JP2002136288A - A method for estimating the function of eukaryotic genes using yeast - Google Patents
A method for estimating the function of eukaryotic genes using yeastInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、真核生物の遺伝子の機能を、効率的
に推定するための新しい方法の提供を課題とする。
【解決手段】野生型酵母に真核生物遺伝子を発現するプ
ラスミドを導入した後、ランダムに酵母ゲノムに変異を
入れ、真核生物遺伝子を要求する変異株を同定し、さら
に変異株内に生じた遺伝子変異を同定することにより、
該真核生物遺伝子の機能推定を行う。(57) [Summary] An object of the present invention is to provide a new method for efficiently estimating the function of a eukaryotic gene. After introducing a plasmid that expresses a eukaryotic gene into a wild-type yeast, a mutation is randomly introduced into the yeast genome, a mutant strain requiring the eukaryotic gene is identified, and the mutant strain is generated within the mutant strain. By identifying genetic mutations,
The function of the eukaryotic gene is estimated.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、酵母を用いた真核
生物遺伝子の機能の推定方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for estimating the function of a eukaryotic gene using yeast.
【0002】[0002]
【従来の技術】遺伝子の機能推定には、抗体を作製し発
現部位、細胞内局在等を調べる方法や、cDNAマイクロア
レイ、GeneChip等を用いた遺伝子発現解析(ゲノム機能
研究プロトコール、羊土社、2000)、ノックアウトマウ
ス、トランスジェニック動物等を作製し表現型を観察す
る方法等が知られている(蛋白質核酸酵素トランスジェ
ニック動物、40、1995)。また、遺伝子配列から推定さ
れるアミノ酸モチーフやドメイン構造、類似タンパク質
の存在等の情報から機能を推測する方法もある(実験医
学ドメイン構造と定法伝達のクロストーク、18、羊土
社、2000)。しかし、抗体を用いた実験では細胞内局在
や発現組織、時期等の情報は得られるものの、それらの
情報から分子機能解明へとつながる場合は少なく、同様
にマイクロアレイ、GeneChip等を用いた発現プロファイ
リングから分子機能解明へと発展する場合も少ない。ま
たノックアウトマウス、トランスジェニック動物の作製
は費用と時間を要し、作成後も胚性致死や野生型と同等
の表現型を示す場合等、情報の少ない場合が多い。加え
て何らかの表現型を示したとしても、ノックアウトした
遺伝子の分子機能へと直接結びつかない場合もある。特
殊なモチーフやドメイン構造がある場合や、機能の判明
している類似タンパク質が存在している場合には、それ
らの情報を基に試験管内で活性を検出する方法や、組換
え体を作製することによって、分子機能解明へと迫るこ
とができる。しかし、モチーフやドメイン構造、類似タ
ンパク質に関する情報が得られない場合には適用するこ
とはできない。2. Description of the Related Art Gene function estimation includes methods of preparing antibodies and examining expression sites, intracellular localization, etc., and gene expression analysis using cDNA microarrays, GeneChip, etc. (Genome Function Research Protocol, Yodosha, 2000), a method of preparing a knockout mouse, a transgenic animal, etc., and observing the phenotype, etc. are known (protein nucleic acid enzyme transgenic animal, 40, 1995). There is also a method of estimating a function from information such as amino acid motifs and domain structures deduced from gene sequences, and the presence of similar proteins (Crosstalk between experimental medical domain structure and conventional transmission, 18, Yodosha, 2000). However, experiments using antibodies can provide information on intracellular localization, expression tissues, timing, etc., but these information rarely lead to elucidation of molecular functions.Similarly, expression profiling using microarrays, GeneChip, etc. There are few cases where it evolves from elucidation of molecular functions. In addition, the production of knockout mice and transgenic animals is costly and time-consuming, and there is often little information, such as embryonic lethality or a phenotype equivalent to that of a wild type even after the production. In addition, some phenotypes may not be directly linked to the molecular function of the knocked out gene. If there is a special motif or domain structure, or if there is a similar protein whose function is known, a method for detecting the activity in a test tube based on such information or a recombinant is prepared. By doing so, we can approach molecular function elucidation. However, it cannot be applied when information on motifs, domain structures, and similar proteins cannot be obtained.
【0003】また、酵母の機能的相補性を用いた真核生
物遺伝子の機能推定は古くから行われてきたが(Nature,
327, 31-35, 1987)、従来の方法は変異株として樹立さ
れた酵母にヒト遺伝子を導入し、その機能的相補性から
導入した遺伝子の機能を推測するものであった。この方
法では変異株がすでに樹立されていなければ解析不可能
である等の問題点があった。Estimation of the function of eukaryotic genes using functional complementation of yeast has been performed for a long time (Nature,
327, 31-35, 1987), the conventional method was to introduce a human gene into a yeast established as a mutant strain and estimate the function of the introduced gene from its functional complementarity. This method has a problem that analysis is impossible unless a mutant strain has already been established.
【0004】このように従来の技術では真核生物遺伝子
の機能を、安価に、しかも効率的に推定できる方法は知
られていなかった。[0004] As described above, in the prior art, there has been no known method for estimating the function of eukaryotic genes at low cost and efficiently.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、真核生
物の遺伝子の機能を効率的に推定するための新しい方法
を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide a new method for efficiently estimating the function of eukaryotic genes. It is in.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題
を解決するために鋭意研究を行った結果、何らかの機能
欠損を含む酵母変異株に真核生物遺伝子を導入し、その
機能的相補性から該遺伝子の機能を推定するという従来
の方法(相補性検定)とは逆のアプローチを想到した。
この方法は、まず、真核生物遺伝子を酵母に導入し、ラ
ンダムに酵母ゲノムに変異を導入した後、該遺伝子を要
求する変異株を同定する。次に、その変異株内に生じた
遺伝子変異を同定し、この同定された酵母遺伝子の機能
から、真核生物遺伝子の機能を推定するというものであ
る。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, introduced a eukaryotic gene into a yeast mutant containing a certain functional defect and functionally complemented the yeast. The present inventors have conceived a reverse approach to the conventional method of estimating the function of the gene from gender (complementarity test).
In this method, first, a eukaryotic gene is introduced into yeast, a mutation is randomly introduced into the yeast genome, and a mutant requiring the gene is identified. Next, a gene mutation occurring in the mutant strain is identified, and the function of a eukaryotic gene is estimated from the function of the identified yeast gene.
【0007】従来の相補性検定は、真核生物遺伝子に相
当すると思われる酵母内遺伝子が変異した変異株がすで
に樹立されていることが必要であり、1対1の対応で相
補性検定を行っていた。これに対し、本発明者らの想到
した方法では、相補性を示す変異株を多数の変異株集合
体からスクリーニングし、選別、さらに遺伝子同定する
ことにより機能推定を行うため、きわめて合理的かつ効
率的であると考えた。The conventional complementation test requires that a mutant strain in which a gene in yeast which is considered to correspond to a eukaryotic gene has been mutated has already been established, and the complementation test is performed in a one-to-one correspondence. I was On the other hand, in the method conceived by the present inventors, mutants showing complementation are screened from a large number of mutant aggregates, selected, and further functional estimation is performed by gene identification. I thought it was a target.
【0008】そこで本発明者らは実際に、上記方法によ
って真核生物遺伝子の機能の推定が可能か否かを検討し
た。被検真核生物遺伝子として、ヒト遺伝子である染色
体転座t(9;22)に由来するEWS/NOR-1融合遺伝子を用い
た。まず、このヒト遺伝子の発現が制御可能な発現プラ
スミドを構築し、該プラスミドを酵母へ導入した。次い
で、変異誘発剤を用いて、プラスミドを導入した酵母の
ゲノム上にDNA変異を誘発させた。その後、ヒト遺伝子
要求性を示す変異株の同定を行った。これは、ヒト遺伝
子の発現誘導時には増殖し、発現抑制時には致死または
増殖停止する株の選択を行い、さらに、この過程では発
現誘導条件に依存した変異株が混在することが考えられ
ることから、次にプラスミド依存性を示す変異株の選択
を行った。変異株に生じたヒト遺伝子要求性が1つの遺
伝子変異に由来することを確認し、この遺伝子変異の同
定を行った。その結果、変異を有する遺伝子はsmall nu
clear ribonucleoprotein (snRNP)に分類されるSNU23と
呼ばれる遺伝子であることが判明した。EWS/NOR-1融合
タンパク質は、酵母内でSNU23遺伝子の機能を相補する
活性を有することから、EWS/NOR-1融合遺伝子はsmall n
uclear ribonucleoproteinとしての機能を有するものと
推定された。Therefore, the present inventors examined whether or not the function of a eukaryotic gene can be estimated by the above method. As a test eukaryotic gene, an EWS / NOR-1 fusion gene derived from chromosomal translocation t (9; 22), which is a human gene, was used. First, an expression plasmid capable of controlling the expression of this human gene was constructed, and the plasmid was introduced into yeast. Next, using a mutagen, a DNA mutation was induced on the genome of the yeast into which the plasmid had been introduced. Thereafter, a mutant showing human gene auxotrophy was identified. This is because a strain that proliferates when the expression of the human gene is induced, and that is lethal or halts when the expression is suppressed is selected.In this process, it is considered that mutant strains depending on the expression induction conditions may be mixed. , A mutant strain exhibiting plasmid dependency was selected. It was confirmed that the human gene requirement of the mutant strain was derived from one gene mutation, and this gene mutation was identified. As a result, the gene having the mutation is small nu
It turned out to be a gene called SNU23 classified as clear ribonucleoprotein (snRNP). Since the EWS / NOR-1 fusion protein has an activity to complement the function of the SNU23 gene in yeast, the EWS / NOR-1 fusion gene
It was presumed to have a function as uclear ribonucleoprotein.
【0009】即ち、本発明者らは、従来の酵母における
相補性検定と逆のアプローチに基づく方法を利用して真
核生物遺伝子の機能を効率的に推定することができるこ
とを見出し、これにより本発明を完成するに至った。本
発明の方法は、ヒト疾患関連遺伝子等を対象とした基礎
研究、疾患関連遺伝子を標的とした治療薬および診断薬
の開発等への応用が大いに期待される。[0009] That is, the present inventors have found that the function of eukaryotic genes can be efficiently estimated by using a method based on a reverse approach to the conventional complementation test in yeast. The invention has been completed. The method of the present invention is greatly expected to be applied to basic research on human disease-related genes and the like, and development of therapeutic and diagnostic agents targeting disease-related genes.
【0010】本発明は、真核生物の遺伝子の機能を効率
的に推定するための新しい方法に関し、より具体的に
は、〔1〕 真核生物遺伝子の機能を推定する方法であ
って、(a)被検真核生物遺伝子を含む発現プラスミド
を酵母へ導入する工程、(b)工程(a)により得られ
る酵母のゲノム上へDNA変異を導入する工程、(c)工
程(b)により得られる酵母変異株の中から、被検真核
生物遺伝子要求性を示す変異株を同定する工程、(d)
工程(c)によって同定された変異株における、変異の
導入された遺伝子を同定する工程、(e)工程(d)に
よって同定された遺伝子から、被検真核生物遺伝子の機
能を推定する工程、を含む方法、〔2〕 工程(c)に
おける変異の導入された遺伝子の同定が、被検真核生物
遺伝子が発現すると増殖し、発現しない場合に致死また
は増殖が停止する変異株を同定することにより行なわれ
る、〔1〕に記載の方法、を提供するものである。The present invention relates to a new method for efficiently estimating the function of a eukaryotic gene, and more specifically, [1] a method for estimating the function of a eukaryotic gene, a) a step of introducing an expression plasmid containing a test eukaryotic gene into yeast, (b) a step of introducing a DNA mutation into the yeast genome obtained in step (a), and (c) a step obtained by step (b). Identifying a mutant strain exhibiting a test eukaryotic gene auxotrophy among the yeast mutant strains obtained, (d)
(E) estimating the function of a test eukaryotic gene from the gene identified in step (d), in the mutant strain identified in step (c), [2] identifying the gene in which the mutation has been introduced in step (c) by identifying a mutant strain that grows when the test eukaryotic gene is expressed and that is lethal or stops growth when the gene is not expressed. The method according to [1], which is performed by
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】本発明は、真核生物の遺伝子の機
能を効率的に推定するための新しい方法を提供する。本
発明の方法においては、まず、被検真核生物遺伝子を含
む発現プラスミドを酵母へ導入する(工程(a))。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a new method for efficiently estimating the function of eukaryotic genes. In the method of the present invention, first, an expression plasmid containing a test eukaryotic gene is introduced into yeast (step (a)).
【0012】「被検真核生物遺伝子(単に、「被検遺伝
子」とも記載)を含む発現プラスミド」とは、機能の推
定を行う真核生物の遺伝子が、発現制御領域の下流に結
合し、該遺伝子が発現しうる構造を有するプラスミドを
いう。発現制御領域とは、一般にプロモーターおよび該
プロモーターからの転写を調節するDNA領域を指す。本
発明における発現制御領域は、その下流に位置する遺伝
子の転写を制御可能なプロモーターを含むことが好まし
い。このようなプロモーターとしては、例えば、GAL1プ
ロモーター、PHO5プロモーター、およびMETプロモータ
ー等を挙げることができる。GAL1プロモーターの場合、
ガラクトースを含む培地で培養することにより、該プロ
モーターの下流に位置する遺伝子の発現を誘導すること
ができる。"Expression plasmid containing a test eukaryotic gene (also simply referred to as" test gene ")" means that a eukaryotic gene whose function is to be estimated is bound downstream of an expression control region; A plasmid having a structure capable of expressing the gene. The expression control region generally refers to a promoter and a DNA region that regulates transcription from the promoter. The expression control region in the present invention preferably contains a promoter capable of controlling transcription of a gene located downstream thereof. Examples of such a promoter include a GAL1 promoter, a PHO5 promoter, and a MET promoter. For the GAL1 promoter,
By culturing in a medium containing galactose, expression of a gene located downstream of the promoter can be induced.
【0013】また本発明の上記プラスミドは、好ましく
は、導入した細胞におけるプラスミド依存性を調べるた
めに、複数の選択マーカーを有する。選択マーカーとし
ては、URA3、ADE2、ADE1、TRP1、LEU2、HIS3等を例示す
ることができる。細胞における選択マーカーの発現は、
レプリカ法等により細胞の栄養要求性で判定することに
より確認することができる。特に、ADE2マーカーを用い
た場合には酵母のコロニーの色によって、またURA3マー
カーを用いた場合には5FOA(5-Fluoroorotic Acid)感受
性を指標にプラスミド依存性を調べることができる。ま
た本発明のプラスミドは、上記の選択マーカーによる選
択圧非存在下で容易に脱落する多コピー型が好ましい。
例えばYEP13、pYES2等の2μm Oriを複製開始点とするプ
ラスミドを好適に用いることができる。[0013] The above-mentioned plasmid of the present invention preferably has a plurality of selectable markers in order to examine plasmid dependence in the introduced cells. Examples of the selection marker include URA3, ADE2, ADE1, TRP1, LEU2, HIS3 and the like. Expression of the selectable marker in cells is
It can be confirmed by determining the auxotrophy of cells by a replica method or the like. In particular, plasmid dependency can be examined by using the color of yeast colonies when using the ADE2 marker, and using 5FOA (5-Fluoroorotic Acid) sensitivity as an index when using the URA3 marker. In addition, the plasmid of the present invention is preferably a multicopy type which is easily removed in the absence of selection pressure by the above-mentioned selection marker.
For example, a plasmid having a 2 μm Ori as a replication origin, such as YEP13 and pYES2, can be suitably used.
【0014】酵母への真核生物遺伝子発現プラスミドの
導入は、例えばMethods in Yeast Genetics, Cold Spri
ng Harbor Laboratory Press, 1997に記載されているリ
チウム法、スフェロプラスト法、エレクトロポレーショ
ン法等を用いて行うことができる。[0014] Introduction of a eukaryotic gene expression plasmid into yeast is described in, for example, Methods in Yeast Genetics, Cold Spri.
ng Harbor Laboratory Press, 1997, using a lithium method, a spheroplast method, an electroporation method, or the like.
【0015】本発明により、その遺伝子の機能の推定が
可能な生物としては、真核生物であれば特に制限はない
が、好ましくは高等真核生物であり、例えば、ヒト、サ
ル、ラット、マウス等を挙げることができる。According to the present invention, the organism whose gene function can be estimated is not particularly limited as long as it is a eukaryote, but is preferably a higher eukaryote, for example, human, monkey, rat, mouse And the like.
【0016】本発明において発現プラスミドの導入され
る宿主細胞としては、発芽酵母(Saccharomyces cerevis
iae)が好適に用いられ、分裂酵母(Schizosaccharomyces
pombe)を用いることも可能である。なお本発明におい
ては、宿主細胞として酵母以外にショウジョウバエ(Dro
sophila megalogaster)、線虫(Caenohabditis elegan
s)、ゼブラフィッシュ(Danio rerio)等を用いること
も考えられる。In the present invention, the host cell into which the expression plasmid is introduced is Saccharomyces cerevis
iae) is preferably used, and fission yeast (Schizosaccharomyces
pombe) can also be used. In the present invention, in addition to yeast as a host cell, Drosophila (Dro
sophila megalogaster), nematode (Caenohabditis elegan)
s), zebrafish (Danio rerio) and the like may be used.
【0017】本発明においては、ついで、工程(a)に
より得られる酵母のゲノム上へDNA変異を導入する(工
程(b))。In the present invention, a DNA mutation is then introduced into the yeast genome obtained in step (a) (step (b)).
【0018】酵母ゲノムへのDNA変異の導入は、例え
ば、紫外線、化学変異導入剤等を用いて行うことができ
る。化学変異導入剤としては、メタンスルホン酸エチル
エステル(Methanesulfonic Acid Ethyl Ester)、ENU(et
hylnitrosourea)、TMP(4,5,8-trimethylpsoralen)等が
挙げられる。具体的には、対数増殖期にある酵母を一定
時間、化学変異導入剤であるメタンスルホン酸エチルエ
ステル等で処理することにより変異の導入が可能であ
る。The introduction of a DNA mutation into the yeast genome can be carried out using, for example, ultraviolet light, a chemical mutation-introducing agent, or the like. Chemical mutagens include methanesulfonic acid ethyl ester (Methanesulfonic Acid Ethyl Ester), ENU (et
hylnitrosourea), TMP (4,5,8-trimethylpsoralen) and the like. Specifically, mutation can be introduced by treating yeast in the logarithmic growth phase with a chemical mutation-inducing agent such as methanesulfonic acid ethyl ester for a certain period of time.
【0019】本発明の方法においては、次いで、工程
(b)により得られる酵母変異株の中から被検真核生物
遺伝子要求性を示す変異株を同定する(工程(c))。Next, in the method of the present invention, a mutant showing the requirement for a test eukaryotic gene is identified from the yeast mutants obtained in the step (b) (step (c)).
【0020】「被検真核生物遺伝子要求性」とは、酵母
ゲノム上の遺伝子変異が機能的に相補されるために、該
酵母が特定の真核生物遺伝子を必要とする状態をいう。
好ましくは、酵母変異株が増殖、または生存のために被
検遺伝子の発現を必要とする状態をいう。具体的には、
例えば、被検遺伝子が発現すると酵母変異株は増殖する
が、被検遺伝子が発現しない場合、酵母が致死または増
殖が停止する状態をさす。"Test eukaryotic gene auxotrophy" refers to a state in which a yeast requires a specific eukaryotic gene in order for the gene mutation on the yeast genome to be functionally complemented.
Preferably, it refers to a state in which a yeast mutant requires expression of a test gene for growth or survival. In particular,
For example, when the test gene is expressed, the yeast mutant grows, but when the test gene is not expressed, the yeast is lethal or stops growing.
【0021】被検真核生物遺伝子要求性を示す酵母株の
分離は、例えば、非要求性株の中から要求性株を選択す
る方法により行うことができる。この方法においては、
まず、被検真核生物遺伝子を発現調節が可能なGAL1プロ
モーター、PHO5プロモーター、またはMETプロモーター
等の支配下に配置したプラスミドを酵母株に導入し、該
遺伝子の発現誘導時に増殖し、発現抑制時に致死または
増殖が停止する株の選択を行う。この過程では発現誘導
条件に依存した変異株が混在する可能性があることか
ら、次に、プラスミド依存性を示す変異株の選択を行
う。選択圧非存在下では、被検遺伝子非要求性株は容易
にプラスミドを脱落させるため、被検遺伝子要求性株の
みがプラスミド依存性を示す。この選択は、プラスミド
上に複数の選択マーカー、例えばURA3、ADE2、ADE1、TR
IP1、LEU2、HIS3等を配置し、選択圧非存在下でもプラ
スミドを失わないクローンをマーカーの表現型を利用す
ることにより行うことができる。酵母株におけるマーカ
ーの発現は、レプリカ法等により酵母株の栄養要求性を
判定することにより確認することができる。ADE2または
URA3を用いた場合には、偽陽性として発色に関与する遺
伝子、あるいは5FOA感受性に影響する遺伝子の変異株が
含まれる可能性があるので、レプリカ法等を用いてADE
+、URA+の表現型を確認することが望ましい。Isolation of a yeast strain exhibiting a test eukaryotic gene auxotrophy can be performed, for example, by a method of selecting an auxotrophic strain from non-auxotrophic strains. In this method,
First, a plasmid arranged under the control of a test eukaryotic gene, such as a GAL1 promoter capable of controlling the expression, a PHO5 promoter, or a MET promoter, is introduced into a yeast strain. Select strains that are lethal or stop growing. In this process, since there is a possibility that mutant strains depending on the expression induction conditions may coexist, next, a mutant strain exhibiting plasmid dependency is selected. In the absence of selective pressure, the test non-auxotrophic strain readily sheds the plasmid, so that only the test gene auxotroph shows plasmid dependence. This selection involves multiple selection markers on the plasmid, such as URA3, ADE2, ADE1, TR
By arranging IP1, LEU2, HIS3, etc., a clone that does not lose the plasmid even in the absence of selection pressure can be obtained by utilizing the phenotype of the marker. Expression of the marker in the yeast strain can be confirmed by determining the auxotrophy of the yeast strain by a replica method or the like. ADE2 or
When URA3 is used, there is a possibility that a gene involved in color development as a false positive or a mutant of a gene affecting 5FOA sensitivity may be included.
It is desirable to confirm the phenotype of +, URA +.
【0022】このようにして選択した変異株は、次に1
倍体酵母野生株と接合させ、2倍体を作製することによ
り、変異株内に生じた遺伝子変異が劣性でかつ、酵母ゲ
ノム内にプラスミドが挿入(インテグレート)されてい
ないことを確認することができる。遺伝子変異が劣性で
かつ、ゲノムへのプラスミドの挿入のない株は、プロモ
ーター抑制条件でも生育し、プラスミド依存性も消失す
ることにより、確認することができる。The mutants selected in this way are:
By mating with a diploid yeast wild strain and producing a diploid, it is possible to confirm that the gene mutation in the mutant strain is recessive and that the plasmid is not inserted (integrated) into the yeast genome. it can. A strain in which the gene mutation is recessive and has no plasmid inserted into the genome can be confirmed by growing even under promoter-suppressed conditions and eliminating the plasmid dependency.
【0023】必要に応じて、変異株に生じた真核生物遺
伝子要求性が1つの遺伝子変異に由来するものであるか
を確認する。これは例えば、4胞子解析、バッククロス
等を用いて実施することができる。[0023] If necessary, it is confirmed whether or not the eukaryotic gene requirement generated in the mutant strain is derived from one gene mutation. This can be performed using, for example, 4-spore analysis, backcross, and the like.
【0024】本発明の方法においては、次いで、工程
(c)によって同定された変異株における、変異の導入
された遺伝子を同定する(工程(d))。In the method of the present invention, the gene into which the mutation has been introduced in the mutant strain identified in step (c) is then identified (step (d)).
【0025】変異の導入された遺伝子の同定において
は、まず、酵母変異株のゲノム上に生じた変異部位の特
定を行う。該変異が、酵母のある遺伝子内に見出された
場合、該遺伝子をもって変異の導入された遺伝子として
同定する。また、変異がプロモーター等の発現制御領域
上に位置し、必ずしも遺伝子ORF上にない可能性も考え
られる。この場合は、該発現制御領域が支配する遺伝子
をもって変異の導入された遺伝子として同定する。ゲノ
ム上の変異部位の特定は、当業者によって一般的に行わ
れる方法によって実施することができる。例えば、遺伝
子マッピング法(Methods in Yeast Genetics, Cold Spr
ing Harbor Laboratory Press, 1997)、または酵母ゲノ
ムライブラリーを用いた変異同定法等を挙げることがで
きる。In the identification of a gene into which a mutation has been introduced, first, a mutation site generated on the genome of a yeast mutant is specified. When the mutation is found in a certain gene in yeast, the gene is identified as a gene into which the mutation has been introduced. It is also conceivable that the mutation is located on an expression control region such as a promoter and not necessarily on the gene ORF. In this case, the gene controlled by the expression control region is identified as a gene into which a mutation has been introduced. The mutation site on the genome can be specified by a method generally performed by those skilled in the art. For example, a gene mapping method (Methods in Yeast Genetics, Cold Spr
ing Harbor Laboratory Press, 1997), or a mutation identification method using a yeast genomic library.
【0026】本発明の方法においては、次いで、工程
(d)によって同定された遺伝子から、被検真核生物遺
伝子の機能を推定する(工程(e))。Next, in the method of the present invention, the function of the test eukaryotic gene is estimated from the gene identified in step (d) (step (e)).
【0027】被検真核生物遺伝子の機能は、上記工程
(d)によって同定された酵母遺伝子の機能を基に推定
することができる。例えば、同定された酵母遺伝子がA
という機能を有する場合、被検遺伝子は酵母内で該酵母
遺伝子の機能を相補する活性を有することから、被検遺
伝子はAという機能を有するものと推定される。酵母遺
伝子においては、当業者であれば容易にその機能につい
ての情報を得ることが可能である。例えばSaccharomyce
s genome database(http://genome-www.stanford.edu/S
accharomyces/)、Yeast protein database (http://ww
w.proteome.com/databases/YPD/YPDsearch-quick.htm
l)、Medline (http://www4.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed/)
等を利用することにより、任意の遺伝子の機能について
の情報を得ることができる。The function of the test eukaryotic gene can be estimated based on the function of the yeast gene identified in the above step (d). For example, the identified yeast gene is A
Since the test gene has an activity in yeast that complements the function of the yeast gene, the test gene is presumed to have the function A. Those skilled in the art can easily obtain information on the function of yeast genes. For example, Saccharomyce
s genome database (http://genome-www.stanford.edu/S
accharomyces /), Yeast protein database (http: // ww
w.proteome.com/databases/YPD/YPDsearch-quick.htm
l), Medline (http://www4.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed/)
By using the above, information on the function of an arbitrary gene can be obtained.
【0028】以下、本発明を実施例により具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例に制限されるものではな
い。Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
【0029】[0029]
【実施例】[実施例1] 野生型酵母へのヒト遺伝子発現
プラスミドの導入 粘液型軟骨肉腫に高頻度に認められる染色体転座t(9;2
2)に由来する遺伝子産物EWS/NOR-1融合遺伝子(別名EWS/
CHN, EWS/TEC; Human Mol. Genet., 4, 2219-2226, 199
5)を用いて検討を行った。YEP型プラスミドpYES2ADE2(U
RA3, ADE2, 2μm Ori, ;pYES2ベクター, Invitrogen に
ADE2を挿入したプラスミド)のGAL1プロモーター下流にE
WS/NOR-1融合遺伝子cDNAを挿入し発現ベクター(pYES2AD
E2-EWS/NOR-1)を構築した(図1)。発芽酵母W303(MAT
a, leu2, ura3, trp1, ade2, his3)をYPD液体培地(20g
/l Difco peptone, 10g/l Yeast extract, 20g/l グル
コース)10mlで16時間振とう培養し、蒸留水で2回洗浄
後、リチウム溶液(0.1M 酢酸リチウム, 10mM Tris-HCl
pH7.5, 1mM EDTA)1mlに懸濁後、30℃で1.5時間振とう
し、プラスミドDNA 10μg、熱変性キャリアーDNA(Shea
red herring testesDNA 10mg/ml)50μlを混合した後、
さらに30℃で30分間振とうした。ポリエチレングリコー
ル溶液(40%ポリエチレングリコール平均分子量3350, 1
0mM Tris-HCl, 1mM EDTA)2.3mlを添加し1時間静置後、
ジメチルスルフォキシド(DimethylSulfoxide; DMSO) 36
0μlを加え、42℃15分間ヒートショックを与えた。ヒー
トショック後の酵母は蒸留水で1回洗浄し、SDA/-uraプ
レート(6.7g/l Difco yeast nitrogen base without a
mino acids, 20g/l グルコース, 20g/l アガロース,30m
g/l L-イソロイシン, 150mg/l L-バリン, 20mg/l L-ア
デニン ヘミ硫酸塩,20mg/l L-アルギニン HCl, 20mg/l
L-ヒスチジン HCl 一水和物, 100mg/l L-ロイシン, 30m
g/l L-リジン HCl, 20mg/l L-メチオニン, 50mg/l L-フ
ェニルアラニン, 200mg/l L-スレオニン, 20mg/l L-ト
リプトファン, 30mg/l L-チロシン)に播種し、3日間30
℃で培養しプラスミド導入を行った(リチウム法)。[Example 1] Introduction of human gene expression plasmid into wild-type yeast Chromosome translocation t (9; 2) frequently observed in mucinous chondrosarcoma
Gene product EWS / NOR-1 fusion gene (also known as EWS /
CHN, EWS / TEC; Human Mol. Genet., 4, 2219-2226, 199
We examined using 5). YEP-type plasmid pYES2ADE2 (U
RA3, ADE2, 2μm Ori,; pYES2 vector, Invitrogen
ADE2 inserted plasmid) downstream of the GAL1 promoter
Insert the WS / NOR-1 fusion gene cDNA into an expression vector (pYES2AD
E2-EWS / NOR-1) was constructed (FIG. 1). Germinating yeast W303 (MAT
a, leu2, ura3, trp1, ade2, his3) in YPD liquid medium (20g
/ l Difco peptone, 10g / l Yeast extract, 20g / l glucose) with shaking culture for 16 hours, wash twice with distilled water, then lithium solution (0.1M lithium acetate, 10mM Tris-HCl)
After suspending in 1 ml of pH 7.5, 1 mM EDTA, shake at 1.5 ° C. for 1.5 hours at 30 ° C., plasmid DNA 10 μg, heat-denatured carrier DNA (Shea
red herring testes DNA 10mg / ml) After mixing 50μl,
The mixture was further shaken at 30 ° C. for 30 minutes. Polyethylene glycol solution (40% polyethylene glycol average molecular weight 3350, 1
(0mM Tris-HCl, 1mM EDTA) 2.3ml was added and left for 1 hour,
DimethylSulfoxide (DMSO) 36
0 μl was added and heat shocked at 42 ° C. for 15 minutes. The yeast after the heat shock is washed once with distilled water, and is then washed on an SDA / -ura plate (6.7 g / l Difco yeast nitrogen base without a
mino acids, 20g / l glucose, 20g / l agarose, 30m
g / l L-isoleucine, 150mg / l L-valine, 20mg / l L-adenine hemisulfate, 20mg / l L-arginine HCl, 20mg / l
L-histidine HCl monohydrate, 100mg / l L-leucine, 30m
g / l L-lysine HCl, 20mg / l L-methionine, 50mg / l L-phenylalanine, 200mg / l L-threonine, 20mg / l L-tryptophan, 30mg / l L-tyrosine)
C. and the plasmid was introduced (lithium method).
【0030】[実施例2] 酵母への変異導入 pYES2ADE2-EWS/NOR-1を導入した発芽酵母w303aは、SDA/
ガラクトース培地(6.7g/l Difco yeast nitrogen base
without amino acids, 20g/l ガラクトース,10g/l ラ
フィノース五水和物, 30mg/l L-イソロイシン, 150mg/l
L-バリン, 20mg/l L-アデニン ヘミ硫酸塩, 20mg/l L-
アルギニン HCl, 20mg/l L-ヒスチジンHCl 一水和物, 1
00mg/l L-ロイシン, 30mg/l L-リジン HCl, 20mg/l L-
メチオニン, 50mg/l L-フェニルアラニン, 200mg/l L-
スレオニン, 20mg/l L-トリプトファン, 30mg/l L-チロ
シン, 20mg/l L-ウラシル)10mlで16時間液体培養を行
った後、2回蒸留水で洗浄し、リン酸バッファー(pH8.0)
10mlに懸濁した。メタンスルホン酸エチルエステル(Me
thanesulfonic Acid Ethyl Ester(Sigma))を0.3ml加え3
0℃、40分間保持することにより遺伝子変異を導入し
た。遺伝子変異を導入した発芽酵母は10mlの10% Na-チ
オ硫酸で中和、蒸留水洗浄後、SDA/ガラクトース液体培
地で8時間振とう培養し、遺伝子変異の固定を行い、ヒ
ト遺伝子依存性株のスクリーニングに用いた。Example 2 Mutagenesis Introduced into Yeast The budding yeast w303a into which pYES2ADE2-EWS / NOR-1 has been introduced was transformed into SDA /
Galactose medium (6.7g / l Difco yeast nitrogen base
without amino acids, 20g / l galactose, 10g / l raffinose pentahydrate, 30mg / l L-isoleucine, 150mg / l
L-valine, 20mg / l L-adenine hemisulfate, 20mg / l L-
Arginine HCl, 20mg / l L-Histidine HCl monohydrate, 1
00mg / l L-leucine, 30mg / l L-lysine HCl, 20mg / l L-
Methionine, 50mg / l L-Phenylalanine, 200mg / l L-
(Threonine, 20mg / l L-tryptophan, 30mg / l L-tyrosine, 20mg / l L-uracil) After liquid culture for 16 hours, wash twice with distilled water, and wash with phosphate buffer (pH 8.0)
Suspended in 10 ml. Methanesulfonic acid ethyl ester (Me
thanesulfonic Acid Ethyl Ester (Sigma))
Genetic mutation was introduced by holding at 0 ° C. for 40 minutes. The budding yeast into which the gene mutation has been introduced is neutralized with 10 ml of 10% Na-thiosulfate, washed with distilled water, shake-cultured in SDA / galactose liquid medium for 8 hours, the gene mutation is fixed, and the human gene-dependent strain is obtained. Was used for screening.
【0031】[実施例3] ヒト遺伝子依存性変異酵母株
の分離 変異を導入した酵母はSDA/ガラクトース/ADEプレート
(6.7g/l Difco yeast nitrogen base without amino a
cids, 20g/l ガラクトース, 10g/l ラフィノース五水和
物, 30mg/l L-イソロイシン, 150mg/l L-バリン, 15mg/
l L-アデニン ヘミ硫酸塩, 20mg/l L-アルギニン HCl,
20mg/l L-ヒスチジン HCl 一水和物, 100mg/l L-ロイシ
ン, 30mg/l L-リジン HCl, 20mg/l L-メチオニン, 50mg
/l L-フェニルアラニン, 200mg/l L-スレオニン, 20mg/
l L-トリプトファン, 30mg/l L-チロシン, 20mg/l L-ウ
ラシル)に独立クローンが得られるよう低密度(300cfu
/90mm dish)で播種し、36時間培養後SDA/ADEプレート
(6.7g/l Difco yeast nitrogen base without amino a
cids, 20g/l グルコース, 20g/l アガロース, 30mg/lL-
イソロイシン, 150mg/l L-バリン, 15mg/l L-アデニン
ヘミ硫酸塩, 20mg/lL-アルギニン HCl, 20mg/l L-ヒス
チジン HCl 一水和物, 100mg/l L-ロイシン,30mg/l L-
リジン HCl, 20mg/l L-メチオニン, 50mg/l L-フェニル
アラニン, 200mg/l L-スレオニン, 20mg/l L-トリプト
ファン, 30mg/l L-チロシン, 20mg/l L-ウラシル)にレ
プリカを行った。レプリカ後両プレートを30℃、3日間
培養した。ヒト遺伝子要求性株は選択圧非存在下におい
ても常にプラスミドを要求するため、表現型はADE2+(白
色クローン)、URA3+(5FOA感受性)となるが、非要求性株
はade2-(赤色クローン)、ura3-(5FOA非感受性)を示す酵
母が増殖に伴い出現する。またヒト遺伝子発現はGAL1プ
ロモーター支配下にあるので、ヒト遺伝子要求性株はガ
ラクトースを含む培地上(GAL1 プロモーター 誘導条
件)で増殖可能で、グルコースを含む培地上(GAL1プロ
モーター抑制条件)では増殖は停止する。よって酵母変
異株の集合体から、白色でかつSDA/ガラクトース/ADE上
で生育し、SDA/グルコース/ADE上で増殖抑制のかかるク
ローンを選択した。得られたクローンは次にSDA/ガラク
トース液体培地で16時間以上培養し、0.1%5FOAを含むS
DA/ガラクトースプレートに塗布し、5FOA感受性のスク
リーニングを行った。5FOA感受性を示した株は、低密度
でSDA/ガラクトースプレートに播種し36時間後にSDA/-U
ra,-Ade/ガラクトース プレート(6.7g/l Difco yeast
nitrogen base without amino acids, 20g/l ガラクト
ース, 10g/l ラフィノース五水和物, 20g/l アガロー
ス, 30mg/l L-イソロイシン, 150mg/l L-バリン, 20mg/
l L-アルギニン HCl,20mg/l L-ヒスチジン HCl 一水和
物, 100mg/l L-ロイシン, 30mg/l L-リジン HCl, 20mg/
l L-メチオニン, 50mg/l L-フェニルアラニン, 200mg/l
L-スレオニン,20mg/l L-トリプトファン, 30mg/l L-チ
ロシン)にレプリカし、すべてのコロニーがURA+, ADE+
の表現型を示すことを確認した。Example 3 Isolation of Human Gene-Dependent Mutant Yeast Strain into which the mutation was introduced was SDA / galactose / ADE plate (6.7 g / l Difco yeast nitrogen base without aminoa
cids, 20g / l galactose, 10g / l raffinose pentahydrate, 30mg / l L-isoleucine, 150mg / l L-valine, 15mg /
l L-adenine hemisulfate, 20mg / l L-arginine HCl,
20mg / l L-histidine HCl monohydrate, 100mg / l L-leucine, 30mg / l L-lysine HCl, 20mg / l L-methionine, 50mg
/ l L-phenylalanine, 200mg / l L-threonine, 20mg /
l L-tryptophan, 30 mg / l L-tyrosine, 20 mg / l L-uracil) at low density (300 cfu
/ 90mm dish) and culture for 36 hours, then SDA / ADE plate (6.7g / l Difco yeast nitrogen base without amino a
cids, 20g / l glucose, 20g / l agarose, 30mg / lL-
Isoleucine, 150mg / l L-valine, 15mg / l L-adenine
Hemi-sulfate, 20mg / l L-arginine HCl, 20mg / l L-histidine HCl monohydrate, 100mg / l L-leucine, 30mg / l L-
Lysine HCl, 20mg / l L-methionine, 50mg / l L-phenylalanine, 200mg / l L-threonine, 20mg / l L-tryptophan, 30mg / l L-tyrosine, 20mg / l L-uracil) . After the replica, both plates were cultured at 30 ° C. for 3 days. The phenotype is ADE2 + (white clone) and URA3 + (5FOA sensitive) because the human gene auxotroph always requires a plasmid even in the absence of selection pressure, but the non-auxotroph is ade2- (red clone). Yeasts showing ura3- (5FOA insensitive) appear with growth. In addition, since human gene expression is under the control of the GAL1 promoter, a human gene-requiring strain can grow on a medium containing galactose (GAL1 promoter-inducing conditions) and stop growing on a medium containing glucose (GAL1 promoter-suppressed conditions). I do. Therefore, from the aggregate of the yeast mutants, a clone that grew white on SDA / galactose / ADE and inhibited growth on SDA / glucose / ADE was selected. The obtained clones were then cultured in SDA / galactose liquid medium for 16 hours or more, and S containing 0.1% 5FOA.
It was applied to a DA / galactose plate and screened for 5FOA sensitivity. 5 Strain showing FOA sensitivity was seeded at low density on SDA / galactose plate, and SDA / -U
ra, -Ade / galactose plate (6.7g / l Difco yeast
nitrogen base without amino acids, 20g / l galactose, 10g / l raffinose pentahydrate, 20g / l agarose, 30mg / l L-isoleucine, 150mg / l L-valine, 20mg /
l L-arginine HCl, 20 mg / l L-histidine HCl monohydrate, 100 mg / l L-leucine, 30 mg / l L-lysine HCl, 20 mg /
l L-methionine, 50mg / l L-phenylalanine, 200mg / l
L-threonine, 20mg / l L-tryptophan, 30mg / l L-tyrosine) and all colonies are URA +, ADE +
Phenotype.
【0032】5FOA感受性、白色クローン、ガラクトース
依存増殖、URA+、ADE+を示したクローンは野生型w303α
発芽酵母と接合(Methods in Yeast Genetics, Cold Spr
ingHarbor Laboratory Press, 1997)を行い2倍体酵母を
作製し、2倍体においてはプラスミド依存性、5FOA感受
性、白色形質すべてを失うクローンをさらに選択した。
選択した2倍体株は胞子形成用プレート(10g/l 酢酸カリ
ウム, 20g/l アガロース)上に塗布し30℃、48時間保持
することにより減数分裂させ、四胞子解析により遺伝的
劣性変異であること、1遺伝子変異に基づいた表現型で
あることを確認し(Methods in Yeast Genetics, Cold S
pring Harbor Laboratory Press, 1997)、EWS/NOR-1要
求性の酵母変異株であるとした。5 The clone showing FOA sensitivity, white clone, galactose-dependent growth, URA +, ADE + was wild-type w303α.
Methods in Yeast Genetics, Cold Spr
ingHarbor Laboratory Press, 1997) to produce a diploid yeast, and in the diploid, clones that lost all of the plasmid dependence, 5FOA sensitivity, and white trait were further selected.
The selected diploid strain was meiotically spread on a sporulation plate (10 g / l potassium acetate, 20 g / l agarose) and kept at 30 ° C for 48 hours, and was a genetically recessive mutation by tetraspore analysis And confirmed that the phenotype was based on 1 gene mutation (Methods in Yeast Genetics, Cold S
pring Harbor Laboratory Press, 1997), which was determined to be a yeast mutant requiring EWS / NOR-1.
【0033】[実施例4] 変異遺伝子の決定 発芽酵母ゲノムライブラリー(YEP13 ベクター, LEU2,
発芽酵母ゲノム断片10-20kbをBamHIサイトに挿入、東京
大学理学部植物研より分与)を酵母変異株に前述のリチ
ウム法を用いて導入し、SDA/-Leuプレート(6.7g/l Dif
co yeast nitrogen base without amino acids, 20g/l
グルコース, 20g/l アガロース, 30mg/l L-イソロイシ
ン, 150mg/l L-バリン, 20mg/l L-アデニン ヘミ硫酸
塩, 20mg/l L-アルギニン HCl, 20mg/l L-ヒスチジン H
Cl 一水和物, 30mg/l L-リジン HCl, 20mg/l L-メチオ
ニン, 50mg/l L-フェニルアラニン, 200mg/l L-スレオ
ニン, 20mg/l L-トリプトファン, 30mg/l L-チロシン,
20mg/l L-ウラシル)に播種後30℃48時間培養し、プラ
スミド導入によりグルコース培地上での増殖を回復した
クローンを選択した。選択した酵母クローンは、低密度
での再播種による純化後、SDA/-Leu液体培地(6.7g/l D
ifco yeast nitrogen base without amino acids, 20g/
l グルコース, 30mg/l L-イソロイシン, 150mg/l L-バ
リン, 20mg/l L-アデニン ヘミ硫酸塩, 20mg/l L-アル
ギニン HCl, 20mg/l L-ヒスチジン HCl 一水和物, 30mg
/l L-リジン HCl, 20mg/l L-メチオニン, 50mg/l L-フ
ェニルアラニン, 200mg/l L-スレオニン, 20mg/l L-ト
リプトファン, 30mg/l L-チロシン, 20mg/lL-ウラシ
ル)で16時間培養し、導入したプラスミドの回収を行っ
た。[Example 4] Determination of mutant gene A budding yeast genomic library (YEP13 vector, LEU2,
The budding yeast genomic fragment 10-20 kb was inserted into the BamHI site and distributed by the Institute of Plant Science, The University of Tokyo) into the yeast mutant using the lithium method described above, and the SDA / -Leu plate (6.7 g / l Dif
co yeast nitrogen base without amino acids, 20g / l
Glucose, 20 g / l agarose, 30 mg / l L-isoleucine, 150 mg / l L-valine, 20 mg / l L-adenine hemisulphate, 20 mg / l L-arginine HCl, 20 mg / l L-histidine H
Cl monohydrate, 30mg / l L-lysine HCl, 20mg / l L-methionine, 50mg / l L-phenylalanine, 200mg / l L-threonine, 20mg / l L-tryptophan, 30mg / l L-tyrosine,
20 mg / l L-uracil), and the cells were cultured at 30 ° C. for 48 hours, and clones whose growth on a glucose medium was restored by plasmid introduction were selected. The selected yeast clones are purified by low-density reseeding and then purified in SDA / -Leu liquid medium (6.7 g / l D
ifco yeast nitrogen base without amino acids, 20g /
l glucose, 30mg / l L-isoleucine, 150mg / l L-valine, 20mg / l L-adenine hemisulfate, 20mg / l L-arginine HCl, 20mg / l L-histidine HCl monohydrate, 30mg
/ l L-lysine HCl, 20mg / l L-methionine, 50mg / l L-phenylalanine, 200mg / l L-threonine, 20mg / l L-tryptophan, 30mg / l L-tyrosine, 20mg / l L-uracil) After culturing for a time, the introduced plasmid was recovered.
【0034】[実施例5] プラスミド回収 酵母培養液3mlから遠心分離により酵母を回収し、細胞
破砕液(2% Triton X-100, 1% SDS, 100mM NaCl, 10mM
Tris-HCl, pH8.0, 1mM EDTA)200μlに懸濁した。懸濁
液にガラスビーズ(直径425-600 nm)少量、フェノール
/クロロフォルム/イソアミルアルコール(25:24:1)200
μlを加え、5分間ボルテックスした後、遠心分離によ
り上清を回収した。上清はエタノール沈殿後、100μl T
E(10mM Tris-HCl pH8.0, 1mM EDTA)溶液に懸濁し、5
μlを用いて大腸菌DH5αコンピテントセル(東洋紡)を
定法に従い形質転換した(Molecular Cloning, Cold Sp
ringHarbor Laboratory Press, 1989)。得られた大腸
菌コロニーをLB/Amp+培地(bacto-tryptone 10g/l, bact
o-yeast extract 5g/l, NaCl 10g/l, アンピシリン 50m
g/l)を用いて培養し、酵母ゲノム断片を含んだプラスミ
ドを回収した。YEP13プラスミド上の配列(Forward:TGG
AGC CAC TAT CGA CTA CG/配列番号:1、Reverse:GAT
CTT CCC CAT CGG TGA TG/配列番号:2)をプライマー
として用いて酵母ゲノム断片DNAの5'末端と3'末端の配
列をDNA sequencing法(Current protocols in molecula
r biology, John Wiley & Sons, Inc., 1998)により決
定し、Saccharomyces genome database (http://genome
-www.stanford.edu/Saccharomyces/)と比較することに
より、分離した酵母ゲノム断片DNA 配列を入手した。回
収したDNA断片は酵母第4染色体283531-293684bpに相当
し7個の遺伝子を含んでいたため、制限酵素を用いて欠
失体を作製し、相補活性を示す最小領域を決定した。Example 5 Plasmid Recovery Yeast was recovered from 3 ml of yeast culture by centrifugation, and a cell lysate (2% Triton X-100, 1% SDS, 100 mM NaCl, 10 mM)
Tris-HCl, pH 8.0, 1 mM EDTA). A small amount of glass beads (425-600 nm in diameter), phenol
/ Chloroform / isoamyl alcohol (25: 24: 1) 200
After adding μl and vortexing for 5 minutes, the supernatant was recovered by centrifugation. The supernatant was precipitated with ethanol and then 100 μl T
E (10 mM Tris-HCl pH 8.0, 1 mM EDTA)
E. coli DH5α competent cells (Toyobo) were transformed according to a standard method using μl (Molecular Cloning, Cold Sp
ringHarbor Laboratory Press, 1989). The obtained E. coli colonies were cultured in LB / Amp + medium (bacto-tryptone 10 g / l, bact
o-yeast extract 5g / l, NaCl 10g / l, ampicillin 50m
g / l), and the plasmid containing the yeast genomic fragment was recovered. Sequence on YEP13 plasmid (Forward: TGG
AGC CAC TAT CGA CTA CG / SEQ ID NO: 1, Reverse: GAT
Using the CTT CCC CAT CGG TGA TG / SEQ ID NO: 2) as a primer, the sequences at the 5 ′ end and 3 ′ end of the yeast genomic fragment DNA were subjected to DNA sequencing (Current protocols in molecula).
r biology, John Wiley & Sons, Inc., 1998) and the Saccharomyces genome database (http: // genome
-www.stanford.edu/Saccharomyces/) to obtain the isolated yeast genomic fragment DNA sequence. Since the recovered DNA fragment corresponded to yeast chromosome 4 chromosome 283531-293684 bp and contained 7 genes, a deletion region was prepared using a restriction enzyme and the minimum region showing complementary activity was determined.
【0035】その結果、活性を保持する最小領域は2835
31-286087bpであり、さらに削除した283531-285055bpで
は相補活性を示さなかった(図2)。相補活性が消失す
る最小領域には唯一SNU23遺伝子が存在することから、
変異株内の変異遺伝子はsmall nuclear ribonucleoprot
ein (snRNP)に分類されるSNU23である可能性が強く示唆
された。As a result, the minimum region retaining the activity was 2835
It was 31-286087 bp, and the further deleted 283531-285055 bp showed no complementary activity (FIG. 2). Since the SNU23 gene exists only in the minimum region where the complementation activity is lost,
The mutant gene in the mutant is small nuclear ribonucleoprot
It was strongly suggested that SNU23 might be classified as ein (snRNP).
【0036】[実施例6] 変異株内の遺伝子変異の決定 変異株内の変異遺伝子はSNU23である可能性が強い。そ
こでDNA direct sequence法(Current protocols in mo
lecular biology, John Wiley & Sons, Inc., 1998)を
用いて変異酵母株内のSNU23遺伝子配列を解析した。SNU
23遺伝子のプロモーター領域、タンパク質コーディング
領域、ターミネーター領域すべての塩基配列を決定した
結果、1塩基置換をタンパク質コーディング領域に認め
た。この変異はSNU23遺伝子コドン82上に生じており、T
GC(Cys)からTAC(Tyr)への1アミノ酸置換が生じていた
(図3)。この変異部位はSNU23タンパク質のジンクフ
ィンガー構造を構成する第一Cysに相当することから、
この変異はジンクフィンガー構造の破壊を伴っていると
考えられた。[Example 6] Determination of gene mutation in mutant strain The mutant gene in the mutant strain is likely to be SNU23. Therefore, the DNA direct sequence method (Current protocols in mo
The SNU23 gene sequence in the mutant yeast strain was analyzed using lecular biology, John Wiley & Sons, Inc., 1998). SNU
As a result of determining the base sequence of all of the promoter region, protein coding region, and terminator region of 23 genes, a single base substitution was recognized in the protein coding region. This mutation occurs on codon 82 of the SNU23 gene,
One amino acid substitution from GC (Cys) to TAC (Tyr) occurred (FIG. 3). Since this mutation site corresponds to the first Cys constituting the zinc finger structure of the SNU23 protein,
This mutation was thought to be accompanied by the disruption of the zinc finger structure.
【0037】以上の実験からEWS/NOR-1融合タンパク質
は酵母内でSNU23遺伝子の機能を相補する活性を持ちう
ることが示された。その結果、変異が見出された酵母遺
伝子がSNU23遺伝子であり、該SNU23遺伝子はsmall nucl
ear ribonucleoprotein (snRNP)としての機能が報告(EM
BO J., 16, 4092-4106, 1997)されていることから、EWS
/NOR-1融合遺伝子はsnRNPとしての機能を有するものと
推定することができる。From the above experiments, it was shown that the EWS / NOR-1 fusion protein can have the activity to complement the function of the SNU23 gene in yeast. As a result, the yeast gene in which the mutation was found was the SNU23 gene, and the SNU23 gene was small nucl
Reported function as ear ribonucleoprotein (snRNP) (EM
BO J., 16, 4092-4106, 1997)
It can be estimated that the / NOR-1 fusion gene has a function as snRNP.
【0038】[0038]
【発明の効果】本発明により、真核生物の遺伝子機能を
効率的に推定することが可能となった。本発明の方法に
よれば、ヒト疾患関連遺伝子の生物学的機能を推定する
ことにより、新たな治療法、創薬、臨床診断等へのアプ
ローチが可能になる。また本発明の方法は、ヒトをはじ
めとした真核生物の遺伝子機能を解明するための基礎研
究にも利用されることが大いに期待される。According to the present invention, it has become possible to efficiently estimate gene functions of eukaryotes. According to the method of the present invention, a new therapeutic method, drug discovery, clinical diagnosis, and the like can be approached by estimating the biological function of a human disease-related gene. The method of the present invention is also expected to be used for basic research for elucidating gene functions of eukaryotes including humans.
【0039】[0039]
【配列表】 SEQUENCE LISTING <110> National Cancer Center Research Institute The Organization for Pharmaceutical Safety and Research Genox Research, Inc. <120> Method for predicting function of an eukaryotic gene using yeast. <130> OPS-A0004 <140> <141> <160> 2 <170> PatentIn Ver. 2.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:Artificially Synthesized Primer Sequence <400> 1 tggagccact atcgactacg 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence:Artificially Synthesized Primer Sequence <400> 2 gatcttcccc atcggtgatg 20[Sequence List] SEQUENCE LISTING <110> National Cancer Center Research Institute The Organization for Pharmaceutical Safety and Research Genox Research, Inc. <120> Method for predicting function of an eukaryotic gene using yeast. <130> OPS-A0004 <140> < 141> <160> 2 <170> PatentIn Ver. 2.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Artificially Synthesized Primer Sequence <400> 1 tggagccact atcgactacg 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Artificially Synthesized Primer Sequence <400> 2 gatcttcccc atcggtgatg 20
【図1】ヒトEWS/NOR-1遺伝子を発現するプラスミドの
構造を示す図である。FIG. 1 shows the structure of a plasmid that expresses the human EWS / NOR-1 gene.
【図2】相補活性が消失する最小領域を示す図である。
括弧内は発芽酵母ゲノムデータベース、第4染色体上の
位置を示す。FIG. 2 is a diagram showing a minimum region where complementary activity disappears.
The position in parentheses indicates the position on the chromosome 4 of the budding yeast genome database.
【図3】EWS/NOR-1要求性株に認められた遺伝子変異を
示す図である。上段は野生型SNU23遺伝子配列、下段はE
WS/NOR-1要求性変異株SNU23遺伝子配列を示す。コドン8
2のTGCがTACに変化することにより、1アミノ酸置換が生
じていた。四角で囲った部分は、ジンクフィンガー構造
を構成する4つのアミノ酸を示す。FIG. 3 is a view showing a gene mutation observed in an EWS / NOR-1 auxotroph. Upper: wild-type SNU23 gene sequence, lower: E
Fig. 4 shows the sequence of the WS / NOR-1 auxotroph mutant SNU23 gene. Codon 8
The change of 2 TGC to TAC resulted in 1 amino acid substitution. Boxes indicate the four amino acids that make up the zinc finger structure.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大倉 永也 東京都中央区築地5−1−1 国立がんセ ンター研究所 細胞増殖因子研究部内 (72)発明者 塚田 俊彦 東京都中央区築地5−1−1 国立がんセ ンター研究所 細胞増殖因子研究部内 Fターム(参考) 4B024 AA11 AA20 CA04 CA07 DA12 EA04 FA10 GA11 GA19 GA25 HA01 HA11 HA19 4B063 QA05 QA18 QA19 QQ07 QQ12 QQ13 QQ43 QR33 QR60 QR69 QR80 QS12 QS24 QS38 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Nagaya Okura 5-1-1 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo National Cancer Center Research Institute Cell Growth Factor Research Division (72) Inventor Toshihiko Tsukada 5, Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo -1-1 F-term in Cell Growth Factors Research Division, National Cancer Center Research Institute 4B024 AA11 AA20 CA04 CA07 DA12 EA04 FA10 GA11 GA19 GA25 HA01 HA11 HA19 4B063 QA05 QA18 QA19 QQ07 QQ12 QQ13 QQ43 QR33 QR60 QR69 QR80 QS12 QS24 QS38
Claims (2)
あって、(a)被検真核生物遺伝子を含む発現プラスミ
ドを酵母へ導入する工程、(b)工程(a)により得ら
れる酵母のゲノム上へDNA変異を導入する工程、(c)
工程(b)により得られる酵母変異株の中から、被検真
核生物遺伝子要求性を示す変異株を同定する工程、
(d)工程(c)によって同定された変異株における、
変異の導入された遺伝子を同定する工程、(e)工程
(d)によって同定された遺伝子から、被検真核生物遺
伝子の機能を推定する工程、を含む方法。1. A method for estimating the function of a eukaryotic gene, comprising the steps of: (a) introducing an expression plasmid containing a test eukaryotic gene into yeast; (b) obtaining the yeast obtained in step (a) Introducing a DNA mutation into the genome of (c),
Identifying a mutant strain exhibiting a test eukaryotic gene auxotrophy among the yeast mutant strains obtained in the step (b);
(D) in the mutant strain identified in step (c),
A method comprising: identifying a gene into which a mutation has been introduced; and (e) estimating the function of a test eukaryotic gene from the gene identified in step (d).
伝子の同定が、被検真核生物遺伝子が発現すると増殖
し、発現しない場合に致死または増殖が停止する変異株
を同定することにより行なわれる、請求項1に記載の方
法。2. The step of identifying a gene into which a mutation has been introduced in step (c) by identifying a mutant strain that grows when the test eukaryotic gene is expressed, and that is lethal or stops growing when the gene is not expressed. The method of claim 1, wherein
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012523230A (en) * | 2009-04-08 | 2012-10-04 | 味の素株式会社 | Yeast having increased sulfur-containing compound content, screening method thereof, and culture method |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPH08501201A (en) * | 1992-03-16 | 1996-02-13 | ナサニール ホールスタッター,ヤコブ | Selection method |
| JP2000050888A (en) * | 1998-07-15 | 2000-02-22 | Roche Diagnostics Gmbh | A novel E. coli / host vector system based on antibiotic-free selection by complementing auxotrophy |
-
2000
- 2000-11-06 JP JP2000337324A patent/JP2002136288A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH08501201A (en) * | 1992-03-16 | 1996-02-13 | ナサニール ホールスタッター,ヤコブ | Selection method |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JPN6010029433, "第59回日本癌学会総会記事", 2000.9.1, p.22, #1011 * |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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