその変異体、ホ モログ、もしくはフラグメント、あるいはそれに相補的な配列、および/あるい はNCIMB 40831から入手し得る配列。 30.請求項26〜29のいずれかに記載の前記発明を含むかまたは発現する、 構築物。 31.請求項26〜30のいずれかに記載の前記発明を含むかまたは発現する、 ベクター。 32.請求項26〜31のいずれかに記載の前記発明を含むかまたは発現する、 プラスミド。 33.請求項26〜32のいずれかに記載の前記発明を含むかまたは発現する、 トランスジェニック生物(またはその一部)。 34.前記生物が、グアール植物である、請求項33に記載のトランスジェニッ ク生物(またはその一部)。 35.前記遺伝子産物が、請求項26〜34のいずれかによって発現されるか、 または請求項26〜34のいずれかに記載の発明である、請求項9に記載の発明 。 36.請求項1〜3のいずれか、またはこれらに従属する任意の請求項に記載の プロセスによって調製される、マンノース/ガラクトース含有化合物。 37.請求項36に記載のマンノース/ガラクトース含有化合物を含む食料品。 38.別の多糖類と混合された請求項36に記載のマンノース/ガラクトース含 有化合物を含む組成物。 39.キサンタン、カラゲナン、およびアガロースのいずれか一つ以上と混合さ れた、請求項36に記載のマンノース/ガラクトース含有化合物を含む組成物。 40.別の適切な成分と請求項36に記載のマンノース/ガラクトース含有化合 物を混合する工程を包含する、組成物または食料品を調製するための方法。 41.本明細書中に実質的に記載される、プロセス。 42.本明細書中に実質的に記載され、そして図1に関連する、ヌクレオチド配 列。 43.本明細書中に実質的に記載され、そして図1に関連する、酵素。 44.本明細書中に実質的に記載され、そして図4に関連する、ヌクレオチド配 列。 45.本明細書中に実質的に記載され、そして図4に関連する、酵素。
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