JP2002522079A - Gene switch - Google Patents

Gene switch

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JP2002522079A JP2000565139A JP2000565139A JP2002522079A JP 2002522079 A JP2002522079 A JP 2002522079A JP 2000565139 A JP2000565139 A JP 2000565139A JP 2000565139 A JP2000565139 A JP 2000565139A JP 2002522079 A JP2002522079 A JP 2002522079A
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ジェプソン,イアン
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Syngenta Ltd
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Abstract

(57)【要約】 本発明は特に、真核細胞中の標的遺伝子の転写を開始させる方法に関しており、以下の工程から成っている:(a)応答タンパク質を産生できる真核細胞を提供し;および(b)作動可能なように連結されおよび、誘導された場合に該標的遺伝子の転写を開始できる誘導性プロモーター配列を定めているポリヌクレオチドを該細胞のゲノム内へ挿入し;および(c)該応答タンパク質へ結合できる化学誘導物質を該細胞へ与え、それにより該化学誘導物質が該応答タンパク質に結合して誘導複合体を形成し、それは該誘導性プロモーターへ結合しおよびそれを誘導し、それにより該標的遺伝子の転写を開始する。 (57) Abstract The present invention specifically relates to a method of initiating transcription of a target gene in a eukaryotic cell, comprising the steps of: (a) providing a eukaryotic cell capable of producing a response protein; And (b) inserting into the genome of the cell a polynucleotide operably linked and defining an inducible promoter sequence that, when induced, is capable of initiating transcription of the target gene; and (c). Providing a chemical inducer capable of binding to the response protein to the cell, whereby the chemical inducer binds to the response protein to form an inducible complex, which binds to and induces the inducible promoter; Thereby, transcription of the target gene is started.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 本発明は特に、真核生物へ化学誘導剤を与えることにより、真核生物における
遺伝子発現を誘導することに関している。そのような系は”遺伝子スイッチ”と
称されている。
The present invention is particularly directed to inducing gene expression in eukaryotes by providing a chemical inducer to the eukaryote. Such a system is called a "gene switch".

【0002】 特に、本発明は植物、動物または酵母中の標的遺伝子の発現を調節する方法に
関している。 細菌細胞は周囲の環境に応答する能力を持っている。異なった環境の合図への
応答は細菌の生存に必須である。集団中の個々の細菌もまたそれらがその一員で
ある集団の密度および局所的細菌集団の状態(”定足数(quorum)”)を
感じることができる。即ち、個々の細菌は周囲の環境中の同様の細菌の存在を検
出することができる。定足数感受性は細菌の同調増殖を可能にし、発育が最少集
団レベルに到達した場合、集団からの協奏的応答が開始される。
In particular, the invention relates to a method for regulating the expression of a target gene in a plant, animal or yeast. Bacterial cells have the ability to respond to the surrounding environment. Responses to cues from different environments are essential for bacterial survival. Individual bacteria in the population can also feel the density of the population of which they are a member and the status of the local bacterial population ("quorum"). That is, individual bacteria can detect the presence of similar bacteria in the surrounding environment. Quorum susceptibility allows synchronized growth of the bacteria, and when development reaches a minimum population level, a concerted response from the population is initiated.

【0003】 フォトバクテリウム フィシェリ(Photobacterium fish eri )の場合、N−(3−オキソ)ヘキサノイル−L−ホモセリン ラクトン
または自己誘導物質が細胞密度依存性様式で生物発光を調節している。P.フィ
シェリのluxオペロン中の二つの主な遺伝子が信号生成および信号検出に関与
している。luxIはホモセリン ラクトンの生合成に関与しているが、このこ
とが起こる機構は明らかにされていない。S−アデノシルメチオニンおよび補酵
素Aまたは3−オキソヘキサン酸のアシルキャリヤータンパク質付加体がP.フ
ィシェリ中のluxI遺伝子の基質であることが報告されている。
In the case of Photobacterium fischeri (Photobacterium fish eri), N- ( 3- oxo) hexanoyl -L- homoserine lactone or autoinducer is adjusted bioluminescence at a cell density-dependent manner. P. Two major genes in Fischer's lux operon are involved in signal generation and signal detection. Although luxI is involved in homoserine lactone biosynthesis, the mechanism by which this occurs is not clear. Acyl carrier protein adduct of S-adenosylmethionine and coenzyme A or 3-oxohexanoic acid is It has been reported to be a substrate for the luxI gene in Fischerries .

【0004】 細菌において、自己誘導物質がluxI遺伝子の発現を調節しており、従って
、自己誘導物質合成の正の自己調節を作り出している。LuxR(応答調節物質
または自己誘導物質受容体)はP.フィシェリにおいてN−(3−オキソヘキサ
ノイル)−L−ホモセリン ラクトン(OHHL)の存在への応答に関与するタ
ンパク質である。C末端にLuxRはDNA結合ドメインおよび転写アクチベー
ターを含んでいる。LuxR C末端は、UhpA、FixJおよびNarLの
ような二成分環境感受性系として知られている転写アクチベーターとアミノ酸相
同性を示している。LuxRはホモダイマーとしてパリンドロームでDNAと相
互作用すると考えられており、そこではluxIオペレーター配列はluxボッ
クスと名付けられている。タンパク質のN末端は、二成分環境感受性系と類似性
を持っていないので受容体モジュールと呼ばれている。
[0004] In bacteria, autoinducers regulate the expression of the luxI gene, thus creating positive autoregulation of autoinducer synthesis. LuxR (Response Modulator or Autoinducer Receptor) Proteins involved in the response to the presence of N- (3-oxohexanoyl) -L-homoserine lactone (OHHL) in Fischerries. LuxR at the C-terminus contains a DNA binding domain and a transcriptional activator. The LuxR C-terminus has shown amino acid homology to transcription activators known as binary environmentally sensitive systems such as UhpA, FixJ and NarL. LuxR is thought to interact with DNA in the palindrome as a homodimer, where the luxI operator sequence is termed the lux box. The N-terminus of the protein is called a receptor module because it has no similarity to the two-component environmentally sensitive system.

【0005】 定足数感受性系は他の細菌でも観察され、異なったホモセリン ラクトンによ
り活性化されるであろう。そのような例はP.アエルギノーサ(aerugin osa )PAO1であり、LasIが自己誘導物質N−(3−オキソドデカノイ
ル)−L−ホモセリン ラクトン(OdDHL)の合成を指示し、それは正の転
写アクチベーター、LasR(Winson et al.,1995)を活性
化する。さらに、同じP.アエルギノーサ、PAO1、において、vsmRおよ
vsmI遺伝子を含んでいるvsmと名付けられた第二のシグナリング経路が
単離されている。vsmI遺伝子産物はN−ブタノイル−L−ホモセリン ラク
トン(BHL)およびN−ヘキサノイル−L−ホモセリン ラクトン(HHL)
の生成に関与している。これらの化合物はP.アエルギノーサの培養後上清に存
在し、PAN067(これらの自己誘導物質のどちらも合成することができない
多形質発現性P.アエルギノーサ突然変異体)へBHLまたはHHLを与えると
、エラスターゼ、キチナーゼおよびシアン化物生成を回復した(Winson et al.,1995)。一つの種において異なったホモセリン誘導物質の存
在を示唆している別の証拠がビブリオ アングイラルム(Vibrio ang uillarum )(Milton et al.,1997)およびP.アエ
ルギノーサ(Pesci et al.,1997)で最近観察されている。さ
らに、表1は異なった化合物が異なった細菌における異なったレセプター分子の
誘導物質であることが知られている、特徴付けられた系の例が示されている。
[0005] A quorum-sensitive system has also been observed in other bacteria and may be activated by different homoserine lactones. Such an example is described in Aeruginosa (aerugin osa) is PAO1, LasI instructs the synthesis of autoinducer N- (3- oxododecanoyl) -L- homoserine lactone (OdDHL), which is a positive transcriptional activator, LasR (Winson et al. , 1995). Furthermore, the same P. In Aeruginosa, PAO1, a second signaling pathway, named vsm , containing the vsmR and vsmI genes has been isolated. The vsmI gene products are N-butanoyl-L-homoserine lactone (BHL) and N-hexanoyl-L-homoserine lactone (HHL).
Is involved in the generation of These compounds are described in When BHL or HHL is given to PAN067 (a polytransgenic P. aeruginosa mutant that cannot synthesize either of these autoinducers), which is present in the supernatant after the culture of Aeruginosa, elastase, chitinase and cyanide Production was restored (Winson et al., 1995). Another evidence Vibrio Anguirarumu which suggests the presence of different homoserine inducer in one species (Vibrio ang uillarum) (Milton et al., 1997) and P. It has recently been observed in Aeruginosa (Pesci et al., 1997). Further, Table 1 shows examples of characterized systems in which different compounds are known to be inducers of different receptor molecules in different bacteria.

【0006】[0006]

【表1】 [Table 1]

【0007】[0007]

【表2】 [Table 2]

【0008】[0008]

【表3】 [Table 3]

【0009】 従って本発明は特に、真核生物に化学誘導物質を与えることによる、真核生物
中の遺伝子発現誘導のための方法および物質を提供しようとしている。 本発明に従うと、下記の工程からなる真核細胞中の標的遺伝子の転写を開始す
る方法が提供される: (a) 応答タンパク質を生成できる真核細胞を提供し; (b) 誘導性プロモーター配列(該標的遺伝子に作動可能なように連結され、
および、誘導された場合に該標的遺伝子の転写を開始できる)を定めているポリ
ヌクレオチドを該細胞のゲノム内へ挿入し;および (c) 該応答タンパク質へ結合できる化学誘導物質を該細胞へ与え、それによ
り該化学誘導物質が該応答タンパク質に結合して誘導複合体を形成し、その誘導
複合体は該誘導性プロモーターへ結合しおよびそれを誘導し、それにより該標的
遺伝子の転写を開始する。
Accordingly, the present invention seeks in particular to provide methods and materials for inducing gene expression in eukaryotes by providing the eukaryote with a chemical inducer. According to the present invention there is provided a method of initiating transcription of a target gene in a eukaryotic cell comprising the steps of: (a) providing a eukaryotic cell capable of producing a responsive protein; (b) an inducible promoter sequence. (Operably linked to the target gene,
And inserting a polynucleotide into the genome of the cell which, when induced, can initiate transcription of the target gene); and (c) providing the cell with a chemical inducer capable of binding to the responsive protein. Whereby the chemical inducer binds to the responsive protein to form an inducible complex, which binds to and induces the inducible promoter, thereby initiating transcription of the target gene. .

【0010】 真核細胞は該応答タンパク質を生成する機構をすでに含んでいてもよいし、も
しくは本分野でよく知られている技術を用い、応答タンパク質の生成に提供され
るポリヌクレオチドを該細胞内へ挿入することによりその機構を提供してもよい
。上記の方法に使用するための誘導性プロモーターは配列ID番号:2に示され
るヌクレオチド配列を含んでおり、応答タンパク質は配列ID番号:16に示さ
れるアミノ酸配列を含んでいるであろう。もしくは誘導性プロモーターは、0.
1%SDSを含んでいる0.3強度のクエン酸緩衝液中、60℃から65℃の間
の温度で配列ID番号:2へ結合するものの相補体であるヌクレオチドのような
機能的変異体を含んでいてもよく、同じ温度で0.1%SDSを含んでいる0.
3強度のクエン酸緩衝液で洗浄した後でも該ヌクレオチドは該誘導複合体と結合
すれば誘導性プロモーターとしてまだ働くことができる。特に、本発明の方法で
使用するための応答タンパク質は、配列ID番号:5に示される配列を含むポリ
ヌクレオチドによりコード化されている。もしくは該応答タンパク質をコード化
しているポリヌクレオチドは0.1%SDSを含んでいる0.3強度のクエン酸
緩衝液中で60℃から65℃の間の温度で配列ID番号:5へ結合するものの相
補体を含んでいてもよく、同じ温度で0.1%SDSを含んでいる0.3強度の
クエン酸緩衝液で洗浄した後でも該ポリヌクレオチドは、該化学誘導物質と誘導
複合体を形成できるタンパク質をまだコード化している。本発明に従った誘導性
プロモーターを定めているポリヌクレオチドが、配列ID番号:21に示したよ
うな領域を含んでいることが特に好適である。本発明の方法は特に植物細胞中で
の転写を開始させるのに応用可能である;より特別にはメロン、マンゴー、大豆
、綿、タバコ、テンサイ、油種子ナタネ、キャノーラ、亜麻、ヒマワリ、ジャガ
イモ、トマト、アルファルファ、レタス、トウモロコシ、小麦、サトウモロコシ
、ライ麦、バナナ、大麦、オート麦、芝草、マグサ、サトウキビ、エンドウ、豆
、米、松、ポプラ、リンゴ、モモ、ブドウ、イチゴ、ニンジン、レタス、キャベ
ツ、タマネギ、ミカン属または堅果植物の細胞中で。特に、本発明の方法は根、
葉、幹および生殖組織(reproductive tissue)を含む種々
の組織で転写を開始させるために使用されるであろう。上記の方法で使用される
であろう化学誘導物質はN−(3−オキソ)ヘキサノイル−L−ホモセリン ラ
クトンまたはその機能的等価物であり、農業的に受容可能な処方の一部として植
物細胞へ与えられる。もしくは、植物中で化学誘導物質の生成を提供するタンパ
ク質をコード化しているポリヌクレオチドを植物のゲノム内に挿入することによ
り植物内で化学誘導物質が生成されてもよい。このポリヌクレオチドは、例えば
、構成的プロモーター、遺伝子スイッチ(alcA/R、ヘリオチス(Heli othis )エクジソンおよびGST−27スイッチのような)、傷誘導性、組
織または一過性プロモーターの転写制御下にあってもよい。植物内で化学誘導物
質を生成する利点は、遺伝子発現を誘導するために噴霧するまたは外部から植物
を処理する必要性がないことである。
[0010] The eukaryotic cell may already contain a mechanism for producing the response protein, or may use a technique well known in the art to transfer a polynucleotide provided for the production of the response protein into the cell. To provide that mechanism. An inducible promoter for use in the above method would include the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2, and the responsive protein would include the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 16. Alternatively, the inducible promoter is 0.
Functional variants such as nucleotides that are complementary to those that bind to SEQ ID NO: 2 at a temperature between 60 ° C and 65 ° C in 0.3 strength citrate buffer containing 1% SDS. 0.1% SDS at the same temperature.
Even after washing with three strength citrate buffer, the nucleotide can still serve as an inducible promoter if it binds to the inducing complex. In particular, a response protein for use in the method of the invention is encoded by a polynucleotide comprising the sequence shown in SEQ ID NO: 5. Alternatively, the polynucleotide encoding the response protein binds to SEQ ID NO: 5 in a 0.3 strength citrate buffer containing 0.1% SDS at a temperature between 60 ° C and 65 ° C. Even after washing with a 0.3 strength citrate buffer containing 0.1% SDS at the same temperature, the polynucleotide will be able to bind the chemical inducer and the inducer complex at the same temperature. It still encodes a protein that can be formed. It is particularly preferred that the polynucleotide defining the inducible promoter according to the invention comprises a region as set forth in SEQ ID NO: 21. The method of the invention is particularly applicable for initiating transcription in plant cells; more particularly, melons, mangos, soy, cotton, tobacco, sugar beet, oilseed rape, canola, flax, sunflower, potato, Tomato, alfalfa, lettuce, corn, wheat, sugar corn, rye, banana, barley, oats, turfgrass, magsa, sugar cane, peas, beans, rice, pine, poplar, apple, peach, grape, strawberry, carrot, lettuce, In cells of cabbage, onion, citrus or nut plant. In particular, the method of the present invention comprises the steps of:
It will be used to initiate transcription in a variety of tissues, including leaves, stems and reproductive tissues. The chemical inducer that will be used in the above method is N- (3-oxo) hexanoyl-L-homoserine lactone or a functional equivalent thereof, which is used to produce plant cells as part of an agriculturally acceptable formulation. Given. Alternatively, a chemical inducer may be produced in a plant by inserting a polynucleotide encoding a protein that provides for the production of the chemical inducer in the plant into the genome of the plant. The polynucleotide can be, for example, a constitutive promoter, gene switch (alcA / R, Heliothis (Heli Othis) such as ecdysone and GST-27 switch), wound-induced, under the transcriptional control of a tissue or transient promoter You may. The advantage of producing chemical inducers in plants is that there is no need to spray or externally treat plants to induce gene expression.

【0011】 本発明の方法で使用されるであろうさらに別の誘導性プロモーター、応答タン
パク質および化学誘導物質は表1に掲げられている。例えば、プロモーター配列
またはその一部はビブリオ アングイラルム(Vibrio anguilla rum )のvanI遺伝子から得ることができ、vanR遺伝子によりコード化
されている応答タンパク質は化学物質N−(3−オキソ−デカノイル)−L−ホ
モセリン ラクトン(ODHL)またはその機能性変異体とともに使用されるで
あろう。
[0011] Additional inducible promoters, response proteins and chemical inducers that may be used in the methods of the present invention are listed in Table 1. For example, a promoter sequence or a portion thereof can be obtained from vanI gene from Vibrio Anguirarumu (Vibrio anguilla rum), response proteins encoded by vanR gene Chemicals N- (3- oxo - decanoyl) -L- It will be used with homoserine lactone (ODHL) or a functional variant thereof.

【0012】 上に参照した本方法において、該応答タンパク質をコード化しているポリヌク
レオチドはプロモーターおよびターミネーター配列により結合されていてもよい
し、特に、プロモーターはAlcA/Rスイッチ系、GSTスイッチ系およびエ
クジソンスイッチのように誘導性であってもよい。もしくは、プロモーターはカ
リフラワーモザイクウイルス35S/19S、トウモロコシユビキチンおよびア
ラビドプシス(Arabidopsis)ユビキチン3のように構成的であるプ
ロモーターであってもよいし、またはシステインプロテイナーゼ(我々の国際特
許第WO97/35983号に明記されているような)およびリンゴ酸シンター
ゼのような種子形成、発芽の間に必要とされる遺伝子発現を調節しているものの
ような発育的に調節された特異的プロモーターであってもよい。
In the method referred to above, the polynucleotide encoding the response protein may be linked by a promoter and a terminator sequence, and in particular, the promoter may be an AlcA / R switch system, a GST switch system and an ecdysone. It may be inductive, such as a switch. Or, the promoter is specified in cauliflower mosaic virus 35S / 19S, may be a promoter which is constitutively as corn ubiquitin and Arabidopsis (Arabidopsis) Ubiquitin 3, or cysteine proteinases (our WO WO97 / thirty-five thousand nine hundred and eighty-three And developmentally regulated specific promoters such as those regulating gene expression required during seed formation, germination, such as malate synthase.

【0013】 上に参照した本方法において、標的遺伝子は例えば、β−グルクロニダーゼ;
バシラス スリンジエンシス(Bacillus thuringenesis
)毒素;バーナーゼまたはバースターのような、興味の対象となる任意の遺伝子
であってもよい。
In the method referred to above, the target gene is, for example, β-glucuronidase;
Bacillus thuringenesis
) Toxin; may be any gene of interest, such as burnase or burster.

【0014】 本発明の別の態様では以下の工程から成る誘導性標的遺伝子を含んでいる植物
を提供する方法が提供される: (a)植物細胞(この細胞は応答タンパク質の産生を提供する)内に、誘導性プ
ロモーター配列(該標的遺伝子へ作動可能なように連結される)を定めているポ
リヌクレオチドを挿入し;および(b)形態学的に正常なその繁殖可能植物を再
生し;および(c)該応答タンパク質へ結合可能な化学誘導物質またはその機能
性変異体を再生体の集団へ与え、それにより該化学誘導物質が該応答タンパク質
へ結合して誘導複合体を形成し、その誘導複合体は該誘導性プロモーターへ結合
しおよび該誘導性プロモーターを誘導し、それにより該標的遺伝子の転写を開始
させ;および(d)該標的遺伝子を発現している植物を選択する。前の段落で言
及した誘導性プロモーター配列は配列ID番号:2として示されるヌクレオチド
配列またはその機能性変異体を含んでいてもよく、応答タンパク質は配列ID番
号:16に示したアミノ酸配列またはその機能性変異体を含んでいてもよく、お
よび該化学誘導物質はN−(3−オキソ)ヘキサノイル−L−ホモセリン ラク
トンまたはその機能性変異体である。特に、誘導性プロモーター配列は配列ID
番号:10またはその機能性変異体を含んでいてもよく、応答タンパク質は配列
ID番号:17に示したアミノ酸配列またはその機能性変異体を含んでいてもよ
く、および該化学誘導物質はN−(3−オキソ)ドデカノイル−L−ホモセリン
ラクトンまたはその機能性変異体であってもよい。もしくは、該誘導性プロモ
ーター配列は配列ID番号:12またはその機能性変異体を含んでいてもよく、
該応答タンパク質は配列ID番号:18に示したアミノ酸配列またはその機能性
変異体を含んでいてもよく、および該化学誘導物質はN−(3−オキソ)オクタ
ノイル−L−ホモセリン ラクトンまたはその機能性変異体であってもよい。
[0014] In another aspect of the invention, there is provided a method of providing a plant comprising an inducible target gene comprising the steps of: (a) a plant cell, wherein the cell provides for production of a response protein. Inserting therein a polynucleotide defining an inducible promoter sequence (operably linked to the target gene); and (b) regenerating the morphologically normal reproductive plant; and (C) providing a chemical inducer capable of binding to the response protein or a functional variant thereof to a population of regenerates, whereby the chemical inducer binds to the response protein to form an induction complex and induce The complex binds to and induces the inducible promoter, thereby initiating transcription of the target gene; and (d) transforming the plant expressing the target gene. To-option. The inducible promoter sequence referred to in the previous paragraph may comprise the nucleotide sequence shown as SEQ ID NO: 2 or a functional variant thereof, and the responsive protein is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 16 or its function. Sex variants may be included, and the chemical inducer is N- (3-oxo) hexanoyl-L-homoserine lactone or a functional variant thereof. In particular, the inducible promoter sequence has the sequence ID
No. 10 or a functional variant thereof, the response protein may comprise the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 17 or a functional variant thereof, and the chemical inducer is N- It may be (3-oxo) dodecanoyl-L-homoserine lactone or a functional variant thereof. Alternatively, the inducible promoter sequence may comprise SEQ ID NO: 12 or a functional variant thereof,
The response protein may comprise the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 18 or a functional variant thereof, and the chemical inducer is N- (3-oxo) octanoyl-L-homoserine lactone or a functional derivative thereof. It may be a mutant.

【0015】 本発明はまた、前の段落の方法に従って生産される植物も提供し、その植物は
メロン、マンゴー、大豆、綿、タバコ、テンサイ、油種子ナタネ、キャノーラ、
亜麻、ヒマワリ、ジャガイモ、トマト、アルファルファ、レタス、トウモロコシ
、小麦、サトウモロコシ、ライ麦、バナナ、大麦、オート麦、芝草、マグサ、サ
トウキビ、エンドウ、豆、米、松、ポプラ、リンゴ、モモ、ブドウ、イチゴ、ニ
ンジン、レタス、キャベツ、タマネギ、ミカン属または堅果植物から成る群より
選択されてもよい。
The present invention also provides a plant produced according to the method of the preceding paragraph, wherein the plant comprises melon, mango, soy, cotton, tobacco, sugar beet, oilseed rape, canola,
Flax, sunflower, potato, tomato, alfalfa, lettuce, corn, wheat, sugar corn, rye, banana, barley, oats, turfgrass, magsa, sugar cane, peas, beans, rice, pine, poplar, apple, peach, grape, It may be selected from the group consisting of strawberry, carrot, lettuce, cabbage, onion, citrus or nut plant.

【0016】 植物細胞の形質転換に用いられた方法は本発明と特に密接な関係はなく、標的
植物に適した任意の方法が使用できる。例えば、トランスジェニック植物は形質
転換細胞からの再生により得られる。アグロバクテリウム ツメファシエンス( Agrobacterium tumefaciens )またはそのTiプラス
ミドを使用する農産物感染、エレクトロポレーション、マイクロインジェクショ
ンまたは植物細胞およびプロトプラスト、マイクロプロジェクタイル形質転換を
含む多くの形質転換法が文献で知られている。これらの方法のすべてが本分野で
はよく知られている。本発明はまた、形質転換技術が利用可能である(または、
なるであろう)任意の植物に応用されてもよい。
The method used for the transformation of the plant cells is not particularly closely related to the present invention.
Any method suitable for the plant can be used. For example, a transgenic plant has a trait
Obtained by regeneration from transformed cells. Agrobacterium tumefaciens ( Agrobacterium tumefaciens ) Or its Ti plus
Agricultural infection, electroporation, microinjection using mid
Or plant cells and protoplasts, microprojectile transformation
Many transformation methods are known in the literature, including: All of these methods are
Is well known. The present invention also provides for the use of transformation techniques (or
May be applied to any plant.

【0017】 本発明の別の態様においては、誘導性プロモーター配列(標的遺伝子に作動可
能なように連結されており、誘導された場合にはその標的遺伝子の転写を開始す
ることができる)を含む第一のポリヌクレオチド領域と、応答タンパク質の生成
のために提供される第二のポリヌクレオチド領域とを含むDNA構築物が提供さ
れ、ここで該応答タンパク質と化学誘導物質の接触により該応答タンパク質は化
学誘導物質と結合して誘導複合体を生成し、その誘導複合体は該誘導性プロモー
ター配列と結合して該標的遺伝子の転写を開始させる。DNA構築物の該第一の
ポリヌクレオチドは配列ID番号:2に示されるヌクレオチド配列またはその機
能性変異体を含んでいてもよく、第二のポリヌクレオチド領域は配列ID番号:
16に示されているアミノ酸配列をコード化しているポリヌクレオチドまたはそ
の機能性変異体を含んでいてもよい。もしくは、該第一のポリヌクレオチドは配
列ID番号:10に示されるヌクレオチド配列またはその機能性変異体を含んで
いてもよく、第二のポリヌクレオチド領域は配列ID番号:17に示されている
アミノ酸配列をコード化しているポリヌクレオチドまたはその機能性変異体を含
んでいてもよい。もしくは、該第一のポリヌクレオチドは配列ID番号:12に
示されるヌクレオチド配列またはその機能性変異体を含んでいてもよく、第二の
ポリヌクレオチド領域は配列ID番号:18に示されているアミノ酸配列をコー
ド化しているポリヌクレオチドまたはその機能性変異体を含んでいてもよい。上
に言及した該第二のポリヌクレオチド領域は該応答タンパク質をコード化してい
るポリヌクレオチドに作動可能なように連結されたプロモーターを含んでいても
よい。該プロモーターは誘導性および構成的または発生的に調節されていてもよ
い。
In another embodiment of the present invention, it comprises an inducible promoter sequence (operably linked to a target gene, which, when induced, can initiate transcription of the target gene). A DNA construct is provided that includes a first polynucleotide region and a second polynucleotide region provided for the production of a response protein, wherein contacting the response protein with a chemical inducer causes the response protein to become chemically reactive. It binds to the inducer to form an inducible complex, which binds to the inducible promoter sequence and initiates transcription of the target gene. The first polynucleotide of the DNA construct may comprise the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2 or a functional variant thereof, and the second polynucleotide region has the sequence ID number:
A polynucleotide encoding the amino acid sequence shown in No. 16 or a functional variant thereof may be included. Alternatively, the first polynucleotide may comprise the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 10 or a functional variant thereof, and the second polynucleotide region comprises the amino acid set forth in SEQ ID NO: 17 It may include a polynucleotide encoding a sequence or a functional variant thereof. Alternatively, the first polynucleotide may comprise the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 12 or a functional variant thereof, and the second polynucleotide region comprises the amino acid set forth in SEQ ID NO: 18 It may include a polynucleotide encoding a sequence or a functional variant thereof. The second polynucleotide region referred to above may include a promoter operably linked to the polynucleotide encoding the response protein. The promoter may be inducible and constitutively or developmentally regulated.

【0018】 本発明はまださらに、その発現が植物への化学誘導物質の応用により制御され
るであろう標的遺伝子を含んでいる植物の生産における、前に言及されたDNA
構築物の使用を提供する。
[0018] The present invention still further provides a DNA as described above in the production of a plant containing a target gene whose expression will be controlled by the application of a chemical inducer to the plant.
Provide use of the construct.

【0019】 本発明の別の態様において、誘導性プロモーター(レポータータンパク質をコ
ード化している領域に作動可能なように連結されている)を含んでいるポリヌク
レオチドを含み、およびレポータータンパク質を生成することもできる植物に、
ある量の化学物質を与え、該レポータータンパク質の産生で該植物を試験するこ
とから成る、生物学的試験(バイオアッセイ)における化合物のスクリーニング
法が提供される。化学物質は植物に与えることができ、例えば、改良された活性
、移動性または安定性でレポーター遺伝子の活性がモニターされ、または、化学
物質がレポーター遺伝子の活性の減少を生じる応答タンパク質に対する阻害効果
を持っているかどうかを評価する。
In another embodiment of the present invention, comprising a polynucleotide comprising an inducible promoter (operably linked to a region encoding a reporter protein), and producing a reporter protein. Plants that can
A method is provided for screening compounds in a biological test (bioassay), which comprises providing a quantity of a chemical and testing the plant for production of the reporter protein. Chemicals can be provided to plants, for example, to monitor activity of a reporter gene with improved activity, mobility or stability, or to inhibit the effect of a chemical on a response protein that results in a decrease in the activity of a reporter gene. Evaluate if you have.

【0020】 本発明のさらに別の態様においては、農作物植物および害虫を含む領域(fi
eld)において、害虫を選択的に制御する方法が提供され、ここで該植物とは
前に言及した方法に従って得られるものであり、該標的遺伝子は該害虫を制御で
きる標的タンパク質をコード化しており、該方法は該応答タンパク質に結合する
のに十分な量の化学誘導物質を植物に与えて該誘導複合体を生成させることを含
んでおり、該複合体は該害虫を制御するのに十分である量の標的タンパク質の産
生を提供する標的遺伝子の転写を開始させることができる。
In yet another embodiment of the present invention, the area (fi) comprising crop plants and pests
eld), there is provided a method for selectively controlling a pest, wherein the plant is obtained according to the method mentioned above, wherein the target gene encodes a target protein capable of controlling the pest. The method comprises providing a plant with a chemical inducer in an amount sufficient to bind to the response protein to form the induction complex, wherein the complex is sufficient to control the pest. Transcription of a target gene that provides for the production of a quantity of the target protein can be initiated.

【0021】 本発明のさらに別の態様において、以下の工程から成る、誘導的に制御される
標的遺伝子を含む植物を提供する方法が提供される: (a) 標的遺伝子に作動可能なように連結された第一の誘導性プロモーターを
含んでいるポリヌクレオチドを第一の植物細胞に挿入し、およびそれらから第一
の形態的に正常な繁殖可能植物を再生し; (b) 応答タンパク質{この応答たんぱく質は、誘導複合体(この誘導複合体
は続いて、該標的遺伝子の転写を可能にするように、誘導プロモーターと結合で
きる)を形成するように化学誘導物質と結合できる}をコード化している領域へ
作動可能なように連結されているプロモーターを含むポリヌクレオチドを第二の
植物細胞内へ挿入し、およびそれらから第二の形態的に正常な繁殖可能植物を再
生し; (c) 該第一の植物を該第二の植物とあるいは該第二の植物を該第一の植物と
交差授粉し、それらからの種子を収穫し; (d) 該種子を成長させ、得られた植物に、該標的遺伝子の転写開始を可能に
する該誘導性プロモーターに結合できる複合体を提供する量の該化学誘導物質を
与える。
In yet another aspect of the present invention, there is provided a method of providing a plant comprising an inducibly regulated target gene comprising the steps of: (a) operably linked to a target gene. Inserting a polynucleotide comprising the first inducible promoter into a first plant cell and regenerating a first morphologically normal fertile plant from them; (b) a response protein—this response The protein encodes}, which can bind to a chemical inducer to form an inducible complex, which can subsequently bind to an inducible promoter to allow transcription of the target gene. Inserting a polynucleotide comprising a promoter operably linked to the region into a second plant cell and from them a second morphologically normal fertile plant (C) cross-pollinating said first plant with said second plant or said second plant with said first plant, and harvesting seeds therefrom; Growing and giving the resulting plant an amount of the chemical inducer that provides a complex that can bind to the inducible promoter that enables transcription initiation of the target gene.

【0022】 本発明の誘導性プロモーターをコードしているポリヌクレオチドに関して、用
語”機能性変異体”とは、0.1%SDSを含んでいる0.3強度のクエン酸緩
衝液中で60℃から65℃の間の温度で、誘導性プロモーター配列へハイブリダ
イズする配列の相補体であり、同じ温度で0.1%SDSを含んでいる0.3強
度のクエン酸緩衝液で洗浄した後でもまだ誘導性プロモーターとして働くことが
できる変異配列を含んでいる。
With respect to a polynucleotide encoding an inducible promoter of the present invention, the term “functional variant” refers to a polynucleotide at 60 ° C. in 0.3 strength citrate buffer containing 0.1% SDS. Is the complement of the sequence that hybridizes to the inducible promoter sequence at a temperature between and 65 ° C., even after washing with 0.3 strength citrate buffer containing 0.1% SDS at the same temperature. It still contains a mutated sequence that can serve as an inducible promoter.

【0023】 応答タンパク質に関して、用語”機能性変異体”とは、化学誘導物質に結合す
る応答タンパク質の能力に重大な有害な影響を及ぼさない、アミノ配列内の保存
的置換により得られる変異タンパク質を含んでいる。特に、置換は以下のアミノ
酸間で行われてもよい、即ち、 (a) アラニン、セリン、グリシンおよびスレオニン (b) グルタミン酸およびアスパラギン酸 (c) アルギニンおよびリジン (d) イソロイシン、ロイシン、バリンおよびメチオニン (e) フェニルアラニン、チロシンおよびトリプトファン。
With respect to a response protein, the term “functional variant” refers to a mutant protein obtained by a conservative substitution within an amino sequence that does not have a significant deleterious effect on the ability of the response protein to bind to a chemical inducer. Contains. In particular, substitutions may be made between the following amino acids: (a) alanine, serine, glycine and threonine (b) glutamic and aspartic acids (c) arginine and lysine (d) isoleucine, leucine, valine and methionine (E) Phenylalanine, tyrosine and tryptophan.

【0024】 本発明に関する用語”トランスジェニック”には、関連する天然環境の機能性
遺伝子と組み合わされた、天然環境の野生型制御プロモーターは含まれない。 本発明に関する用語”標的遺伝子”とは関心の対象となる任意の遺伝子を意味
している。標的遺伝子は、問題とする真核生物に対して外来または天然の任意の
遺伝子であり得る。
The term “transgenic” in the context of the present invention does not include a native environmental wild-type regulated promoter in combination with a related native environmental functional gene. The term “target gene” in the context of the present invention means any gene of interest. The target gene can be any gene that is foreign or natural to the eukaryote in question.

【0025】 ”カセット”、”ハイブリッド”および”コンジュゲート”のような用語と同
義である用語”構築物(construct)”とは、直接的または間接的に制
御プロモーターへ結合している(例えばカセットを形成しているような)標的遺
伝子を含んでいる。間接的結合の例は、プロモーターおよび標的遺伝子の間に介
在するイントロン配列のような適したスペーサー基の供給である。本発明に関す
る用語”融合(fused)”も同じことであり、それは直接的または間接的結
合が含まれる。そのような構築物はまた、関心の対象となる細胞の形質転換に適
しているプラスミドおよびファージが含まれる。
The term “construct”, which is synonymous with terms such as “cassette”, “hybrid” and “conjugate”, is directly or indirectly linked to a regulated promoter (eg, a cassette). Contains the target gene (as it forms). An example of indirect attachment is the provision of a suitable spacer group, such as an intron sequence intervening between the promoter and the target gene. The term "fused" in the context of the present invention is the same, and includes direct or indirect association. Such constructs also include plasmids and phages suitable for transforming the cell of interest.

【0026】 用語”発現系”とは、前に定義した系が、適当な生物体、組織、細胞または培
地中で発現可能であることを意味している。本系は一つまたはそれ以上の構築物
を含んでいてもよいし、また制御プロモーターの使用による標的遺伝子の発現の
増加を確実にする追加の成分も含んでいてもよい。
The term “expression system” means that the system as defined above can be expressed in a suitable organism, tissue, cell or medium. The system may include one or more constructs, and may also include additional components that ensure increased expression of the target gene through the use of a regulated promoter.

【0027】 本発明の誘導性プロモーターの一つの可能な使用は、雄性不稔性の制御におけ
るものである。葯は顕花植物における雄性生殖過程(male reprodu
ctive process)の部位である。それはいくつかの組織および細胞
型から成っており、精子細胞(sperm cells)を含む花粉粒に関与し
ている。タペート組織は花粉形成に決定的役割を果たしている特殊化組織である
。それは花粉発育初期には花粉嚢を取り巻き、発育後期に退化し、成熟葯におい
ては器質化形(organized form)では存在しない。タペート組織
は多くの化合物を産生し、それらは花粉発育を助けるかまたは花粉外壁内へ取り
込まれ、多くの天然の雄性不稔性突然変異では葯の分化または機能が害されてい
ることが示されている。
[0027] One possible use of the inducible promoter of the invention is in controlling male sterility. Anthers are male reproductive processes in flowering plants (male reprodu)
active process). It is composed of several tissues and cell types and is involved in pollen grains, including sperm cells. Tapete tissue is a specialized tissue that plays a crucial role in pollen formation. It surrounds the pollen sac early in pollen development and degenerates later in development, and is not present in an organized form in mature anthers. Tapetate tissue produces many compounds that either help pollen development or are incorporated into pollen outer walls, indicating that many natural male sterile mutations impair anther differentiation or function. ing.

【0028】 従って、タペート組織は機能性花粉粒の形成に決定的である。タペート組織で
特異的に発現されている多くの遺伝子が同定およびクローン化されている。それ
らにはOsg6B、Osg4B(Tsuchiya et al.1994,Y
okoi,S et al.1997)、pE1、pT72(WO92/139
57)、pCA55トウモロコシ(WO92/13956)、TA29、TA1
3,(Seurinck et al.1990)、RST2トウモロコシ(
WO9713401)、MS14、18、10およびブラッシカ ナプス(Br assica napus )からのA6、A9(Hird et al.199
3)が挙げられる。葯特異的クローンが多くの種から単離されている、中でもB
p4AおよびC(Albani et al.1990)、chsペチュニア(
Koes et al.1989)、米(Xu et al.1993,Zou
et al.1994)。高等植物において、雌性生殖器官は子房、花柱およ
び柱頭から構成されるめしべにより代表される。めしべ群は、他の器官には存在
しない10,000に及ぶ異なったmRNAを含んでいることが示されている(
Kamalay and Goldberg 1980)。これらにはめしべ発
育を制御することに関する調節遺伝子、ならびにめしべ中の異なった細胞型に関
連したタンパク質をコード化している”下流”の遺伝子が含まれている。自己不
和合を支配している遺伝子およびその同族体はめしべ発現パターンを持つ一組の
遺伝子である(Nasrallah et al.1993)。本発明で標的遺
伝子として利用可能な他のクローン化遺伝子には、伝播組織(transmit
ting tissue)で発現されるβグルカナーゼ(Ori et al.
1990)、ペクチン酸分解酵素(Budelier et al.1990)
およびキチナーゼ(Lotan et al.1989)、および花柱で発現さ
れるプロテイナーゼ インヒビター(Atkinson et al.1993
)が含まれる。他のものは病因に関連するか、またはグリコシド結合の切断に関
与する遺伝子の同族体である。これらの酵素は花粉管が成長する組織中のタンパ
ク質を消化することにより花粉管成長を容易にしている。多くの雌性不稔性(f
emale sterile)突然変異体がアラビノドプシス(Arabido psis )で同定されている。例えば、sin1(短胚珠皮)(Robinso
n−Beers et al.1992)およびbel1(花冠)(Robin
son−Beers ef al.1992)は胚珠発育に影響する。短胚珠皮
において、突然変異は4分染色体段階での大胞子形成を阻止する(Elliot
,R.C,et al.1996,Klucher,K.M,1996)。致死
的胚珠2突然変異がトウモロコシで観察されているがクローン化されていない(
Nelson et al.1952)。めしべ特異的塩基性エンドキチナーゼ
が多くの種からクローン化されており(Ficker et al.1997,
Dzelzkalns et al.1993,Harikrishna et
al.1996,Wemmer et al.1994)、エクステンシン様
遺伝子がニコチアナ アラータ(Nicotiana alata)の花柱中に
発現されることが示されている(Chen C−G,et al.1992)。
胚珠特異的クローンZmOV23,13,(Greco R.,et al.未
発表)、OsOsMAB3A(Kang H.G.,et al.1995)、
ZmZmM2(Theissen G.,et al.1995)および柱頭特
異的stig1(Goldman,M.H et al.1994)、STG0
8、STG4B12(EP−412006−A)が報告されている。Maria
ni et al.は柱頭分泌ゾーン中のバルナーゼの発現を駆動するためにS
TIG1からのプロモーターを使用した。
Thus, the tapetate tissue is critical for the formation of functional pollen grains. Many genes specifically expressed in tapetate tissues have been identified and cloned. These include Osg6B, Osg4B (Tsuchiya et al. 1994, Y
okoi, S et al. 1997), pE1, pT72 (WO92 / 139)
57), pCA55 corn (WO92 / 13956), TA29, TA1
3, (Seurinck et al. 1990), RST2 corn (
WO9713401), A6 from MS14,18,10 and Brassica napus (Br assica napus), A9 ( Hird et al.199
3). Anther-specific clones have been isolated from many species, including B
p4A and C (Albani et al. 1990), chs petunia (
Koes et al. 1989), rice (Xu et al. 1993, Zou).
et al. 1994). In higher plants, female reproductive organs are represented by pistils composed of ovary, style and stigma. The pistil group has been shown to contain up to 10,000 different mRNAs that are not present in other organs (
Kamalaya and Goldberg 1980). These include regulatory genes involved in controlling pistil development, as well as "downstream" genes encoding proteins associated with the different cell types in the pistil. The genes governing self-incompatibility and their homologs are a set of genes with pistil expression patterns (Nasrallah et al. 1993). Other cloned genes that can be used as target genes in the present invention include transmissible tissues (transmit
β-glucanase expressed in Ting tissue (Ori et al.
1990), pectate degrading enzyme (Budelier et al. 1990).
And chitinase (Lotan et al. 1989), and proteinase inhibitors expressed in style (Atkinson et al. 1993).
) Is included. Others are homologs of genes that are involved in pathogenesis or are involved in glycosidic bond cleavage. These enzymes facilitate pollen tube growth by digesting proteins in the tissue in which the tube grows. Many female sterilities (f
emale sterile) mutants have been identified in Arabinodopushisu (Arabidopsis PSIS). For example, sin1 (short ovule) (Robinso
n-Beers et al. 1992) and bell (corolla) (Robin
son-Beers ef al. 1992) affects ovule development. In short ovule, the mutation prevents macrospore formation at the quadrant chromosome stage (Elliot)
, R .; C, et al. 1996, Klucher, K .; M, 1996). A lethal ovule 2 mutation has been observed in maize but has not been cloned (
Nelson et al. 1952). Pistil-specific basic endochitinase has been cloned from many species (Ficker et al. 1997,
Dzelzkarns et al. 1993, Harikrishna et
al. 1996, Wemmer et al. 1994), and extensin-like genes have been shown to be expressed in the style of Nicotiana alata (Chen CG, et al. 1992).
Ovule-specific clones ZmOV23, 13, (Greco R., et al., Unpublished), OsOsMAB3A (Kang HG, et al. 1995),
ZmZmM2 (Theissen G., et al. 1995) and stigma specific stig1 (Goldman, MH et al. 1994), STG0
8, STG4B12 (EP-412006-A) has been reported. Maria
ni et al. Activates S to drive the expression of barnase in the stigma secretory zone
The promoter from TIG1 was used.

【0029】 要約すると、本発明は外来遺伝子または一連の外来遺伝子に作動可能なように
連結されている遺伝子スイッチを提供し、それにより該外来遺伝子または該一連
の外来遺伝子の発現が有効な外因性誘導剤を与えることにより制御されるであろ
う。従って、本発明の遺伝子スイッチは、外因性または外来遺伝子と連結されて
形質転換により真核生物内へ導入された場合、その外来遺伝子発現の外部からの
制御手段を提供する。
In summary, the present invention provides a gene switch operably linked to a foreign gene or set of foreign genes, whereby the expression of the foreign gene or set of foreign genes is an effective exogenous gene. It will be controlled by providing an inducer. Therefore, the gene switch of the present invention, when linked to an exogenous or foreign gene and introduced into a eukaryote by transformation, provides a means for controlling the expression of the foreign gene from outside.

【0030】 植物細胞中の異なった過程を活性化するために、一つ、二つまたはそれ以上の
本発明に従ったこれらの誘導性プロモーター領域を使用することが可能であり、
それにより例えば、異なったホモセリン ラクトンによってすべてが制御される
多誘導性カセットを持つであろう植物が得られる。また、植物は、例えば、本発
明に従った誘導性プロモーターを他のスイッチ型機構と組み合わせて含んでいて
もよく、その例としては、国際特許第WO93/21334号に記載されている
Alc A/Rスイッチ系、国際特許第WO90/08826およびWO93/
031294号に記載されているGSTスイッチ系および我々の国際特許第WO
96/37609号に記載されているエクジソンスイッチを含む誘導性プロモー
ターが含まれる。
It is possible to use one, two or more of these inducible promoter regions according to the invention to activate different processes in plant cells,
This gives, for example, plants which will have a multi-inducible cassette all controlled by different homoserine lactones. The plant may also contain, for example, an inducible promoter according to the invention in combination with other switch-type mechanisms, such as the Alc A / A described in WO 93/21334. R switch system, International Patent Nos. WO90 / 08826 and WO93 /
GST switch system described in U.S. Pat.
An inducible promoter containing the ecdysone switch described in 96/37609 is included.

【0031】 本発明の方法および生成物はまた、酵母および哺乳動物細胞のような真核生物
において、外来遺伝子の発現を制御するためにも使用されるであろう。異なった
応用のための多くの異種タンパク質がそのような真核細胞での発現で産生されて
いる。本発明は、そのような細胞における外来遺伝子の発現の制御を提供するこ
とで都合がよい。特に、大量の異種タンパク質の蓄積が細胞を傷つけ、異種タン
パク質が有害であるので短時間の発現が細胞の生存能力を維持するために必要と
される酵母および哺乳動物細胞において、本発明はまた更なる利点を提供する。
本発明の誘導性系はまた、制御されるべき治療的遺伝子の時間調整を可能にする
ので遺伝子治療にも利用可能性を持っている。従って、本発明は形質転換された
哺乳動物細胞のみならず、哺乳動物それ自体に対しても都合がよい。さらに、本
発明は損傷を与えるまたは致死的である可能性を持つタンパク質を生成する遺伝
子のスイッチを入れるために使用してもよい。そのような系は、癌に対して致死
的であるタンパク質を発現する遺伝子で細胞が形質転換された癌の処置に使用さ
れるであろう。癌細胞に対する、そのようなタンパク質の作用のタイミングは本
発明のスイッチを使用して制御されるであろう。
[0031] The methods and products of the present invention will also be used to control the expression of foreign genes in eukaryotes such as yeast and mammalian cells. Many heterologous proteins for different applications have been produced with expression in such eukaryotic cells. The invention advantageously provides for control of the expression of a foreign gene in such cells. In particular, the present invention is further directed to yeast and mammalian cells, where accumulation of large amounts of heterologous proteins harms the cells and where short-term expression is required to maintain cell viability because the heterologous proteins are detrimental. Provide certain advantages.
The inducible system of the present invention also has utility in gene therapy as it allows for the timing of the therapeutic gene to be controlled. Thus, the present invention is advantageous not only for transformed mammalian cells, but also for the mammal itself. In addition, the present invention may be used to switch on genes that produce potentially damaging or lethal proteins. Such a system would be used to treat cancer where cells have been transformed with a gene that expresses a protein that is lethal to the cancer. The timing of the action of such proteins on cancer cells will be controlled using the switches of the present invention.

【0032】 本発明の種々の好適な特色および具体例は付随する図と関連し、非制限的であ
る実施例によりここで説明されるであろう。 配列 配列ID番号:1はLuxIボックスプロモーター領域である。 配列ID番号:2はLuxIプロモーター領域である。 配列ID番号:3&4はLuxRBamHI断片である。 配列ID番号:5&6はLuxR配列/タンパク質配列である。 配列ID番号:7&8はBamHIおよびPstI部位/タンパク質配列が隣接
するNVLuxR融合物である。 配列ID番号:9&10はLuxRNV配列/タンパク質配列である。 配列ID番号:11はTraR1断片である。 配列ID番号:12はTraR2断片である。 配列ID番号:13はLasBox1領域である。 配列ID番号:14はLasBox2領域である。 配列ID番号:15、16、17および18は各々TraBox1、2、3、4
領域である。 配列ID番号:19はLuxR応答タンパク質配列である。 配列ID番号:20はLasR応答タンパク質配列である。 配列ID番号:21はTraR応答タンパク質配列である。 配列ID番号:22&23は各々LasRおよびTraRの読みとり枠である。
配列ID番号:24はLuxBoxプロモーター領域である。
Various preferred features and embodiments of the present invention will now be described by way of non-limiting examples, with reference to the accompanying figures. Sequence SEQ ID NO: 1 is the LuxI box promoter region. SEQ ID NO: 2 is a LuxI promoter region. SEQ ID NO: 3 & 4 is a LuxR BamHI fragment. SEQ ID NOs: 5 & 6 are LuxR sequences / protein sequences. SEQ ID NOs: 7 & 8 are NVLuxR fusions flanked by BamHI and PstI sites / protein sequences. SEQ ID NOs: 9 & 10 are LuxRNV sequences / protein sequences. Sequence ID number: 11 is a TraR1 fragment. Sequence ID number: 12 is a TraR2 fragment. Sequence ID number: 13 is the LasBox1 region. Sequence ID number: 14 is the LasBox2 region. SEQ ID NOs: 15, 16, 17, and 18 are TraBox 1, 2, 3, 4,
Area. SEQ ID NO: 19 is a LuxR responsive protein sequence. SEQ ID NO: 20 is the LasR responsive protein sequence. SEQ ID NO: 21 is a TraR responsive protein sequence. Sequence ID numbers: 22 & 23 are reading frames for LasR and TraR , respectively.
SEQ ID NO: 24 is a Lux Box promoter region.

【0033】 実施例1.タバコ葉肉プロトプラストにおけるLuxRおよびレポータープラ スミドの一過性発現 レポーター遺伝子発現カセットの作製 20bpパリンドロームluxボックス配列の6つのコピーが−60CaMV
最小プロモーターの上流に融合され、それは次にレポーター遺伝子GUSに融合
される。配列5’GATCACCTGTACGATCGTACAGGT 3’(
配列ID番号:1)のパリンドロームは自己アニール化され、BamHI pB
luescriptベクター内へ導入された。かなりの組換え体の配列決定でパ
リンドロームの6つのコピーを持つプラスミドが同定された。同定されたプラス
ミドはHindIIIおよびSalIで切断してパリンドロームの6つのコピー
を放出させ、HindIIISalI p221.9ベクター内へ導入された
。p221.9プラスミドはHindIIIおよびSalI特異的クローニング
部位の下流でGUSと融合された−60CaMV最小プロモーターを含んでいる
。組換えプラスミドが同定され、p221.9lux6と名付けられた(図3)
。同一のオリゴヌクレオチドがp221.9LuxR2(図4)、p221.9
LuxR3(図5)およびp221.9LuxC(図6)を発生させるために使
用された。p221.9lproはLuxボックス配列を含んでいる細菌プロモ
ーターを使用して発生させた(図7、配列ID番号:2)。
Embodiment 1 Six copies of Preparation 20bp palindrome lux box sequence in transient expression reporter gene expression cassette of LuxR and reporter plasmids in tobacco mesophyll protoplasts -60CaMV
It is fused upstream of the minimal promoter, which is then fused to the reporter gene GUS. The sequence 5 ′ GATCACCTGTACGATCCGTACAGGT 3 ′ (
The palindrome of SEQ ID NO: 1) is self-annealed and BamHI pB
lucscript vector. Significant recombinant sequencing identified a plasmid with six copies of the palindrome. The identified plasmid was cut with HindIII and SalI to release six copies of the palindrome and introduced into the HindIII / SalI p221.9 vector. The p221.9 plasmid contains a -60CaMV minimal promoter fused to GUS downstream of a HindIII and SalI specific cloning site. A recombinant plasmid was identified and named p221.9lux6 (FIG. 3).
. Identical oligonucleotides were p221.9LuxR2 (FIG. 4), p221.9
LuxR3 (FIG. 5) and p221.9 LuxC (FIG. 6) were used to generate. p221.9lpro was generated using a bacterial promoter containing a Lux box sequence (Figure 7, SEQ ID NO: 2).

【0034】 LuxR発現ベクターの作製 luxレセプターはコード配列の両端を改変した。5’末端では、コード配列
のATG出発点にNcoI部位とともに植物コザック共通配列が置かれた。コザ
ック共通配列の上流に、PCRを使用してBamHI特異的部位が導入された。
センスオリゴヌクレオチドはluxrbamhl 5’CCCGGATCCTA
ACAATGGGTATGAAAGACATAAATG 3’(配列ID番号:
3)であり、アンチセンスプライマーはluxrbamh2 5’CGAACT
CGAGTCATGATTTTAAAGTATGGGCAA−TCAATTG 3’(配列ID番号:4)であった。PCR反応は、100ngの鋳型DNA、
100ngの各々のオリゴヌクレオチド、20mM TRIS−HCl pH 8.4、50mM KCl、10mM MgCl2、50mM dNTPsを含
んでいる反応緩衝液中でTaqポリメラーゼ(2.5U)を用い、加熱出発条件
に続いて変性(94℃で1分)、アニーリング(66℃で1分)および合成(7
2℃で3分)を15サイクル行って実施した。断片を精製し、BamHIXh oI を使用して切断し、pDH51BamHISalIベクター内へ導入して
pDH51luxRが得られた(XhoIおよびSalI制限酵素は一致する末
端を生じる)(図8)。問題とする配列が決定され、報告されているLuxR
列(配列ID番号:5)(Devine et al.,1988)と比較され
た。
Preparation of LuxR Expression Vector The lux receptor was modified at both ends of the coding sequence. At the 5 'end, the plant Kozak consensus sequence was placed with an NcoI site at the ATG start of the coding sequence. A BamHI- specific site was introduced using PCR upstream of the Kozak consensus sequence.
The sense oligonucleotide was luxrbamhl 5'CCCGGATCCCTA
ACAATGGGTATGAAAGACATAAATG 3 ′ (SEQ ID NO:
3), and the antisense primer is luxrbamh2 5′CGAACT
CGGTCATGATTTTAAAGTATGGGCAA-TCAATTG 3 ′ (SEQ ID NO: 4). The PCR reaction was performed with 100 ng of template DNA,
Taq polymerase (2.5 U) in a reaction buffer containing 100 ng of each oligonucleotide, 20 mM TRIS-HCl pH 8.4, 50 mM KCl, 10 mM MgCl 2 , 50 mM dNTPs, was used, followed by heating starting conditions. Denaturation (94 ° C. for 1 minute), annealing (66 ° C. for 1 minute) and synthesis (7
(3 minutes at 2 ° C.) for 15 cycles. The fragment was purified and cleaved using BamHI / Xh oI, pDH51 BamHI / SalI vector in is introduced into pDH51luxR was obtained (XhoI and SalI restriction enzymes produce termini that matches) (Figure 8). The sequence in question was determined and compared to the reported LuxR sequence (SEQ ID NO: 5) (Devine et al., 1988).

【0035】 タバコ葉肉形質転換 タバコ苗条培養物cv.Samsunは固形化MS培地+3%ショ糖上、環境
制御室(25℃で16時間昼/8時間夜、55%R.H.)で維持され、プロト
プラスト源材料として使用された。葉は中心葉脈と平行にスライスされ、大きな
葉脈は廃棄して薄い断片は細胞前原形質分解するため1時間CPW13M(13
%マンニトール、pH5.6,860mmol/kg)に加えた。この溶液を酵
素混合物(0.2%セルラーゼR10、0.05%マセロザイムR10のCPW
9M(マンニトールが9%のCPW13M)溶液、pH5.6,600mmol
/kg)に置き換え、25℃で一夜(16時間)暗所にてインキュベートした。
酵素混合物は75μmシーブを通過させ、濾液は600rpmで3.5分間遠心
分離して上清を廃棄した。ペレットは0.6Mショ糖溶液に再懸濁し、600r
pmで10分間遠心分離した。プロトプラストを除去し、CPW9M(pH5.
6、560mmol/kg)で希釈し、600rpmで3.5分間遠心分離して
ペレット化した。プロトプラストをCPW9Mに再懸濁し、計数し、MaMg培
地(Negrutui et al.,1987)に2x106/mlに希釈し
、処置当たり4x105のプロトプラストに分割した。200μlのPEG溶液
に続いて各々20μgのエフェクターおよびレポータープラスミドDNA(1n
g/ml)を加えた(Negrutui et al.,1987)。リガンド
(N−(3−オキソ−ヘキサノイル)−L−ホモセリン ラクトン(OHHL)
)存在下または不在下、プロトプラストを室温で10分間インキュベートした後
、5mlのMSP19M 培地(MS培地、3%ショ糖、9%マンニトール、2
mg/l NAA、0.5mg/l BAP、pH5.6、700mmol/k
g)を加えた。プロトプラストはチューブ中25℃で水平に培養し、24時間後
、GUSアッセイのために採取した。
Transformed tobacco mesophyll tobacco shoot culture cv. Samsun was maintained on a solidified MS medium + 3% sucrose in an environmental control room (25 ° C. for 16 hours day / 8 hour night, 55% RH) and used as protoplast source material. The leaves are sliced parallel to the central vein, the large veins are discarded and the thin fragments are subjected to 1 hour CPW13M (13
% Mannitol, pH 5.6,860 mmol / kg). This solution was mixed with an enzyme mixture (CPW of 0.2% cellulase R10, 0.05% macerozyme R10).
9M (CPW13M with 9% mannitol) solution, pH 5.6,600 mmol
/ Kg) and incubated at 25 ° C overnight (16 hours) in the dark.
The enzyme mixture was passed through a 75 μm sieve, and the filtrate was centrifuged at 600 rpm for 3.5 minutes and the supernatant was discarded. The pellet was resuspended in a 0.6 M sucrose solution and
Centrifuged at pm for 10 minutes. The protoplasts were removed and CPW9M (pH5.
6, 560 mmol / kg) and centrifuged at 600 rpm for 3.5 minutes to pelletize. Protoplasts were resuspended in CPW9M, counted, diluted to 2 × 10 6 / ml in MaMg medium (Negrutui et al., 1987) and split into 4 × 10 5 protoplasts per treatment. 200 μl of PEG solution followed by 20 μg each of effector and reporter plasmid DNA (1 n
g / ml) was added (Negrutui et al., 1987). Ligand (N- (3-oxo-hexanoyl) -L-homoserine lactone (OHHL)
)) Incubate the protoplasts in the presence or absence for 10 minutes at room temperature, and then add 5 ml of MSP19M medium (MS medium, 3% sucrose, 9%
mg / l NAA, 0.5 mg / l BAP, pH 5.6, 700 mmol / k
g) was added. Protoplasts were cultured horizontally in tubes at 25 ° C. and harvested 24 hours later for GUS assay.

【0036】 ニコチアナ プムバギニフォリア(Nicotiana pumbagini folia)懸濁細胞由来プロトプラスト中の一過性発現 プロトプラスト単離 プロトプラストはニコチアナ プムバギニフォリア懸濁細胞から単離された。
懸濁細胞は250mlエーレンマイヤーフラスコ中、Np懸濁培地に週に一度継
代培養し、フラスコは16時間/8時間 明/暗サイクルで25℃にて100R
PMで振盪させた。プロトプラストは継代培養2または3日後に単離された。2
または2.5gの秤量したての細胞を20mlの濾過滅菌酵素溶液でインキュベ
ートし、25℃、40rpmで振盪した。酵素溶液は人工海水マンニトールに溶
解した1%cellulysin(Calbiochem 219466)、1
%Macerozyme RIOTM(Yakult,Tokyo)および1%D
riselase(SigmaTM D−9515)から成っている。酵素溶液中
で3時間消化後、W5溶液で100−、50μm直径のふるいを通した後に80
xg、4分間の遠心分離により集められた。この方法はまた小麦プロトプラスト
の単離にも使用された。
Transiently expressed protoplast isolation in protoplasts from Nicotiana pumbagini folia suspension cells Protoplasts were isolated from Nicotiana pumbaginifolia suspension cells .
Suspended cells are subcultured once a week in Np suspension medium in 250 ml Erlenmeyer flasks and the flasks are incubated at 25 ° C. for 100 hours at 16 ° C./8 hour light / dark cycle.
Shake with PM. Protoplasts were isolated 2 or 3 days after subculture. 2
Alternatively, 2.5 g of freshly weighed cells were incubated with 20 ml of the filter-sterilized enzyme solution and shaken at 25 ° C. and 40 rpm. The enzyme solution was 1% cellulysin (Calbiochem 219466) dissolved in artificial seawater mannitol, 1
% Macerozyme RIO (Yakult, Tokyo) and 1% D
riselase (Sigma D-9515). After digestion for 3 hours in the enzyme solution, the solution was passed through a 100-, 50 μm diameter sieve with
xg was collected by centrifugation for 4 minutes. This method was also used to isolate wheat protoplasts.

【0037】 プロトプラスト形質転換 プロトプラストを0.1から0.2x106/mlの範囲の密度でW5培地に
再懸濁し、80gで4分間沈降させた。それらは0.21から0.5mlの:1
5μgのプラスミドDNAを含んでいる0.4Mマンニトール、15mM Mg
Cl2、0.1% MES、2%グルコース、pH5.6、で取り上げた。5分
後、40%(w/v)のポリエチレングリコール(PEG)4000(Fluk
TM)を含んだ0.4Mマンニトールおよび0.1M Ca(NO3).4H2
pH 9.0溶液を加え、20%のPEG濃度とした。30分後、1mlの0
.2M CaCl2.2H2Oを加え、プロトプラストは40gで4分間遠心分離
した。プロトプラストは次に形質転換緩衝液中、ml当たり0.1−0.2x1
6プロトプラストで、暗所、25℃にて48時間培養した。この方法はまた小
麦プロトプラストの単離にも使用された。
Protoplast Transformation Protoplasts were resuspended in W5 medium at densities ranging from 0.1 to 0.2 × 10 6 / ml and sedimented at 80 g for 4 minutes. They are 0.21 to 0.5 ml:
0.4 M mannitol containing 15 μg of plasmid DNA, 15 mM Mg
Cl 2 , 0.1% MES, 2% glucose, pH 5.6. After 5 minutes, 40% (w / v) polyethylene glycol (PEG) 4000 (Fluk)
containing a TM) 0.4 M mannitol and 0.1M Ca (NO 3). 4H 2 O
A pH 9.0 solution was added to a PEG concentration of 20%. 30 minutes later, 1 ml of 0
. 2M CaCl 2 . 2H 2 O was added and the protoplasts were centrifuged at 40 g for 4 minutes. Protoplasts were then added in transformation buffer at 0.1-0.2 x 1 / ml.
0 6 protoplasts, the dark, were cultured for 48 hours at 25 ℃. This method was also used to isolate wheat protoplasts.

【0038】 GUSアッセイ 一過性に形質転換されたタバコプロトプラストを3000rpmでの遠心分離
により採取した(3000rpmでの遠心分離によりそれらを集めた)。上清は
廃棄し、プロトプラストをβ−グルクロニド抽出物調製のためGUS抽出緩衝液
(Jefferson et al.,1987)に再懸濁した。チューブを1
分間ボルテックスし、13000rpmで2分間遠心分離した。上清を集め、新
しいエッペンドルフチューブに加えた。20μlの抽出液がGUSアッセイに使
用された。GUS活性のための蛍光アッセイは、Perkin−ElmerTM LS−35蛍光光度計を使用し、基質4−メチルウンベリフェリル−D−グルク
ロニドを用いて実施された(Jefferson et al.,1987)。
組織ホモジネートのタンパク質濃度はBio−RadTMプロテイン アッセイ(
Bradford, 1976)により決定された。
GUS Assay Transiently transformed tobacco protoplasts were harvested by centrifugation at 3000 rpm (they were collected by centrifugation at 3000 rpm). The supernatant was discarded and the protoplasts were resuspended in GUS extraction buffer (Jefferson et al., 1987) for the preparation of β-glucuronide extract. One tube
Vortexed for 1 minute and centrifuged at 13000 rpm for 2 minutes. The supernatant was collected and added to a new Eppendorf tube. 20 μl of the extract was used for the GUS assay. Fluorescence assays for GUS activity were performed using a substrate, 4-methylumbelliferyl-D-glucuronide, using a Perkin-Elmer LS-35 fluorimeter (Jefferson et al., 1987).
The protein concentration of the tissue homogenate was measured using the Bio-Rad protein assay (
Bradford, 1976).

【0039】 実施例2.促進されたLuxRの一過性発現 一過性発現実験は前記のように実施された。同一のレポータープラスミドが使
用されたが、異なったエフェクター構築物が生成された。Vp16のような強力
なアクチベーターの存在がレセプターの転写効率を促進させるかどうかを調べる
ため、LuxRのN−またはC−末端の両方に導入された。Vp16はまたSV
40からの核局在化シグナル(NLS)へも融合された。SV40のNLSおよ
びVP16の両方とも酵母の二ハイブリッドプラスミドpPC86から融合断片
として得られ、それは一つのものとしてLuxR上へ融合できることを意味して
いる。N末端融合物はSV40NLSおよびGal4活性化ドメインを含んでい
るpPc86のClaINotI断片を単離してpBluescript内へ
導入することにより構築された。得られたpBluescriptSV40Vは HindIII で切断され、埋められ、続いてBglII切断された。この断片
はSmaI/BamHI pDH51luxRベクター(BamHIおよびBg lII 酵素は一致する末端を生み出す)内へ導入されてLuxRのN末端融合物
を生成させ、プラスミドpDH51NVLuxR(図10)が得られた。メチオ
ニン開始部位はSV40断片により提供される。
[0039]Embodiment 2. FIG. Enhanced LuxR transient expression Transient expression experiments were performed as described above. Use the same reporter plasmid
However, different effector constructs were generated. Powerful like Vp16
Whether the presence of various activators enhances the transcription efficiency of the receptor
For,LuxRAt both the N- and C-termini. Vp16 is also SV
Also fused to the nuclear localization signal (NLS) from 40. SV40 NLS and
And VP16 are fusion fragments from the yeast two-hybrid plasmid pPC86.
And it is obtained as oneLuxRMeaning that you can fuse up
I have. The N-terminal fusion contains the SV40 NLS and Gal4 activation domain
PPc86ClaI/NotIIsolate fragment into pBluescript
It was built by introducing. The obtained pBluescript SV40V is HindIII Cut and buried, followed byBglIIdisconnected. This fragment
Is the SmaI / BamHI pDH51luxR vector (BamHIandBg II The enzyme produces a matching end) and is introduced into the N-terminal fusion of LuxR
Was generated to obtain the plasmid pDH51NVLuxR (FIG. 10). Methio
The nin start site is provided by the SV40 fragment.

【0040】 C末端融合はLuxRRcaI部位をNLS/VP16の平滑端化断片で置
き換えることにより実施される。pDH51LuxRをRcaIで切断し、平滑
端化し、ClaI/NotI SV40−Gal4平滑端化断片へ結合させた。
融合は、LuxRの末端および核局在化配列の開始点の間に四つの連結アミノ酸
、CAKLを含むプラスミドpDH51 LuxRNVを生じた。
The C-terminal fusion is performed by replacing the RcaI site of LuxR with a blunt-ended fragment of NLS / VP16. The pDH51LuxR cut with RcaI, then blunted, was coupled to a ClaI / NotI SV40-Gal4 blunted fragment.
The fusion resulted in the plasmid pDH51 LuxRNV containing the four connecting amino acids, CAKL, between the end of LuxR and the start of the nuclear localization sequence.

【0041】 プラスミドは実施例1に説明したようにタバコ葉肉プロトプラスト中で試験さ
れ、ここでp221.9lux6は、エンハンサーluxRを含んでいる発現ベ
クターと(または無しで)導入された。GUSアッセイは前に説明したように実
施された。
The plasmid was tested in tobacco mesophyll protoplasts as described in Example 1, where p221.9lux6 was introduced (with or without) an expression vector containing the enhancer luxR. The GUS assay was performed as described previously.

【0042】 実施例3.単子葉植物プロトプラストにおいてのLuxR、LasRおよびT raRの一過性発現 発現プラスミド構築 単子葉植物一過性系における発現のためのベクターの選択は、ユビキチンプロ
モーター領域およびNosターミネーターを含むpFunであった。二つの間に
多くの特異的クローニング部位が存在する。LuxRはBamHI断片としてp
Fun内へ移された。pLasRはBamHI/KpnI断片として移された。
TraRはオリゴヌクレオチドTraR1 5’AATTGGTACCCACC
ATGCAGCACTGGCTGGACAAGTTGACC 3’(配列ID番
号:11)およびTraR2 5’AATTGGATCCCAGATCAGCT
TTCTTCTGCTTGGCGAGG 3’(配列ID番号:12)を使用す
るPCRによりアグロバクテリウム ツメファシエンス(Agrobacter ium tumefaciens )から単離された。精製された断片はBamH で制限酵素切断され、pFun BamHIベクター内へ導入された。各々の
場合、発現ベクターは以下のように名付けられた:pFunLuxR(図13)
、pFunLasR(図14)およびpFunTra(図15)。
Embodiment 3 FIG . Transient expression of LuxR, LasR and TraR in monocot protoplasts Expression plasmid construction The choice of vector for expression in the monocot transient system was pFun containing the ubiquitin promoter region and Nos terminator. There are many specific cloning sites between the two. LuxR is expressed as pam as a BamHI fragment.
Moved into Fun. pLasR was transferred as a BamHI / KpnI fragment.
TraR is the oligonucleotide TraR1 5′AATTGGTACCACCC
ATGCAGCACTGGCTGGACAAGTTGACC 3 '(SEQ ID NO: 11) and TraR2 5' AATTGGATCCCAGATCAGCT
TTCTTCTGCTTGGCGAGG 3 '(SEQ ID NO: 12) isolated from Agrobacterium tumefaciens (Agrobacter ium tumefaciens) by PCR using. Purified fragment was restriction enzyme digested with BamH I, it was introduced into PFUN BamHI vector within. In each case, the expression vector was named as follows: pFunLuxR (FIG. 13)
, PFunLasR (FIG. 14) and pFunTra (FIG. 15).

【0043】 レポータープラスミド構築 LuxRをコード化している発現ベクターとともに使用されたレポータープラ
スミドはタバコで実施された一過性実験で使用されたものと同一のものである(
実施例1および2)。LasRおよびTraR発現の両方のレポーターベクター
の場合、親プラスミドp221.9が使用された。両方の場合において、Las
Boxおよび二つのTraBoxをコード化しているオリゴヌクレオチドは合成
的に作製された。LasBoxオリゴヌクレオチドは以下のようであり、Las
Box1は5’TCGACACCTGCGAGTTCTCCGAGGTG 3’
(配列ID番号:13)でありおよびLasBox2は5’TCGACACCT
CGGAGAACTCGCAGGTG 3’(配列ID番号:14)である。Z
hu and Winans,(1999)により記載されているTraBox
が使用され、オリゴは以下のようである:TraBox1 5’TCGACTA
CACGTCTAGACGTGTAGG 3’(配列ID番号:15)、Tra
Box2 5’TCGACCTACACGTCTAGACGTGTAG 3’(
配列ID番号:16)(第一の対)、TraBox3 5’TCGACTACA
CGTCTAGACGTGTAAG 3’(配列ID番号:17)およびTra
box4 5’TCGACTTACACGTCTAGACGTGTAG 3’(
第二の対)(配列ID番号:18)。対中の各々の対オリゴの等量を混合し、変
性し、放置して冷却して.SalI粘着末端を持つ二本鎖DNAを形成させた。
二本鎖DNAは次にSalI切断p221.9ベクター内へ結合させた。組換え
体はコロニーハイブリダイゼーションによりスクリーニングし、ベクター内へ取
り込まれた要素の数を確認した。ベクターは以下のように名付けられた:p22
1.9Trabox1(図16)、p221.9Trabox2(図17)およ
びp221.9Lasbox(図11)。
Reporter Plasmid Construction The reporter plasmid used with the expression vector encoding LuxR was the same as that used in the transient experiments performed on tobacco (
Examples 1 and 2). For both the LasR and TraR expression reporter vectors, the parent plasmid p221.9 was used. In both cases, Las
Oligonucleotides encoding the Box and the two TraBoxes were made synthetically. The LasBox oligonucleotides are as follows:
Box 1 is 5 'TCGAACCCTGCGAGTTCTCCGAGGGTG 3'
(SEQ ID NO: 13) and LasBox2 is 5'TCGACACCT.
CGGAGAACTCGCAGGTG 3 ′ (SEQ ID NO: 14). Z
TraBox as described by Hu and Winans, (1999).
Is used and the oligos are as follows: TraBox1 5′TCGACTA
CACGTCTAGACGGTGTAGG 3 ′ (SEQ ID NO: 15), Tra
Box2 5'TCGACCTACCAGCTCTAGACGGTGTAG 3 '(
SEQ ID NO: 16) (first pair), TraBox3 5'TCGACTACA
CGCTCTAGACGTGTAAAG 3 ′ (SEQ ID NO: 17) and Tra
box4 5 'TCGACTTACACGCTCTAGACGTGTAG 3' (
Second pair) (SEQ ID NO: 18). Mix equal amounts of each counter oligo in the pair, denature and allow to cool. Double-stranded DNA with SalI sticky ends was formed.
The double-stranded DNA was then ligated into the SalI cut p221.9 vector. Recombinants were screened by colony hybridization to confirm the number of elements incorporated into the vector. The vector was named as follows: p22
1.9Trabox1 (FIG. 16), p221.9Trabox2 (FIG. 17) and p221.9Lasbox (FIG. 11).

【0044】 実施例4.タバコ植物2成分ベクター構築におけるLuxRの安定発現 レポーターカセットはp221.9lux6をEcoRIおよびHindII で切断して2.0kb断片を得ることにより単離された。断片を精製し、pB
in 19 EcoRIHindIIIベクター内へ導入してpBinrep
AHLを生成させた。LuxRレセプターの三つの異なった変異体(即ち、Lu xR および二つの促進体)をEcoRIで制限酵素分解し(エフェクターカセッ
トの両側に隣接している部位)、脱リン酸化したEcoRIpBin19rep
AHLベクター内へ導入してpAHL1(LuxR)(図18)、pAHL2(
SVLuxR)(図19)またはpAHL3(LuxRSV)(図20)を生成
させた。
Embodiment 4 FIG . A stable expression reporter cassette for LuxR in the construction of a two-component vector of tobacco plants was isolated by cutting p221.9lux6 with EcoRI and HindII I to obtain a 2.0 kb fragment. The fragment was purified and pB
Introduced into the in 19 EcoRI / HindIII vector and pBinrep
AHL was generated. Three different variants of the LuxR receptor (i.e., Lu xR and two promotion body) was restriction digest with EcoRI (site adjacent to both sides of the effector cassette), EcoRIpBin19rep dephosphorylated
PAHL1 (LuxR) (FIG. 18) and pAHL2 (
SVLuxR) (FIG. 19) or pAHL3 (LuxRSV) (FIG. 20).

【0045】 植物形質転換 LuxRまたはキメラLuxRおよびレポーター遺伝子カセットを含んでいる
、植物形質転換構築物pAHL1(図18)、pAHL2(図19)およびpA
HL3(図20)は、Holsters et al.(1978)により説明
されている凍結/融解法を使用してアグロバクテリウム ツメファシエンスLB
A4404を形質転換させた。タバコ(ニコチアナ タバクム(Nicotia na tabacum )cv Samsun)形質転換体は葉ディスク法(Ho
rsch et al.,1988)により生成された。苗条は100mg/l
カナマイシンを含んでいる培地で再生された。発根後、小さな植物は温室に移さ
れ、16時間明/8時間暗の条件下で成長させた。
Plant transformation constructs pAHL1 (FIG. 18), pAHL2 (FIG. 19) and pA containing plant-transformed LuxR or chimeric LuxR and a reporter gene cassette
HL3 (FIG. 20) is described in Holsters et al. Agrobacterium tumefaciens LB using the freeze / thaw method described by (1978)
A4404 was transformed. Tobacco (Nicotiana tabacum (Nicotia na tabacum) cv Samsun) transformants leaf disc method (Ho
rsch et al. , 1988). Shoots 100mg / l
It was regenerated in a medium containing kanamycin. After rooting, the small plants were transferred to a greenhouse and grown under 16 hours light / 8 hours dark conditions.

【0046】 PCR分析 PCRによるトランスジェニックタバコ植物の分析は300μlの抽出緩衝液
に抽出された葉試料を使用して実施された。DNAは4℃で10分間、イソプロ
パノールで沈殿され、遠心分離された。ペレットを乾燥し、100μlのTE(
10mMトリスHCl pH8.0、1mM EDTA)に再懸濁した。2.5
μlを500μlのエッペンドルフチューブに入れ、緩衝液、dNTPおよびオ
リゴヌクレオチドを含んでいる主混合物を加えた。試料を3分間変性させた後に Taq ポリメラーゼ(Gibco−BRLTM)を加えた。
[0046]PCR analysis Analysis of transgenic tobacco plants by PCR requires 300 μl of extraction buffer
This was carried out using the leaf samples extracted in Step 1. DNA is isoproduced at 4 ° C for 10 minutes.
Precipitated with panol and centrifuged. The pellet is dried and 100 μl of TE (
Resuspended in 10 mM Tris HCl pH 8.0, 1 mM EDTA). 2.5
Transfer the μl to a 500 μl Eppendorf tube and add buffer, dNTPs and
A main mixture containing the lignonucleotides was added. After denaturing the sample for 3 minutes Taq Polymerase (Gibco-BRL)TM) Was added.

【0047】 化学処理 OHHLはメタノール(Sigma)に溶解し、保存液は−20℃に維持した
。化合物は幼植物を芽生えさせるために使用した増殖培地で希釈した。誘導され
ない幼植物は等量のメタノールで処理された。種子は0.8%(w/v)寒天を
補給したMS培地中で芽生えさせた。幼植物は芽生え2日後(2子葉段階)に集
めた。
The chemically treated OHHL was dissolved in methanol (Sigma), and the stock solution was maintained at -20 ° C. Compounds were diluted in the growth medium used to seed young plants. Uninduced seedlings were treated with an equal volume of methanol. Seeds were germinated in MS medium supplemented with 0.8% (w / v) agar. The seedlings were collected 2 days after sprouting (2 cotyledon stage).

【0048】 GUSアッセイ 幼植物誘導実験において、10の2日経過した幼植物が集められ、液体窒素で
瞬間凍結された。幼植物は300μlのGUS抽出緩衝液中でホモジナイズし、
13000rpmで5分間遠心分離した。上清をGUSおよびBio−RadTM タンパク質アッセイの両方に使用した。
GUS Assay In a seedling induction experiment, ten 2-day-old seedlings were collected and snap frozen in liquid nitrogen. The seedlings are homogenized in 300 μl of GUS extraction buffer,
Centrifuged at 13000 rpm for 5 minutes. The supernatant was used for both GUS and Bio-Rad protein assays.

【0049】 実施例5.タバコ植物におけるyenI遺伝子の安定構成的発現 2成分ベクター構築 pBDHELI(図21)は、pBiS26(Datla et al., Plant Science 94,139−140(l993))からのアル
ファルファモザイクウイルス(AMW)翻訳エンハンサー配列をエルシニア エ
ンテロコリチカ(Yersinia enterocolitica)からの enI コード配列へ融合させることにより構築された。AMV−LuxI遺伝子
融合物はpDH51(Pietrzak et al.,1986)ベクター内
への指向性クローン化され、pDHELIが生成された。pDHELIの1.8
kb断片はpBin19(Bevan,1994)内へクローン化され、pBD
HELI(図21)が得られた。プラスミドは前記のようにアグロバクテリウム
内へ導入された。タバコ植物集団が製造され、前に詳述したようにスクリーニン
グされた。yenI遺伝子を高く発現するものが、OOHLを合成する能力で選
択された。本アッセイはトランスジェニック植物の葉を一夜寒天プレ−ト上に置
くことを含んでいる。葉を取り除き、クロモバクテリウム ビオラセウム(Ch romobacterium violaceum )のcviI突然変異体をプ
レート上に広げて覆った。OHHLが葉から寒天内へ拡散している場合、細菌に
より生成されるビオライン(紫色の色素)が観察できる(図24)。
Embodiment 5 FIG . Stable and constitutive expression of the yenI gene in tobacco plants The two-component vector construction pBDHELI (FIG. 21) is an alfalfa mosaic virus (AMW) translation enhancer sequence from pBiS26 (Datala et al., Plant Science 94, 139-140 (1993)). It was constructed by fusing the y ENI coding sequence from Yersinia enterocolitica (Yersinia enterocolitica). The AMV- LuxI gene fusion was directionally cloned into the pDH51 (Pietrzak et al., 1986) vector to generate pDHHELI. 1.8 of pDHELI
The kb fragment was cloned into pBin19 (Bevan, 1994) and the pBD
HELI (FIG. 21) was obtained. The plasmid was introduced into Agrobacterium as described above. A population of tobacco plants was produced and screened as detailed above. Those that highly expressed the yenI gene were selected for their ability to synthesize OOHL. The assay involved placing the leaves of the transgenic plant on an agar plate overnight. Leaves removed, covered and spread cviI mutants of Chromobacterium violaceum (Ch romobacterium violaceum) and on the plate. When OHHL is diffused from the leaves into the agar, biolines (purple pigment) produced by the bacteria can be observed (FIG. 24).

【0050】 実施例6.yenI植物により生成される化合物によりLuxRが活性化され 無菌状態下で組織培養により成長させた、yenI発現カセットを含んでいる
トランスジェニックタバコ植物の根をLB寒天プレート上に置き、プラスミドp
SB401(図22)を持つ大腸菌を含んでいる上面寒天を重ねた。この株は ux オペロン(即ち、luxRlux ABCDE)を発現し、OHHLおよ
びHHLに応答して生物発光するであろう。図24はタバコ植物内へのyenI
導入により生成されたアシル−ホモセリン ラクトンは大腸菌に含まれているL
uxRを活性化でき、レポーター遺伝子発現を活性化することを示している。こ
れらのデータはyenI遺伝子を含んでいる植物内への、LuxR発現およびレ
ポーターカセットの導入はレポーター遺伝子発現の活性化を生じるであろうこと
を示唆している。
Embodiment 6 FIG . LuxR the compound produced by yenI plants grown by tissue culture under sterile conditions that will be activated by placing the roots of transgenic tobacco plants containing yenI expression cassette on LB agar plates, plasmid p
Top agar containing E. coli with SB401 (FIG. 22) was overlaid. This strain l ux operon (i.e., luxR, lux ABCDE) expressed, would bioluminescence in response to OHHL and HHL. FIG. 24 shows that yenI in tobacco plants
The acyl-homoserine lactone produced by the introduction is L-form contained in E. coli.
uxR can be activated, indicating that it activates reporter gene expression. These data suggest that introduction of LuxR expression and a reporter cassette into a plant containing the yenI gene will result in activation of reporter gene expression.

【0051】 実施例7.LuxRタバコ高発現体植物とyenIタバコ植物の交配 yenI発現植物とAHLスイッチ植物の交配により植物が製造された。子孫
の種子が集められ、前記のようにGUS活性がアッセイされた。GUSタンパク
質はyenI遺伝子を発現しているすべての組織に存在していることが予想され
たので、GUS活性がすべての組織および異なった年代でアッセイされた。AH
Lスイッチ中のLuxRタンパク質のように、yenIは35S CaMVプロ
モーターの調節下にある。最初、子孫幼植物は1/2MS中で成長させ、芽生え
2日後または子葉が完全に広がった時に集められた。
Embodiment 7 FIG . Crossing of LuxR tobacco high-expressing plant and yenI tobacco plant A plant was produced by crossing a henI expressing plant with an AHL switch plant. Progeny seeds were collected and assayed for GUS activity as described above. Since GUS protein was expected to be present in all tissues expressing the yenI gene, GUS activity was assayed in all tissues and at different ages. AH
Like the LuxR protein in the L-switch, yenI is under the control of the 35S CaMV promoter. Initially, progeny seedlings were grown in MSMS and collected 2 days after sprouting or when cotyledons were fully spread.

【0052】 本発明の範囲から離れない本発明の他の変形も、当業者には明らかになるであ
ろう。 引用文献
Other variations of the invention that do not depart from the scope of the invention will be apparent to those skilled in the art. References

【0053】[0053]

【表4】 [Table 4]

【0054】[0054]

【表5】 [Table 5]

【0055】[0055]

【表6】 [Table 6]

【配列表】 [Sequence list]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は細菌定足数感受性系の応答制御タンパク質の一般構造の図式
的な表現を示している。
FIG. 1 shows a schematic representation of the general structure of a response control protein in a bacterial quorum sensitive system.

【図2】 図2はホモセリン ラクトン遺伝子スイッチ系の図式的な表現を示
している。
FIG. 2 shows a schematic representation of the homoserine lactone gene switch system.

【図3】 図3はレポーター遺伝子構築物、p221.9lux6のプラスミ
ド地図である。
FIG. 3 is a plasmid map of the reporter gene construct, p221.9lux6.

【図4】 図4はp221.9lux2のプラスミド地図である。FIG. 4 is a plasmid map of p221.9lux2.

【図5】 p221.9lux3のプラスミド地図。FIG. 5 is a plasmid map of p221.9lux3.

【図6】 p221.9luxCのプラスミド地図。FIG. 6 is a plasmid map of p221.9luxC.

【図7】 p221.9Lproのプラスミド地図。FIG. 7 is a plasmid map of p221.9Lpro.

【図8】 pDH51 LuxRプラスミド中にLuxRを含んでいる発現ベ
クターを描いている。
FIG. 8 depicts an expression vector containing LuxR in the pDH51 LuxR plasmid.

【図9】 プラスミドpDH51SVLuxR中のSV40−NLS−Gal
4−LuxRのエンハンスされたN末端融合タンパク質を含んでいる発現カセッ
トを示している。
FIG. 9. SV40-NLS-Gal in plasmid pDH51SVLuxR.
Figure 9 shows an expression cassette containing an enhanced N-terminal fusion protein of 4-LuxR.

【図10】 プラスミドpDH51LuxRSV中のLuxR−SV40−N
LS−Gal4のエンハンスされたC末端融合物を含んでいる発現カセットを示
している。
FIG. 10. LuxR-SV40-N in plasmid pDH51LuxRSV.
Figure 3 shows an expression cassette containing an enhanced C-terminal fusion of LS-Gal4.

【図11】 図11はp221.9lasboxのプラスミド地図である。L
asR Boxの一つのコピーを含んでいる。
FIG. 11 is a plasmid map of p221.9 lasbox. L
Contains one copy of the asR Box.

【図12】 LasR、pSinLASRを含んでいる一過性発現構築物のプ
ラスミド地図である。
FIG. 12 is a plasmid map of a transient expression construct containing LasR, pSinLASR.

【図13】 単子葉植物プロトプラストにおける発現のための発現プラスミド
pFunLuxR。
FIG. 13. Expression plasmid pFunLuxR for expression in monocotyledonous protoplasts.

【図14】 単子葉植物プロトプラストにおける発現のための発現プラスミド
pFunLasR。
FIG. 14: Expression plasmid pFunLasR for expression in monocot protoplasts.

【図15】 単子葉植物プロトプラストにおける発現のための発現プラスミド
pFunTraR。
FIG. 15: Expression plasmid pFunTraR for expression in monocot protoplasts.

【図16】 Zhu and Winans,(1999)により記載されて
いるtra box配列1を含んでいるレポータープラスミドp221.9tr
abox1。
FIG. 16: Reporter plasmid p221.9tr containing the tra box sequence 1 described by Zhu and Winans, (1999).
abox1.

【図17】 Zhu and Winans,(1999)により記載されて
いるtra box配列2を含んでいるレポータープラスミドp221.9tr
abox2。
FIG. 17: Reporter plasmid p221.9tr containing the tra box sequence 2 described by Zhu and Winans, (1999)
box2.

【図18】 図18はエフェクターおよびレポーターカセットを含んでいる2
成分ベクター、pAHL1のプラスミド地図である。
FIG. 18 shows a 2 containing effector and reporter cassette.
It is a plasmid map of a component vector, pAHL1.

【図19】 図19はエフェクターおよびレポーターカセットを含んでいる2
成分ベクター、pAHL2のプラスミド地図である。
FIG. 19 shows two vectors containing effector and reporter cassettes.
It is a plasmid map of a component vector, pAHL2.

【図20】 図20はエフェクターおよびレポーターカセットを含んでいる2
成分ベクター、pAHL3のプラスミド地図である。
FIG. 20 shows the two containing effector and reporter cassettes.
It is a plasmid map of a component vector, pAHL3.

【図21】 図21はluxI遺伝子を含んでいる2成分ベクター、pBDH
ELIのプラスミド地図である。
FIG. 21 shows a two-component vector containing the luxI gene, pBDH.
It is a plasmid map of ELI.

【図22】 図22はLuxオペロンを含んでいるpSB401のプラスミド
地図である。
FIG. 22 is a plasmid map of pSB401 containing the Lux operon.

【図23】 図23は、無菌状態下で組織培養により成長させトランスジェニ
ックタバコ植物の根をLB寒天プレート上に置き、その上にプラスミドpSB4
01(図22)を持つ大腸菌を含んでいる上面寒天を重ねたものを示す。この株
luxオペロンを発現し、OHHLおよびHHLに応答して生物発光するであ
ろう。根を囲む領域の生物発光が裸眼でも明瞭に観察された。
FIG. 23. Transgenic tobacco plant roots grown in tissue culture under sterile conditions are placed on LB agar plates and plasmid pSB4
21 shows a stack of top agar containing E. coli with 01 (FIG. 22). This strain expresses the lux operon and will bioluminescent in response to OHHL and HHL. Bioluminescence in the area surrounding the root was clearly observed even with the naked eye.

【図24】 無菌状態下で組織培養により成長させたトランスジェニックタバ
コ植物の葉を示している。葉を植物から切り出し、LB寒天プレート上に置き、
クロモバクテリウム ビオラセウム指標生物株を含んでいる上面寒天を重ねた。
検出された紫色は指標生物株遺伝子の誘導を表し、植物組織から細菌培地内への
OHHLが出ていることを示している。
FIG. 24 shows leaves of transgenic tobacco plants grown by tissue culture under aseptic conditions. Leaves are cut from the plant, placed on an LB agar plate,
Overlaid top agar containing the Chromobacterium violaceum indicator organism strain.
The purple color detected indicates the induction of the indicator organism strain gene, indicating that OHHL has been released from the plant tissue into the bacterial medium.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12R 1:91) C12N 15/00 ZNAA (C12Q 1/02 5/00 C C12R 1:91) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CR, CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,G D,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN ,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC, LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,M K,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO ,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ, TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,Y U,ZA,ZW (71)出願人 Fernhurst,Haslemer e,Surrey GU27 3JE,Un ited Kingdom (72)発明者 ジェプソン,イアン イギリス国バークシャー アールジー42 6イーティー,ブラックネル,ジェロッ ツ・ヒル・インターナショナル・リサー チ・センター,ゼネカ・アグロケミカルス (72)発明者 フライ,ルーパート・ジョージ イギリス国レスター エルイー12 5アー ルディー,ラフバロ,サットン・ボニント ン・キャンパス,ユニバーシティ・オブ・ ノッティンガム,ファカルティ・オブ・サ イエンス,スクール・オブ・バイオムジカ ル・サイエンス・プラント・サイエンス・ ディビジョン Fターム(参考) 2B030 AA02 AB03 AD20 CA06 CA17 CA19 CB02 CD03 CD06 CD09 CD12 CD13 CD17 4B024 AA08 BA80 CA04 DA01 EA04 FA02 FA06 GA11 GA21 HA20 4B063 QA01 QA08 QQ09 QQ13 QR33 QR60 QR78 QR80 QS05 QS36 QX02 4B065 AA11X AA88X AB01 AC20 BA02 BA24 BD32 CA53 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C12R 1:91) C12N 15/00 ZNAA (C12Q 1/02 5/00 C C12R 1:91) (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), E A (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, C N, CR, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR , KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (71) Applicant Fernhurst, Haslemere, Surrey GU27 3JE, United Kingdom (72) Inventor Jepson, Ian Berkshire RGS 426 England, Bracknell, Jerlots Hill International Research Center, Zeneca Agrochemicals (72) Invention Fry, Rupert George Leicester EL12 5 Ardie, UK, Loughborough, Sutton Boninton Campus, University of Nottingham, Faculty of Science, School of Bio-Musical Sciences Plant Sciences Division F-term (reference) 2B030 AA02 AB03 AD20 CA06 CA17 CA19 CB02 CD03 CD06 CD09 CD12 CD13 CD17 4B024 AA08 BA80 CA04 DA01 EA04 FA02 FA06 GA11 GA21 HA20 4B063 QA01 QA08 QQ09 QQ13 QR33 QR60 QR78 QR80 QS05 QS36 AQ02A02A BD32 CA53

Claims (34)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真核細胞中の標的遺伝子の転写を開始する方法であって: (a) 応答タンパク質を産生できる真核細胞を提供し; (b) 標的遺伝子に作動可能なように連結され、および、誘導された場合に該
標的遺伝子の転写を開始できる誘導性プロモーター配列を定めているポリヌクレ
オチドを該細胞のゲノム内へ挿入し;および (c) 該応答タンパク質へ結合できる化学誘導物質を該細胞へ与え、それによ
り該化学誘導物質が該応答タンパク質に結合して誘導複合体を形成し、その誘導
複合体は該誘導性プロモーターへ結合しおよび該誘導性プロモーターを誘導し、
それにより該標的遺伝子の転写を開始する方法。
1. A method for initiating transcription of a target gene in a eukaryotic cell, comprising: (a) providing a eukaryotic cell capable of producing a responsive protein; (b) operably linked to the target gene. And inserting a polynucleotide defining an inducible promoter sequence capable of initiating transcription of the target gene when induced into the genome of the cell; and (c) providing a chemical inducer capable of binding to the response protein. Feeding to the cell, whereby the chemical inducer binds to the responsive protein to form an inducible complex, which binds to and induces the inducible promoter;
A method thereby initiating transcription of said target gene.
【請求項2】 ポリヌクレオチドが該真核細胞のゲノム内へ挿入され、その
ポリヌクレオチドが該応答タンパク質の産生を提供する請求項1に記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein a polynucleotide is inserted into the genome of said eukaryotic cell, wherein said polynucleotide provides for production of said responsive protein.
【請求項3】 誘導性プロモーターが配列ID番号:2として示されるヌク
レオチド含み、および応答タンパク質が配列ID番号:16に示されるアミノ酸
配列を含む請求項1または2に記載の方法。
3. The method of claim 1 or 2, wherein the inducible promoter comprises the nucleotide sequence shown as SEQ ID NO: 2, and the responsive protein comprises the amino acid sequence shown as SEQ ID NO: 16.
【請求項4】 該誘導性プロモーターが、0.1%SDSを含んでいる0.
3強度のクエン酸緩衝液中で60℃から65℃の間の温度で配列ID番号:2へ
結合するものの相補体であるポリヌクレオチドを含み、同じ温度で0.1%SD
Sを含んでいる0.3強度のクエン酸緩衝液で洗浄した後でも該ポリヌクレオチ
ドは該誘導複合体との結合により誘導性プロモーターとしてまだ働くことができ
る、請求項3に記載の方法。
4. The method of claim 1 wherein said inducible promoter contains 0.1% SDS.
A polynucleotide that is the complement of, but binds to, SEQ ID NO: 2 at a temperature between 60 ° C. and 65 ° C. in 3 strength citrate buffer at 0.1% SD at the same temperature
4. The method of claim 3, wherein after washing with a 0.3 strength citrate buffer containing S, the polynucleotide can still serve as an inducible promoter upon binding to the inducing complex.
【請求項5】 該応答タンパク質をコード化しているポリヌクレオチドが配
列ID番号:5に示した配列を含む請求項3または4に記載の方法。
5. The method according to claim 3, wherein the polynucleotide encoding the response protein comprises the sequence shown in SEQ ID NO: 5.
【請求項6】 該応答タンパク質をコード化しているポリヌクレオチドが、
0.1%SDSを含んでいる0.3強度のクエン酸緩衝液中で60℃から65℃
の間の温度で配列ID番号:5へ結合するものの相補体を含み、同じ温度で0.
1%SDSを含んでいる0.3強度のクエン酸緩衝液で洗浄した後でも該ポリヌ
クレオチドは該化学誘導物質と誘導複合体を形成できるタンパク質をまだコード
化している、請求項5に記載の方法。
6. The polynucleotide encoding the response protein,
60 ° C to 65 ° C in 0.3 strength citrate buffer containing 0.1% SDS
And the complement of that which binds to SEQ ID NO: 5 at a temperature between 0.
6. The polynucleotide of claim 5, wherein even after washing with 0.3 strength citrate buffer containing 1% SDS, the polynucleotide still encodes a protein capable of forming an inducing complex with the chemical inducer. Method.
【請求項7】 該誘導性プロモーターをコード化しているポリヌクレオチド
が配列ID番号:21に示される領域を含む請求項2から6の任意の項に記載の
方法。
7. The method according to any one of claims 2 to 6, wherein the polynucleotide encoding the inducible promoter comprises the region shown in SEQ ID NO: 21.
【請求項8】 該真核細胞が植物細胞である請求項1から7の任意の項に記
載の方法。
8. The method according to claim 1, wherein the eukaryotic cell is a plant cell.
【請求項9】 植物細胞がメロン、マンゴー、大豆、綿、タバコ、テンサイ
、油種子ナタネ、キャノーラ、亜麻、ヒマワリ、ジャガイモ、トマト、アルファ
ルファ、レタス、トウモロコシ、小麦、サトウモロコシ、ライ麦、バナナ、大麦
、オート麦、芝草、マグサ、サトウキビ、エンドウ、豆、米、松、ポプラ、リン
ゴ、モモ、ブドウ、イチゴ、ニンジン、レタス、キャベツ、タマネギ、ミカン属
または堅果植物から成る群より選択される植物からのものである請求項8に記載
の方法。
9. The method according to claim 1, wherein the plant cells are melon, mango, soybean, cotton, tobacco, sugar beet, oilseed rape, canola, flax, sunflower, potato, tomato, alfalfa, lettuce, corn, wheat, sugar corn, rye, banana, barley. Oats, turfgrass, magsa, sugarcane, peas, beans, rice, pine, poplar, apple, peach, grape, strawberry, carrot, lettuce, cabbage, onion, citrus or nut plant 9. The method of claim 8, wherein
【請求項10】 該化学誘導物質がN−(3−オキソ)ヘキサノイル−L−
ホモセリン ラクトンまたはその機能性等価物である請求項1から9の任意の項
に記載の方法。
10. The method according to claim 1, wherein the chemical inducer is N- (3-oxo) hexanoyl-L-.
The method according to any one of claims 1 to 9, which is homoserine lactone or a functional equivalent thereof.
【請求項11】 該化学誘導物質が農業的に受容可能な処方の一部として植
物細胞へ与えられる請求項8から10の任意の項に記載の方法。
11. The method according to any one of claims 8 to 10, wherein the chemical inducer is provided to the plant cells as part of an agriculturally acceptable formulation.
【請求項12】 該応答タンパク質をコード化しているポリヌクレオチドが
プロモーターおよびターミネーター配列により結合されている請求項2から11
の任意の項に記載の方法。
12. The polynucleotide according to claim 2, wherein the polynucleotide encoding the response protein is linked by a promoter and a terminator sequence.
The method according to any of the paragraphs.
【請求項13】 プロモーターが誘導性である請求項12に記載の方法。13. The method according to claim 12, wherein the promoter is inducible. 【請求項14】 プロモーターがAlcA/Rスイッチ系、GSTスイッチ
系およびエクジソンスイッチから成る群より選択される請求項13に記載の方法
14. The method according to claim 13, wherein the promoter is selected from the group consisting of an AlcA / R switch system, a GST switch system, and an ecdysone switch.
【請求項15】 プロモーターが構成的であるかまたは発育的に調節されて
いる請求項12に記載の方法。
15. The method of claim 12, wherein the promoter is constitutive or developmentally regulated.
【請求項16】 プロモーターがカリフラワーモザイクウイルス35S/1
9S、トウモロコシユビキチンおよびアラビドプシス(Arabidopsis
)ユビキチン3から成る群より選択される請求項15に記載の方法。
16. The method wherein the promoter is cauliflower mosaic virus 35S / 1.
9S, corn ubiquitin and Arabidopsis
16. The method of claim 15, wherein the method is selected from the group consisting of: ubiquitin 3.
【請求項17】 該標的遺伝子がβ−グルクロニダーゼ;バシラス スリン
ジエンシス(Bacillus thuringenesis)毒素;バーナー
ゼまたはバースターをコード化している請求項1から16の任意の項に記載の方
法。
17. The method according to any one of claims 1 to 16, wherein the target gene encodes β-glucuronidase; Bacillus thuringenesis toxin; burnase or burster.
【請求項18】 誘導性標的遺伝子を含んでいる植物を提供する方法であっ
て: (a)応答タンパク質の産生を提供する植物細胞内に、該標的遺伝子へ作動可
能なように連結された誘導性プロモーター配列を定めているポリヌクレオチドを
挿入し;および (b)形態学的に正常なその繁殖可能植物を再生し;および (c)該応答タンパク質へ結合可能な化学誘導物質またはその機能性変異体を
再生体の集団へ与え、それにより該化学誘導物質が該応答タンパク質へ結合して
誘導複合体を形成し、その誘導複合体は該誘導性プロモーターへ結合しおよび該
誘導性プロモーターを誘導し、それにより該標的遺伝子の転写を開始させ;およ
び (d)該標的遺伝子を発現している植物を選択する方法。
18. A method for providing a plant comprising an inducible target gene, comprising: (a) inducing operably linked to a target gene in a plant cell that provides for the production of a response protein. Inserting a polynucleotide defining a sex promoter sequence; and (b) regenerating the morphologically normal reproductive plant; and (c) a chemical inducer capable of binding to the response protein or a functional mutation thereof. The body to a population of regenerants, whereby the chemical inducer binds to the responsive protein to form an inducible complex, which binds to the inducible promoter and induces the inducible promoter. And thereby initiate transcription of said target gene; and (d) a method of selecting a plant expressing said target gene.
【請求項19】 該誘導性プロモーター配列が、配列ID番号:2として示
されるヌクレオチド配列またはその機能性変異体を含み、および該応答タンパク
質が配列ID番号:16として示されるアミノ酸配列またはその機能性変異体を
含み、および該化学誘導物質がN−(3−オキソ)ヘキサノイル−L−ホモセリ
ン ラクトンまたはその機能性等価物である請求項18に記載の方法。
19. The inducible promoter sequence comprises the nucleotide sequence shown as SEQ ID NO: 2 or a functional variant thereof, and the responsive protein is the amino acid sequence shown as SEQ ID NO: 16 or its functionality 19. The method of claim 18, comprising a mutant, and wherein the chemo-inducing agent is N- (3-oxo) hexanoyl-L-homoserine lactone or a functional equivalent thereof.
【請求項20】 該誘導性プロモーター配列が、配列ID番号:10として
示されるヌクレオチド配列またはその機能性変異体を含み、および該応答タンパ
ク質が配列ID番号:17として示されるアミノ酸配列またはその機能性変異体
を含み、および該化学誘導物質がN−(3−オキソ)ドデカノイル−L−ホモセ
リン ラクトンまたはその機能性等価物である請求項18に記載の方法。
20. The inducible promoter sequence comprises the nucleotide sequence shown as SEQ ID NO: 10 or a functional variant thereof, and the responsive protein is the amino acid sequence shown as SEQ ID NO: 17 or a functional thereof. 19. The method according to claim 18, comprising a mutant, and wherein said chemical inducer is N- (3-oxo) dodecanoyl-L-homoserine lactone or a functional equivalent thereof.
【請求項21】 該誘導性プロモーター配列が、配列ID番号:12として
示されるヌクレオチド配列またはその機能性変異体を含み、および該応答タンパ
ク質が配列ID番号:18として示されるアミノ酸配列またはその機能性変異体
を含み、および該化学誘導物質がN−(3−オキソ)オクタノイル−L−ホモセ
リン ラクトンまたはその機能性等価物である請求項18に記載の方法。
21. The inducible promoter sequence comprises the nucleotide sequence shown as SEQ ID NO: 12 or a functional variant thereof, and the responsive protein is the amino acid sequence shown as SEQ ID NO: 18 or a functional thereof. 19. The method according to claim 18, comprising a mutant, and wherein said chemical inducer is N- (3-oxo) octanoyl-L-homoserine lactone or a functional equivalent thereof.
【請求項22】 請求項18から21の任意の一つの方法に従って製造され
る植物。
22. A plant produced according to any one of claims 18 to 21.
【請求項23】 植物がメロン、マンゴー、大豆、綿、タバコ、テンサイ、
油種子ナタネ、キャノーラ、亜麻、ヒマワリ、ジャガイモ、トマト、アルファル
ファ、レタス、トウモロコシ、小麦、サトウモロコシ、ライ麦、バナナ、大麦、
オート麦、芝草、マグサ、サトウキビ、エンドウ、豆、米、松、ポプラ、リンゴ
、モモ、ブドウ、イチゴ、ニンジン、レタス、キャベツ、タマネギ、ミカン属ま
たは堅果植物から成る群より選択される請求項22に記載の植物。
23. The plant is made of melon, mango, soybean, cotton, tobacco, sugar beet,
Oilseed rape, canola, flax, sunflower, potato, tomato, alfalfa, lettuce, corn, wheat, sugar corn, rye, banana, barley,
23. The oat, turfgrass, magsa, sugar cane, peas, beans, rice, pine, poplar, apple, peach, grape, strawberry, carrot, lettuce, cabbage, onion, citrus or nut plant. The plant according to claim 1.
【請求項24】 標的遺伝子に作動可能なように連結されており、誘導され
た場合にその標的遺伝子の転写を開始することができる誘導性プロモーター配列
を含む第一のポリヌクレオチド領域、および応答タンパク質の産生のために提供
される第二のポリヌクレオチド領域を含むDNA構築物、ここで該応答タンパク
質と化学誘導物質の接触により該応答タンパク質は化学誘導物質と結合して誘導
複合体を生成し、その誘導複合体は該誘導性プロモーター配列と結合して該標的
遺伝子の転写を開始させる。
24. A first polynucleotide region comprising an inducible promoter sequence operably linked to a target gene and capable of initiating transcription of the target gene when induced, and a responsive protein. A DNA construct comprising a second polynucleotide region provided for the production of the responsive protein, wherein the responsive protein binds to a chemical inducer to form an inducible complex upon contact of the responsive protein with the chemical inducer The inducible complex binds to the inducible promoter sequence and initiates transcription of the target gene.
【請求項25】 該第一のポリヌクレオチドが配列ID番号:2として示さ
れてたヌクレオチド配列またはその機能性変異体を含み、第二のポリヌクレオチ
ド領域が配列ID番号:16として示されるアミノ酸配列またはその機能性変異
体をコード化するポリヌクレオチドを含んでいる請求項24に記載のDNA構築
物。
25. The amino acid sequence wherein the first polynucleotide comprises the nucleotide sequence shown as SEQ ID NO: 2 or a functional variant thereof, and the second polynucleotide region is shown as SEQ ID NO: 16 25. The DNA construct according to claim 24, comprising a polynucleotide encoding a functional variant thereof.
【請求項26】 該第一のポリヌクレオチドが配列ID番号:10として示
されるヌクレオチド配列またはその機能性変異体を含み、第二のポリヌクレオチ
ド領域が配列ID番号:17として示されるアミノ酸配列またはその機能性変異
体をコード化するポリヌクレオチドを含んでいる請求項24に記載のDNA構築
物。
26. The method according to claim 26, wherein the first polynucleotide comprises the nucleotide sequence shown as SEQ ID NO: 10 or a functional variant thereof, and the second polynucleotide region is the amino acid sequence shown as SEQ ID NO: 17 or 25. The DNA construct according to claim 24, comprising a polynucleotide encoding a functional variant.
【請求項27】 該第一のポリヌクレオチドが配列ID番号:12として示
されてたヌクレオチド配列またはその機能性変異体を含み、第二のポリヌクレオ
チド領域が配列ID番号:18として示されるアミノ酸配列またはその機能性変
異体をコード化するポリヌクレオチドを含んでいる請求項24に記載のDNA構
築物。
27. The amino acid sequence wherein the first polynucleotide comprises the nucleotide sequence shown as SEQ ID NO: 12 or a functional variant thereof, and the second polynucleotide region is shown as SEQ ID NO: 18. 25. The DNA construct according to claim 24, comprising a polynucleotide encoding a functional variant thereof.
【請求項28】 該第二のポリヌクレオチド領域が、該応答タンパク質をコ
ード化しているポリヌクレオチドへ作動可能なように連結されているプロモータ
ーを含む請求項24から27の任意の項に記載のDNA構築物。
28. The DNA of any one of claims 24 to 27, wherein said second polynucleotide region comprises a promoter operably linked to a polynucleotide encoding said response protein. Construct.
【請求項29】 該プロモーターが誘導性である請求項28に記載のDNA
構築物。
29. The DNA according to claim 28, wherein said promoter is inducible.
Construct.
【請求項30】 該プロモーターが構成的であるかまたは発育的に制御され
ている請求項28に記載のDNA構築物。
30. The DNA construct according to claim 28, wherein said promoter is constitutive or developmentally regulated.
【請求項31】 標的遺伝子を含んでいる植物であって、その標的遺伝子の
発現がその植物へ化学誘導物質を与えることにより制御されてもよい植物の製造
における請求項24から30の任意の項に記載のDNA構築物の使用。
31. Any of claims 24 to 30 in the manufacture of a plant comprising a target gene, wherein the expression of the target gene may be controlled by providing a chemical inducer to the plant. Use of the DNA construct according to the above.
【請求項32】 レポータータンパク質をコード化している領域に作動可能
なように連結された誘導性プロモーターを含んでいるポリヌクレオチドを含み、
およびレポータータンパク質を生成することもできる植物にある量の化学物質を
与え、該レポータータンパク質の産生で該植物を試験することから成る、バイオ
アッセイにおける化合物のスクリーニング法。
32. A polynucleotide comprising an inducible promoter operably linked to a region encoding a reporter protein,
And providing a plant that is also capable of producing a reporter protein with an amount of a chemical, and testing the plant for production of the reporter protein.
【請求項33】 農作物植物および害虫を含む領域において害虫を選択的に
制御する方法であって、ここで該植物とは請求項18に従って得られるものであ
り、該標的遺伝子は該害虫を制御できる標的タンパク質をコード化しており、該
方法は該応答タンパク質に結合するのに十分な量の化学誘導物質を植物に与えて
該誘導複合体を生成させることを含んでおり、その誘導複合体は該害虫を制御す
るのに十分である量の標的タンパク質の産生を提供する標的遺伝子の転写を開始
させることができる。
33. A method for selectively controlling pests in an area containing crop plants and pests, wherein said plants are obtained according to claim 18, wherein said target gene is capable of controlling said pests. Encoding a target protein, the method comprising providing a plant with a chemical inducer in an amount sufficient to bind to the response protein to form the inducing complex, wherein the inducing complex comprises the inducing complex. Transcription of a target gene can be initiated that provides for the production of a target protein in an amount sufficient to control the pest.
【請求項34】誘導的に制御される標的遺伝子を含む植物を提供する方法で
あって: (a) 標的遺伝子に作動可能なように連結された第一の誘導性プロモーターを
含んでいるポリヌクレオチドを第一の植物細胞に挿入し、およびそれらから第一
の形態的に正常な繁殖可能植物を再生し; (b) 誘導複合体を形成するように化学誘導物質と結合できる応答タンパク質
、誘導複合体は該標的遺伝子の転写の開始を可能にするように続いて誘導プロモ
ーターと結合する、を形成する応答タンパク質をコード化している領域へ作動可
能なように連結されているプロモーターを含んでいるポリヌクレオチドを第二の
植物細胞内へ挿入し、およびそれらから第二の形態的に正常な繁殖可能植物を再
生し; (c) 該第一の植物を該第二の植物とあるいは該第二の植物を該第一の植物と
交差授粉し、それらからの種子を収穫し; (d) 該種子を成長させ、得られた植物に、該標的遺伝子の転写開始を可能に
する該誘導性プロモーターに結合できる複合体を提供する量の該化学誘導物質を
与える方法。
34. A method for providing a plant comprising an inducibly regulated target gene, comprising: (a) a polynucleotide comprising a first inducible promoter operably linked to the target gene. Is inserted into the first plant cells and regenerates the first morphologically normal fertile plant therefrom; (b) a response protein capable of binding a chemical inducer to form an inducible complex; The body comprises a promoter comprising a promoter operably linked to a region encoding a response protein, which is subsequently associated with an inducible promoter to allow initiation of transcription of the target gene. Inserting nucleotides into a second plant cell and regenerating a second morphologically normal fertile plant therefrom; (c) replacing the first plant with the second plant or Cross-pollinating a second plant with the first plant and harvesting seeds therefrom; (d) growing the seeds and allowing the resulting plants to initiate transcription of the target gene. Providing an amount of said chemical inducer that provides a complex capable of binding to a sex promoter.
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