JP2002541764A - Materials and methods for modifying isoprenoid content, composition and metabolism - Google Patents

Materials and methods for modifying isoprenoid content, composition and metabolism

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JP2002541764A
JP2002541764A JP2000588332A JP2000588332A JP2002541764A JP 2002541764 A JP2002541764 A JP 2002541764A JP 2000588332 A JP2000588332 A JP 2000588332A JP 2000588332 A JP2000588332 A JP 2000588332A JP 2002541764 A JP2002541764 A JP 2002541764A
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ジャッコ ハブッカラ、イルッカ
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ジェネシス リサーチ アンド デベロップメント コーポレイション リミテッド
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Abstract

(57)【要約】 植物イソプレノイド生合成経路に関連する新規に単離されたポリヌクレオチド及びポリペプチドが、かかる配列を含むコンストラクトとともに提供される。標的生物におけるイソプレノイド生合成経路に関与するポリペプチドの含量、組成及び代謝の改変のための方法であって、本発明の1以上のポリヌクレオチドを標的生物のゲノムへ取り込む方法も提供される。かかるポリペプチドの含量、組成及び代謝の改変は、標的生物のイソプレノイドの含量、組成及び代謝の改変をもたらす。   (57) [Summary] Newly isolated polynucleotides and polypeptides related to the plant isoprenoid biosynthetic pathway are provided, along with constructs containing such sequences. Also provided is a method for altering the content, composition, and metabolism of a polypeptide involved in an isoprenoid biosynthetic pathway in a target organism, wherein the method incorporates one or more polynucleotides of the invention into the genome of the target organism. Such alterations in the content, composition and metabolism of the polypeptide result in alterations in the content, composition and metabolism of the isoprenoid of the target organism.

Description

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

【0001】 本発明の技術分野 本発明は、植物とその他の生物のイソプレノイドの含量、組成及び代謝を改変
するための材料と方法に関する。さらにとりわけ、この発明はテルペノイド及び
ステロイド化合物のようなイソプレノイド化合物の合成に関与するポリペプチド
、かかるポリペプチドをエンコードするポリヌクレオチド、かかるポリペプチド
の発現及びかかるポリペプチドの組成及び/又は発現レベルを改変し、それによ
ってイソプレノイド含量、組成及び代謝を改変するための方法に関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to materials and methods for altering isoprenoid content, composition and metabolism in plants and other organisms. More particularly, the invention relates to polypeptides involved in the synthesis of isoprenoid compounds, such as terpenoids and steroid compounds, polynucleotides encoding such polypeptides, expression of such polypeptides and altering the composition and / or expression levels of such polypeptides And thereby altering isoprenoid content, composition and metabolism.

【0002】 本発明の背景 イソプレノイドは天然に存在する化合物の大きな一群を形成し、20,000
以上の異なる化合物が記載されている。イソプレノイドには、最初は動物の正常
な成長に必須の脂肪性物質として認識されたビタミンA、D、E及びKと数多く
の生物学的な色素が含まれる。植物では、テルペノイド及びステロイドを含むイ
ソプレノイド化合物は、ジベレリン酸及びアブシシン酸のようなホルモンと色素
と電子運搬体と膜の構成成分(フィトステロール)と植物毒素と抗生物質とメン
トールのようなフレーバーとビタミンとゴム及びグッタペルカのような高分子化
合物等を含む。
BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Isoprenoids form a large class of naturally occurring compounds, of which 20,000
These different compounds have been described. Isoprenoids include vitamins A, D, E and K, which were initially recognized as fatty substances essential for normal animal growth, and a number of biological pigments. In plants, isoprenoid compounds, including terpenoids and steroids, contain hormones such as gibberellic acid and abscisic acid, pigments, electron carriers, membrane components (phytosterols), plant toxins, antibiotics, flavors such as menthol, and vitamins. It includes high molecular compounds such as rubber and gutta percha.

【0003】 イソプレノイド化合物、あるいはプレニル化脂質は、メバロン酸−5−二リン
酸の脱炭酸によって生成された1以上の基本のイソプレノイド骨格(C)から
構成される。前記のイソペンテニル二リン酸(「活性イソプレン」又は「IPP
」)とその異性体であるジメチルアリル二リン酸とから、ゲラニル二リン酸(C 10 )が「頭尾」方向に凝縮することにより生成される。さらにC単位が結合
することにより、ファルネシル二リン酸(C15)が生成される。「頭尾」方向
又は「尾尾」方向の凝縮によるさらなる延長は、さらに高分子のテルペンノイド
とともにC20、C30及びC40化合物をもたらす。イソプレン化合物の基本
的な生合成経路の概略図は図1に示される。
An isoprenoid compound or a prenylated lipid is mevalonate-5-diphosphate
One or more basic isoprenoid skeletons (C5From)
Be composed. The aforementioned isopentenyl diphosphate ("active isoprene" or "IPP
)) And its isomer, dimethylallyl diphosphate, to form geranyl diphosphate (C 10 ) Are produced by condensation in the “head-to-tail” direction. Further C5Units are combined
By doing so, farnesyl diphosphate (CFifteen) Is generated. Head-to-tail direction
Or further elongation by condensation in the "tail-to-tail" direction,
With C20, C30And C40Compound. Basics of isoprene compounds
A schematic diagram of a typical biosynthetic pathway is shown in FIG.

【0004】 IPPは、イソプレノイド、カロテノイド及び異なる真核生物の様々なステロ
ール(菌類ステリン、フィトステロール及びゾーステロール)を含む生物学的に
意義のある非常に多様な分子の分岐点である。動物では、コレステロールはいく
つかのホルモンと胆汁酸の前駆体である。菌類のエルゴステロールと哺乳類のコ
レステロールはIPPからスクアレンオキシドとラノステロールを経て合成され
、カンペステロールとシトステロールのような高等植物ステロールはスクアレン
オキシドのシクロアルテノールへの環状化及び更に植物特異的な酵素により合成
される。
[0004] IPPs are the branch points of a wide variety of biologically significant molecules, including isoprenoids, carotenoids, and various sterols of different eukaryotes (fungal sterins, phytosterols and zosterols). In animals, cholesterol is a precursor of some hormones and bile acids. Fungal ergosterol and mammalian cholesterol are synthesized from IPP via squalene oxide and lanosterol, and higher plant sterols such as campesterol and sitosterol are synthesized by cyclization of squalene oxide to cycloartenol and more by plant-specific enzymes. Is done.

【0005】 植物細胞は、その大抵が1以上の環を有するテルペノイドと呼ばれるイソプレ
ノイドの興味深い多様性のあるサブクラスを含む。植物のテルペンは、セスキテ
ルペンと、モノ−、ジ−、トリテルペン等を含むいくつかのクラスに分類される
(Bohlmannら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA95:
4126−4133、1998)。テルペノイドは酢酸から合成されるイソプレ
ン単位(C)を結合して合成される。テルペノイドは、イソペンテニル二
リン酸及び活性イソプレンを含むイソプレン(C)化合物と、メントール
、カンフル、ピネン及びシトロネラールが由来するゲラニオールを含むモノテル
ペン(C1016)化合物と、ジンギベレン、ユビキノン、プラストキノン、
アブシシン酸及びリシチン(rishitine)が由来するファルネソールを
含むセスキテルペン(C1524)化合物と、フィトール、カウレン、ジベレ
リン酸及びフシコクシン(fusicoccin)が由来するゲラニルゲラニオ
ールのようなジテルペン(C2032)化合物と、ステロイド(sterio
ds)及びサポニンが由来するスクアレンを含むトリテルペン(C3048
化合物と、フィトエン及びカロチンを含むテトラテルペン(C4064)化合
物とゴム及びグッタペルカを含むポリテルペン(C化合物を含む。
[0005] Plant cells comprise an interesting and diverse subclass of isoprenoids, often called terpenoids, which have one or more rings. Plant terpenes fall into several classes, including sesquiterpenes and mono-, di-, triterpenes, etc. (Bohlmann et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:
4126-4133, 1998). Terpenoids are synthesized by combining isoprene units synthesized from acetic acid (C 5 H 8). Terpenoids, isoprene (C 5 H 8) compounds containing isopentenyl diphosphate and active isoprene, menthol, camphor, and monoterpenes (C 10 H 16) compound containing geraniol derived the pinene and citronellal, zingiberene, ubiquinone , Plastoquinone,
Sesquiterpene (C 15 H 24 ) compounds, including farnesol, derived from abscisic acid and risitine, and diterpenes (C 20 H 32 ), such as geranylgeraniol, derived from phytol, kaurene, gibberellic acid, and fusicoccin Compound and steroid (sterio)
ds) and triterpenes including squalene from which saponins are derived (C 30 H 48 )
Compounds include tetraterpenes (C 40 H 64 ) containing phytoene and carotene and polyterpenes (C 5 H 8 ) n containing rubber and gutta percha.

【0006】 テルペンを作る合成酵素は進化的な起源が共通で、(プレニルトランスフェラ
ーゼを除いて)他の酵素との強い類似性が欠けていると考えられている。大抵の
合成酵素は単一の基質から多様な最終生成物を合成する能力がある。これは植物
に見られるテルペノイド化合物の非常な多様性をある程度説明できる(Mitc
hell−Oldsら、Trends in Plant Science 3
(9):362−365、1998)。複雑なテルペノイド混合物は、その多様
性と相助的な作用は草食動物及び病原体が抵抗性を獲得するのを遅らせるので、
重要な植物防御化合物であると考えられている(Langenheim J、J
.Chem.Ecol.20:1223−1280、1994)。
[0006] Synthetic enzymes that make terpenes have a common evolutionary origin and are thought to lack strong similarity to other enzymes (except prenyltransferase). Most synthases are capable of synthesizing a variety of end products from a single substrate. This can partially explain the great diversity of terpenoid compounds found in plants (Mitc
Hell-Olds et al., Trends in Plant Science 3
(9): 362-365, 1998). Complex terpenoid mixtures have a diversity and synergistic effect that slow herbivore and pathogen acquisition of resistance,
It is believed to be an important plant defense compound (Langenheim J, J
. Chem. Ecol. 20: 1223-1280, 1994).

【0007】 植物テルペノイドは多くの既知の薬効があり、一部の植物イソプレノイド化合
物は薬物として投与される。例えば、ガン治療に薬効があることが証明されたタ
キソールはテルペノイド化合物に由来する。食品のイソプレノイドはメバロン酸
経路を抑制してガン及び心臓血管疾患に作用することが示唆されている(Els
on CE、J.Nutr.125(6 Suppl):1666S−1672
S、1995)。メバロン酸経路の全ての分岐に共通の最後の前駆体であるファ
ルネソールは筋肉細胞内のカルシウムチャンネルを阻害することが証明されてい
る(Roullette J−B、J.Biol.Chem.51:32240
−32246、1997)。
[0007] Plant terpenoids have many known medicinal properties, and some plant isoprenoid compounds are administered as drugs. For example, taxol, which has proven to be effective in treating cancer, is derived from terpenoid compounds. It has been suggested that isoprenoids in foods suppress the mevalonate pathway and act on cancer and cardiovascular diseases (Els
on CE, J.M. Nutr. 125 (6 Suppl): 1666S-1672
S, 1995). Farnesol, the last precursor common to all branches of the mevalonate pathway, has been shown to inhibit calcium channels in muscle cells (Roullette J-B, J. Biol. Chem. 51: 32240).
-32246, 1997).

【0008】 イソプレノイド誘導体であるユビキノン及びプラストキノンは、ミトコンドリ
ア及びクロロプラストでのATP産生における電子運搬体として機能する。大抵
の哺乳類の組織では、ユビキノン(補酵素Qとも呼ばれる)は10個のイソプレ
ン単位を有する。プラストキノンはユビキノンの植物での等価物である。電子運
搬体としての役割において、ユビキノン及びプラストキノンは1又は2個の電子
及び1又は2個の還元されるべきプロトンを受容する。
[0008] The isoprenoid derivatives ubiquinone and plastoquinone function as electron carriers in ATP production in mitochondria and chloroplast. In most mammalian tissues, ubiquinone (also called coenzyme Q) has 10 isoprene units. Plastquinone is the plant equivalent of ubiquinone. In their role as electron carriers, ubiquinone and plastoquinone accept one or two electrons and one or two protons to be reduced.

【0009】 イソプレニル中間体の驚くべき役割が、ヒトのガンに関係しており共有結合し
たイソプレニル脂質を介して膜に結合することが知られている蛋白質の研究で発
見された。RASタンパクというこの蛋白質は、ある正常蛋白質とその類縁の多
数のGTP結合蛋白質の突然変異体バージョンの遺伝子の産物である。前記のあ
る正常蛋白質とその類縁の多数のGTP結合蛋白質は、シグナル伝達の分野の当
業者には、神経伝達物質、ホルモン、成長因子その他の細胞外シグナルにより活
性化されることが知られている。
A surprising role for the isoprenyl intermediate has been discovered in studies of proteins involved in human cancer and known to bind to membranes via covalently bound isoprenyl lipids. This protein, called the RAS protein, is the product of a mutant version of a normal protein and a number of related GTP-binding proteins. The normal protein and many of its related GTP-binding proteins are known to those skilled in the art of signal transduction to be activated by neurotransmitters, hormones, growth factors and other extracellular signals. .

【0010】 定量的及び定性的な植物テルペノイド含量の改変は草食動物の攻撃及び創傷の
ような外部の要因により誘導されることが知られている(Bohlmann J
ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 95:6756−676
1、1998)。細胞テルペノイドの合成は病原体の感染によっても誘導される
。農害虫でさえも松根油のテルペン化合物によって撃退される。モノテルペン、
カレン、リモネン及びサイメンがタマネギバエを阻止する(Ntiamoah
Ya、Entom.Exp. et Appl.79:219−226、199
6)。
[0010] Quantitative and qualitative alteration of plant terpenoid content is known to be induced by external factors such as herbivorous attack and wounding (Bohlmann J.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 6756-676.
1, 1998). Cellular terpenoid synthesis is also induced by pathogen infection. Even agricultural pests are repelled by pine oil terpene compounds. Monoterpenes,
Karen, limonene and saimen stop onion flies (Ntiamoah
Ya, Entom. Exp. et Appl. 79: 219-226,199
6).

【0011】 イソプレノイドの化学的多様性は周知であり、代謝経路の多くは仮に同定され
ているが、イソプレノイド化合物の合成を担う酵素をエンコードする遺伝子はほ
とんど同定されていない。よって、本発明はイソプレノイドの生合成に関与する
ポリペプチドをエンコードする新規ポリヌクレオチドを提供すること及びかかる
ポリペプチドの発現と組成を改変し、これによりイソプレノイド含量、組成及び
代謝を改変するための方法を提供することを目的とする。
[0011] The chemical diversity of isoprenoids is well known and many metabolic pathways have been tentatively identified, but few genes encoding enzymes responsible for the synthesis of isoprenoid compounds have been identified. Thus, the present invention provides novel polynucleotides encoding polypeptides involved in isoprenoid biosynthesis and methods for altering the expression and composition of such polypeptides, thereby altering isoprenoid content, composition and metabolism The purpose is to provide.

【0012】 ヒト、動物、微生物及び様々な植物品種を含む多数の生物材料のゲノム又はゲ
ノムの部分の配列決定は大規模に行われてきて現在も進行中である。配列決定技
術を用いて同定されたポリヌクレオチドは部分又は完全長遺伝子のこともあり、
ポリペプチドをエンコードするオープン・リーディング・フレーム又はオープン
・リーディング・フレームの部分を含むこともある。推定ポリペプチドはポリヌ
クレオチド配列から決定される。ポリヌクレオチドに関する配列データは価値の
高い有用な情報という意味がある。
[0012] The sequencing of genomes or parts of genomes of numerous biological materials, including humans, animals, microorganisms and various plant varieties, has been performed on a large scale and is still ongoing. Polynucleotides identified using sequencing techniques may be partial or full-length genes,
It may include an open reading frame or a portion of an open reading frame that encodes a polypeptide. The putative polypeptide is determined from the polynucleotide sequence. Sequence data for polynucleotides is valuable and valuable information.

【0013】 ポリヌクレオチドは、同定された配列をEMBLのような様々な公知の範囲の
データベースに公表された配列と比較することにより、新規性を分析できる。新
規同定ポリヌクレオチド及び推定ポリペプチドは、既知のポリヌクレオチド及び
ポリペプチドとの相同性を確かめるために、データベースに含まれるポリヌクレ
オチド及びポリペプチドと比較される。このようにして、未知の機能を有するポ
リヌクレオチド及びポリペプチドの類似性ないし同一性ないし相同性の程度が既
知の機能を有するポリヌクレオチド及びポリペプチドについて決定される。
[0013] Polynucleotides can be analyzed for novelty by comparing the identified sequences to sequences published in various known databases, such as EMBL. Newly identified polynucleotides and putative polypeptides are compared to polynucleotides and polypeptides contained in databases to ascertain homology with known polynucleotides and polypeptides. In this way, the degree of similarity, identity or homology between polynucleotides and polypeptides having unknown functions is determined for polynucleotides and polypeptides having known functions.

【0014】 米国特許第5,589,619号明細書は、HMG−CoA還元酵素活性を有
するポリペプチドをエンコードする遺伝子のコピー数を改変することにより、高
等植物におけるスクアレンとステロールの蓄積量を増加するための材料と方法を
開示する。HMG−CoA還元酵素活性に関係するポリヌクレオチド、ポリペプ
チド、DNA分子等を含む遺伝物質が、植物細胞を形質転換しトランスジェニッ
ク植物を作成するための方法とともに開示される。
[0014] US Patent No. 5,589,619 increases the amount of squalene and sterol accumulation in higher plants by altering the copy number of a gene encoding a polypeptide having HMG-CoA reductase activity. And materials and methods for doing so. Genetic material, including polynucleotides, polypeptides, DNA molecules, etc., that are involved in HMG-CoA reductase activity is disclosed, as well as methods for transforming plant cells to produce transgenic plants.

【0015】 米国特許第5,689,047号明細書は、ブドウ由来のスチルベン合成酵素
遺伝子を、ベクター及び形質転換された微生物における前記遺伝子の利用法と、
形質転換された植物細胞及び植物とともに開示する。
US Pat. No. 5,689,047 discloses a method for utilizing a stilbene synthase gene from grape in a vector and a transformed microorganism,
Disclosed are transformed plant cells and plants.

【0016】 米国特許第5,753,507号明細書は、ゲラニオール/ネロール10−ヒ
ドロキシラーゼ(G10H)をエンコードする植物ポリヌクレオチドを、完全又
は部分ポリヌクレオチドをプローブとして利用するための方法と、G10Hを発
現するための方法と、植物により生産されるテルペノイド インドール アルカ
ロイド及びイリドイド(ividoid)昆虫フェロモンのレベルを高めるため
の方法とともに開示する。
US Pat. No. 5,753,507 discloses a method for utilizing a plant polynucleotide encoding geraniol / nerol 10-hydroxylase (G 10 H) as a probe with a full or partial polynucleotide. , G 10 H, and methods for increasing the levels of terpenoid indole alkaloids and ibidoid insect pheromones produced by plants.

【0017】 米国特許第5,429,939号明細書、米国特許第5,444,166号明
細書、米国特許第5,460,949号明細書、米国特許第5,470,832
号明細書、米国特許第5,474,925号明細書、米国特許第5,495,0
70号明細書、米国特許第5,521,078号明細書、米国特許第5,545
,816号明細書、米国特許第5,547,856号明細書、米国特許第5,5
69,832号明細書、米国特許第5,580,963号明細書、米国特許第5
,597,718号明細書、米国特許第5,670,349号明細書、米国特許
第5,674,485号明細書、米国特許第5,684,238号明細書、米国
特許第5,689,056号明細書、米国特許第5,691,147号明細書、
米国特許第5,693,476号明細書及び米国特許第5,443,978号明
細書は、イソプレノイド化合物又は関連する化合物あるいはかかる化合物を利用
する方法を開示する。上記引用された米国特許明細書は、ここに引用することに
よりその全体が取り込まれている。
US Pat. No. 5,429,939, US Pat. No. 5,444,166, US Pat. No. 5,460,949, US Pat. No. 5,470,832
No. 5,474,925, U.S. Pat.
No. 70, US Pat. No. 5,521,078, US Pat. No. 5,545
No. 5,816,816, U.S. Pat. No. 5,547,856, U.S. Pat.
No. 69,832, U.S. Pat. No. 5,580,963, U.S. Pat.
No. 5,597,718; US Pat. No. 5,670,349; US Pat. No. 5,674,485; US Pat. No. 5,684,238; US Pat. No. 5,689. No. 5,056, U.S. Pat. No. 5,691,147;
U.S. Pat. Nos. 5,693,476 and 5,443,978 disclose isoprenoid compounds or related compounds or methods utilizing such compounds. The above-cited U.S. patent specifications are incorporated herein by reference in their entirety.

【0018】 発明の概要 簡潔には、本発明はイソプレノイドの生産と改変に関与するポリペプチドをエ
ンコードする単離されたポリヌクレオチドを提供する。かかる配列を含む遺伝子
コンストラクトあるいは該遺伝子コンストラクトの利用方法が、該遺伝子コンス
トラクトを取り込み改変されたイソプレノイド含量、組成及び代謝を示すトラン
スジェニック細胞及び植物とともに提供される。
SUMMARY OF THE INVENTION Briefly, the present invention provides an isolated polynucleotide encoding a polypeptide involved in isoprenoid production and modification. A gene construct comprising such a sequence or a method of using the gene construct is provided, together with transgenic cells and plants that incorporate the gene construct and exhibit modified isoprenoid content, composition and metabolism.

【0019】 最初の局面では、本発明は添付した配列リストにおいて配列識別番号第1ない
し53番及び第78ないし164番として同定された単離ポリヌクレオチド配列
と、これらの配列の変異体と、配列識別番号第1ないし53番及び第78ないし
164番に示された配列を含む拡張配列と、これらの変異体と、配列識別番号第
1ないし53番及び第78ないし164番に示された配列に対応するプローブ及
びプライマーと、これらの変異体と、配列識別番号第1ないし53番及び第78
ないし164番として同定されたポリヌクレオチドのいずれかの、特定の数以上
の連続した残基を含むポリヌクレオチド(x−マー)と、配列識別番号第1ない
し53番及び第78ないし164番として提示された配列の部分を含む拡張配列
を提供するものであり、これらの全ては、ここでは集合的に「本発明のポリヌク
レオチド」と言及される。
In a first aspect, the invention relates to isolated polynucleotide sequences identified as SEQ ID NOs: 1-53 and 78-164 in the accompanying sequence listing, variants of these sequences, Extended sequences including the sequences shown in ID Nos. 1 to 53 and 78 to 164, their variants, and the sequences shown in SEQ ID Nos. 1 to 53 and 78 to 164; Corresponding probes and primers, their variants, and SEQ ID Nos. 1 to 53 and 78
A polynucleotide comprising at least a specified number of contiguous residues (x-mers) of any of the polynucleotides identified as SEQ ID NOs: 164 to 164 and presented as SEQ ID NOS: 1 to 53 and 78 to 164 The present invention provides extended sequences that include portions of the sequences described herein, all of which are collectively referred to herein as "polynucleotides of the invention."

【0020】 本発明は、添付した配列リストにおいて配列識別番号第165ないし304番
として同定された単離ポリペプチド配列と、これらの配列のポリペプチド変異体
と、前記単離ポリペプチド配列とこれらの配列の変異体とを含むポリペプチドと
、配列識別番号第165ないし304番として同定されたポリペプチドのいずれ
かの特定の数の連続した残基を少なくとも含むポリペプチドと、配列識別番号第
165ないし304番として提示された配列の部分を含むポリペプチドをも提供
する。
The present invention provides isolated polypeptide sequences identified as SEQ ID NOs: 165-304 in the accompanying sequence listings, polypeptide variants of these sequences, said isolated polypeptide sequences and A polypeptide comprising at least a specified number of consecutive residues of any of the polypeptides identified as SEQ ID NOs: 165-304; Also provided is a polypeptide comprising a portion of the sequence presented as number 304.

【0021】 配列識別番号第1ないし53番及び第78ないし164番として同定されたポ
リヌクレオチド配列は、植物材料原(plant sources)、特にEu
calyptus grandis及びPinus radiataに由来する
。本発明のポリヌクレオチドは、完全長ポリペプチドをエンコードする完全長遺
伝子を意味しないという点で、主として「部分(partial)」配列である。かか
る部分配列は、プライマー及び/又はプローブ及び周知の雑種形成技術及び/又は
PCR技術を用いて様々なDNAライブラリを分析し配列決定することにより拡
張できる。このようにして、配列識別番号第1ないし53番及び第78ないし1
64番として同定された部分配列は、ポリペプチドをエンコードするオープン・
リーディング・フレーム、完全長ポリヌクレオチド及び/又はポリペプチドを発
現可能な遺伝子あるいは別のゲノムの有用な部分が同定されるまで拡張できる。
完全長ポリヌクレオチド及び遺伝子を含むかかる拡張配列は、前記拡張配列が配
列識別番号第1ないし53番及び第78ないし164番の配列の1つの同定され
た配列又はその変異体あるいは同定された連続した部分(x−マー)又はその変
異体を含むとき、配列配列識別番号第1ないし53番及び第78ないし164番
の1つとして同定された配列又はその変異体あるいは配列識別番号第1ないし5
3番及び第78ないし164番の1つとして同定された配列又はその変異体の部
分に「対応する(corresponding to)」と記載される。同様に
、本発明のポリヌクレオチドに対応するRNA配列、逆配列、相補配列、アンチ
センス配列等は、配列識別番号第1ないし53番及び第78ないし164番とし
て同定されたcDNA配列を用いて決まり切った手順で(routinely)
確かめ取得することができる。
[0021] The polynucleotide sequences identified as SEQ ID NOs: 1-53 and 78-164 are derived from plant sources, especially Eu.
from Calyptus grandis and Pinus radiata. The polynucleotides of the present invention are primarily "partial" sequences in that they do not refer to a full-length gene encoding a full-length polypeptide. Such subsequences can be extended by analyzing and sequencing various DNA libraries using primers and / or probes and well-known hybridization and / or PCR techniques. Thus, the sequence identification numbers 1 to 53 and 78 to 1
The subsequence identified as No. 64 is an open reading frame encoding a polypeptide.
It can be extended until a reading frame, a gene capable of expressing a full-length polynucleotide and / or polypeptide or another useful portion of the genome is identified.
Such extended sequences, including full-length polynucleotides and genes, may be those wherein the extended sequence is one identified sequence of SEQ ID NOs: 1-53 and 78-164 or a variant thereof or an identified contiguous sequence. A sequence identified as one of SEQ ID NOs: 1-53 and 78-164, or a variant or sequence ID NOs.
A portion of the sequence identified as No. 3 and one of Nos. 78-164, or a variant thereof, is described as "corresponding to". Similarly, the RNA sequence, reverse sequence, complementary sequence, antisense sequence and the like corresponding to the polynucleotide of the present invention are determined using the cDNA sequences identified as SEQ ID Nos. 1 to 53 and 78 to 164. In a cut procedure (routinely)
You can get it for sure.

【0022】 配列識別番号第1ないし53番及び第78ないし164番として同定されたポ
リヌクレオチドは、オープン・リーディング・フレーム(ORF)又はポリペプ
チドをエンコードする部分オープン・リーディング・フレームを含む。さらに、
ポリペプチドをエンコードするオープン・リーディング・フレームは、第1ない
し53番及び第78ないし164番として提示された配列に対応する拡張配列又
は完全長配列の中に同定できることもある。オープン・リーディング・フレーム
は当業者に周知の技術を用いて同定できる。これらの技術は例えば既知の開始及
び終了コドンの位置の解析、コドン頻度にもとづく最も可能性の高い読み枠の同
定その他これらに類するものを含む。ORF解析のために適当なツールとソフト
ウェアは例えばインターネット上http://www.ncbi.nlm.n
ih.gov/gorf/gorf.htmlで入手可能である。一旦部分オー
プン・リーディング・フレームが同定されると、ポリヌクレオチドは、完全なオ
ープン・リーディング・フレームのポリヌクレオチドが同定できるまで、当業者
に周知の技術を用いて部分オープン・リーディング・フレームの領域を拡張する
ことができる。よって、ポリヌクレオチド及びポリペプチドをエンコードするオ
ープン・リーディング・フレームは本発明のポリヌクレオチドを用いて同定でき
る。
The polynucleotides identified as SEQ ID NOs: 1-53 and 78-164 include an open reading frame (ORF) or a partial open reading frame encoding a polypeptide. further,
The open reading frame encoding the polypeptide may be identifiable among the extended or full-length sequences corresponding to the sequences presented as positions 1-53 and 78-164. Open reading frames can be identified using techniques well known to those skilled in the art. These techniques include, for example, analysis of the location of known start and end codons, identification of the most likely reading frame based on codon frequency, and the like. Suitable tools and software for ORF analysis are available, for example, on the Internet at http: // www. ncbi. nlm. n
ih. gov / gorf / gorf. available at html. Once the partial open reading frame has been identified, the polynucleotide is ligated to the region of the partial open reading frame using techniques well known to those of skill in the art until the complete open reading frame polynucleotide can be identified. Can be extended. Thus, open reading frames encoding polynucleotides and polypeptides can be identified using the polynucleotides of the present invention.

【0023】 一旦オープン・リーディング・フレームが本発明のポリヌクレオチドで同定さ
れると、該オープン・リーディング・フレームは単離及び/又は合成できる。前
記オープン・リーディング・フレームと当業者に周知の適当なプロモーター、イ
ニシエーター、ターミネーター等とを含む、発現可能なDNAコンストラクトが
構築できる。かかるDNAコンストラクトは前記オープン・リーディング・フレ
ームにエンコードされたポリペプチドを発現するために宿主細胞に導入される。
適当な宿主細胞は植物細胞を含む様々な前核細胞及び真核細胞を含む。
Once an open reading frame has been identified in a polynucleotide of the present invention, the open reading frame can be isolated and / or synthesized. An expressible DNA construct comprising the open reading frame and an appropriate promoter, initiator, terminator and the like well known to those skilled in the art can be constructed. Such a DNA construct is introduced into a host cell to express the polypeptide encoded in the open reading frame.
Suitable host cells include various prokaryotic and eukaryotic cells, including plant cells.

【0024】 本発明のポリヌクレオチドにエンコードされたポリペプチドは、その生物活性
を決定するために発現され様々な分析法に使用される。かかるポリペプチドは抗
体作成に、相互作用する相手の蛋白質又はその他の化合物の単離に及び相互作用
する蛋白質又はその他の化合物のレベルの定量的な測定に用いることができる。
[0024] The polypeptides encoded by the polynucleotides of the present invention can be expressed and used in various assays to determine their biological activity. Such polypeptides can be used to generate antibodies, to isolate proteins or other compounds with which they interact, and to quantitatively determine the level of interacting proteins or other compounds.

【0025】 本発明は、生物のポリヌクレオチド及び/又はポリペプチドの含量と組成を改
変するための方法であって、1の実施態様によると、本発明の1以上のポリヌク
レオチドを含む遺伝子コンストラクトを生物のゲノムに安定的に取り込むことを
伴う方法をも意図する。1の実施態様では、標的生物は植物であり、好ましくは
木本植物であり、さらに好ましくはマツ属又はユーカリ属の木本植物であり、最
も好ましくはEucalyptus grandis又はPinus radi
ataである。関連した局面では、改変された遺伝子型又は表現型を持つ生物を
作成する方法であって、トランスジェニック細胞を用意するために本発明の遺伝
子コンストラクトで宿主細胞を形質転換すること、成長と再生に資する条件下で
トランスジェニック細胞を培養することを含む方法が提供される。本発明のポリ
ヌクレオチド又はポリペプチドのレベル又は含量の改変の結果として、変更され
た遺伝子型又は表現型を有する生物が、かかる生物の構成要素(種子等)及びか
かる生物の子孫とともに、本発明により意図され本発明に含まれる。
The present invention provides a method for altering the content and composition of polynucleotides and / or polypeptides of an organism, according to one embodiment, comprising the steps of providing a gene construct comprising one or more polynucleotides of the present invention. Methods involving stable integration into the genome of an organism are also contemplated. In one embodiment, the target organism is a plant, preferably a woody plant, more preferably a pine or Eucalyptus woody plant, most preferably Eucalyptus grandis or Pinus radi.
ata. In a related aspect, a method of producing an organism having an altered genotype or phenotype, comprising transforming a host cell with a gene construct of the present invention to prepare a transgenic cell, comprising growing and regenerating. Methods are provided that include culturing the transgenic cells under conditions that contribute. As a result of altering the level or content of the polynucleotide or polypeptide of the present invention, an organism having an altered genotype or phenotype, together with its constituents (such as seeds) and the progeny of such organism, It is intended and included in the present invention.

【0026】 本発明の単離ポリヌクレオチドはゲノムマッピング、物理地図作成及び遺伝子
のポジショナルクローニングに有用である。さらに、配列識別番号第1ないし5
3番及び第78ないし164番として同定されたポリヌクレオチド配列は、オリ
ゴヌクレオチドプローブ及びプライマーを設計するのに利用可能である。オリゴ
ヌクレオチドプローブ及びプライマーは、該ポリヌクレオチドの一定の部分にわ
たり、関心のあるポリヌクレオチドと実質的に相補的な配列を有する。本発明の
ポリヌクレオチドを用いて設計されたオリゴヌクレオチドプローブは、スロット
ブロットDNA雑種形成技術のような当業者に周知の技術を用いて細胞内に十分
に類似性のあるDNA及びRNA配列を有するいかなる生物の遺伝子でもその存
在を検出でき、発現パターンを調べるために用いることができる。本発明のポリ
ヌクレオチドを用いて設計されたオリゴヌクレオチドプライマーはPCR増幅に
利用できる。本発明のポリヌクレオチドを用いて設計されたオリゴヌクレオチド
プローブ及びプライマーは、Synteni (カルフォルニア州 Palo
Alto)により用いられるマイクロアレイ技術を含む様々なマイクロアレイ技
術との関連でも利用できる。
The isolated polynucleotides of the present invention are useful for genomic mapping, physical mapping, and positional cloning of genes. Furthermore, sequence identification numbers 1 to 5
The polynucleotide sequences identified as # 3 and # 78-164 can be used to design oligonucleotide probes and primers. Oligonucleotide probes and primers have a sequence that is substantially complementary to the polynucleotide of interest over a portion of the polynucleotide. Oligonucleotide probes designed using the polynucleotides of the present invention may have any DNA and RNA sequences with sufficiently similar DNA and RNA sequences in cells using techniques well known to those of skill in the art, such as slot blot DNA hybridization techniques. The presence of a gene in an organism can be detected and used to examine the expression pattern. Oligonucleotide primers designed using the polynucleotide of the present invention can be used for PCR amplification. Oligonucleotide probes and primers designed using the polynucleotides of the present invention are available from Synteni (Palo, CA).
It can also be used in connection with various microarray technologies, including the microarray technology used by Alto).

【0027】 本発明のポリヌクレオチドは生物又はその繁殖材料のタグづけをし又は同定す
るためにも用いられる。かかるタグづけは、例えば非破壊的で機能のない異種の
ポリヌクレオチド識別子であって、該ポリヌクレオチドは本発明の1つのポリヌ
クレオチドを含むものを、生物に安定的に導入することにより達成できる。
The polynucleotides of the present invention are also used to tag or identify an organism or its propagation material. Such tagging can be achieved, for example, by stably introducing into a living organism a non-destructive, non-functional, heterologous polynucleotide identifier which comprises one polynucleotide of the present invention.

【0028】 本発明のポリヌクレオチドはイソプレノイド生合成経路で活性のあるポリペプ
チドをエンコードする。イソプレノイド代謝関連のポリヌクレオチドはマツとユ
ーカリから単離され、DNA及び蛋白質の類似性検索により推定的に(puta
tively)同定された。様々なイソプレノイド化合物はその特徴が良く解明
され有用な特性がある。生物のポリヌクレオチド及び/又はポリペプチド含量及
び組成を改変し、生物のイソプレノイド含量、組成及び代謝を改変することに関
する本発明の方法は、広範囲の活動に応用可能である。本発明の新規な材料及び
方法は、林業及び農業ではイソプレノイド代謝の操作に、医学では疾患生物への
直接的な適用又はトランスジェニック生物による間接的な適用を含む治療効果に
、イソプレノイドに関与する発酵及び化学処理加工産業で、その他数多くの応用
であってその一部は上記引用文献に記載されている応用に多数の潜在的な用途が
ある。植物の応用では、イソプレノイド経路又はイソプレノイド組成の操作は、
例えば植物の発生、害虫抵抗性及び(ピネン、ミルセン等の)抽出物の価値に影
響を及ぼす。食品では様々なイソプレノイドが、摂取された材料の栄養学的な品
質及び薬理学的な特性、例えばヒト又は動物の食用の動植物由来の食物のコレス
テロール又はフィトステロール組成に影響を及ぼす。さらに、イソプレノイド経
路はビタミンA、E及びK、カロチン及びクロロフィルのフィトール鎖のような
植物色素、天然ゴム、レモン油、ユーカリ及び麝香の香りのエッセンスのような
多くの精油、変態を制御する昆虫の幼若ホルモン、複合多糖類合成の脂溶性担体
として用いられるドリコール及びミトコンドリアと葉緑体の電子運搬体であるユ
ビキノンとプラストキノンの生産を制御する。イソプレノイドの至る所での様々
な役割は、これらの化合物とそれらをエンコードするポリヌクレオチドを多様な
分野でのバイオテクノロジーでの応用の魅力的な標的にする。
[0028] The polynucleotides of the present invention encode polypeptides that are active in the isoprenoid biosynthetic pathway. Polynucleotides related to isoprenoid metabolism have been isolated from pine and eucalyptus and putatively (puta) by DNA and protein similarity searches.
tvery) identified. The characteristics of various isoprenoid compounds are well understood and have useful properties. The methods of the invention relating to altering the polynucleotide and / or polypeptide content and composition of an organism and altering the isoprenoid content, composition and metabolism of an organism are applicable to a wide range of activities. The novel materials and methods of the present invention provide fermentation involving isoprenoids in forestry and agriculture for the manipulation of isoprenoid metabolism, in medicine for therapeutic effects including direct application to diseased organisms or indirect application by transgenic organisms. And in the chemical processing industry there are many other applications, some of which have many potential applications, some of which are described in the above cited references. In plant applications, manipulation of the isoprenoid pathway or isoprenoid composition involves:
For example, it affects plant development, insect resistance and the value of extracts (such as pinene, myrcene). In foods, various isoprenoids affect the nutritional quality and pharmacological properties of the ingested material, such as the cholesterol or phytosterol composition of foods derived from human or animal edible animals and plants. In addition, the isoprenoid pathway may be derived from plant pigments such as vitamin A, E and K, phytol chains of carotene and chlorophyll, natural oils, lemon oil, many essential oils such as eucalyptus and musk fragrance essence, insects controlling metamorphosis. It regulates the production of juvenile hormone, dolichol, which is used as a fat-soluble carrier for the synthesis of complex polysaccharides, and ubiquinone and plastoquinone, which are electron carriers for mitochondria and chloroplasts. The diverse roles of isoprenoids make these compounds and the polynucleotides that encode them attractive targets for biotechnological applications in a variety of fields.

【0029】 簡潔には、本発明はイソプレノイド合成に関与するポリペプチドをエンコード
する単離ポリヌクレオチドを提供する。本発明のポリヌクレオチド及びポリペプ
チドは以下の表1に示した通りイソプレノイド合成に関与することが知られてい
るポリペプチドに類似性があることが証明されている。
[0029] Briefly, the invention provides an isolated polynucleotide encoding a polypeptide involved in isoprenoid synthesis. The polynucleotides and polypeptides of the present invention have been shown to be similar to polypeptides known to be involved in isoprenoid synthesis, as shown in Table 1 below.

【0030】[0030]

【表1】 (表1の続き) (表1の続き) (表1の続き) (表1の続き) [Table 1] (Continuation of Table 1) (Continuation of Table 1) (Continuation of Table 1) (Continuation of Table 1)

【0031】 1の実施態様では、前記の単離ポリヌクレオチドは、(a)配列識別番号第1
ないし53番及び第78ないし164番に列挙された配列、(b)配列識別番号
第1ないし53番及び第78ないし164番に列挙された配列の相補体(com
plement)、(c)配列識別番号第1ないし53番及び第78ないし16
4番に列挙された配列の逆相補体(reverse complement)、
(d)配列識別番号第1ないし53番及び第78ないし164番に列挙された配
列の逆配列(reverse sequence)及び(e)(a)ないし(d
)の配列又は(a)ないし(d)の配列の特定の領域と、ここに定義した通りの
同一性の40%、60%、75%又は90%のいずれかを有する配列からなるグ
ループから選択された配列を含む。
In one embodiment, the isolated polynucleotide comprises (a) SEQ ID NO: 1
(B) the sequence listed in SEQ ID Nos. 1 to 53 and 78 to 164, and the complement of the sequence listed in SEQ ID Nos. 1 to 53 and 78 to 164 (com
(c) sequence identification numbers 1 to 53 and 78 to 16
A reverse complement of the sequence listed in No. 4;
(D) reverse sequences of the sequences listed in SEQ ID Nos. 1 to 53 and 78 to 164 and (e) (a) to (d)
) Or a particular region of the sequences of (a) to (d) and a group consisting of sequences having any of the following 40%, 60%, 75% or 90% identity as defined herein: Containing the sequence.

【0032】 さらなる局面では、本発明のポリヌクレオチドにエンコードされた単離ポリペ
プチドが提供される。1の実施態様ではかかるポリペプチドは、配列識別番号第
1ないし53番及び第78ないし164番からなるグループに提示された配列を
含むポリヌクレオチドを入れた本発明のポリヌクレオチドにエンコードされたア
ミノ酸配列を、配列識別番号第165ないし304番に列挙されたアミノ酸配列
を含むポリペプチドとともに含む。
In a further aspect, there is provided an isolated polypeptide encoded by a polynucleotide of the invention. In one embodiment, such a polypeptide is an amino acid sequence encoded by a polynucleotide of the invention, including a polynucleotide comprising a sequence presented in the group consisting of SEQ ID NOs: 1-53 and 78-164. Together with a polypeptide comprising the amino acid sequence listed under SEQ ID Nos. 165-304.

【0033】 別の局面では本発明は、本発明のポリヌクレオチドを含む遺伝子コンストラク
トを、単独で又は1以上の追加のポリヌクレオチドとともに、あるいは1以上の
既知のポリヌクレオチドとともに、かかるコンストラクトを含むトランスジェニ
ック細胞とともに提供する。
[0033] In another aspect, the invention relates to a transgenic composition comprising a polynucleotide construct of the invention, alone or together with one or more additional polynucleotides, or together with one or more known polynucleotides, comprising such a construct. Provide with cells.

【0034】 関連した局面では、本発明は5`から3`の方向に、遺伝子プロモーター配列
と、本発明のポリヌクレオチド又はその変異体にエンコードされた酵素の少なく
とも機能的な部分をコードするオープン・リーディング・フレームと、遺伝子タ
ーミネーション配列とを含む遺伝子コンストラクトを提供する。前記オープン・
リーディング・フレームはセンス方向又はアンチセンス方向に配列されてもよい
。上記のポリヌクレオチドにエンコードされた酵素をコードする遺伝子の、ノン
コーディング領域又はノンコーディング領域に相補的なヌクレオチド配列を、遺
伝子プロモーター配列と遺伝子ターミネーター配列とともに含む遺伝子コンスト
ラクトも提供される。5`から3`の方向に、ポリヌクレオチド配列と、(1)
本発明のポリヌクレオチドを含むポリヌクレオチド又は(2)本発明のポリヌク
レオチドを含みイソプレノイド生合成経路の活性を有するポリペプチドをコード
する遺伝子のノンコーディング領域を含むポリヌクレオチドの少なくとも1つを
含むポリヌクレオチド配列とを含む遺伝子コンストラクトも意図される。前記遺
伝子コンストラクトはさらに形質転換細胞の同定用のマーカーを含むこともある
In a related aspect, the invention relates to a 5 ′ to 3 ′ orientation of a gene promoter sequence and an open gene encoding at least a functional portion of an enzyme encoded by a polynucleotide of the invention or a variant thereof. A gene construct comprising a reading frame and a gene termination sequence is provided. The open
The reading frames may be arranged in a sense direction or an antisense direction. There is also provided a gene construct comprising a non-coding region or a nucleotide sequence complementary to the non-coding region of a gene encoding an enzyme encoded by the polynucleotide, together with a gene promoter sequence and a gene terminator sequence. A polynucleotide sequence in the direction 5 to 3 `, and (1)
A polynucleotide comprising the polynucleotide of the present invention or (2) a polynucleotide comprising at least one of the polynucleotides comprising a non-coding region of a gene encoding a polypeptide comprising an isoprenoid biosynthesis pathway comprising a polynucleotide of the invention A gene construct comprising the sequence is also contemplated. The gene construct may further include a marker for identifying a transformed cell.

【0035】 さらなる局面では、本発明の遺伝子コンストラクトを含むトランスジェニック
植物細胞のようなトランスジェニック宿主細胞が、かかるトランスジェニック細
胞を含む植物とかかる植物の果実、種子及び子孫とともに提供される。その他の
有用な宿主細胞は細菌細胞、昆虫細胞、酵母細胞及び哺乳類細胞を含む。
In a further aspect, there is provided a transgenic host cell, such as a transgenic plant cell comprising a genetic construct of the present invention, together with a plant comprising such a transgenic cell and the fruits, seeds and progeny of such a plant. Other useful host cells include bacterial cells, insect cells, yeast cells and mammalian cells.

【0036】 さらに他の局面では、生物のイソプレノイド含量、組成及び代謝を改変する方
法であって、本発明の遺伝子コンストラクトを前記生物のゲノムに安定的に取り
込むことを含む方法が提供される。好ましい実施態様では、標的生物は植物であ
って、その植物はユーカリ、マツ、アカシア、ポプラ、スイート・ゴム、チーク
及びマホガニーの種からなるグループから選択されることが好ましく、マツ及び
ユーカリの種からなるグループから選択されることがより好ましく、Eucal
yptus grandis及びPinus radiataからなるグループ
から選択されることが最も好ましい。関連した局面では、改変されたイソプレノ
イド含量を有する生物を作出する方法であって、宿主細胞を本発明の遺伝子コン
ストラクトで形質転換してトランスジェニック細胞を用意すること及び該トラン
スジェニック細胞を成長と再生に資する条件下で培養することを含む方法が提供
される。
[0036] In yet another aspect, there is provided a method of modifying the isoprenoid content, composition and metabolism of an organism, comprising stably incorporating the gene construct of the present invention into the genome of said organism. In a preferred embodiment, the target organism is a plant, wherein the plant is preferably selected from the group consisting of eucalyptus, pine, acacia, poplar, sweet gum, teak and mahogany species, preferably from pine and eucalyptus species. More preferably, it is selected from the group
Most preferably, it is selected from the group consisting of yptus grandis and Pinus radiata. In a related aspect, a method of producing an organism having an altered isoprenoid content, comprising transforming a host cell with a gene construct of the present invention to provide a transgenic cell and growing and regenerating the transgenic cell Provided is a method comprising culturing under conditions conducive to:

【0037】 またさらなる局面では本発明は、植物のような標的生物でのポリペプチド活性
を改変する方法であって、該生物のゲノムに本発明の遺伝子コンストラクトを安
定的に取り込むことを含む方法を提供する。好ましい実施態様では、標的生物は
植物であり、該植物はユーカリ、マツ、アカシア、ポプラ、スイート・ガム、チ
ーク及びマホガニーの種からなるグループから選択される木本植物であることが
好ましく、マツ及びユーカリの種からなるグループから選択される木本植物がよ
り好ましく、Eucalyptus grandis及びPinus radi
ataからなるグループから選択される木本植物であることが最も好ましい。
In a still further aspect, the present invention provides a method for modifying a polypeptide activity in a target organism, such as a plant, comprising stably incorporating the gene construct of the present invention into the genome of the organism. provide. In a preferred embodiment, the target organism is a plant, and the plant is preferably a woody plant selected from the group consisting of eucalyptus, pine, acacia, poplar, sweet gum, teak and mahogany species; Woody plants selected from the group consisting of eucalyptus seeds are more preferred, and Eucalyptus grandis and Pinus radi
Most preferably, it is a woody plant selected from the group consisting of ata.

【0038】 またさらなる局面では、本発明は生物のイソプレノイド化合物の含量、組成及
び代謝の1以上を該生物に本発明の単離ポリペプチドを投与することにより改変
する方法を提供する。前記生物が植物である応用では、前記ポリペプチドの投与
は噴霧等の局部的適用のような局部的な手段であってもよい。生物が哺乳類であ
る応用では、前記ポリペプチドの投与は注射、皮内送達(delivery)、
経口送達、鼻腔又は気道経由の送達等のような全身的な手段であってもよい。
In yet a further aspect, the invention provides a method of altering one or more of the content, composition, and metabolism of an isoprenoid compound in an organism by administering to the organism an isolated polypeptide of the invention. In applications where the organism is a plant, administration of the polypeptide may be by local means, such as by topical application such as spraying. In applications where the organism is a mammal, administration of the polypeptide can be injection, delivery intradermally,
Systemic means such as oral delivery, nasal or respiratory tract delivery and the like are also possible.

【0039】 以下の詳細な説明を参照することにより、本発明の上記の及びさらなる特徴及
びその入手法は明らかとなり、本発明は最も良く理解される。
With reference to the following detailed description, the above and further features of the invention and the manner in which it is obtained will become apparent, and the invention is best understood.

【0040】 詳細な説明 上記の通り、イソプレノイドは多様な真核生物の機能において重要な構成成分
である。イソプレノイド代謝経路の初期の部分、特にイソペンテニル二リン酸(
IPP)、ゲラニル二リン酸(GPP)、ファルネシル二リン酸(FPP)及び
スクアレンの生成に至る段階でのイソプレノイド含量、組成及び代謝の改変は、
これら2つの前駆体に由来するイソプレノイド化合物の合成に甚大な影響を及ぼ
す。イソペンテニル二リン酸とスクアレンから分岐する下流の段階の1以上を阻
害することもテルペン又はステロイドの合成に利用できるイソペンテニル二リン
酸及びスクアレンの蓄え(pool)に重要な影響を及ぼす。したがって、イソ
プレノイド生合成経路、特に該経路の初期の部分(IPP => GPP =>
FPP => スクアレン)のいずれかの単一の酵素の合成、含量、組成及び
代謝の改変は、テルペン及びステロイド化合物の含量、組成及び代謝に影響を及
ぼす。
DETAILED DESCRIPTION As noted above, isoprenoids are important components in a variety of eukaryotic functions. Early parts of the isoprenoid metabolic pathway, especially isopentenyl diphosphate (
IPP), geranyl diphosphate (GPP), farnesyl diphosphate (FPP) and alteration of isoprenoid content, composition and metabolism leading to the production of squalene
It has a profound effect on the synthesis of isoprenoid compounds derived from these two precursors. Inhibiting one or more of the downstream steps diverging from isopentenyl diphosphate and squalene also has a significant effect on the pool of isopentenyl diphosphate and squalene available for terpene or steroid synthesis. Therefore, the isoprenoid biosynthesis pathway, especially the early part of the pathway (IPP => GPP =>
Modification of the synthesis, content, composition and metabolism of any single enzyme (FPP => squalene) affects the content, composition and metabolism of terpene and steroid compounds.

【0041】 本発明の方法と材料を用いて植物のイソプレノイド含量は、イソプレノイド合
成に関与するポリペプチドをエンコードするポリヌクレオチドのセンス又はアン
チセンスコピーを標的生物のゲノムに取り込むことにより、改変できる。さらに
、イソプレノイド生合成経路の異なる酵素をエンコードするポリヌクレオチドの
コピー数と組合せは、合成されるイソプレノイドの相対量を改変し、これにより
イソプレノイドの改変された組成及び/又は改変された代謝系を有する生物材料
を作出するために操作される。同様に、標的生物での直接的な応用のためであれ
、別の用途のポリペプチドの産生のためであれ、イソプレノイド組成の改変は、
上記に引用され引用によりここに取り込まれた参考文献から明らかな通り、様々
な応用にとって有利である。
Using the methods and materials of the present invention, the isoprenoid content of a plant can be modified by incorporating a sense or antisense copy of a polynucleotide encoding a polypeptide involved in isoprenoid synthesis into the genome of the target organism. Further, the copy number and combination of polynucleotides encoding different enzymes of the isoprenoid biosynthetic pathway alter the relative amount of isoprenoid synthesized, thereby having an altered composition of isoprenoid and / or an altered metabolic system Manipulated to produce biological material. Similarly, whether for direct application in a target organism or for production of a polypeptide for another use, modification of the isoprenoid composition can
As is apparent from the references cited above and incorporated herein by reference, it is advantageous for various applications.

【0042】 1の実施態様によると本発明は、イソプレノイド合成と修飾に関与することが
知られたポリペプチドと類似するポリペプチドをエンコードするか部分的にエン
コードする、単離ポリヌクレオチドを提供する。本発明のポリヌクレオチドはユ
ーカリ及びマツの種から単離されたが、代替策としては他の植物材料原から単離
されてもよく、通常の合成技術を用いて合成されてもよい。明確には、本発明の
単離ポリヌクレオチドは、配列識別番号第1ないし53番及び第78ないし16
4番として同定されたポリヌクレオチドと、配列識別番号第1ないし53番及び
第78ないし164番として同定された配列の相補体と、配列識別番号第1ない
し53番及び第78ないし164番として同定された配列の逆配列と、配列識別
番号第1ないし53番及び第78ないし164番として同定された配列の逆相補
体と、上記のポリヌクレオチドのいずれかの少なくとも特定の数の連続した残基
(x−マー)と、前記のポリヌクレオチドのいずれかと相補的なポリヌクレオチ
ドと、前記のポリヌクレオチドのいずれかに対応するアンチセンス配列と、前記
のポリヌクレオチドのいずれかの変異体とを含む。
According to one embodiment, the present invention provides an isolated polynucleotide that encodes or partially encodes a polypeptide similar to a polypeptide known to be involved in isoprenoid synthesis and modification. The polynucleotides of the present invention have been isolated from Eucalyptus and pine species, but may alternatively be isolated from other plant material sources and synthesized using conventional synthetic techniques. Specifically, the isolated polynucleotides of the present invention have SEQ ID NOs: 1-53 and 78-16.
A polynucleotide identified as No. 4; a complement of the sequence identified as SEQ ID Nos. 1-53 and 78-164; and a polynucleotide identified as SEQ ID Nos. 1-53 and 78-164. And the reverse complement of the sequences identified as SEQ ID NOs: 1-53 and 78-164, and at least a specified number of contiguous residues of any of the above polynucleotides (X-mer), a polynucleotide complementary to any of the above polynucleotides, an antisense sequence corresponding to any of the above polynucleotides, and a mutant of any of the above polynucleotides.

【0043】 表1に示す通り、配列識別番号第1ないし53番及び第78ないし164番と
して列挙された単離ポリヌクレオチドは、イソプレノイド生合成経路に関与する
ことが知られたポリペプチドと配列類似性が証明されたポリペプチドをエンコー
ドするか、部分的にエンコードする。より明確には、表1の第1列に掲載された
単離されたポリヌクレオチドは、表1の同じ行の(in alignment)
第2列に掲載されたポリペプチドをエンコードするか、部分的にエンコードする
。本出願時に入手可能な情報にもとづいた配列識別番号第1ないし53番及び第
78ないし164番として列挙されたポリヌクレオチドに対応する予測アミノ酸
配列は、表1に示す通り配列識別番号第165ないし304番に提供される。
As shown in Table 1, the isolated polynucleotides listed as SEQ ID NOs: 1-53 and 78-164 have sequence similarities to polypeptides known to be involved in the isoprenoid biosynthetic pathway. Encode or partially encode a proven polypeptide. More specifically, the isolated polynucleotide listed in the first column of Table 1 was identified in the same row of Table 1 (in alignment).
Encode or partially encode the polypeptide listed in the second column. The predicted amino acid sequences corresponding to the polynucleotides listed as SEQ ID Nos. 1 to 53 and 78 to 164 based on the information available at the time of this application are as shown in Table 1 and have SEQ ID Nos. 165 to 304. Provided to the turn.

【0044】 ここで用いられる「ポリヌクレオチド」という用語はデオキシリボヌクレオチ
ド又はリボヌクレオチドの塩基の1本鎖又は2本鎖のポリマーを意味し、DNA
及び対応するセンス鎖とアンチセンス鎖の両方のRNA分子でHnRNAとmR
NA分子を入れたRNA分子とを含み、全合成又は部分合成されたポリヌクレオ
チドとともにcDNA、ゲノムDNA及び組み換えDNAを含む。HnRNAは
イントロンを含みDNA分子と一般的に1対1に対応する。mRNAはイントロ
ンが切除されたHnRNAとDNA分子に対応する。ポリヌクレオチドは遺伝子
全体又はその部分を含む。操作可能なアンチセンスポリヌクレオチドは対応する
ポリヌクレオチドの断片を含み、「ポリヌクレオチド」の定義は全てのかかる操
作可能なアンチセンス断片を含む。アンチセンスポリヌクレオチド及びアンチセ
ンスポリヌクレオチドが関与する技術は当業者に周知で例えば、Robinso
n−Benionら、Methods in Enzymol. 254(23
):363−375、1995及びKawasakiら、Artific.Or
gans 20(8):836−848、1996に記載される。本発明のポリ
ヌクレオチドは、開示された配列と相違があるが遺伝暗号の縮退の結果本発明の
ポリヌクレオチドにエンコードされるポリペプチドと同一のポリペプチドをエン
コードするポリヌクレオチドも含む。
As used herein, the term “polynucleotide” refers to a single- or double-stranded polymer of deoxyribonucleotide or ribonucleotide bases, and
And HnRNA and mRNA in both corresponding sense and antisense RNA molecules.
RNA molecules containing NA molecules, including cDNA, genomic DNA, and recombinant DNA, as well as fully or partially synthesized polynucleotides. HnRNA contains introns and generally corresponds one-to-one with DNA molecules. mRNA corresponds to HnRNA and DNA molecules with introns removed. A polynucleotide comprises the entire gene or a portion thereof. An operable antisense polynucleotide includes fragments of the corresponding polynucleotide, and the definition of "polynucleotide" includes all such operable antisense fragments. Antisense polynucleotides and techniques involving antisense polynucleotides are well known to those of skill in the art, for example, Robinso
n-Benion et al., Methods in Enzymol. 254 (23
): 363-375, 1995 and Kawasaki et al., Artific. Or
gans 20 (8): 833-848, 1996. Polynucleotides of the invention also include polynucleotides that encode a polypeptide that differs from the disclosed sequences but is the same as the polypeptide encoded by the polynucleotides of the invention as a result of the degeneracy of the genetic code.

【0045】 ここで使用されたところの「相補体」、「逆相補体」、及び「逆配列」という
用語の定義は以下の例で最も良く示されている。5’AGGACC3’という配
列に対して、相補体、逆相補体及び逆配列は以下の通りである。 相補体 3’TCCTGG5’ 逆相補体 3’GGTCCT5’ 逆配列 5’CCAGGA3’
The definitions of the terms “complement”, “reverse complement”, and “reverse sequence” as used herein are best illustrated in the following examples. For the sequence 5'AGGACC3 ', the complement, reverse complement and reverse sequence are as follows. Complement 3'TCCTGG5 'Reverse complement 3'GGTCCT5' Reverse sequence 5'CCAGGA3 '

【0046】 ゲノムDNA及び異種DNAの同定は、標準的なDNA/DNA雑種形成技術
により、適当にストリンジェントな条件下で、cDNA配列の全部又は一部を適
当なライブラリをスクリーンするためのプローブとして用いることにより達成さ
れる。代替策として、既知のゲノムDNA、cDNA及びタンパク配列にもとづ
いて設計されたオリゴヌクレオチドプライマーを用いるPCR技術が、ゲノムD
NA及びcDNAの配列を増幅し同定するために利用できる。前記同定された配
列と変異体とに対応する合成DNAは、通常の合成法により製造される。本発明
の分野で普通に用いられる条件で、ここに記載したポリヌクレオチドの全ては単
離され精製される。
The identification of genomic DNA and heterologous DNA can be accomplished by standard DNA / DNA hybridization techniques, under appropriate stringent conditions, using all or part of the cDNA sequence as a probe to screen an appropriate library. This is achieved by using As an alternative, PCR techniques using oligonucleotide primers designed based on known genomic DNA, cDNA and protein sequences have been
It can be used to amplify and identify NA and cDNA sequences. Synthetic DNAs corresponding to the identified sequences and mutants are produced by ordinary synthetic methods. All of the polynucleotides described herein are isolated and purified under conditions commonly used in the field of the present invention.

【0047】 別の局面では、本発明は、上記のポリヌクレオチドにエンコードされ、又は部
分的にエンコードされた、単離ポリペプチドを提供する。ここで使用されたとこ
ろの「ポリペプチド」という用語は、アミノ酸残基が共有結合で連結された、完
全長を含むいかなる長さのアミノ酸鎖をも含む。ここで使用されるところの「ポ
リヌクレオチドにエンコードされたポリペプチド」という用語は、ここで提供さ
れた、単離されたDNA配列又は変異体を含むポリヌクレオチドによりエンコー
ドされたポリペプチドを含む。1の実施態様では、本発明のポリペプチドは配列
識別番号第165ないし304番に提供された配列からなるグループから選択さ
れたアミノ酸配列とかかる配列の変異体とを含む。別の実施態様によると、本発
明のポリペプチドは配列識別番号第165ないし304番に提供された配列のい
ずれかの少なくとも特定された数の連続した残基(x−マー)を含む。
In another aspect, the invention provides an isolated polypeptide encoded or partially encoded by a polynucleotide as described above. As used herein, the term "polypeptide" includes amino acid chains of any length, including full length, with amino acid residues covalently linked. The term "polynucleotide-encoded polypeptide" as used herein includes polypeptides encoded by a polynucleotide provided herein, including an isolated DNA sequence or variant. In one embodiment, a polypeptide of the invention comprises an amino acid sequence selected from the group consisting of the sequences provided in SEQ ID NOs: 165-304 and variants of such sequences. According to another embodiment, a polypeptide of the invention comprises at least the specified number of contiguous residues (x-mers) of any of the sequences provided in SEQ ID NOs: 165-304.

【0048】 本発明のポリペプチドは、該ポリペプチドをエンコードするDNA配列を発現
ベクターに挿入し、該ポリペプチドを適当な宿主中で発現させることにより、組
み替え法で生産することができる。本発明の分野の通常の技量を有する者に知ら
れた様々な発現ベクターのいずれも使用できる。発現は、組み換えポリペプチド
をエンコードするDNA分子を含む発現ベクターを形質転換し又はトランスフェ
クションした、いかなる適当な宿主細胞でも達成できる。適当な宿主細胞には原
核細胞、酵母及び高等真核細胞が含まれる。使用する宿主細胞は、大腸菌、昆虫
、酵母あるいはCOSやCHOのような哺乳類の細胞株が好ましい。この手法で
発現されたDNA配列は、自然界に存在するポリペプチド、自然界に存在するポ
リペプチドの部分又はこれらのその他の変異体をエンコードするものであっても
よい。
The polypeptide of the present invention can be produced by a recombinant method by inserting a DNA sequence encoding the polypeptide into an expression vector and expressing the polypeptide in an appropriate host. Any of a variety of expression vectors known to those of ordinary skill in the art of the present invention can be used. Expression can be achieved in any suitable host cell that has been transformed or transfected with an expression vector containing a DNA molecule that encodes the recombinant polypeptide. Suitable host cells include prokaryotic cells, yeast and higher eukaryotic cells. The host cells used are preferably Escherichia coli, insects, yeasts or mammalian cell lines such as COS and CHO. DNA sequences expressed in this manner may encode naturally occurring polypeptides, portions of naturally occurring polypeptides, or other variants thereof.

【0049】 関連する局面では、ポリペプチドは、配列識別番号第165ないし304番に
提供された配列とその変異体からなるグループから選択されるアミノ酸配列を有
するポリペプチドの、少なくとも機能性のある部分を含むものとして提供される
。ここで使用されるところのポリペプチドの「機能性のある部分」とは、例えば
1以上の反応物と結合可能な分子の部分のように、当該ポリペプチドの機能に影
響を与える必須の活性部位を含む部分をいう。前記活性部位は、1以上のポリペ
プチド鎖上に存在する分離された部分から構成されることもあり、一般的に高い
結合親和性を示す。
In a related aspect, the polypeptide is at least a functional portion of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of the sequences provided in SEQ ID NOs: 165-304 and variants thereof. Provided. As used herein, a “functional portion” of a polypeptide is an essential active site that affects the function of the polypeptide, eg, the portion of a molecule capable of binding one or more reactants. Means the part containing The active site may be composed of discrete portions present on one or more polypeptide chains and generally exhibits high binding affinity.

【0050】 ポリペプチドの機能性のある部分は、はじめに化学的又は酵素的にポリペプチ
ドを消化して該ポリペプチドの断片を調製することにより、あるいは該ポリペプ
チドをエンコードするポリヌクレオチドの突然変異解析とこれに続く得られた突
然変異体ポリペプチドの発現とにより、同定することができる。当該ポリペプチ
ド断片又は突然変異ポリペプチドは、例えば、以下に提示する代表的な検定法を
用いて、どの部分が生物学的な活性を保持しているかを決定するためにテストさ
れる。
The functional portion of the polypeptide may be obtained by first digesting the polypeptide chemically or enzymatically to prepare fragments of the polypeptide, or by analyzing the mutations in the polynucleotide encoding the polypeptide. And subsequent expression of the resulting mutant polypeptide. The polypeptide fragment or mutant polypeptide is tested to determine which portions retain biological activity, for example, using the representative assays provided below.

【0051】 活性部位を含む機能性を有する部分は、1以上のポリペプチド鎖上に存在する
離れた部分から構成されることもあり、一般的には高い結合親和性を示す。「ポ
リヌクレオチドにエンコードされたポリペプチド」という用語には、本発明の部
分的に単離されたポリヌクレオチドを含むポリヌクレオチドにエンコードされた
ポリペプチドを含む。
The functional part containing the active site may be composed of separate parts present on one or more polypeptide chains, and generally shows a high binding affinity. The term "polynucleotide-encoded polypeptide" includes polypeptides encoded by polynucleotides, including partially isolated polynucleotides of the present invention.

【0052】 本発明のポリペプチドの部分及びその他の変異体は、人工合成又は遺伝子組み
換えの手段により生成することもできる。約100個未満、一般的には約50個
未満の、アミノ酸を有する合成ポリペプチドは、本発明の分野の通常の技量を有
する者に周知の技術を用いて、合成することができる。例えば、かかるポリペプ
チドは、アミノ酸が次々に伸長中のアミノ酸鎖に付加されていくメリフィールド
(Merrifield)固相合成法のような、商業的に利用可能な固相技術の
いずれかを用いて合成することが可能である。Merrifield、J.Am
.Chem.Soc.85:2149−2146、1963を参照のこと。ポリ
ペプチド自動合成装置は、Perkin Elmer/Applied Bio
systems、Inc.(カリフォルニア州、Foster City)のよ
うな供給者から商業的に入手可能であり、製造者の指示に従って操作することが
できる。本来の(native)ポリペプチドの変異体は、オリゴヌクレオチド
指定部位特異的突然変異誘発法のような標準的な突然変異誘発技術を用いて調製
できる(Kunkel、T.、Proc.Natl.Acad.Sci.USA
82:488−492、1985)。DNA配列の断片は、末端を切除したポ
リペプチドを調製する標準的な技術を用いて除去することもできる。
[0052] Portions and other variants of the polypeptides of the present invention can also be produced by artificial synthesis or recombinant means. Synthetic polypeptides having less than about 100, generally less than about 50, amino acids can be synthesized using techniques well known to those of ordinary skill in the art of the invention. For example, such polypeptides may be synthesized using any of the commercially available solid-phase techniques, such as the Merrifield solid-phase synthesis method, in which amino acids are successively added to a growing chain of amino acids. It is possible to Merrifield, J.M. Am
. Chem. Soc. 85: 2149-2146, 1963. The automated polypeptide synthesizer is available from Perkin Elmer / Applied Bio.
systems, Inc. (Foster City, CA) and are commercially available and can be operated according to the manufacturer's instructions. Variants of the native polypeptide can be prepared using standard mutagenesis techniques, such as oligonucleotide-directed site-directed mutagenesis (Kunkel, T., Proc. Natl. Acad. Sci. .USA
82: 488-492, 1985). Fragments of the DNA sequence can also be removed using standard techniques for preparing truncated polypeptides.

【0053】 一般に、ここで開示されたポリペプチドは、単離され、十分に純粋な形で調製
される。ポリペプチドは、約80%以上純粋であることが好ましく、90%以上
純粋であることがより好ましく、99%以上純粋であることが最も好ましい。以
下に記載された、ある好ましい実施態様では、単離ポリペプチドは、医薬品の組
成又は皮膚疾患の治療用のワクチンに取り込まれる。
Generally, the polypeptides disclosed herein are isolated and prepared in a sufficiently pure form. Preferably, the polypeptide is at least about 80% pure, more preferably at least 90% pure, and most preferably at least 99% pure. In certain preferred embodiments, described below, the isolated polypeptide is incorporated into a pharmaceutical composition or vaccine for the treatment of a dermatological disorder.

【0054】 ここで使用されるところの「変異体」という用語は、特異的に同定された配列
と異なるヌクレオチド又はアミノ酸配列を含むものであって、1以上のヌクレオ
チド又はアミノ酸配列が欠失、置換又は付加されたものをいう。変異体は、自然
界に存在する対立遺伝子の変異体でも、自然界に存在しない変異体でもよい。ポ
リヌクレオチドの変異体配列は、好ましくは40%以上、より好ましくは60%
以上、さらにより好ましくは75%以上、最も好ましくは90%以上本発明の配
列と同一性を示すものをいう。ポリペプチドの変異体配列は、好ましくは50%
以上、より好ましくは75%以上、さらにより好ましくは90%以上、最も好ま
しくは95%以上本発明の配列と同一性を示すものをいう。同一性の百分率は、
以下に記載の通り比較する2つの配列のアライメントをとり(align)、ア
ライメントがとれた部分の同一残基の数を決定し、該同一残基の数を本発明の(
クエリーの)配列中の全残基数で除算し、その結果を100倍したものをいう。
As used herein, the term “variant” includes a nucleotide or amino acid sequence that differs from a specifically identified sequence, wherein one or more nucleotides or amino acid sequences have been deleted, substituted. Or the one added. A variant may be a variant of a naturally occurring allele or a variant that does not occur in nature. The variant sequence of the polynucleotide is preferably 40% or more, more preferably 60% or more.
As described above, even more preferably 75% or more, most preferably 90% or more refers to those showing identity to the sequence of the present invention. The variant sequence of the polypeptide is preferably 50%
Above, more preferably 75% or more, even more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more. The percentage of identity is
As described below, two sequences to be compared are aligned (aligned), and the number of identical residues in the aligned portion is determined.
Divide by the total number of residues in the sequence (of the query) and multiply the result by 100.

【0055】 公開で入手可能なコンピューターアルゴリズムを用いると、ポリヌクレオチド
配列とポリペプチド配列との間のアライメントをとることもでき、特定の部分の
同一ヌクレオチドの百分率を別のポリヌクレオチドに対して決定することもでき
る。アライメントとポリヌクレオチド配列の類似性同定とのための代表的なアル
ゴリズムは、BLASTN及びFASTAアルゴリズムである。ポリヌクレオチ
ドは、ヌクレオチドのクエリー配列(両方の鎖)の6つの読み枠の概念的な翻訳
産物をタンパク配列データベースに対して比較するBLASTXアルゴリズムを
用いても解析できる。ポリペプチド配列の同一性の百分率は、BLASTPアル
ゴリズムを用いて調べることができる。前記BLASTN、BLASTX及びB
LASTPプログラムは、NCBIの匿名FTPサーバー(ftp://ncb
i.nlm.nih.gov)上の/blast/executables/で
入手可能である。下記のパラメーター値に設定したBLASTNアルゴリズムバ
ージョン2.0.4(1998年2月24日)及びバージョン2.0.6(19
98年9月16日)を、本発明によるポリヌクレオチド変異体の決定に用いるの
が好ましい。下記のパラメーター値に設定したBLASTPアルゴリズムを、本
発明によるポリペプチド変異体の決定に用いるのが好ましい。BLASTN、B
LASTP及びBLASTXを含むBLASTファミリーのアルゴリズムは、N
CBIのウェッブサイトのURL(http://www.ncbi.nlm.
nih.gov/BLAST/newblast.html)と、Altsch
ulらによるNucleic Acids Res.25:3389−3402
、1997の刊行物とに記載されている。
Using publicly available computer algorithms, alignments between polynucleotide and polypeptide sequences can also be made, and the percentage of identical nucleotides in a particular portion determined relative to another polynucleotide. You can also. Representative algorithms for alignment and polynucleotide sequence similarity identification are the BLASTN and FASTA algorithms. Polynucleotides can also be analyzed using the BLASTX algorithm, which compares the six translational conceptual translation products of a nucleotide query sequence (both strands) against a protein sequence database. The percentage of polypeptide sequence identity can be determined using the BLASTP algorithm. The BLASTN, BLASTX and B
The LASTP program is an NCBI anonymous FTP server (ftp: // ncb)
i. nlm. nih. gov) on / blast / executables /. BLASTN algorithm version 2.0.4 (February 24, 1998) and version 2.0.6 (19
(September 16, 1998) is preferably used for the determination of a polynucleotide variant according to the invention. The BLASTP algorithm, set with the following parameter values, is preferably used for the determination of a polypeptide variant according to the invention. BLASTN, B
The BLAST family of algorithms, including LASTP and BLASTX,
The URL of the CBI website (http: //www.ncbi.nlm.
nih. gov / BLAST / newblast. html) and Altsch
ul et al., Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402
, 1997 publication.

【0056】 コンピューターアルゴリズムのFASTAは、インターネット上のftpサイ
トftp://ftp.virginia.edu/pub/fasta/で入
手可能である。説明書に記載され、プログラムとともに配布されたデフォルトの
パラメーター値に設定した、1996年2月のバージョン2.0.4を、本発明
による変異体の決定に用いるのが好ましい。FASTAアルゴリズムの使用法は
、Pearson WRとLipman DJのProc.Natl.Acad
.Sci.USA 85:2444−2448、1988と、Pearson
WRのMethods in Enzymol.183:63−98、1990
とに記載される。
The computer algorithm FASTA is available on the ftp site ftp: // ftp. virginia. Available at edu / pub / fasta /. Version 2.0.4, February 1996, set to the default parameter values described in the instructions and distributed with the program, is preferably used for the determination of variants according to the invention. The use of the FASTA algorithm is described in Pearson WR and Lipman DJ Proc. Natl. Acad
. Sci. USA 85: 2444-2448, 1988, and Pearson.
WR Methods in Enzymol. 183: 63-98, 1990
Is described.

【0057】 以下のランニングパラメーターを、ポリヌクレオチド配列のE値(E val
ues)及び同一性百分率に寄与する、BLASTNを使うアライメント及び類
似性の決定に用いるのが好ましい。Unixのランニングコマンドは、「bla
stall −p blastn −d embldb −e 10 G0
−E0 −r 1 −v 30 −b 30 −i queryseq
o results」、パラメーターは、「−p プログラムの名称 [文字
列]; −d データベース [文字列]; −e 期待値 (E) [実
数]; −G ギャップを空けるためのコスト (ゼロはデフォルトの行動を
呼び起こす) [整数]; −E ギャップを拡張するためのコスト (ゼロ
はデフォルトの行動を呼び起こす) [整数]; −r ヌクレオチドのマッ
チの報酬 (blastnのみ) [整数]; −v 1行説明(one−l
ine descriptions)の数 (V) [整数]; −b 表示
するアライメントの数 (B) [整数]; −i クェリーファイル [F
ile In];及び−o BLASTレポートアウトプットファイル [F
ile Out] 任意」である。
The following running parameters were used to determine the E value (E val) of the polynucleotide sequence.
es) and to determine alignment and similarity using BLASTN, which contribute to the percent identity. The Unix running command is "bla
stall -p blastn -d embldb -e 10 G0
−E0 −r 1 −v 30 −b 30 −i queryseq
o results, parameters are: -p program name [string]; -d database [string]; -e expected value (E) [real number]; -G cost to open gap (zero is default (Invoke action) [integer];-Cost of expanding E gap (zero invokes default action) [integer]; -r Nucleotide match reward (blastn only) [integer]; (One-l
number of line descriptions (V) [integer]; -b number of alignments to display (B) [integer]; -i query file [F
ile In]; and -o BLAST report output file [F
ile Out] arbitrary.

【0058】 「blastall p blastp d swissprotdb e
10 G0E 0 v 30 b 30 i queryseq o res
ults;」というランニングパラメーターを、ポリペプチド配列のE値及び同
一性百分率に寄与する、BLASTPを使うアライメント及び類似性の決定に用
いるのが好ましい。パラメーターは、「−p プログラムの名称 [文字列]
; −d データベース [文字列]; −e 期待値 (E) [実数]
; −G ギャップを空けるためのコスト (ゼロはデフォルトの行動を呼び
起こす) [整数]; −E ギャップを拡張するためのコスト (ゼロはデ
フォルトの行動を呼び起こす) [整数]; −r ヌクレオチドのマッチの
報酬 (blastnのみ) [整数]; −v 1行説明(one−lin
e descriptions)の数 (V) [整数]; −b 表示する
アライメントの数 (B) [整数]; −i クェリーファイル [Fil
e In];及び−o BLASTレポートアウトプットファイル [Fil
e Out] 任意」である。BLASTN、FASTA、BLASTP又は
同様のアルゴリズムにより作成された、クエリー配列による1以上のデータベー
ス配列への「ヒット」は、配列の類似部分のアライメントをとって同定する。デ
ータベース配列へのヒットは、前記クエリー配列の配列長の一部としか重複しな
いことを意味するのが一般的である。
[0058] "blastall p blastp d swissprotdb e
10 G0E 0 v 30 b 30 i queryseq res
Preferably, the running parameter "ults;" is used to determine alignments and similarities using BLASTP, which contribute to the E value and percent identity of the polypeptide sequence. The parameter is "-p program name [character string]
-D database [string]; -e expected value (E) [real number]
-G the cost of opening the gap (zero invokes the default action) [integer]; -E the cost of expanding the gap (zero invokes the default action) [integer]; -r Reward (blastn only) [Integer]; -v One-line explanation (one-lin
e description) (V) [integer]; -b number of alignments to display (B) [integer]; -i query file [Fil
e In]; and -o BLAST report output file [Fil
e Out] Arbitrary ". A "hit" to one or more database sequences by a query sequence, generated by BLASTN, FASTA, BLASTP or a similar algorithm, is identified by alignment of similar parts of the sequence. A hit to the database sequence generally means that it only overlaps part of the sequence length of the query sequence.

【0059】 BLASTN、FASTA及びBLASTPアルゴリズムは、アライメントの
「期待」(E)値をも算出する。E値は、一定の規模のデータベースを検索した
ときに偶然一定数の隣接した配列にわたって発見が「期待」できるヒットの数を
示す。E値は、好ましいEMBLデータベースのようなデータベースへのヒット
が真の類似性を表すかどうかを決定するための、有意性の閾値として用いられる
。例えば、あるポリヌクレオチドのヒットに付与されたE値0.1は、EMBL
データベースの規模のデータベースにおいて、同様のスコアの配列のアライメン
トをとった部分にわたって、偶然0.1回マッチすることが期待できると解釈さ
れる。この判定基準により、当該ポリヌクレオチド配列のアライメントがとれて
マッチした部分は、90%が同一である確率を有することになる。アライメント
がとれてマッチした部分にわたって0.01未満のE値を有する配列については
、BLASTN又はFASTAアルゴリズムを用いてEMBLデータベースで偶
然マッチするものを見つける確率は1%未満である。
The BLASTN, FASTA and BLASTP algorithms also calculate the “expected” (E) value of the alignment. The E-value indicates the number of hits that can be "expected" to be discovered over a certain number of adjacent sequences by chance when searching a certain size database. The E value is used as a threshold of significance to determine whether a hit to a database, such as the preferred EMBL database, represents true similarity. For example, an E value of 0.1 assigned to a given polynucleotide hit is the EMBL
In a database of database size, it is interpreted that 0.1 matches can be expected by chance over aligned parts of sequences with similar scores. According to this criterion, a portion where the polynucleotide sequence is aligned and matched has a probability of being 90% identical. For sequences that have an E value of less than 0.01 across aligned matches, the probability of finding a match by chance in the EMBL database using the BLASTN or FASTA algorithm is less than 1%.

【0060】 1の実施態様によると、本発明のポリヌクレオチド及びポリペプチドのそれぞ
れに関して「変異体」のポリヌクレオチド及びポリペプチドは、本発明のポリヌ
クレオチド又はポリペプチドのそれぞれよりも核酸又はアミノ酸の数が同じか少
ない配列で、かつ本発明のポリヌクレオチド又はポリペプチドと比べて0.01
未満のE値となる配列を含むのが好ましい。すなわち、変異体ポリヌクレオチド
又はポリペプチドは、本発明のポリヌクレオチド又はポリペプチドと同一である
確率が99%以上あり、上記のパラメーター設定でBLASTN、FASTA又
はBLASTPアルゴリズムを用いてE値が0.01以下となる、いかなる配列
をもいう。好ましい実施態様によると変異体ポリヌクレオチドとは、上記のパラ
メーター設定でBLASTN又はFASTAアルゴリズムを用いるとE値が0.
01以下となり、99%以上の確率で本発明のポリヌクレオチドと同一となる、
本発明のポリヌクレオチドの核酸の数以下の数の核酸を有する配列をいう。同様
に、好ましい実施態様によると、変異体ポリペプチドとは、上記のパラメーター
設定でBLASTPアルゴリズムを用いるとE値が0.01以下となり、99%
以上の確率で本発明のポリペプチドと同一となる、本発明のポリペプチドよりア
ミノ酸の数が同じか少ない配列をいう。
According to one embodiment, for each of the polynucleotides and polypeptides of the invention, the “variant” polynucleotides and polypeptides have a greater number of nucleic acids or amino acids than each of the polynucleotides or polypeptides of the invention. Has the same or less sequence and 0.01% as compared to the polynucleotide or polypeptide of the present invention.
It is preferable to include an array having an E value of less than. That is, the mutant polynucleotide or polypeptide has a 99% or higher probability of being identical to the polynucleotide or polypeptide of the present invention, and has an E value of 0.01 using the BLASTN, FASTA or BLASTP algorithm with the above parameter settings. Refers to any of the following sequences: According to a preferred embodiment, the mutant polynucleotide is defined as having an E-value of 0.5 using the BLASTN or FASTA algorithm with the above parameter settings.
01 or less, and the same as the polynucleotide of the present invention with a probability of 99% or more,
A sequence having a number of nucleic acids equal to or less than the number of nucleic acids of the polynucleotide of the present invention. Similarly, according to a preferred embodiment, a mutant polypeptide is defined as having an E value of 0.01 or less using the BLASTP algorithm with the above parameter settings and a 99%
A sequence having the same or lower number of amino acids than the polypeptide of the present invention, which is the same as the polypeptide of the present invention at the above probability.

【0061】 代替策として、本発明の変異体のポリヌクレオチド又はポリペプチドは、下記
の通り決定された、好ましくは40%以上、より好ましくは60%以上、さらに
より好ましくは75%以上、最も好ましくは90%以上の同一性を本発明のポリ
ヌクレオチド又はポリペプチド配列と示すものをいう。同一性の百分率は、上記
のランニングパラメーターに設定したBLASTN、FASTA又はBLAST
Pのアルゴリズムの1つを用いて配列のアライメントをとり、アライメントのと
れた部分にわたって同一の核酸又はアミノ酸の数を同定し、該同一の核酸又はア
ミノ酸の数を本発明のポリヌクレオチド又はポリペプチドの核酸又はアミノ酸の
総数で割り、同一性の百分率を算出するために100を掛けることにより決定さ
れる。例えば、220個の核酸を有する本発明のポリヌクレオチドが520個の
核酸を有するEMBLデータベース中のポリヌクレオチドと上記のパラメーター
を用いるBLASTNアルゴリズムによるアライメントで23個のヌクレオチド
にわたってヒットする。該23個のヌクレオチドのヒットは21個の同一のヌク
レオチドと1つのギャップと1個の異なるヌクレオチドを含む。本発明のポリヌ
クレオチドのEMBLデータベースのヒットに対する同一性の百分率は220分
の21掛ける100で9.5%となる。したがって、この例のEMBLデータベ
ース中のポリヌクレオチドは本発明のポリヌクレオチドの変異体ではない。
As an alternative, the variant polynucleotide or polypeptide of the invention may be determined as described below, preferably at least 40%, more preferably at least 60%, even more preferably at least 75%, most preferably Refers to those showing 90% or more identity as the polynucleotide or polypeptide sequence of the present invention. Percent identity was determined by setting BLASTN, FASTA or BLAST as set in the running parameters above.
Sequence alignment using one of the algorithms of P, identifying the number of identical nucleic acids or amino acids over the aligned portion, and determining the number of identical nucleic acids or amino acids in the polynucleotide or polypeptide of the invention. Determined by dividing by the total number of nucleic acids or amino acids and multiplying by 100 to calculate the percent identity. For example, a polynucleotide of the invention having 220 nucleic acids will hit over 23 nucleotides upon alignment with a polynucleotide in the EMBL database having 520 nucleic acids and the BLASTN algorithm using the above parameters. The 23 nucleotide hit contains 21 identical nucleotides, one gap and one different nucleotide. The percentage identity of the polynucleotides of the present invention to hits in the EMBL database will be 21/220 times 100, which is 9.5%. Thus, the polynucleotide in the EMBL database of this example is not a variant of the polynucleotide of the present invention.

【0062】 代替策として、本発明の変異体ポリヌクレオチドは、配列識別番号第1ないし
53番及び第78ないし164番に列挙されたポリヌクレオチド配列又はこれら
の配列の、相補体、逆配列又は逆相補体と、ストリンジェントな条件下で雑種形
成する。ここで使用されるところの「ストリンジェントな条件」とは、6X S
SCと0.2%SDSの溶液で前洗浄し、65°C、終夜(overnight
)、6X SSCと0.2%SDS中で雑種形成させ、その後65°C、1X
SSCと0.1%SDSで各30分ずつ2回洗浄し、65°C、0.2X SS
Cと0.1%SDSで各30分ずつ2回洗浄することを指す。
As an alternative, the variant polynucleotide of the present invention may comprise a polynucleotide sequence listed under SEQ ID Nos. 1-53 and 78-164, or the complement, reverse sequence or reverse sequence of these sequences. Hybridizes with the complement under stringent conditions. As used herein, “stringent conditions” refers to 6XS
Pre-wash with a solution of SC and 0.2% SDS, 65 ° C., overnight
), Hybridized in 6X SSC and 0.2% SDS, then 65 ° C, 1X
Wash twice with SSC and 0.1% SDS for 30 minutes each, 65 ° C, 0.2X SS
Washing twice with C and 0.1% SDS for 30 minutes each.

【0063】 本発明は、開示された配列とは相違するが、遺伝暗号の縮退の結果本発明のポ
リヌクレオチドによりエンコードされるポリペプチドと同様の酵素活性を有する
ポリペプチドをエンコードするポリヌクレオチドも含む。したがって、保存的置
換の結果、配列識別番号第1ないし53番及び第78ないし164番として列挙
されたポリヌクレオチド配列又はこれらの配列の相補体、逆配列又は逆相補体と
相違する配列を含むポリヌクレオチドは本発明により意図され本発明に含まれる
。さらに、合計が前配列長の10%未満の欠失及び/又は挿入の結果として、第
1ないし53番及び第78ないし164番に列挙されたポリヌクレオチド配列、
又はこれらの配列の相補体、逆配列又は逆相補体と異なる配列を含むポリヌクレ
オチドも本発明により意図され、かつ本発明に含まれる。同様に、合計が全配列
長の10%未満のアミノ酸置換、挿入及び/又は欠失の結果として、配列識別番
号第165ないし304番に列挙されたポリペプチド配列と異なる配列を含むポ
リペプチドは、当該変異体ポリペプチドがイソプレノイド生合成経路で活性を有
することを条件として、本発明により意図され、かつ本発明に含まれる。
The present invention also includes polynucleotides that differ from the disclosed sequences but that encode polypeptides that have the same enzymatic activity as the polypeptide encoded by the polynucleotides of the present invention as a result of the degeneracy of the genetic code. . Accordingly, as a result of conservative substitutions, polynucleotides comprising the polynucleotide sequences listed as SEQ ID NOs: 1-53 and 78-164, or the complements, reverse sequences, or sequences that differ from the reverse complements of these sequences Nucleotides are contemplated and encompassed by the present invention. Furthermore, the polynucleotide sequences listed at positions 1-53 and 78-164 as a result of deletions and / or insertions that total less than 10% of the previous sequence length,
Alternatively, polynucleotides comprising the complement of these sequences, the reverse sequence or a sequence different from the reverse complement are contemplated by and encompassed by the present invention. Similarly, a polypeptide comprising a sequence that differs from the polypeptide sequences listed in SEQ ID NOs: 165-304 as a result of amino acid substitutions, insertions and / or deletions that total less than 10% of the total sequence length, It is contemplated and encompassed by the present invention provided that the variant polypeptide has activity in the isoprenoid biosynthetic pathway.

【0064】 本発明のポリヌクレオチドは様々なライブラリから単離してもよく、あるいは
当業者に周知の技術を用いて合成してもよい。本発明のポリヌクレオチドは、例
えば、50個以上の核酸のポリヌクレオチドセグメントを得るために、自動オリ
ゴヌクレオチド合成機(例としてベックマン社オリゴ1000M DNAシンセ
サイザー)を使用して合成してもよい。複数のかかるポリヌクレオチドセグメン
トは、分子生物学の分野で周知の標準的なDNA操作技術を用いて結合すること
ができる。1つの通常の代表的なポリヌクレオチド合成技術は、例えば80個の
核酸を有する1本鎖ポリヌクレオチドセグメントの合成と、該セグメントの相補
的な85個の核酸セグメントとの雑種形成により5ヌクレオチドのオーバーハン
グを作り出すことである。次のセグメントも同様の手法で反対側の鎖に5ヌクレ
オチドのオーバーハングを持つように合成される。この「粘着」末端が、前記の
2つの部分が雑種形成したときに適当な結合を確保する。このようにして、本発
明の完全なポリヌクレオチドが、全て試験管内で合成できる。
The polynucleotides of the present invention may be isolated from various libraries or synthesized using techniques well known to those skilled in the art. The polynucleotide of the present invention may be synthesized using, for example, an automatic oligonucleotide synthesizer (eg, Beckman Oligo 1000M DNA synthesizer) to obtain a polynucleotide segment of 50 or more nucleic acids. A plurality of such polynucleotide segments can be joined using standard DNA manipulation techniques well known in the field of molecular biology. One common and representative polynucleotide synthesis technique is the synthesis of a single-stranded polynucleotide segment having, for example, 80 nucleic acids, and hybridization of the segment with the complementary 85 nucleic acid segments to provide a 5 nucleotide overnucleotide. Is to create a hang. The next segment is synthesized in a similar manner to have a 5 nucleotide overhang on the opposite strand. This "sticky" end ensures proper bonding when the two parts hybridize. In this way, the complete polynucleotide of the present invention can be synthesized in vitro.

【0065】 第1ないし53番及び第78ないし164番として同定されたポリヌクレオチ
ドの一部は、自然界に存在するポリペプチドをエンコードする遺伝子の完全なコ
ーディング部分を表すものではないという意味で、「部分」配列とされる。ここ
で開示された部分ポリヌクレオチド配列は、例えば本発明のポリヌクレオチドに
もとづいた雑種形成用プローブを用いたDNA発現ライブラリのスクリーニング
により又は本発明のポリヌクレオチドにもとづくプライマーでのPCR増殖によ
り、様々な種と生物の対応する完全長遺伝子を得るために用いることができる。
このようにして、当業者に周知の方法を用いて、本発明のポリヌクレオチドを、
これに対応するmRNAの上流及び下流に拡張し、プロモーター及びエンハンサ
ー領域を含めた、完全な遺伝子に対応するゲノムDNAを同定することが可能で
ある。本発明には、完全長遺伝子を含めて、機能性のあるポリペプチドをエンコ
ードする、第1ないし53番及び第78ないし164番中に同定された配列又は
特定された配列の1つの変異体を含む単離ポリヌクレオチドを含む。かかる拡張
されたポリヌクレオチドは約50個ないし約4、000個の核酸又は塩基対の長
さを有するものであってもよいが、約4、000個以下の核酸又は塩基対の長さ
を有するのが好ましく、約3、000個の核酸又は塩基対の長さを有するのがよ
り好ましく、約2、000個の核酸又は塩基対の長さを有するのがさらに好まし
い。ある状況の下では、本発明の拡張ポリヌクレオチドは、約1、800個未満
の核酸又は塩基対を有するものでもよいが、約1、600個未満の核酸又は塩基
対を有するのが好ましく、約1、400個未満の核酸又は塩基対を有するのがよ
り好ましく、約1、200個未満の核酸又は塩基対を有するのがさらに好ましく
、約1、000個未満の核酸又は塩基対を有するのが最も好ましい。
[0065] Some of the polynucleotides identified as Nos. 1-53 and Nos. 78-164 do not represent the complete coding portion of a gene encoding a naturally occurring polypeptide, " Partial "arrays. The partial polynucleotide sequences disclosed herein can be modified in various ways, for example, by screening a DNA expression library using a hybridization probe based on the polynucleotide of the present invention or by PCR amplification with primers based on the polynucleotide of the present invention. It can be used to obtain corresponding full-length genes of species and organisms.
In this way, using methods well known to those skilled in the art, the polynucleotide of the present invention is:
It is possible to identify the genomic DNA corresponding to the complete gene, including the promoter and enhancer regions, extending upstream and downstream of the corresponding mRNA. The present invention provides for a sequence identified in positions 1-53 and 78-164 or one variant of the specified sequence, encoding a functional polypeptide, including a full-length gene. Including isolated polynucleotides. Such extended polynucleotides may be from about 50 to about 4,000 nucleic acids or base pairs in length, but have about 4,000 or less nucleic acids or base pairs in length. Preferably, it has a length of about 3,000 nucleic acids or base pairs, and even more preferably has a length of about 2,000 nucleic acids or base pairs. Under certain circumstances, extended polynucleotides of the invention may have less than about 1,800 nucleic acids or base pairs, but preferably have less than about 1,600 nucleic acids or base pairs, and More preferably, it has less than 1,400 nucleic acids or base pairs, even more preferably less than about 1,200 nucleic acids or base pairs, and more preferably has less than about 1,000 nucleic acids or base pairs. Most preferred.

【0066】 本発明のポリヌクレオチドは、第1ないし53番及び第78ないし164番と
して同定されたポリヌクレオチドか、かかる配列の相補体、逆配列又は逆相補体
か、あるいはそれらの変異体のいずれかの、少なくとも特定の数の連続した残基
を含むポリヌクレオチド(x−マー)を含むポリヌクレオチドを含む。同様に、
本発明のポリペプチドは、配列識別番号第165ないし304番として同定され
たポリペプチドか又はそれらの変異体のいずれかの、少なくとも特定の数の連続
した残基を含むポリペプチド(x−マー)を含むポリペプチドを含む。ここで用
いられるところの「x−マー」という用語は、「x」の特定の値に関して、第1
ないし53番及び第78ないし164番として同定されたポリヌクレオチド又は
配列識別番号第165ないし304番として同定されたポリペプチドのいずれか
の少なくとも特定された数(「x」)の連続した残基を含む配列を指す。好まし
い実施態様によると、xの値は20以上が好ましく、40以上がより好ましく、
60以上がさらに好ましく、80以上が最も好ましい。よって、本発明のポリヌ
クレオチドは、配列識別番号第1ないし53番及び第78ないし304番として
同定されたポリヌクレオチド又はポリペプチド及びそれらの変異体の20マー、
40マー、60マー、80マー、100マー、120マー、150マー、180
マー、220マー、250マー又は300マー、400マー、500マー又は6
00マーを含むポリヌクレオチド又はポリペプチドを含む。
The polynucleotide of the present invention can be any of the polynucleotides identified as Nos. 1-53 and Nos. 78-164, the complement, reverse sequence or reverse complement of such sequences, or variants thereof. Or a polynucleotide comprising a polynucleotide (x-mer) comprising at least a specified number of contiguous residues. Similarly,
The polypeptide of the present invention is a polypeptide comprising at least a specified number of contiguous residues (x-mer), either of the polypeptides identified as SEQ ID NOs: 165-304 or variants thereof. And polypeptides comprising: As used herein, the term “x-mer” refers to the first value for a particular value of “x”.
At least a specified number ("x") of any of the polynucleotides identified as Nos. 53-78 and 164-78 or the polypeptides identified as SEQ ID Nos. 165-304; Refers to the containing sequence. According to a preferred embodiment, the value of x is preferably 20 or more, more preferably 40 or more,
It is more preferably 60 or more, and most preferably 80 or more. Accordingly, the polynucleotide of the present invention is a 20-mer of the polynucleotide or the polypeptide identified as SEQ ID NO: 1 to 53 and 78 to 304 and a mutant thereof,
40mer, 60mer, 80mer, 100mer, 120mer, 150mer, 180mer
Mer, 220 mer, 250 mer or 300 mer, 400 mer, 500 mer or 6
And polynucleotides or polypeptides that contain a thiomer.

【0067】 第1ないし53番及び第78ないし164番とこれらの配列の変異体とに相補
的な及び/又は対応するポリヌクレオチドプローブとプライマーも本発明に含ま
れる。かかるオリゴヌクレオチドプローブとプライマーは関心のあるポリヌクレ
オチドに実質的に相補性がある。ここで使用されたところの「オリゴヌクレオチ
ド」は、ポリヌクレオチド配列の比較的短いセグメントであって、一般的には6
個と60個の間のヌクレオチドを含み、雑種形成検定法に使用するプローブとポ
リメラーゼ連鎖反応によるDNA増幅に使用するプライマーとの両方を含む。
Polynucleotide probes and primers complementary to and / or corresponding to Nos. 1-53 and Nos. 78-164 and variants of these sequences are also included in the invention. Such oligonucleotide probes and primers are substantially complementary to the polynucleotide of interest. An "oligonucleotide" as used herein is a relatively short segment of a polynucleotide sequence, generally
And between 60 and 60 nucleotides, including both the probes used for hybridization assays and the primers used for DNA amplification by the polymerase chain reaction.

【0068】 あるオリゴヌクレオチドプローブ又はプライマーが、配列識別番号第1ないし
53番及び第78ないし164番として提示された配列の1つを含む本発明のポ
リヌクレオチド又は変異体に「対応」すると説明されるのは、該オリゴヌクレオ
チドプローブ又はプライマー、あるいはその相補体が、配列識別番号第1ないし
53番及び第78ないし164番として提示された配列の1つか、又は特定され
た配列の1つの変異体かに含まれるときである。
One oligonucleotide probe or primer is described as “corresponding” to a polynucleotide or variant of the present invention that includes one of the sequences set forth as SEQ ID NOs: 1-53 and 78-164. The oligonucleotide probe or primer, or its complement, may be one of the sequences presented as SEQ ID NOs: 1-53 and 78-164, or a variant of one of the specified sequences. It is when included in crabs.

【0069】 2つの1本鎖配列が十分に相補的であると言えるのは、最適なアライメントを
とって比較すると、適当なヌクレオチド挿入及び/又は欠失を有する一方の鎖の
ヌクレオチドが、相手方の鎖のヌクレオチドの80%以上、好ましくは90%な
いし95%以上、そしてより好ましくは少なくとも98%ないし100%対合す
るときである。代替策として、十分な相補性が存在するのは、第1のDNA鎖が
、第2のDNA鎖と、ストリンジェントな雑種形成条件下で選択的に雑種形成す
るときである。相補性を決定するためのストリンジェントな雑種形成条件は、塩
類の条件が約1M未満で、より通常的なのは約500mM未満で、好ましくは約
200mM未満である。雑種形成の温度は、5°Cでもよいが、一般的には約2
2°C以上で、より好ましいのは約30°C以上で、最も好ましいのは約37°
C以上である。長いDNA断片ほど、特異的な雑種形成には高い雑種形成温度が
必要である。雑種形成のストリンジェントさは、プローブ組成、有機溶媒の存在
及び塩基のミスマッチングの程度のような他の要因の影響を受けるため、パラメ
ーターの組み合わせが、どれか1つのパラメーターだけの絶対的な基準よりも重
要である。植物又は植物材料を含むサンプル又は生産物由来のDNAは、ゲノム
DNAか、又はサンプル中に存在するRNA由来のcDNAを調製することによ
り得られたDNAかのどちらかである。
It can be said that two single-stranded sequences are sufficiently complementary that, when compared with an optimal alignment, the nucleotides of one strand having the appropriate nucleotide insertions and / or deletions will be identical to those of the other strand. It is when more than 80%, preferably more than 90% to 95%, and more preferably at least 98% to 100% of the nucleotides in the strand. Alternatively, sufficient complementarity exists when the first DNA strand selectively hybridizes to the second DNA strand under stringent hybridization conditions. Stringent hybridization conditions for determining complementarity are those with salt conditions less than about 1M, more usually less than about 500 mM, and preferably less than about 200 mM. The temperature for hybridization may be 5 ° C, but is generally about 2 ° C.
Above 2 ° C., more preferably above about 30 ° C., most preferably about 37 ° C.
C or more. Longer DNA fragments require higher hybridization temperatures for specific hybridization. Because the stringency of hybridization is influenced by other factors such as probe composition, the presence of organic solvents and the degree of base mismatching, the combination of parameters is an absolute measure of only one parameter. More important than. DNA from a sample or product containing a plant or plant material is either genomic DNA or DNA obtained by preparing cDNA from RNA present in the sample.

【0070】 DNA―DNA雑種形成に加えて、DNA−RNA又はRNA−RNA雑種形
成検定法も可能である。第1の場合では、発現した遺伝子由来のmRNAがゲノ
ムDNA又はサンプルのmRNA由来のcDNAの代わりに検出される。第2の
場合では、RNAプローブが用いられる。さらに、標的配列と特異的に雑種形成
するDNAの人工アナログ(analog)も用いられる。
In addition to DNA-DNA hybridization, DNA-RNA or RNA-RNA hybridization assays are also possible. In the first case, mRNA from the expressed gene is detected instead of genomic DNA or cDNA from sample mRNA. In the second case, an RNA probe is used. In addition, artificial analogs of DNA that specifically hybridize to the target sequence are used.

【0071】 特定の実施態様では、オリゴヌクレオチドプローブ及び/又はプライマーは、
本発明のポリヌクレオチド配列に相補的な、約6個以上の連続した残基を含み、
より好ましくは約10個以上の連続した残基を含み、最も好ましくは約20個以
上の連続した残基を含む。本発明のプローブ及びプライマーは8個から100個
までの塩基対の長さであってもよいが、約10個から50個の塩基対の長さが好
ましく、約15個から40個の長さがより好ましい。前記プローブは、DNA−
DNA雑種形成のストリンジェントさと、アニーリング及び融解の温度と、ルー
プ形成の可能性と、当業者に周知のその他の要因とを考慮して、本発明の分野で
周知の手順を用いて容易に選択できる。プローブの設計に適した、そして特にP
CRプライマーの設計に適したツール及びソフトウェアは、インターネット上で
、例えばhttp://www.horizonpress.com/pcr/
で入手可能である。PCRプライマーの設計のための好ましい技術は、Dief
fenbach CWとDvksler GSの、PCR primer:a
laboratory manual、CSHL Press、ニューヨーク州
Cold Spring Harbor、1995にも開示されている。
[0071] In certain embodiments, the oligonucleotide probe and / or primer comprises:
Comprising about 6 or more contiguous residues complementary to the polynucleotide sequence of the invention;
More preferably it contains about 10 or more contiguous residues, most preferably it contains about 20 or more contiguous residues. The probes and primers of the invention may be from 8 to 100 base pairs in length, but are preferably about 10 to 50 base pairs in length, and about 15 to 40 base pairs in length. Is more preferred. The probe is a DNA-
Easily selected using procedures well known in the art, taking into account the stringency of DNA hybridization, the temperatures of annealing and melting, the potential for loop formation, and other factors well known to those skilled in the art. it can. Suitable for probe design and especially for P
Tools and software suitable for the design of CR primers are available on the Internet, for example, at http: // www. horizonpress. com / pcr /
Available at A preferred technique for the design of PCR primers is Dief
PCR primer of a Fenbach CW and Dvksler GS: a
Laboratory Manual, CSHL Press, Cold Spring Harbor, NY, 1995.

【0072】 本発明のポリヌクレオチドに対応する複数のオリゴヌクレオチドプローブ又は
プライマーは、キットの形で提供されるかもしれない。かかるキットは、一般的
には複数のDNA又はオリゴヌクレオチドプローブを含み、それぞれのプローブ
は、あるポリヌクレオチド配列に特異的である。本発明のキットは、第1ないし
53番及び第78ないし164番に同定されたポリヌクレオチド配列を含む、本
発明のポリヌクレオチドに対応する1以上のプローブ又はプライマーを含む。
A plurality of oligonucleotide probes or primers corresponding to a polynucleotide of the invention may be provided in kit form. Such kits generally include a plurality of DNA or oligonucleotide probes, each probe being specific for a polynucleotide sequence. The kit of the present invention includes one or more probes or primers corresponding to the polynucleotide of the present invention, including the polynucleotide sequences identified at Nos. 1 to 53 and Nos. 78 to 164.

【0073】 ハイスループット(high throughput)検定法に有用な1の実
施態様では、本発明のオリゴヌクレオチドプローブキットは、各プローブが固体
の表面上の予め定められ(predetermined)番地により空間的な位
置指定ができる(spatoally adressable)場所に不動化さ
れた、アレイ状のフォーマットの複数のプローブを含む。本発明で有効に用いら
れるアレイ状フォーマットは、例えば米国特許明細書第5、412、087号明
細書、第5、545、531号明細書及び国際公開パンフレットWO第95/0
0530号に開示されており、その開示内容は、ここでは引用文献として取り込
まれている。
In one embodiment useful for high throughput assays, the oligonucleotide probe kits of the present invention include a kit wherein each probe is spatially localized by a pre-determined address on a solid surface. Includes a plurality of probes in an array-like format, immobilized in a spatially addressable location. The array format effectively used in the present invention is described, for example, in US Pat.
No. 0530, the disclosure of which is incorporated herein by reference.

【0074】 プローブは、アレイ状になっているのが好ましく、遺伝子材料を含む生物又は
サンプル又は生産物の差異を当業者に周知のハイスループットスクリーニング技
術でスクリーニングするのに用いることができる。高スループットスクリーニン
グの意義は、多数の種子のロット及び植物幼苗を同定し、望ましくない植物材料
がないかどうかサンプル又は製品を検査したり、検疫の目的等のために植物又は
サンプル又は植物材料を含む生産物を同定したり、あるいは植物又はサンプル又
は植物材料を含む生産物の真の出所を確かめたりといった、植物育種及び品質管
理のような応用にとっては明らかである。植物にタグを付ける識別子として用い
られた本発明のポリヌクレオチドの存在又は非存在のスクリーニングは、植物育
種での遺伝子の流動、花粉の飛散による遺伝子の移入、その他の量を後日検出す
る上で価値がある。
The probes are preferably arranged in an array and can be used to screen for differences in organisms or samples or products containing the genetic material using high throughput screening techniques well known to those skilled in the art. The significance of high-throughput screening includes identifying lots of seed lots and plant seedlings, testing samples or products for unwanted plant material, including plants or samples or plant materials for quarantine purposes, etc. It is obvious for applications such as plant breeding and quality control, such as identifying the product or ascertaining the true origin of the product, including the plant or sample or plant material. Screening for the presence or absence of the polynucleotide of the present invention used as an identifier for tagging a plant is valuable in detecting the flow of genes in plant breeding, the transfer of genes by scattering of pollen, and other amounts at a later date. There is.

【0075】 この手法で、本発明のオリゴヌクレオチドプローブキットは、異なる材料を含
んだ異なるサンプル中又は生産物中の本発明のポリヌクレオチドの存在の有無(
又は混合物の場合には相対的な量)を、迅速かつ費用効果よく検査するために用
いることができる。本発明を利用して検査できる植物種の例には、マツ及びユー
カリの種のような林産種と、その他の木本種と、農業用及び園芸用植物とを含む
In this manner, the oligonucleotide probe kit of the present invention can be used to detect the presence or absence of the polynucleotide of the present invention in different samples or products containing different materials (
Or, in the case of mixtures, relative amounts) can be used for quick and cost-effective testing. Examples of plant species that can be tested using the present invention include forest species, such as pine and eucalyptus species, other woody species, and agricultural and horticultural plants.

【0076】 本発明の別の局面は、本発明のポリヌクレオチドのコレクションに関する。本
発明の複数のポリヌクレオチドのコレクション、特に第1ないし53番及び第7
8ないし164番として同定されたポリヌクレオチド及びこれらの変異体は、記
録され及び/又は記録媒体上で保管され、後に解析、比較等の目的のためにアク
セスされてもよい。適当な記録媒体には、磁気ディスケットや磁気テープのよう
な磁気媒体、CD−ROM記録媒体、光学記録媒体等が含まれる。適当な記録媒
体と、情報の記録及び保管及びかかる媒体上に記録されたポリヌクレオチド配列
のような情報のアクセスの方法とは、当業者に周知である。前記記録媒体上に保
管されたポリヌクレオチド情報は、コンピューターで読めることが好ましく、ポ
リヌクレオチド情報の解析及び比較に使用できる。
Another aspect of the present invention relates to a collection of polynucleotides of the present invention. A collection of a plurality of polynucleotides of the present invention, especially Nos. 1-53 and 7
Polynucleotides identified as Nos. 8 to 164 and variants thereof may be recorded and / or stored on a recording medium and later accessed for analysis, comparison, and the like. Suitable recording media include magnetic media such as a magnetic diskette or magnetic tape, CD-ROM recording media, optical recording media, and the like. Suitable recording media and methods of recording and storing information and accessing information such as polynucleotide sequences recorded on such media are well known to those skilled in the art. The polynucleotide information stored on the recording medium is preferably readable by a computer, and can be used for analyzing and comparing the polynucleotide information.

【0077】 1の実施態様によると、前記記録媒体は、少なくとも4個の、好ましくは少な
くとも10個の、より好ましくは少なくとも15個の、最も好ましくは少なくと
も20個の、本発明のポリヌクレオチドであって好ましくは第1ないし53番及
び第78ないし164番として同定されたポリヌクレオチド又はこれらのポリヌ
クレオチドの変異体を含む。
According to one embodiment, the recording medium is at least 4, preferably at least 10, more preferably at least 15, most preferably at least 20, polynucleotides of the invention. And preferably the polynucleotides identified as Nos. 1 to 53 and Nos. 78 to 164, or variants of these polynucleotides.

【0078】 イソプレノイド生合成及び/又はイソプレノイド代謝に関与するポリペプチド
の改変が望ましい応用では、オープン・リーディング・フレームが遺伝子コンス
トラクトにセンス又はアンチセンス方向に、標的植物への該遺伝子コンストラク
トの形質転換が野生型生物での発現に比べて前記ポリペプチドの発現レベルの変
化をもたらすように挿入される。オープン・リーディング・フレームをセンス方
向に含む遺伝子コンストラクトで形質転換することは、一般に選択された遺伝子
の発現の改変という結果をもたらし、オープン・リーディング・フレームをアン
チセンス方向に含む遺伝子コンストラクトで形質転換することは選択された遺伝
子の発現の減少をもたらす。本発明のオープン・リーディング・フレームをセン
ス又はアンチセンス方向に含む遺伝子コンストラクトで形質転換された植物の集
団は当業者に周知の技術を用いて問題の遺伝子の発現の増大又は減少をスクリー
ニングされ、望ましい表現型を有する植物が単離される。
In applications where modification of a polypeptide involved in isoprenoid biosynthesis and / or isoprenoid metabolism is desired, the transformation of the gene construct into a target plant can be accomplished by transforming the gene construct into a target plant with an open reading frame in the sense or antisense orientation. Inserted to effect a change in the expression level of the polypeptide relative to expression in a wild-type organism. Transformation with a gene construct that includes an open reading frame in the sense orientation generally results in altered expression of the selected gene and transforms with a gene construct that includes the open reading frame in the antisense orientation. This results in reduced expression of the selected gene. A population of plants transformed with a gene construct comprising an open reading frame of the invention in sense or antisense orientation is screened for increased or decreased expression of the gene in question using techniques well known to those of skill in the art, and A plant having the phenotype is isolated.

【0079】 代替策として、イソプレノイド生合成に関与する遺伝子の発現は本発明のオー
プン・リーディング・フレームの部分をセンス又はアンチセンスのいずれかの方
向に挿入することにより阻害できる。かかる部分は完全長である必要はないが本
発明のポリヌクレオチドの25個の残基以上を含むことが好ましく、50個以上
を含むことがより好ましい。もっと長い部分又は完全なオープン・リーディング
・フレームに対応する完全長ポリヌクレオチドも用いることができる。前記オー
プン・リーディング・フレームの部分は、標的遺伝子の阻害を達成するのに十分
な配列類似性があることを条件として、内在配列と正確に同一である必要はない
。したがって、1つの種由来の配列が異なる種の遺伝子の発現を阻害するのに用
いられてもよい。
As an alternative, expression of genes involved in isoprenoid biosynthesis can be inhibited by inserting portions of the open reading frames of the invention in either sense or antisense orientation. Such portions need not be full length, but preferably contain at least 25 residues, more preferably at least 50, of the polynucleotides of the present invention. Full-length polynucleotides corresponding to longer portions or the entire open reading frame can also be used. The portion of the open reading frame need not be exactly the same as the endogenous sequence, provided that there is sufficient sequence similarity to achieve inhibition of the target gene. Thus, sequences from one species may be used to inhibit the expression of genes of a different species.

【0080】 別の実施態様によると、本発明の遺伝子コンストラクトは本発明のポリヌクレ
オチドにエンコードされたポリペプチドをコードする遺伝子のノンコーディング
領域を含むポリヌクレオチド又はかかるノンコーディング領域に相補的なポリヌ
クレオチドを含む。かかるコンストラクトに有用に用いることができるノンコー
ディング領域の例はイントロンと5`ノンコーディングリーダー配列を含む。か
かるDNAコンストラクトによる標的植物の形質転換は、例えばNapoliら
、Plant Cell 2:279−290、1990及びde Carva
lho Niebelら、Plant Cell 7:347−358、199
5によって論じられたのと同様の手法の、コサプレッションのプロセスによる植
物の合成するイソプレノイド化合物の量の減少をもたらす。
According to another embodiment, the gene construct of the present invention comprises a polynucleotide comprising a non-coding region of a gene encoding a polypeptide encoded by a polynucleotide of the present invention or a polynucleotide complementary to such a non-coding region. including. Examples of non-coding regions that can be usefully used in such constructs include introns and 5 'non-coding leader sequences. Transformation of target plants with such DNA constructs is described, for example, in Napoli et al., Plant Cell 2: 279-290, 1990 and de Carva.
lho Niebel et al., Plant Cell 7: 347-358, 199.
5, resulting in a reduction in the amount of isoprenoid compounds synthesized by the plant by the process of cosuppression.

【0081】 代替策として、調節は適当な配列又はサブ配列(例えばDNA又はRNA)を
リボザイムコンストラクトに挿入することにより達成できる(McIntyre
CLとManners JM、 Transgenic Res. 5(4
):257−262、1996)。リボザイムは、2つの領域でその各々が本発
明のポリヌクレオチドの1つにエンコードされるmRNA分子の5個以上の連続
したヌクレオチドを含む領域に相補的な雑種形成領域を含む合成RNA分子であ
る。リボザイムは非常に特異性の高いエンドヌクレアーゼ活性を有し、自己触媒
的に前記mRNAを切断する。
Alternatively, regulation can be achieved by inserting an appropriate sequence or subsequence (eg, DNA or RNA) into the ribozyme construct (McIntyre).
CL and Manners JM, Transgenic Res. 5 (4
): 257-262, 1996). A ribozyme is a synthetic RNA molecule that contains a hybridizing region that is complementary to a region containing five or more contiguous nucleotides of an mRNA molecule, each of which is encoded by one of the polynucleotides of the invention in two regions. Ribozymes have very specific endonuclease activity and cleave the mRNA autocatalytically.

【0082】 本発明の遺伝子コンストラクトは、さらに、転写されるべきポリヌクレオチド
に操作可能に結合させて、遺伝子プロモーター配列及び遺伝子ターミネーション
配列を含み、遺伝子発現を制御する。遺伝子プロモーター配列は一般的には転写
されるポリヌクレオチドの5’末端に位置して、該ポリヌクレオチドの転写の開
始に用いられる。遺伝子プロモーター配列は一般的には遺伝子の5’ノンコーデ
ィング領域にあるが、オープン・リーディング・フレームの下流又はイントロン
内に存在することもあり(Luehrsen KR、Mol.Gen.Gene
t.225:81−93、1991)、例えば植物防御遺伝子のようにコーディ
ング領域内に存在することもある(Douglasら、EMBO J. 10:
1767−1775、1991)。コンストラクトがセンス方向にオープン・リ
ーディング・フレームを含むときは、遺伝子プロモーター配列はオープン・リー
ディング・フレームの翻訳も開始する。アンチセンス方向のオープン・リーディ
ング・フレーム又はノンコーディング領域を含むDNAコンストラクトでは、遺
伝子プロモーター配列はRNAポリメラーゼ結合部位を有する転写開始点のみか
らなる。
[0082] The gene constructs of the present invention further comprise a gene promoter sequence and a gene termination sequence, operably linked to the polynucleotide to be transcribed, to control gene expression. The gene promoter sequence is generally located at the 5 'end of the transcribed polynucleotide and is used to initiate transcription of the polynucleotide. The gene promoter sequence is generally located in the 5 'non-coding region of the gene, but may be located downstream of the open reading frame or in an intron (Luehrsen KR, Mol. Gen. Gene.
t. 225: 81-93, 1991), for example, as in plant defense genes (Douglas et al., EMBO J. 10:
1767-1775, 1991). When the construct contains an open reading frame in the sense direction, the gene promoter sequence also initiates translation of the open reading frame. In DNA constructs containing an open reading frame or non-coding region in the antisense orientation, the gene promoter sequence consists solely of a transcription start site having an RNA polymerase binding site.

【0083】 本発明のDNAコンストラクトに有効に利用できる様々な遺伝子プロモーター
配列は本発明の分野で周知である。遺伝子プロモーター配列及び遺伝子ターミネ
ーション配列は、標的植物宿主に内在するものでもよく、該標的宿主内で機能性
を有するときは、外来のものでもよい。例えば、プロモーター及びターミネーシ
ョン配列は他の植物種、植物ウィルス、細菌プラスミドその他これらに類するも
のからのものでもよい。遺伝子プロモーター及びターミネーション配列は導入さ
れるポリヌクレオチドのものと共通であることが好ましい。
Various gene promoter sequences that can be effectively used in the DNA construct of the present invention are well known in the field of the present invention. The gene promoter sequence and the gene termination sequence may be endogenous in the target plant host, or may be exogenous when functional in the target host. For example, promoters and termination sequences may be from other plant species, plant viruses, bacterial plasmids, and the like. Preferably, the gene promoter and termination sequence are common to those of the polynucleotide to be introduced.

【0084】 プロモーターの選択に影響を与える要因には、コンストラクトの望ましい組織
特異性及び転写と翻訳のタイミングが含まれる。例えば、35Sカリフラワーモ
ザイクウィルス(CaMV35S)プロモーターのような構成的なプロモーター
は、Kozak配列又はオメガエンハンサーのようなエンハンサー及びアグロバ
クテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefac
iens)菌のノパリンシンターゼ(nopalin synthase)遺伝
子のターミネーターをともなってあるいはともなわずに、本発明において役立つ
ように利用できる。組織特異的なプロモーターを使うことは、関心のある組織に
おいてのみ望みのセンス又はアンチセンスRNAを産生することになる。誘導可
能な遺伝子プロモーター配列を用いる遺伝子コンストラクトでは、RNAポリメ
ラーゼ結合及び転写開始の速度は、光、熱、嫌気性ストレス、栄養条件の変化等
のような外界の刺激により変動させることができる。時間的に調節されたプロモ
ーターは、形質転換細胞の発生の特定の時にRNAポリメラーゼ結合及び転写開
始の速度の変動に影響を与えるために用いられる。問題の酵素遺伝子由来の本来
の(original)プロモーターか、ユーカリ又はマツのような形質転換さ
れる生物の特定の組織にだけ発現する遺伝子由来のプロモーターかを使うのが好
ましい。本発明に有効に利用できる遺伝子プロモーターの他の例には、マンノピ
ンシンターゼ(mannopine synthase、mas)、オクトピン
シンターゼ(octopine synthase、ocs)及びChuaら、
Science 244:174181、1989により総説されたものが含ま
れる。
Factors affecting promoter selection include the desired tissue specificity of the construct and the timing of transcription and translation. For example, constitutive promoters, such as the 35S cauliflower mosaic virus (CaMV35S) promoter, include enhancers such as Kozak sequences or omega enhancers and Agrobacterium tumefaciens.
iens) with or without a terminator of the nopaline synthase gene of the bacterium. Using a tissue-specific promoter will produce the desired sense or antisense RNA only in the tissue of interest. In gene constructs using an inducible gene promoter sequence, the rate of RNA polymerase binding and transcription initiation can be varied by external stimuli such as light, heat, anaerobic stress, altered nutritional conditions, and the like. Temporally regulated promoters are used to influence variations in the rate of RNA polymerase binding and transcription initiation at specific times in the development of transformed cells. It is preferred to use an original promoter from the enzyme gene in question or a gene from a gene that is expressed only in a particular tissue of the transformed organism, such as eucalyptus or pine. Other examples of gene promoters that can be effectively used in the present invention include mannopine synthase (mas), octopine synthase (ocs), and Chua et al.
Science 244: 174181, 1989.

【0085】 転写されるポリヌクレオチドの3’側に位置する遺伝子ターミネーション配列
は、遺伝子プロモーター配列と同じ遺伝子由来のものでもよく、異なる遺伝子由
来のものでもよい。アグロバクテリウム・ツメファシエンスのノパリンシンター
ゼ遺伝子の3’末端のような、当業者に周知の多くの遺伝子ターミネーション配
列が本発明に有効に利用できる。しかし、好ましい遺伝子ターミネーター配列は
、本来の酵素遺伝子又は形質転換される標的の種に由来するものである。
The gene termination sequence located 3 ′ to the transcribed polynucleotide may be derived from the same gene as the gene promoter sequence, or may be derived from a different gene. Many gene termination sequences well known to those skilled in the art, such as the 3 'end of the Agrobacterium tumefaciens nopaline synthase gene, can be usefully employed in the present invention. However, preferred gene terminator sequences are those derived from the native enzyme gene or the target species to be transformed.

【0086】 本発明の遺伝子コンストラクトは、本発明のコンストラクトを含む形質転換細
胞の検出ができるように、植物細胞のような標的細胞で有効な選択マーカーを含
むこともある。かかるマーカーは、当業者に周知で、典型的には、1以上の毒素
の耐性を有する。かかるマーカーの一例は、その発現により、中程度の濃度で植
物細胞に通常は毒性のある、カナマイシン又はハイグロマイシンの耐性をもたら
すNPTII遺伝子である(Rogersら、Weissbach AとWei
ssbach H編集、Methods for Plant Molecul
ar Biology、Academic Press Inc.、カリフォル
ニア州 San Diego、1988)。代替策として、形質転換細胞中に希
望のコンストラクトが存在することは、サザン及びウェスタンブロット法のよう
な本発明の分野に周知の他の技術によって決定することができる。転写開始点は
、転写されるべき配列が転写開始点を欠くときは、遺伝子コンストラクトに追加
される。
[0086] The gene constructs of the present invention may also include a selectable marker that is effective in target cells, such as plant cells, so that transformed cells containing the constructs of the present invention can be detected. Such markers are well known to those of skill in the art and typically have resistance to one or more toxins. One example of such a marker is the NPTII gene whose expression confers kanamycin or hygromycin resistance, which is normally toxic to plant cells at moderate concentrations (Rogers et al., Weissbach A and Wei).
ssbach H Editing, Methods for Plant Molecul
ar Biology, Academic Press Inc. San Diego, CA, 1988). Alternatively, the presence of the desired construct in the transformed cells can be determined by other techniques well known in the art, such as Southern and Western blotting. A transcription start site is added to a gene construct when the sequence to be transcribed lacks the transcription start site.

【0087】 本発明の遺伝子コンストラクトの構成要素を操作可能に結合させるための技術
は当業者に周知であり、例えば、Sambrookら、(Molecular
cloning: a laboratory manual、CSHL Pr
ess、ニューヨーク州 Cold Spring Harbor、1989)
に記載された、1以上の制限エンドヌクレアーゼ部位を含む合成リンカーの利用
を含む。本発明のDNAコンストラクトは、例えば、各操作毎の後に出来上がっ
たコンストラクトをクローン化して、配列決定され、操作の正確さを決定するこ
とが可能な、大腸菌のような1以上の複製システムを有するベクターと連結され
てもよい。
Techniques for operatively linking the components of the gene constructs of the present invention are well known to those of skill in the art and are described, for example, in Sambrook et al., (Molecular
cloning: a laboratory manual, CSHL Pr
ess, Cold Spring Harbor, NY, 1989).
And the use of synthetic linkers containing one or more restriction endonuclease sites as described in The DNA constructs of the present invention may be, for example, vectors comprising one or more replication systems, such as E. coli, which can be cloned from the resulting construct after each operation and sequenced to determine the accuracy of the operation. May be connected.

【0088】 本発明の遺伝子コンストラクトは、単子葉類(例、牧草、トウモロコシ、穀類
、カラスムギ、コムギ、オオムギ)や、双子葉類(例、シロイヌナズナ、タバコ
、マメ科植物、アルファルファ、オーク、ユーカリ、カエデ)、及び裸子植物(
例、オウシュウアカマツ(Aronen、Finnish Forest Re
s. Papers、第595巻、1996)、ホワイトスプルース(Elli
sら、Biotechnology 11:84−89、1993)、及びカラ
マツ(Huangら、In vitro Cell 27:201−207、1
991)を含む様々な植物の形質転換に使われるであろう。好ましい実施態様に
おいては、DNAコンストラクトは、その茎が複数年生存して木材組織の追加に
より毎年直径が増大するような樹木又は潅木とここでは定義される、「木本植物
」の形質転換に用いられる。標的植物は、好ましくはユーカリ及びマツの種を含
むグループから選択され、最も好ましくはEucalyptus grandi
sとPinus radiataを含むグループから選択される。本発明のDN
Aコンストラクトで有用に形質転換される他の種には、Pinus banks
iana、Pinus brutia、Pinus caribaea、Pin
us clausa、Pinus contorta、Pinus coult
eri、Pinus echinata、Pinus eldarica、Pi
nus ellioti、Pinus jeffreyi、Pinus lam
bertiana、Pinus monticola、Pinus nigra
、Pinus palustrus、Pinus pinaster、Pinu
s ponderosa、Pinus resinosa、Pinus rig
ida、Pinus serotina、Pinus strobus、Pin
us sylvestris、Pinus taeda、Pinus virg
inianaのようなマツと、Abies amabilis、Abies b
alsamea、Abies concolor、Abies grandis
、Abies lasiocarpa、Abies magnifica、Ab
ies procera、Chamaecyparis lawsoniona
、Chamaecyparis nootkatensis、Chamaecy
paris thyoides、Huniperus virginiana、
Larix decidua、Larix laricina、Larix l
eptolepis、Larix occidentalis、Larix s
iberica、Libocedrus decurrens、Picea a
bies、Picea engelmanni、Picea glauca、P
icea mariana、Picea pungens、Picea rub
ens、Picea sitchensis、Pseudotsuga men
ziesii、Sequoia gigantea、Sequoia semp
ervirens、Taxodium distichum、Tsuga ca
nadensis、Tsuga heterophylla、Tsuga me
rtensiana、Thuja occidentalis、Thuja p
licataのような他の裸子植物と、Eucalyptus alba、Eu
calyptus bancroftii、Eucalyptus botyr
oides、Eucalyptus bridgesiana、Eucalyp
tus calophylla、Eucalyptus camaldulen
sis、Eucalyptus citriodora、Eucalyptus
cladocalyx、Eucalyptus coccifera、Euc
alyptus curtisii、Eucalyptus dalrympl
eana、Eucalyptus deglupta、Eucalyptus
delagatensis、Eucalyptus diversicolor
、Eucalyptus dunnii、Eucalyptus ficifo
lia、Eucalyptus globulus、Eucalyptus g
omphocephala、Eucalyptus gunnii、Eucal
yptus henryi、Eucalyptus laevopinea、E
ucalyptus macarthurii、Eucalyptus mac
rorhyncha、Eucalyptus maculata、Eucaly
ptus marginata、Eucalyptus megacarpa、
Eucalyptus melliodora、Eucalyptus nic
holii、Eucalyptus nitens、Eucalyptus n
ova−anglica、Eucalyptus obliqua、Eucal
yptus obtusiflora、Eucalyptus oreades
、Eucalyptus pauciflora、Eucalyptus po
lybractea、Eucalyptus regnans、Eucalyp
tus resinifera、Eucalyptus robusta、Eu
calyptus rudis、Eucalyptus saligna、Eu
calyptus sideroxylon、Eucalyptus stua
rtiana、Eucalyptus tereticornis、Eucal
yptus torelliana、Eucalyptus urnigera
、Eucalyptus urophylla、Eucalyptus vim
inalis、Eucalyptus viridis、Eucalyptus
wandoo、Eucalyptus youmanniのようなユーカリと
を含むがこれらに限定されない。
The genetic constructs of the present invention include monocotyledons (eg, grass, corn, cereals, oats, wheat, barley) and dicots (eg, Arabidopsis, tobacco, legumes, alfalfa, oak, eucalyptus, Maple) and gymnosperm (
For example, Scots pine (Aronen, Finnish Forest Re
s. Papers, vol. 595, 1996), white spruce (Elli)
s et al., Biotechnology 11: 84-89, 1993), and larch (Huang et al., In vitro Cell 27: 201-207, 1).
991) may be used to transform various plants. In a preferred embodiment, the DNA construct is used to transform a "woody plant", defined herein as a tree or shrub whose stems survive for multiple years and increase in diameter each year with the addition of wood tissue. Can be The target plant is preferably selected from the group comprising eucalyptus and pine species, most preferably Eucalyptus grandi
s and Pinus radiata. The DN of the present invention
Other species usefully transformed with the A construct include Pinus banks
iana, Pinus brutia, Pinus caribaea, Pin
us clausa, Pinus control, Pinus culture
eri, Pinus echinata, Pinus eldarica, Pi
nus ellioti, Pinus jeffreyi, Pinus lam
bertiana, Pinus monticola, Pinus nigra
, Pinus palustrus, Pinus pinaster, Pinu
s ponderosa, Pinus resinosa, Pinus rig
ida, Pinus serotina, Pinus strobus, Pin
us sylvestris, Pinus taeda, Pinus virg
pine like A. iniana and Abies amabilis, Abies b
alsamea, Abies concolor, Abies grandis
, Abies lasiocarpa, Abies magnificica, Ab
ises procera, Champaecyparis lawsoniona
, Chamaecyparis notokatensis, Chamaecy
paris thyoides, Huniperus virginiana,
Larix decade, Larix laricina, Larix l
eptolepis, Larix ocidentalis, Larixs
iberica, Liboedrus decurrens, Picea a
ties, Picea engelmanni, Picea glauca, P
icea mariana, Picea pungens, Picea rub
ens, Picea sitchensis, Pseudotsuga men
ziesii, Sequoia gigantea, Sequoia semp
ervirens, Taxodium distichum, Tsuga ca
nadensis, Tsuga heterophylla, Tsuga me
rtensiana, Thuja ocidentalis, Thujap
licata and other gymnosperms, Eucalyptus alba, Eu
calyptus bancroftii, Eucalyptus botyr
oides, Eucalyptus bridgesiana, Eucalyp
tus calophylla, Eucalyptus camaldulen
sis, Eucalyptus citriodora, Eucalyptus
cladocalyx, Eucalyptus coccifera, Euc
ayptus curtisii, Eucalyptus dalrympl
eana, Eucalyptus degrupta, Eucalyptus
delagensis, Eucalyptus diversity
, Eucalyptus dunnii, Eucalyptus fififo
lia, Eucalyptus globulus, Eucalyptus g
omphocephala, Eucalyptus gunnii, Eucal
yptus henryi, Eucalyptus laevopinea, E
eucryptus macarthurii, Eucalyptus mac
lorhyncha, Eucalyptus maculata, Eucally
ptus marginata, Eucalyptus megacarpa,
Eucalyptus melliodora, Eucalyptus nic
holii, Eucalyptus nitrens, Eucalyptus n
ova-anglica, Eucalyptus oblikua, Eucal
yptus obtusiflora, Eucalyptus oredes
, Eucalyptus pauciflora, Eucalyptus po
lybractea, Eucalyptus regnans, Eucalyp
tus resinifera, Eucalyptus robusta, Eu
calyptus rudis, Eucalyptus saligna, Eu
calyptus sideroxylon, Eucalyptus stua
rtiana, Eucalyptus teleticornis, Eucal
yptus torelliana, Eucalyptus urnigera
, Eucalyptus urophylla, Eucalyptus vim
inalis, Eucalyptus viridis, Eucalyptus
and eucalyptus such as Eucalyptus youumani.

【0089】 遺伝子コンストラクトを標的植物のゲノムに安定的に取り込むための技術は当
業者に周知であり、アグロバクテリウム・ツメファシエンス菌を介した導入法、
エレクトロポレーション法、プロトプラスト融合法、生殖器官注入法、未熟胚注
入法、高速発射体導入法(high velocity projectile
introduction)、その他これらに類するものが含まれる。技術の
選択は、形質転換される標的植物に依存する。例えば、双子葉類植物及びいくつ
かの単子葉類及び裸子植物は、例えばBevan(Nucleic Acids
Res.12:8711−8721、1984)により記載されたように、ア
グロバクテリウムTiプラスミド技術によって形質転換できる。本発明の遺伝子
コンストラクトの導入の標的には、葉組織のような組織、散布された細胞、プロ
トプラスト、種子、胚、成長点領域、子葉、胚軸およびこれらに類するものが含
まれる。ユーカリ及びマツを形質転換する好ましい方法は、花粉(例えば、Ar
onen、Finnish Forest Res. Papers、Vol.
595:53、1996を参照)又は容易に再生可能な胚組織を用いるバイオ
リスティック(biolistic)な方法である。
Techniques for stably incorporating a gene construct into the genome of a target plant are well known to those skilled in the art,
Electroporation method, protoplast fusion method, reproductive organ injection method, immature embryo injection method, high velocity projectile introduction method (high velocity projectile method)
introduction) and others similar to these. The choice of technique will depend on the target plant to be transformed. For example, dicotyledonous plants and some monocotyledonous and gymnospermous plants are, for example, Bevan (Nucleic Acids)
Res. 12: 8711-8721, 1984). Targets for introduction of the gene constructs of the present invention include tissues such as leaf tissue, dispersed cells, protoplasts, seeds, embryos, meristem areas, cotyledons, hypocotyls, and the like. A preferred method of transforming eucalyptus and pine is pollen (eg, Ar
onen, Finnish Forest Res. Papers, Vol.
595: 53, 1996) or a biolistic method using readily reproducible embryonic tissue.

【0090】 細胞が形質転換されると、ゲノムに取り込まれた本発明のDNAコンストラク
トを有する細胞は、上で説明したカナマイシン耐性マーカーのようなマーカーに
より選択できる。トランスジェニックな細胞は、当業者に周知の技術を用いて、
植物全体を再生するための適当な培地中で培養される。プロトプラストの場合は
細胞壁は適当な浸透圧条件下で再生させられる。種子又は胚の場合には、適当な
発芽又はカルス誘導培地が用いられる。外植体については適当な再生培地が用い
られる。植物の再生は、多くの種について十分に確立している。林木の再生の総
説としては、Dunstanら、“Somatic embryogenesi
s in woody plants、”(Thorpe TA編集、In v
itro embryogenesis of plants、Current
Plant Science and Biotechnology in
Agriculture 20(12):471−540、1995)を参照の
こと。スプルースの再生についての具体的なプロトコールはRobertsのS
omatic embryogenesis of spruce(Reden
baugh K編集、Synseed: applications of s
ynthetic seed to crop improvement、CR
C Press:第23章、427−449頁,1993)に説明されている。
得られた形質転換植物は、本発明の分野で周知の技術を用いて、次世代以降のト
ランスジェニック植物を得るために、有性的又は無性的な生殖で増やされること
もある。
Once the cells have been transformed, cells having the DNA construct of the present invention integrated into the genome can be selected by a marker such as the kanamycin resistance marker described above. Transgenic cells can be prepared using techniques well known to those skilled in the art.
The whole plant is cultured in a suitable medium for regeneration. In the case of protoplasts, the cell wall is regenerated under appropriate osmotic conditions. In the case of seeds or embryos, a suitable germination or callus induction medium is used. For explants, an appropriate regeneration medium is used. Plant regeneration is well established for many species. For a review of forest tree regeneration, see Dunstan et al., "Somatic embryogenesis."
s in woody plants, "(Torpe TA Editing, Inv
intro embryogenesis of plants, Current
Plant Science and Biotechnology in
Agriculture 20 (12): 471-540, 1995). A specific protocol for spruce regeneration is described by Roberts S
omatic embryogenesis of spruce (Reden
Baugh K Editing, Synseded: applications of s
synthetic seed to crop improvement, CR
C Press: Chapter 23, pages 427-449, 1993).
The resulting transformed plants may be propagated sexually or asexually to obtain transgenic plants of the next generation or later using techniques well known in the art.

【0091】 前記の説明の通り、標的細胞中のRNA産生は、プロモーター配列の選択によ
り、又は標的生物のゲノムに取り込まれたポリヌクレオチドの機能性を有するコ
ピー数又はインテグレーション部位の選択により制御できる。標的植物は、2以
上の本発明のコンストラクトで形質転換され、2以上のイソプレノイド代謝酵素
の活性を改変し、2以上の組織での酵素活性に影響を与え、又は2以上の発現時
での酵素活性に影響を与えることもある。同様に遺伝子コンストラクトは、本発
明のポリヌクレオチドにエンコードされた酵素をコードする2以上のオープン・
リーディング・フレームを含むように、又はかかる酵素をコードする遺伝子の2
以上のノンコーディング領域を含むように構築されてもよい。本発明のポリヌク
レオチドは、また、イソプレノイド合成に関与する酵素をエンコードする他の既
知配列との組み合わせで用いてもよい。
As described above, RNA production in a target cell can be controlled by selection of a promoter sequence or by selection of a functional copy number or integration site of a polynucleotide incorporated into the genome of the target organism. The target plant is transformed with two or more constructs of the invention, modifies the activity of two or more isoprenoid-metabolizing enzymes, affects the activity of the enzyme in two or more tissues, or the enzyme at the time of two or more expression May affect activity. Similarly, a gene construct can contain two or more open genes encoding enzymes encoded by the polynucleotides of the present invention.
2 of the gene encoding the enzyme to contain the reading frame or
It may be constructed to include the above non-coding region. The polynucleotides of the present invention may also be used in combination with other known sequences that encode enzymes involved in isoprenoid synthesis.

【0092】 さらに、本発明のポリヌクレオチドには、生物、特に植物の非破壊的なタグと
して用いる特別な応用がある。本発明のポリヌクレオチドを含む遺伝子コンスト
ラクトを、異種の、機能のない、非破壊的なタグとして、生物に安定的に導入で
きる。そして、後日、材料のサンプル中に当該タグが存在するか否かを決定する
ことによって、当該生物の起源または出所を同定することが可能である。商業的
に価値のある動物、魚、細菌及び酵母を含む植物以外の生物に本発明のポリヌク
レオチドでタグをつけてもよい。
In addition, the polynucleotides of the present invention have particular application as non-destructive tags for living organisms, especially plants. The gene construct containing the polynucleotide of the present invention can be stably introduced into an organism as a heterologous, non-functional, non-destructive tag. Then, at a later date, it is possible to identify the origin or source of the organism by determining whether the tag is present in a sample of the material. Organisms other than plants, including commercially valuable animals, fish, bacteria and yeast, may be tagged with the polynucleotides of the present invention.

【0093】 タグの検出は、様々な通常の技術を用いて達成でき、一般的には核酸プローブ
の使用を伴う。プローブの存在を検定する際の感度は、Hornら、Nucle
ic Acids Research 25(23):4842−4849、1
997)に記載の通り、分岐型(branched)オリゴヌクレオチドを用い
ることにより、有効に増大させることができ、サンプル中のたった50個のDN
A分子でも検出可能になる。
[0093] Detection of the tag can be accomplished using a variety of conventional techniques, and generally involves the use of nucleic acid probes. Sensitivity in assaying for the presence of a probe is described by Horn et al., Nuclee.
ic Acids Research 25 (23): 4842-4848, 1
As described in US Pat.
A molecule can be detected.

【0094】 以下の実施例は例示として与えられ、限定として与えられるのではない。The following examples are given by way of illustration and not by way of limitation.

【0095】 実施例1 Pinus radiataとEucalyptus grandis由来
のcDNAクローンの単離とキャラクタリゼーション Pinus radiata及びEucalyptus grandisのc
DNA発現ライブラリは以下の通り構築されスクリーニングされた。mRNAは
、Changら(Plant Molecular Biology Repo
rter 11:113−116、1993)のプロトコールに少し修正を加え
たものを用いて植物組織から抽出された。具体的には、サンプルは、CPC−R
NAXB(100 mM Tris−Cl、pH 8、0、25 mM EDT
A、2.0 M NaCl、2% CTAB、2% PVP及び0.05% ス
ペルミジン3塩酸塩)に溶解し、クロロフォルム:イソアミルアルコールが24
:1の混合液で抽出された。mRNAはエタノールで沈殿され、全RNA調製物
は、ポリ(A)クイックmRNAアイソレーションキット(Stratagen
e、カリフォルニア州La Jolla)を用いて精製された。cDNA発現ラ
イブラリは、前記精製mRNAから、製造者のプロトコールに従い、ZAPエキ
スプレスcDNA合成キット(Stratagene)を用いて、逆転写酵素合
成の後、cDNAクローンをラムダZAPへ挿入して構築された。得られたcD
NAは、5μlのライゲーションミックスに1μlのサンプルDNAを用いて、
ギガパックIIパッケージングエキストラクト(Stratagene)でパッ
ケージングをした。ライブラリの大量切り出し(mass excision)
は、XL1−Blue MRF`細胞及びXLOLR細胞(Stratagen
e)をExAssistヘルパーファージ(Stratagene)とともに用
いて行われた。切り出されたファージミドは、NZYブロス(Gibco BR
L、メリーランド州Gaithersburg)で希釈され、X−gal及びイ
ソプロピルチオ−ベータ−ガラクトシド(IPTG)を含むLB−カナマイシン
寒天プレート上に播かれた。
Example 1 Isolation and Characterization of cDNA Clones from Pinus radiata and Eucalyptus grandis c of Pinus radiata and Eucalyptus grandis
A DNA expression library was constructed and screened as follows. mRNA can be obtained from Chang et al. (Plant Molecular Biology Repo).
rter 11: 113-116, 1993) with slight modifications. Specifically, the sample is CPC-R
NAXB (100 mM Tris-Cl, pH 8, 0, 25 mM EDT
A, 2.0 M NaCl, 2% CTAB, 2% PVP and 0.05% spermidine trihydrochloride), and chloroform: isoamyl alcohol was added in 24 hours.
: 1 mixture. The mRNA is precipitated with ethanol and the total RNA preparation is prepared using the poly (A) Quick mRNA Isolation Kit (Stratagen).
e, La Jolla, CA). A cDNA expression library was constructed from the purified mRNA by reverse transcriptase synthesis using a ZAP Express cDNA synthesis kit (Stratagene) according to the manufacturer's protocol, and then inserting a cDNA clone into lambda ZAP. Obtained cD
NA was determined using 1 μl of sample DNA in a 5 μl ligation mix,
Packaging was performed using Gigapack II packaging extract (Stratagene). Mass Excision of Library (Mass Excision)
Are XL1-Blue MRF ` cells and XLOLR cells (Stratagen).
e) was used with ExAssist helper phage (Stratagene). The excised phagemid was NZY broth (Gibco BR).
L, Gaithersburg, MD) and plated on LB-kanamycin agar plates containing X-gal and isopropylthio-beta-galactoside (IPTG).

【0096】 DNAミニプレップ用にプレートされ釣り上げられたコロニーのうち、大多数
は配列決定に適したインサートを含んでいた。陽性クローンはカナマイシン入り
のNZYブロス中で培養され、cDNAはREALDNAミニプレップ(Qia
gen、オランダ Venlo)により生成された。1%のアガロースゲルがシ
ーケンシング用鋳型に染色体の混入があるかどうかをスクリーニングするために
用いられた。ダイターミネーター配列は液体サンプル処理(liquid ha
ndling)にはBiomek2000ロボット(Beckman Coul
ter Inc、カリフォルニア州 Fullerton)を、DNA増幅には
9700PCRマシン(Perkin Elmer/Applied Bios
ystems、カリフォルニア州 Foster City)を製造者のプロト
コールに従って用いて調製した。
[0096] Of the colonies plated and picked for DNA minipreps, the majority contained inserts suitable for sequencing. Positive clones were cultured in NZY broth with kanamycin, and the cDNA was prepared using REAL DNA minipreps (Qia
gen, Venlo, The Netherlands). 1% agarose gel was used to screen for chromosomal contamination in the sequencing template. The dye terminator array is used for liquid sample processing (liquid ha
ndling) with a Biomek2000 robot (Beckman Coul)
ter Inc, Fullerton, CA) and a 9700 PCR machine (Perkin Elmer / Applied Bios) for DNA amplification.
system (Foster City, Calif.) according to the manufacturer's protocol.

【0097】 陽性クローンのポリヌクレオチドは、Perkin Elmer/Appli
ed Biosystems Division社のPrism377シーケン
サーを用いて得られた。cDNAクローンは、まず5’末端側から、そして場合
によっては3’末端側からも配列決定された。いくつかのクローンについては、
サブクローニングした断片から内部の配列が得られた。サブクローニングは、制
限酵素切断部位マッピングとpBluescript IISK+ベクター及び
その他の標準的な配列決定用ベクターへのサブクローニングという標準的な手順
を用いて行われた。
The polynucleotide of the positive clone was obtained from Perkin Elmer / Appli.
It was obtained using a Prism377 sequencer from ed Biosystems Division. cDNA clones were first sequenced from the 5 'end and, optionally, also from the 3' end. For some clones,
The internal sequence was obtained from the subcloned fragment. Subcloning was performed using standard procedures of restriction site mapping and subcloning into pBluescript IISK + vector and other standard sequencing vectors.

【0098】 本発明のポリヌクレオチドを含めて決定されたcDNA配列は既知の配列(k
nown sequences in the)と比較されアライメントをとら
れる。明確には、配列識別番号第1ないし53番として同定されたポリヌクレオ
チドは1998年8月末でのEMBLデータベースのポリヌクレオチドと、Un
ixランニングコマンドを「blastall −p blastn −d e
mbldb −e 10 −G 0 −E 0 −r 1 −v 30 −b
30 −i queryseq o results」に設定したBLAS
TNアルゴリズムバージョン2.0.4[1998年2月24日]を用いて比較
された。配列識別番号第78ないし164番として同定されたポリヌクレオチド
は1999年5月末でのEMBLデータベースのポリヌクレオチドと、Unix
ランニングコマンドを「blastall −p blastn −d emb
ldb −e 10 −G 0 −E 0 −r 1 −v 30 −b 30
−i queryseq o results」に設定したBLASTN
アルゴリズムバージョン2.0.6[1998年9月16日]を用いて比較され
た。重複した(redundant)な配列の複数のアライメントが信頼できる
コンセンサス配列を作成するために用いられた。他の植物種由来の既知配列との
類似性にもとづいて、配列識別番号第1ないし53番及び第78ないし164番
として同定された単離された本発明のポリヌクレオチドは、表1に示されたポリ
ペプチドと類似性のあるポリペプチドをエンコードするものとして推定的に同定
された。
The determined cDNA sequence including the polynucleotide of the present invention has a known sequence (k
The current sequence is compared with known sequences in the alignment. Specifically, the polynucleotides identified as SEQ ID NOs: 1-53 are the same as those in the EMBL database at the end of August 1998, Un
ix running command to "blastall -p blastn -de
mbldb-e10-G0-E0-r1-v30-b
BLAS set to "30-i queryseq results"
Comparisons were made using TN algorithm version 2.0.4 [Feb. 24, 1998]. Polynucleotides identified as SEQ ID NOs: 78-164 were compared to polynucleotides from the EMBL database at the end of May 1999, and Unix
Change the running command to "blastall -p blastn -d emb
ldb-e10-G0-E0-r1-v30-b30
BLASTN set to "-i queryseq results"
Comparisons were made using algorithm version 2.0.6 [September 16, 1998]. Multiple alignments of redundant sequences were used to generate reliable consensus sequences. Isolated polynucleotides of the present invention identified as SEQ ID NOs: 1-53 and 78-164 based on similarity to known sequences from other plant species are set forth in Table 1. Was presumably identified as encoding a polypeptide similar to the polypeptide.

【0099】 単離されたcDNA配列はEMBLデータベースの配列とコンピュータアルゴ
リズムBLASTNを用いて比較された。対応する予想ポリペプチド配列が決定
されSwissProtデータベースの配列とコンピュータアルゴリズムBLA
STPを用いて比較された。配列識別番号第78ないし164番に提供されたD
NA配列と(BLASTNを用いる)EMBLDNAデータベースとの比較及び
配列識別番号第165ないし304番に提供されたアミノ酸配列と(BLAST
Pを用いる)SwissProtデータベースの配列との比較は1999年5月
に行われた。配列識別番号第78ないし164番のポリヌクレオチドの6つの読
み枠の翻訳結果(six−frame translations)もEMBL
データベースのポリヌクレオチドの6つの読み枠の翻訳結果とTBLASTXプ
ログラムを用いて比較されアライメントがとられた。
[0099] The isolated cDNA sequences were compared to sequences in the EMBL database using the computer algorithm BLASTN. The corresponding predicted polypeptide sequence was determined and the sequence in the SwissProt database and computer algorithm BLA
Comparisons were made using STP. D provided in SEQ ID NOs: 78-164
Comparison of the NA sequence with the EMBL DNA database (using BLASTN) and the amino acid sequence provided in SEQ ID NOs: 165-304 (BLASTN)
Comparisons with sequences in the SwissProt database (using P) were made in May 1999. The translation results (six-frame translations) of the six reading frames of the polynucleotides of SEQ ID NOs: 78 to 164 are also EMBL.
The translation results of the six reading frames of the polynucleotides in the database were compared and aligned using the TBLASTX program.

【0100】 BLASTNポリヌクレオチド解析 配列識別番号第1番、第2番、第4ないし6番、第8ないし12番、第15番
、第19番、第21ないし23番、第27ないし33番、第35番、第37ない
し42番、第44番、第46ないし52番、第78ないし80番、第82番、第
83番、第86番、第89ないし92番、第96ないし100番、第104ない
し113番、第115番、第117番、第120番、第122ないし130番、
第132ないし136番、第138ないし158番、第160番、第163番及
び第164番のcDNA配列は、上記の通りの決定方法で前記BLASTNコン
ピュータアルゴリズムを用いてEMBLデータベースの配列と40%未満の同一
性しかないことが決定された。配列識別番号第3番、第7番、第14番、第18
番、第20番、第25番、第34番、第36番、第53番、第84番、第85番
、第87番、第88番、第101番、第114番、第116番、第118番、第
119番、第131番、第137番、第159番、第161番及び第162番の
cDNA配列は、上記の通りの決定方法で前記BLASTNコンピュータアルゴ
リズムを用いてEMBLデータベースの配列と60%未満の同一性しかないこと
が決定された。配列識別番号第16番、第17番、第26番、第43番、第45
番、第93番、第94番及び第121番のcDNA配列は、上記の通りの決定方
法で前記BLASTNコンピュータアルゴリズムを用いてEMBLデータベース
の配列と75%未満の同一性しかないことが決定された。配列識別番号第13番
、第24番、第95番、第102番及び第103番のcDNA配列は、上記の通
りの決定方法で前記BLASTNコンピュータアルゴリズムを用いてEMBLデ
ータベースの配列と90%未満の同一性しかないことが決定された。
BLASTN Polynucleotide Analysis Sequence ID Nos. 1, 2, 4-6, 8-12, 15, 19, 21-23, 27-33, No. 35, No. 37-42, No. 44, No. 46-52, No. 78-80, No. 82, No. 83, No. 86, No. 89-92, No. 96-100, 104th to 113th, 115th, 117th, 120th, 122th to 130th,
The cDNA sequences of positions 132 to 136, 138 to 158, 160, 163 and 164 are less than 40% of the sequences of the EMBL database using the BLASTN computer algorithm in the above-described determination method. Was determined to have only one identity. Sequence identification numbers 3, 7, 14, and 18
No. 20, No. 25, No. 34, No. 36, No. 53, No. 84, No. 85, No. 87, No. 88, No. 101, No. 114, No. 116, The cDNA sequences at positions 118, 119, 131, 137, 159, 161 and 162 were sequenced from the EMBL database using the BLASTN computer algorithm by the determination method described above. And less than 60% identity. Sequence identification numbers No. 16, 17, No. 26, No. 43, No. 45
Nos. 93, 94 and 121 were determined to have less than 75% identity to sequences in the EMBL database using the BLASTN computer algorithm in the manner described above. . The cDNA sequences of SEQ ID Nos. 13, 24, 95, 102 and 103 are less than 90% less than the sequences in the EMBL database using the BLASTN computer algorithm in the manner described above. It was decided that there was only identity.

【0101】 BLASTPアミノ酸解析 配列識別番号第194ないし200番、第202番、第216番、第223番
、第230番、第235番、第239番、第240番、第243番、第250番
、第255番、第259番、第260番、第263番、第270番、第272番
、第274番、第278番、第291番、第292番、第293番、第296番
、第303番及び第304番の予想アミノ酸配列は、上記の通りの決定方法によ
りSwissProtデータベースの配列と前記BLASTPコンピュータアル
ゴリズムを用いて50%未満の同一性しかないことが決定された。配列識別番号
第166番、第168ないし177番、第179番、第183ないし188番、
第192番、第203ないし205番、第207番、第209ないし213番、
第218番、第219番、第221番、第224番、第225番、第227ない
し229番、第231番、第232番、第234番、第237番、第242番、
第244番、第245番、第251番、第253番、第262番、第267番、
第268番、第269番、第273番、第276番、第277番、第279番、
第281番、第282番、第284番、第286番、第289番、第290番、
第294番、第295番、第297番、第298番、第299番、第300番、
第301番及び第302番の予想アミノ酸配列は、上記の通りの決定方法により
SwissProtデータベースの配列と前記BLASTPコンピュータアルゴ
リズムを用いて75%未満の同一性しかないことが決定された。配列識別番号第
165番、第167番、第178番、第182番、第189ないし191番、第
193番、第201番、第206番、第208番、第214番、第215番、第
217番、第220番、第222番、第226番、第233番、第238番、第
241番、第246ないし250番、第254番、第256番、第257番、第
258番、第261番、第264番、第265番、第266番、第275番、第
280番、第283番、第285番及び第288番の予想アミノ酸配列は、上記
の通りの決定方法によりSwissProtデータベースの配列と前記BLAS
TPコンピュータアルゴリズムを用いて90%未満の同一性しかないことが決定
された。配列識別番号第180番、第181番及び第271番の予想アミノ酸配
列は、上記の通りの決定方法によりSwissProtデータベースの配列と前
記BLASTPコンピュータアルゴリズムを用いて95%未満の同一性しかない
ことが決定された。
BLASTP Amino Acid Analysis Sequence ID Nos. 194-200, 202, 216, 223, 230, 235, 239, 240, 243, 250 No. 255, No. 259, No. 260, No. 263, No. 270, No. 272, No. 274, No. 278, No. 291, No. 292, No. 293, No. 296, No. The predicted amino acid sequences at positions 303 and 304 were determined to have less than 50% identity to the sequences in the SwissProt database using the BLASTP computer algorithm by the determination method described above. Sequence identification numbers 166, 168 to 177, 179, 183 to 188,
192nd, 203th to 205th, 207th, 209th to 213th,
No. 218, No. 219, No. 221, No. 224, No. 225, No. 227 to No. 229, No. 231, No. 232, No. 234, No. 237, No. 242,
No. 244, No. 245, No. 251, No. 253, No. 262, No. 267,
No. 268, No. 269, No. 273, No. 276, No. 277, No. 279,
No. 281, No. 282, No. 284, No. 286, No. 289, No. 290,
No. 294, No. 295, No. 297, No. 298, No. 299, No. 300,
The predicted amino acid sequences at positions 301 and 302 were determined to have less than 75% identity to the sequences in the SwissProt database using the BLASTP computer algorithm by the determination method described above. Sequence identification numbers 165, 167, 178, 182, 189 to 191, 193, 201, 206, 208, 214, 215, 215 No. 217, No. 220, No. 222, No. 226, No. 233, No. 238, No. 241, No. 246-250, No. 254, No. 256, No. 257, No. 258, No. The predicted amino acid sequences at positions 261, 264, 265, 266, 275, 280, 283, 285, and 288 were obtained from the SwissProt database using the determination method described above. Sequence and the BLAS
It was determined that there was less than 90% identity using the TP computer algorithm. The predicted amino acid sequences of SEQ ID NOs: 180, 181, and 271 were determined to have less than 95% identity to the sequences in the SwissProt database using the BLASTP computer algorithm by the determination method described above. Was done.

【0102】 TBLASTX解析 配列識別番号第78ないし164番のポリヌクレオチド配列の6つの読み枠の
翻訳結果は、EMBLデータベースのポリヌクレオチドの6つの読み枠の翻訳結
果とUnixランニングコマンドを「blastall −p blastn
−d embldb −e 10 −G 0 −E 0 −v 30 −b 3
0 −i queryseq o results」というランニングパラ
メータ設定でTBLASTXプログラムのバージョン2.0.6[1998年9
月16日]を用いて比較されアライメントがとられた。配列識別番号第82番、
第83番、第90番、第107ないし113番、第115番、第120番、第1
22番、第124ないし126番、第129番、第134ないし136番、第1
42ないし144番、第146ないし149番、第152番、第153番、第1
55ないし158番及び第164番のポリヌクレオチドの翻訳結果は、上記の決
定方法の通りEMBLデータベースのオリゴヌクレオチドの翻訳結果とTBLA
STXコンピュータアルゴリズムを用いて50%未満の同一性しかないことが決
定された。配列識別番号第79番、第81番、第84ないし89番、第91番、
第92番、第96ないし101番、第103番、第105番、第114番、第1
16ないし118番、第123番、第131番、第132番、第137ないし1
41番、第145番、第150番、第154番及び第160ないし162番のポ
リヌクレオチドの翻訳結果は、上記の決定方法の通りEMBLデータベースのオ
リゴヌクレオチドの翻訳結果とTBLASTXコンピュータアルゴリズムを用い
て75%未満の同一性しかないことが決定された。配列識別番号第78番、第8
0番、第93番、第95番、第102番、第104番、第106番、第119番
、第121番、第127番、第128番、第130番、第133番、第151番
、第159番及び第163番のポリヌクレオチドの翻訳結果は、上記の決定方法
の通りEMBLデータベースのオリゴヌクレオチドの翻訳結果とTBLASTX
コンピュータアルゴリズムを用いて90%未満の同一性しかないことが決定され
た。配列識別番号第94番のポリヌクレオチドの翻訳結果は、上記の決定方法の
通りEMBLデータベースのオリゴヌクレオチドの翻訳結果とTBLASTXコ
ンピュータアルゴリズムを用いて95%未満の同一性しかないことが決定された
TBLASTX Analysis The translation results of the six reading frames of the polynucleotide sequence of SEQ ID NOs: 78 to 164 are based on the translation results of the six reading frames of the polynucleotide in the EMBL database and the Unix running command “blastall-p blastn”.
-Dembdb-e10-G0-E0-v30-b3
With the running parameter setting of “0-i queryseq results”, the version 2.0.6 of the TBLASTX program [September 1998
And the alignment was carried out. Sequence identification number 82,
No. 83, No. 90, No. 107 to No. 113, No. 115, No. 120, No. 1
22nd, 124th to 126th, 129th, 134th to 136th, 1st
No. 42 to 144, No. 146 to 149, No. 152, No. 153, No. 1
The translation results of the polynucleotides of Nos. 55 to 158 and 164 are determined by comparing the translation results of the oligonucleotides in the EMBL database with TBLA as described above.
It was determined that there was less than 50% identity using the STX computer algorithm. Sequence identification numbers 79, 81, 84 to 89, 91,
No. 92, No. 96 to No. 101, No. 103, No. 105, No. 114, No. 1
Nos. 16 to 118, No. 123, No. 131, No. 132, No. 137 to 1
The translation results of the 41st, 145th, 150th, 154th, and 160th to 162nd polynucleotides are calculated using the translation results of the oligonucleotides in the EMBL database and the TBLASTX computer algorithm according to the above-described determination method. It was determined that there was less than% identity. Sequence identification numbers 78 and 8
No. 0, No. 93, No. 95, No. 102, No. 104, No. 106, No. 119, No. 121, No. 127, No. 128, No. 130, No. 133, No. 151 , 159 and 163, the translation results of the oligonucleotides in the EMBL database and TBLASTX as described above.
Using a computer algorithm, it was determined that there was less than 90% identity. The translation result of the polynucleotide of SEQ ID NO: 94 was determined to be less than 95% identical to the translation result of the oligonucleotide in the EMBL database using the TBLASTX computer algorithm as described above.

【0103】 実施例2 リグニン生合成改変のためのO−メチル基転移酵素(O−methyltr
ansferase、OMT)の利用 Pinus radiataOMT遺伝子によるタバコ植物の形質転換 Pinus radiata由来のOMT(配列識別番号54)のコーディン
グ領域を含むポリヌクレオチドを含むセンス及びアンチセンスコンストラクトが
構築され、公表された方法(An Gら、“Binary Vectors、”
in Gelvin SB及びSchilperoort RA編集、Pla
nt Molecular Biology Manual、Kluwer A
cademic Publishers、Dordrecht、1988)を用
いる直接形質転換法により、アグロバクテリウム・ツメファシエンス菌に挿入さ
れた。植物の形質転換の一般的な方法はHorschら、Science 22
7:1229−1231,1985に記載されている。センスDNAの構築はま
ずPBK−CMV cDNAインサートをpART7ベクターにクローニングす
ることにより行われる。該pART7ベクターは、前記35S−インサート−O
CS 3`UTRコンストラクトを植物発現ベクターpART27にクローニン
グするために制限酵素NotIで切断された(Gleave A,Plant
Mol. Biol. 20:1203−1207,1992)。トランスジェ
ニックコンストラクトの存在と完全性(integrity)は制限酵素消化と
DNA配列決定により確認された。
Example 2 O-methyltransferase (O-methyltr) for modifying lignin biosynthesis
Transformation of tobacco plants with the Pinus radiata OMT gene Sense and antisense constructs containing polynucleotides containing the coding region of OMT (SEQ ID NO: 54) from Pinus radiata were constructed and published methods (An G et al., "Binary Vectors,"
Editing in Gelvin SB and Schilperroot RA, Pla
nt Molecular Biology Manual, Kluwer A
Acadobacterium tumefaciens by direct transformation using Cademic Publishers, Dordrecht, 1988). General methods for plant transformation are described in Horsch et al., Science 22.
7: 1229-1231, 1985. Construction of sense DNA is performed by first cloning the PBK-CMV cDNA insert into the pART7 vector. The pART7 vector contains the 35S-insert-O
The CS3`UTR construct was cut with the restriction enzyme NotI to clone it into the plant expression vector pART27 (Gleave A, Plant).
Mol. Biol. 20: 1203-1207, 1992). The presence and integrity of the transgenic construct was confirmed by restriction enzyme digestion and DNA sequencing.

【0104】 タバコ(Nicotiana tabacum cv. Samsun)の葉
の切片は、Horschら、Science 227:12291231,19
85の方法を用いて、前記のセンス及びアンチセンスOMTコンストラクトで形
質転換された。5つの独立の形質転換植物株がOMTのセンスコンストラクトに
ついて確立され、8つの独立の形質転換植物株がOMTのアンチセンスコンスト
ラクトについて確立された。適当な遺伝子コンストラクトを含む形質転換植物は
、サザンブロット法を用いて確認された。表2の「サザン」と表記された列の「
+」は、前記形質転換植物が独立した形質転換株であると確認されたことを表す
[0104] Tobacco (Nicotiana tabacum cv. Samsun) leaf sections were obtained from Horsch et al., Science 227: 12291231,19.
Transformations were performed with the sense and antisense OMT constructs described above using 85 methods. Five independent transformed plant strains were established for the OMT sense construct, and eight independent transformed plant strains were established for the OMT antisense construct. Transformed plants containing the appropriate gene construct were identified using Southern blotting. In the column labeled “Southern” in Table 2,
“+” Indicates that the transformed plant was confirmed to be an independent transformed strain.

【0105】 形質転換植物におけるマツ属OMTの発現 全RNAが、前記のOMTセンス及びアンチセンスコンストラクトで形質転換
された、それぞれの独立の形質転換植物株から単離された。RNAサンプルは、
それぞれの形質転換株での外来遺伝子の発現レベルを決定するために、ノザンブ
ロット法で解析された。
Expression of Pine OMT in Transformed Plants Total RNA was isolated from each independent transformed plant strain transformed with the OMT sense and antisense constructs described above. RNA samples
To determine the expression level of the foreign gene in each transformant, it was analyzed by Northern blotting.

【0106】 表1において、「ノザン」と表記された列に示されたデータは、前記のOMT
のセンス及びアンチセンスコンストラクトを含む形質転換植物株が、ノザンブロ
ットのバックグランドに比べて高いレベルで発現していることを示した。RNA
サンプルが分解の兆候を示したため、第2番のセンス植物株でのOMT発現は測
定しなかった。エンプティベクター(何も挿入されていないベクター)で形質転
換された対照実験の植物由来のRNAサンプルとの雑種形成は検出できなかった
In Table 1, the data shown in the column labeled “Northern” is the OMT
It was shown that the transformed plant strain containing the sense and antisense constructs expressed higher levels than the Northern blot background. RNA
OMT expression in the second sense plant strain was not measured because the sample showed signs of degradation. Hybridization with RNA samples from control plants transformed with an empty vector (a vector without any insertion) could not be detected.

【0107】 形質転換植物でのOMT酵素活性の改変 前記マツ属OMT遺伝子及び内在するタバコのOMT遺伝子にエンコードされ
たOMT酵素の全活性が、前記OMTセンス及びアンチセンスコンストラクトを
用いて作出されたそれぞれの形質転換植物株について解析された。タンパク粗抽
出液はそれぞれの形質転換植物から調製され、Zhangら(Plant Ph
ysiol.、113:65−74、1997)の方法で検定された。表2の「
酵素」と表記された列に含まれるデータは、OMTセンスコンストラクトを含む
形質転換植物株は一般にOMT酵素活性が増大し、エンプティベクターで形質転
換された対照実験の植物に比べて、最大199%になるが、OMTアンチセンス
コンストラクトを含む形質転換植物株は一般にOMT酵素活性が減少し、最小3
5%になっていることを示す。OMT酵素活性は、第3のセンス植物株では推定
されなかった。
Modification of OMT Enzyme Activity in Transformed Plants The total activity of the OMT enzyme encoded by the Pine OMT gene and the endogenous tobacco OMT gene was determined using the OMT sense and antisense constructs, respectively. Of the transformed plant strains were analyzed. Crude protein extracts were prepared from each transformed plant and were prepared using the method of Zhang et al.
ysiol. , 113: 65-74, 1997). In Table 2, "
The data contained in the column labeled "Enzymes" show that transformed plant strains containing the OMT sense construct generally have increased OMT enzyme activity and up to 199% of control plants transformed with empty vectors. However, transformed plant strains containing the OMT antisense construct generally have reduced OMT enzyme activity and have a minimum of 3
It shows that it is 5%. OMT enzyme activity was not estimated in the third sense plant strain.

【0108】 マツ属OMTの形質転換植物におけるリグニン濃度に及ぼす影響 OMTはリグニン生合成に関与する酵素である。形質転換されたタバコ植物に
おけるリグニン濃度は、チオグリコール酸抽出(Freudenbergら、C
onstitution and Biosynthesis of Lign
in、Springer−Verlag、 ベルリン、1968)という十分に
確立された手順を用いて決定された。簡潔には、平均38日齢のタバコの植物全
体が液体窒素で凍結され、乳鉢と乳棒で微粉末に破砕された。エンプティベクタ
ーで形質転換された対照実験の1つの植物株と、OMTのセンスコンストラクト
を含む前記の5つの独立した形質転換植物株と、OMTのアンチセンスコンスト
ラクトを含む前記の8つの独立した形質転換植物株とからの100mgの凍結粉
末は、個別にメタノールで抽出され、次に10%チオグリコールで抽出され、最
後に1M NaOHに溶解された。最後の抽出液は280nmの吸光度で検定さ
れた。表2の「TGA」と表記された列に示されたデータはセンス及びアンチセ
ンスのOMT遺伝子コンストラクトを含む形質 転換植物株は、エンプティベクターで形質転換された対照実験の植物株に比べて
、全て有意にリグニンレベルが低下していた。
Effect of Pine OMT on Lignin Concentration in Transformed Plants OMT is an enzyme involved in lignin biosynthesis. Lignin concentration in transformed tobacco plants was determined by thioglycolic acid extraction (Freudenberg et al., C.I.
onstitution and Biosynthesis of Light
in, Springer-Verlag, Berlin, 1968). Briefly, whole 38 day old tobacco plants were frozen in liquid nitrogen and ground to a fine powder with a mortar and pestle. One plant strain of a control experiment transformed with an empty vector, the five independent transformed plant strains containing the OMT sense construct, and the eight independent transformed plants containing the OMT antisense construct 100 mg of the frozen powder from the strain was individually extracted with methanol, then with 10% thioglycol, and finally dissolved in 1 M NaOH. The last extract was assayed by absorbance at 280 nm. The data shown in the column labeled "TGA" in Table 2 shows that the transformed plant strains containing the sense and antisense OMT gene constructs were all less than the control plants transformed with the empty vector. Lignin levels were significantly reduced.

【0109】[0109]

【表2】 [Table 2]

【0110】 これらのデータは、実施例1におけるようにして得られた単離cDNAから同
定されたポリヌクレオチド及びエンコードするポリペプチドがDNAコンストラ
クトに構築され植物を形質転換するために用いられることを明確に証明する。さ
らに、前記データは遺伝子コンストラクトを含む形質転換植物がかかる酵素の発
現と活性のレベルにばらつきを示すこと及びOMTのような酵素をエンコードす
る遺伝子のセンス又はアンチセンス発現のいずれかによって操作された該酵素の
代謝の改変が形質転換植物のリグニン濃度のような最終産物の濃度に影響を及ぼ
すことをも証明する。
These data demonstrate that the polynucleotides and encoding polypeptides identified from the isolated cDNA obtained as in Example 1 are assembled into a DNA construct and used to transform plants. Prove to In addition, the data indicate that transformed plants containing the genetic construct show variability in the level of expression and activity of such enzymes and that the engineered either by sense or antisense expression of a gene encoding an enzyme such as OMT. It also demonstrates that alterations in the metabolism of the enzyme affect the concentration of the end product, such as the lignin concentration in transformed plants.

【0111】 実施例3 リグニン生合成を改変するための4−クマラートCoAリガーゼ(4−Co
umarate:CoA ligase、4CL)遺伝子の利用 Pinus radiata4CL遺伝子によるタバコ植物の形質転換 Pinus radiata由来4CL(配列識別番号55)のコーディング
領域を含むポリヌクレオチドを含むセンス及びアンチセンスコンストラクトは、
アグロバクテリウム・ツメファシエンス菌LBA4301株に、実施例2に記載
の直接形質転換法により挿入された。トランスジェニックコンストラクトの存在
及び完全性は、制限酵素消化及びDNA配列決定により確認された。
Example 3 4-Coumarate CoA Ligase (4-Co) to Modify Lignin Biosynthesis
Umarate: Use of CoA ligase, 4CL) gene Transformation of tobacco plant with Pinus radiata 4CL gene Sense and antisense constructs containing a polynucleotide containing the coding region of Pinus radiata-derived 4CL (SEQ ID NO: 55) include:
It was inserted into Agrobacterium tumefaciens strain LBA4301 by the direct transformation method described in Example 2. The presence and integrity of the transgenic construct was confirmed by restriction enzyme digestion and DNA sequencing.

【0112】 タバコ(Nicotiana tabacum cv. Samsun)の葉
の切片は上記の通り形質転換された。4CLのセンスコンストラクトについて5
つの独立した形質転換植物株が確立され、アンチセンスコンストラクトについて
8つの独立した形質転換植物株が確立された。適切なリグニン遺伝子コンストラ
クトを含む形質転換植物はサザンブロット法を用いて確認された。表3の「サザ
ン」と表記された列における「+」は、列挙された形質転換植物株は独立した形
質転換株であることが確認されたことを示す。
[0112] Tobacco (Nicotiana tabacum cv. Samsun) leaf sections were transformed as described above. 5 for 4CL sense construct
Two independent transformed plant lines were established and eight independent transformed plant lines for the antisense construct were established. Transformed plants containing the appropriate lignin gene construct were identified using Southern blotting. A "+" in the column labeled "Southern" in Table 3 indicates that the listed transformed plant strains were confirmed to be independent transformants.

【0113】 マツ属4CLの形質転換植物での発現 全RNAが、4CLセンス及びアンチセンスコンストラクトで作出されたそれ
ぞれの独立した形質転換植物株から単離された。RNAサンプルは、各形質転換
株における外来遺伝子の発現レベルを決定するために、ノザンブロット法により
解析された。表3の「ノザン」と表記された列に示されたデータは、4CLにつ
いてのセンス及びアンチセンスコンストラクトを含む形質転換植物株が、ノザン
ブロットのバックグランドと比べて、全て高い発現レベルであることを示してい
る。RNAが実験の時点で入手可能でなかったため、第1のアンチセンス植物株
での4CL発現は測定されなかった。エンプティベクターを形質転換した対照実
験の植物からのRNAサンプルとの雑種形成は検出できなかった。
Expression of Pine 4CL in Transformed Plants Total RNA was isolated from each independently transformed plant strain created with the 4CL sense and antisense constructs. RNA samples were analyzed by Northern blot to determine the expression level of the foreign gene in each transformant. The data shown in the column labeled "Northern" in Table 3 indicate that the transformed plant lines containing the sense and antisense constructs for 4CL all had higher levels of expression compared to the Northern blot background. Is shown. 4CL expression in the first antisense plant strain was not measured because RNA was not available at the time of the experiment. Hybridization with RNA samples from control plants transformed with the empty vector could not be detected.

【0114】 形質転換植物における4CL酵素活性の改変 形質転換されたタバコ植物における、マツ属4CL遺伝子及び内在するタバコ
の4CL遺伝子にエンコードされた4CL酵素の全活性は、4CLセンス及びア
ンチセンスコンストラクトで作出されたそれぞれの形質転換植物株について解析
された。それぞれの形質転換植物からタンパク粗抽出液が調製され、Zhang
ら、Plant Physiol.、113:65−74、1997の方法を用
いて検定された。表2の「酵素」と表記された列に含まれたデータは、4CLセ
ンスコンストラクトを含む形質転換植物株は、エンプティベクターで形質転換さ
れた対照実験の植物と比べて、最大258%に4CL酵素活性が上昇し、4CL
アンチセンスコンストラクトを含む形質転換植物株は、最小59%に4CL酵素
活性が減少したことを示す。
Modification of 4CL Enzyme Activity in Transformed Plants In transformed tobacco plants, the total activity of the 4CL enzyme encoded by the Pinus 4CL gene and the endogenous tobacco 4CL gene was generated with the 4CL sense and antisense constructs. Each transformed plant strain analyzed was analyzed. A crude protein extract was prepared from each transformed plant, and Zhang
Et al., Plant Physiol. , 113: 65-74, 1997. The data contained in the column labeled "Enzyme" in Table 2 shows that the transformed plant strains containing the 4CL sense construct had up to 258% of the 4CL enzyme construct as compared to control plants transformed with the empty vector. Activity rises and 4CL
Transformed plant strains containing the antisense construct show reduced 4CL enzyme activity to a minimum of 59%.

【0115】 マツ属4CLの形質転換植物中のリグニン濃度に及ぼす影響 形質転換植物材料のサンプル中のリグニン濃度は実施例2に記載の通り決定さ
れた。表3の「TGA」と表記された列に示されたデータは、センス及びアンチ
センス4CL遺伝子コンストラクトを含む形質転換植物株は、エンプティベクタ
ーで形質転換された対照実験の植物株に比べて、全て有意に減少したリグニンレ
ベルにあることを示す。これらのデータは、実施例1で得られた単離cDNAか
ら同定されたポリヌクレオチドがDNAコンストラクトに構築され植物を形質転
換するのに利用できることを証明する。かかる遺伝子コンストラクトを含む形質
転換植物は改変された酵素発現及び活性のレベルを示す。前記酵素が関与する生
合成経路の代謝も影響を受ける。
Effect of Pine 4CL on Lignin Concentration in Transformed Plants Lignin concentration in samples of transformed plant material was determined as described in Example 2. The data shown in the column labeled "TGA" in Table 3 shows that the transformed plant strains containing the sense and antisense 4CL gene constructs were all less than the control plants transformed with the empty vector. Indicates that there is a significantly reduced lignin level. These data demonstrate that the polynucleotide identified from the isolated cDNA obtained in Example 1 can be assembled into a DNA construct and used to transform plants. Transformed plants containing such a genetic construct will exhibit altered levels of enzyme expression and activity. The metabolism of the biosynthetic pathway involving the enzyme is also affected.

【0116】[0116]

【表3】 [Table 3]

【0117】 実施例4 本発明のリグニン生合成の遺伝子を用いるタバコの形質転換 Eucalyptus grandis由来のクマラート3−水酸化酵素(c
oumarate 3−hydroxylase、C3H、配列識別番号56)
、フェルラ酸−5−水酸化酵素(ferulate−5−hydroxylas
e、F5H、配列識別番号57)、シンナモイルCoAレダクターゼ(cinn
amoyl−CoA reductase、CCR、配列識別番号58)及びコ
ニフェリルグルコース転移酵素(coniferyl glycosyl tr
ansferase、CGT、配列識別番号59)と、Pinus radia
ta由来のフェニルアラニンアンモニアリアーゼ(phenylalanine
ammonia−lyase、PAL、配列識別番号60及び61)、シンナ
マート4−水酸化酵素(cinnamate 4−hydroxylase、C
4H、配列識別番号62及び63)、フェノラーゼ(phenolase、PN
L、配列識別番号64)及びラッカーゼ(laccase、LAC、配列識別番
号65)のコーディング領域を含むポリヌクレオチドを含むセンス及びアンチセ
ンスコンストラクトは、上記の直接形質転換法により、アグロバクテリウム・ツ
メファシエンス菌LBA4301株に挿入された。トランスジェニックコンスト
ラクトの存在と完全性は、制限酵素消化及びDNA配列決定により確認された。
Example 4 Transformation of Tobacco Using the Lignin Biosynthesis Gene of the Present Invention Coumarate 3-hydroxylase from Eucalyptus grandis (c
oumarate 3-hydroxylase, C3H, SEQ ID NO: 56)
, Ferulate-5-hydroxylase
e, F5H, SEQ ID NO: 57), cinnamoyl-CoA reductase (cinn
amoyl-CoA reductase, CCR, SEQ ID NO: 58) and coniferyl glucose transferase (coniferyl glucosyl trase).
ansferase, CGT, SEQ ID NO: 59) and Pinus radia
phenylalanine ammonia-lyase (phenylalanine)
ammonium-lyase, PAL, SEQ ID NOs: 60 and 61), cinnamate 4-hydroxylase, C
4H, SEQ ID NOs: 62 and 63), phenolase (PN), PN
L, SEQ ID NO: 64) and sense and antisense constructs containing a polynucleotide containing the coding region of laccase (LAC, SEQ ID NO: 65) were obtained by the above-described direct transformation method using Agrobacterium tumefaciens LBA4301. Inserted into strain. The presence and integrity of the transgenic construct was confirmed by restriction enzyme digestion and DNA sequencing.

【0118】 タバコ(Nicotiana tabacum cv.Samsun)の葉の切
片は、実施例2に記載の通り形質転換された。次の段落に列挙されたセンスコン
ストラクトのそれぞれ及びアンチセンスコンストラクトのそれぞれについて、1
2個以内の独立した形質転換植物株が確立された。適切なリグニン遺伝子コンス
トラクトを含む形質転換植物は、サザンブロット法を用いて確認された。解析さ
れた全ての形質転換植物株は独立した形質転換株であることが確認された。これ
は、実施例1において得られた単離cDNAから全ての手順を始めて、発現され
た新規遺伝子を持つトランスジェニック植物が作出できることを証明している。
[0118] Tobacco (Nicotiana tabacum cv. Samsun) leaf sections were transformed as described in Example 2. For each of the sense constructs and antisense constructs listed in the next paragraph,
Up to two independent transformed plant lines have been established. Transformed plants containing the appropriate lignin gene construct were identified using Southern blotting. It was confirmed that all the transformed plant strains analyzed were independent transformants. This demonstrates that all procedures can be started from the isolated cDNA obtained in Example 1 to produce a transgenic plant having the expressed novel gene.

【0119】 実施例5 形質転換植物におけるリグニン含量の操作 ノザンブロット法による外来遺伝子発現の決定 実施例4に記載されたそれぞれの独立した形質転換植物株から、全RNAが単
離された。RNAサンプルは、それぞれの形質転換株における外来遺伝子の発現
レベルを決定するために、ノザンブロット法で解析された。表4の「ノザン」と
表記された列は、ノザンブロットのバックグランドと比べた、検定された全ての
植物株における外来遺伝子の発現レベルを示す。エンプティベクターで形質転換
された対照実験の植物由来のRNAサンプルとの雑種形成は検出できなかった。
Example 5 Manipulation of Lignin Content in Transformed Plants Determination of Foreign Gene Expression by Northern Blot Method From each of the independent transformed plant strains described in Example 4, total RNA was isolated. RNA samples were analyzed by Northern blot to determine the expression level of the foreign gene in each transformant. The column labeled "Northern" in Table 4 shows the expression level of the foreign gene in all plant strains tested compared to the Northern blot background. Hybridization with RNA samples from control plants transformed with the empty vector could not be detected.

【0120】 形質転換植物におけるリグニン濃度の決定 エンプティベクターで形質転換された対照実験の植物株と、実施例5に記載さ
れた、各センスコンストラクト及び各アンチセンスコンストラクトについての1
2個以内の独立した形質転換株とにおけるリグニン濃度は、実施例3に記載の通
り決定された。表3の「TGA」と表記された列は、全ての検定された植物株に
ついてのチオグリコール酸で抽出可能なリグニンを、対照実験の植物に対する形
質転換植物におけるTGA抽出可能リグニンの平均百分率で表して示す。変異の
幅はかっこ内に示す。
Determination of Lignin Concentration in Transformed Plants A control plant strain transformed with the empty vector and one for each sense construct and each antisense construct described in Example 5
Lignin concentrations in up to two independent transformants were determined as described in Example 3. The column labeled "TGA" in Table 3 shows the lignin extractable with thioglycolic acid for all tested plant strains as the average percentage of TGA extractable lignin in the transformed plants relative to the control plants. Shown. Mutation widths are shown in parentheses.

【0121】[0121]

【表4】 [Table 4]

【0122】 センス及びアンチセンス方向のリグニン生合成遺伝子コンストラクトを含む形
質転換植物株は全てエンプティベクターで形質転換された対照実験の植物株に比
べて有意に減少したリグニンレベルを示した。リグニン濃度に与える最も劇的な
効果は対照植物のリグニン量の35%にすぎなかったF5Hアンチセンス植物及
び対照植物のリグニン量の37%にすぎなかったPALアンチセンス植物におい
て見られた。これらのデータは、TGA検定法で測定されたリグニンのようなポ
リヌクレオチドの濃度は本発明のリグニン生合成遺伝子を用いる通常のアンチセ
ンス法及びセンス鎖の過剰発現により実施例1において得られた単離cDNAか
ら全ての手順を始めて直接操作することが可能であることを明確に示す。
All the transformed plant lines containing the lignin biosynthesis gene construct in sense and antisense orientation showed significantly reduced lignin levels compared to the control plant lines transformed with empty vector. The most dramatic effect on lignin concentration was seen in F5H antisense plants, which accounted for only 35% of the lignin content of control plants, and PAL antisense plants, which only accounted for 37% of the lignin content of control plants. These data indicate that the concentration of a polynucleotide such as lignin as determined by the TGA assay was the same as that obtained in Example 1 by the conventional antisense method using the lignin biosynthesis gene of the present invention and the overexpression of the sense strand. It clearly shows that it is possible to start directly from the isolated cDNA and start the whole procedure.

【0123】 実施例6 形質転換植物におけるリグニン酵素活性の改変 選択されたリグニン生合成酵素の活性及び基質特異性は、Pinus rad
iata由来のPAL(配列識別番号60)、PNL(配列識別番号64)及び
LAC(配列識別番号65)と、Eucalyptus grandis由来の
CGT(配列識別番号59)とについてのセンス及びアンチセンスコンストラク
トを含む形質転換タバコ植物からの粗抽出物で検定された。
Example 6 Modification of Lignin Enzyme Activity in Transformed Plants The activity and substrate specificity of the selected lignin biosynthetic enzymes was measured using the Pinus rad
Traits including sense and antisense constructs for PAL (SEQ ID NO: 60), PNL (SEQ ID NO: 64) and LAC (SEQ ID NO: 65) from Iata and CGT (SEQ ID NO: 59) from Eucalyptus grandis Assayed on crude extracts from converted tobacco plants.

【0124】 酵素検定法は、PAL(Southerton SGとDeverall B
J、Plant Path.39:223−230、1990)、CGT(Ve
llekoop Pら、FEBS Lett.、330:36−40、1993
)、PNL(Espin CJら、Phytochemistry 44:17
−22、1997)及びLAC(Bao Wら、Science、260:67
2−674、1993)について公表された方法で行われた。表5の「酵素」と
表記された列に記載されたデータは、検定された全植物株について測定を繰り返
したうえ平均した酵素活性を、エンプティベクターで形質転換された対照実験の
植物における酵素活性の百分率で表す。変異の幅はかっこ内に示す。
[0124] Enzyme assays were performed using PAL (Southerton SG and Deverall B).
J, Plant Path. 39: 223-230, 1990), CGT (Ve
Ilekoop P et al., FEBS Lett. , 330: 36-40, 1993.
), PNL (Espin CJ et al., Phytochemistry 44:17).
-22, 1997) and LAC (Bao W et al., Science, 260: 67).
2-674, 1993). The data listed in the column labeled "Enzyme" in Table 5 shows the average enzymatic activity obtained by repeating the measurement for all the plant strains tested, and the enzymatic activity in the control plants transformed with empty vectors Expressed as a percentage. Mutation widths are shown in parentheses.

【0125】[0125]

【表5】 [Table 5]

【0126】 PNLアンチセンス形質転換植物株を除く全ての形質転換植物株は、平均リグ
ニン酵素活性が、エンプティベクターで形質転換された対照実験の植物で得られ
た活性よりも有意に低い値を示した。リグニン酵素活性への最も劇的な効果は、
全ての株のPAL活性が減少したPALアンチセンス形質転換植物株と、エンプ
ティベクターで形質転換された対照実験の植物のLAC活性の14%を示したL
ACアンチセンス形質転換植物株とにおいて見られた。これらの結果は、実施例
1に記載のcDNAから単離された関心のある酵素をエンコードするポリヌクレ
オチドから全ての手順を始めて、関心のある酵素をエンコードするポリヌクレオ
チドで植物を形質転換することにより酵素活性が改変できることを証明する。
All transformed plant strains except the PNL antisense transformed plant strain show a mean lignin enzyme activity that is significantly lower than that obtained in control plants transformed with empty vector. Was. The most dramatic effect on lignin enzyme activity is
A PAL antisense-transformed plant strain in which the PAL activity of all strains was reduced, and L which showed 14% of the LAC activity of the control plant transformed with the empty vector
It was found in AC antisense transformed plant strains. These results were obtained by starting the entire procedure from the polynucleotide encoding the enzyme of interest isolated from the cDNA described in Example 1 and transforming the plant with the polynucleotide encoding the enzyme of interest. Prove that the enzyme activity can be modified.

【0127】 実施例7 リグニン生合成遺伝子の機能的同定 Pinus radiata由来の、PAL(配列識別番号61)、OMT(
配列識別番号54)、4CL(配列識別番号55及び66)及びPOX(配列識
別番号67)と、Eucalyptus grandis由来の、OMT(配列
識別番号 68及び69)、CCR(配列識別番号70−72)、CGT(配列
識別番号59及び73)及びPOX(配列識別番号74及び75)のコーディン
グ領域を含むポリヌクレオチドを含むセンスコンストラクトが、商業的に入手可
能なタンパク発現ベクターpProEX−HT(Gibco BRL)に挿入さ
れた。得られたコンストラクトは、大腸菌XL1−Blue(Stratage
ne)に形質転換されて、IPTG添加により組み換えタンパクの産生が誘導さ
れた。マツ属OMT及び4CLコンストラクトとユーカリ属OMT及びPOXコ
ンストラクトとについて、Niカラムクロマトグラフィー(Janknecht
Rら、Proc.Natl.Acad.Sci.、88:8972−8976
、1991)を用いて精製タンパクが作成された。精製タンパクのそれぞれの酵
素検定は、テストされた遺伝子に予想された基質特異性及び酵素活性があること
を決定的に証明した。
Example 7 Functional Identification of Lignin Biosynthesis Gene PAL (SEQ ID NO: 61), OMT (from Pinus radiata)
SEQ ID NO: 54), 4CL (SEQ ID NOs: 55 and 66) and POX (SEQ ID NO: 67), and OMT (SEQ ID NOs: 68 and 69), CCR (SEQ ID NOs: 70-72) from Eucalyptus grandis, A sense construct comprising a polynucleotide comprising the coding regions of CGT (SEQ ID NOS: 59 and 73) and POX (SEQ ID NOs: 74 and 75) was inserted into the commercially available protein expression vector pProEX-HT (Gibco BRL). Was done. The obtained construct was used for Escherichia coli XL1-Blue (Stratage).
ne), the production of the recombinant protein was induced by the addition of IPTG. Ni column chromatography (Janknecht) for pine OMT and 4CL constructs and Eucalyptus OMT and POX constructs
R et al., Proc. Natl. Acad. Sci. , 88: 8972-8976.
, 1991). Enzymatic assays of each of the purified proteins conclusively demonstrated that the tested genes had the expected substrate specificity and enzymatic activity.

【0128】 Pinus radiataの4CL遺伝子(配列識別番号55)及びPin
us radiataのOMT遺伝子(配列識別番号54)の酵素活性の確認を
示す、2つの代表的な酵素検定実験のデータが表6に示される。4CL酵素につ
いては、1ユニットは毎分0.1吸光度単位の速度で基質を生成物に転換するの
に必要なタンパク量に等しい。OMT酵素については、1ユニットは毎分1ピコ
モルの基質を生成物に転換するのに必要なタンパク量に等しい。
The 4CL gene of Pinus radiata (SEQ ID NO: 55) and Pin
The data of two representative enzyme assay experiments showing confirmation of the enzymatic activity of the OMT gene of S. radiata (SEQ ID NO: 54) are shown in Table 6. For the 4CL enzyme, one unit equals the amount of protein required to convert the substrate to product at a rate of 0.1 absorbance units per minute. For the OMT enzyme, one unit equals the amount of protein required to convert 1 picomole of substrate per minute to product.

【0129】[0129]

【表6】 [Table 6]

【0130】 表6に示されたデータは、精製4CL酵素及び精製OMT酵素の両方とも、酵
素検定で高い活性を示すことを証明し、本出願に記載された4CL及びOMT遺
伝子の正体を確認した。エンプティベクターで形質転換された大腸菌からの粗タ
ンパク調製物は前記4CL及びOMTのいずれの活性も示さなかった。これは、
実施例1で得られた単離cDNAから全ての手順を始めて、推定された機能しか
ない単離された新規cDNAの機能が確認できることを示している。
The data presented in Table 6 demonstrated that both the purified 4CL enzyme and the purified OMT enzyme showed high activity in enzyme assays, confirming the identity of the 4CL and OMT genes described in this application. . Crude protein preparations from E. coli transformed with the empty vector did not show the activity of either 4CL or OMT. this is,
Starting from all the procedures from the isolated cDNA obtained in Example 1, it is shown that the function of the isolated novel cDNA having only the putative function can be confirmed.

【0131】 実施例8 植物におけるユニーク配列識別子の存在/非存在の証明 トランスジェニックタバコ植物が、タバコには見つからないユニークな識別子
配列を用いて作成された。挿入されたユニーク識別子配列は、Pinus ra
diataから単離された配列識別番号第76番及びEucalyptus g
randisから単離された配列識別番号第77番であった。前記ユニーク識別
子配列は、公表された方法(An Gら、“Binary Vectors、”
Gelvin SB及びSchilperoort RA編集、Plant M
olecular Biology Manual、Kluwer Acade
mic Publishers、Dordrecht、1988)を用いる直接
形質転換法により、アグロバクテリウム・ツメファシエンス菌LAB4301株
(カリフォルニア州のカリフォルニア大デービス校、のC.Kado博士より贈
与)に挿入された。アグロバクテリウムトランスジェニックコンストラクト中の
ユニーク識別子配列の存在と完全性は、制限酵素消化及びDNA配列決定により
確かめられた。
Example 8 Demonstration of Presence / Absence of Unique Sequence Identifier in Plants Transgenic tobacco plants were created using a unique identifier sequence not found in tobacco. The inserted unique identifier sequence is Pinusra
SEQ ID NO: 76 and Eucalyptus g isolated from S. diata
SEQ ID NO: 77 isolated from Randis. The unique identifier sequence can be obtained using published methods (An G et al., "Binary Vectors,"
Edited by Gelvin SB and Schilperroot RA, Plant M
olecular Biology Manual, Kluer Acade
Agrobacterium tumefaciens strain LAB4301 (gifted by Dr. C. Kado of Davis, CA, California) by direct transformation using mic Publishers, Dordrecht, 1988). The presence and integrity of the unique identifier sequence in the Agrobacterium transgenic construct was confirmed by restriction enzyme digestion and DNA sequencing.

【0132】 タバコ(Nicotiana tabacum cv.Samsun)の葉の
切片は、Horschら、Science、227:1229−1231、19
85の方法を用いて形質転換された。用いられたそれぞれのユニーク配列識別子
について、3つの独立した形質転換植物株が確立された。エンプティベクター対
照実験の2つの植物株が、ユニーク配列識別子を欠く何も挿入されていない(e
mpty)遺伝子導入ベクターを用いて確立された。
[0132] Tobacco (Nicotiana tabacum cv. Samsun) leaf sections were obtained from Horsch et al., Science, 227: 1229-1231,19.
Transformation was performed using 85 methods. For each unique sequence identifier used, three independent transformed plant lines were established. The two plant strains of the empty vector control experiment did not insert anything lacking the unique sequence identifier (e
mpty) was established using a gene transfer vector.

【0133】 前記植物のゲノムに前記配列識別子が存在することをテストするために、配列
識別子のユニークさがサザンブロット解析を用いて検定された。配列識別子がユ
ニークでタグとして有効なときは、該配列識別子は、タグが付いていない植物で
は明らかに存在せず、タグが付いた植物では明らかに存在するはずである。本実
施例では、エンプティベクターで形質転換された対照実験の植物にはユニーク識
別子は存在しないと予想される。ユニーク識別子は、該ユニーク識別子で形質転
換されたトランスジェニック植物には存在すると予想される。
To test for the presence of the sequence identifier in the plant genome, the uniqueness of the sequence identifier was tested using Southern blot analysis. When a sequence identifier is unique and valid as a tag, it should clearly be absent in untagged plants and clearly present in tagged plants. In this example, it is expected that no unique identifier will be present in the control plants transformed with the empty vector. The unique identifier is expected to be present in transgenic plants transformed with the unique identifier.

【0134】 ゲノムDNAは、Murray MGとThompson WF、Nucle
ic Acids Research 8:4321−4325、1980のセ
チルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)抽出法を用いて、エンプティ
ベクターで形質転換された対照実験の植物及びユニーク識別子で形質転換された
植物から調製された。マツ属ユニーク配列識別子(配列識別番号76)で形質転
換された植物の場合は制限酵素EcoRIで、ユーカリ属ユニーク配列識別子(
配列識別番号77)で形質転換された植物の場合は制限酵素XbaIで、DNA
サンプルが消化された。前記制限酵素消化でできたDNA断片は、1%アガロー
スゲルで分離された。図2の左のパネルと図2の右のパネルは、それぞれマツ属
とユーカリ属の実験由来のDNAサンプルのDNA断片パターンを示す。
Genomic DNA was obtained from Murray MG and Thompson WF, Nucle.
ic Acids Research 8: 4321-4325, prepared using the 1980 cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) extraction method from control plants transformed with empty vectors and plants transformed with unique identifiers. In the case of a plant transformed with the pine genus unique sequence identifier (SEQ ID NO: 76), the Eucalyptus genus unique sequence identifier (
In the case of a plant transformed with SEQ ID NO: 77), the DNA was digested with the restriction enzyme XbaI.
The sample was digested. DNA fragments obtained by the restriction enzyme digestion were separated on a 1% agarose gel. The left panel of FIG. 2 and the right panel of FIG. 2 show the DNA fragment patterns of DNA samples from experiments of the genus Pinus and Eucalyptus, respectively.

【0135】 アガロースゲル電気泳動の段階の後、前記DNAサンプルは、Souther
n、J.Mol.Bio.98:503−517により確立された方法を用いて
、Hybond−N+ブランドのナイロンメンブレン(Amersham Li
fe Science、Little Chalfont、Buckingha
mshire、英国)に転写された。前記ナイロンメンブレンは、上記で同定さ
れたユニーク配列識別子用の放射能標識されたプローブと反応され、高ストリン
ジェンシー(最終洗浄:0.5X塩クエン酸ナトリウムバッファー(SSC)プ
ラス0.1%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、15分65°C)で洗浄され
た。ゲノムDNAサンプル中の相補的な配列との前記プローブの雑種形成は、オ
ートラジオグラフィーを用いて検出された。
After the step of agarose gel electrophoresis, the DNA sample was
n. Mol. Bio. 98: 503-517, using a Hybond-N + brand nylon membrane (Amersham Li).
fe Science, Little Chalfont, Buckingha
mshire, UK). The nylon membrane is reacted with the radioactively labeled probe for the unique sequence identifier identified above, and subjected to high stringency (final wash: 0.5X sodium salt citrate buffer (SSC) plus 0.1% dodecyl sulfate). Sodium (SDS), 15 minutes, 65 ° C). Hybridization of the probe with a complementary sequence in a genomic DNA sample was detected using autoradiography.

【0136】 その結果が図3及び4に示される。図3(図2の左パネルに対応)はマツ属配
列識別子(配列識別番号76)由来のプローブを用いるサザンブロット解析で検
出された雑種形成パターンを示す。レーンA及びBはエンプティベクターで形質
転換された対照実験の植物由来のDNAサンプルを含み、レーンCないしEは配
列識別番号第76番で形質転換された植物由来のDNAを含む。レーンA及びB
には雑種形成がなく、配列識別番号第76番は、エンプティベクターで形質転換
された対照実験の植物には存在しないことを示す。すなわち、配列識別番号第7
6番はタバコ植物を曖昧なところなしにマークするのに適したユニークなタグで
ある。レーンCないしEは強い雑種形成が見られ、配列識別番号第76番を形質
転換により受け取った植物は、明確かつ曖昧なところなしに配列識別番号第76
番に含まれるユニーク配列でタグづけされたことを示す。
The results are shown in FIGS. FIG. 3 (corresponding to the left panel of FIG. 2) shows a hybridization pattern detected by Southern blot analysis using a probe derived from a pine genus sequence identifier (SEQ ID NO: 76). Lanes A and B contain DNA samples from control plants transformed with the empty vector, and lanes C through E contain DNA from plants transformed with SEQ ID NO: 76. Lanes A and B
Has no hybridization and SEQ ID NO: 76 indicates that it is absent in control plants transformed with the empty vector. That is, the sequence identification number 7
No. 6 is a unique tag suitable for marking tobacco plants without ambiguity. Lanes C through E show strong hybridization, and plants that have received SEQ ID NO: 76 by transformation are clearly and unambiguously identified with SEQ ID NO: 76.
Indicates that the tag was tagged with the unique sequence included in the number.

【0137】 図4(図2の右パネルに対応)は、ユーカリ属配列識別子(配列識別番号第7
7番)由来のプローブを用いるサザンブロット解析で検出された雑種形成パター
ンを示す。レーンA及びBは、エンプティベクターで形質転換された対照実験の
植物由来のDNAサンプルを含み、レーンCないしEは、配列識別番号第77番
で形質転換された植物由来のDNAを含む。レーンA及びBは雑種形成が見られ
ず、配列識別番号第77番が、エンプティベクターで形質転換された対照実験の
植物には存在しないことを示す。すなわち、配列識別番号第77番は、タバコ植
物を曖昧なところなしにマークするのに適したユニークなタグである。レーンC
ないしEは強い雑種形成が見られ、形質転換により配列識別番号第77番を受け
取った植物は、配列識別番号第77番に含まれたユニークな配列で、明確かつ曖
昧なところなくタグ付けされたことを示す。
FIG. 4 (corresponding to the right panel in FIG. 2) shows the Eucalyptus sequence identifier (sequence identification number 7).
7 shows a hybridization pattern detected by Southern blot analysis using a probe derived from No. 7). Lanes A and B contain DNA samples from control plants transformed with the empty vector, and lanes C through E contain DNA from plants transformed with SEQ ID NO: 77. Lanes A and B show no hybridization, indicating that SEQ ID NO: 77 is absent from control plants transformed with the empty vector. That is, SEQ ID NO: 77 is a unique tag suitable for marking tobacco plants without ambiguity. Lane C
E to E show strong hybridization, and the plants receiving SEQ ID NO: 77 by transformation were clearly and unambiguously tagged with the unique sequence contained in SEQ ID NO: 77 Indicates that

【0138】 前記のデータは、本明細書に開示された配列がトランスジェニックな材料を曖
昧なところなくタグづけする目的に有用であることを明確に証明する。ユニーク
な配列が多数の潜在的なタブから選択され、タグづけされる生物のゲノムには存
在しないことが示された。前記タグはタグづけされる生物のゲノムに挿入され、
十分に確立したDNA検出方法がタグとして用いられるユニーク配列識別子を明
確に検出するために用いられた。
The above data clearly demonstrate that the sequences disclosed herein are useful for the purpose of unambiguously tagging transgenic material. A unique sequence was selected from a number of potential tabs, indicating that it was not present in the genome of the organism being tagged. The tag is inserted into the genome of the organism to be tagged;
Well-established DNA detection methods were used to unambiguously detect unique sequence identifiers used as tags.

【0139】 本実施例に用いられた配列特異的な検出方法のため、本明細書に開示された発
明の使用者は、開示されたリスト中に、いかなる生物をタグ付けするのにも有用
な配列識別子を見いだす高い可能性と、タグ付けされる生物のゲノムにユニーク
な配列を意図的に付加することによってのみ、タグ付けされた生物はある特定の
タグを獲得することができたことを証明する明快な方法との両方を有する。本発
明の使用者がある生物に用いたタグの正確な配列を秘密に保つ場合は、該生物の
起源及び来歴に関するいかなる争点も、本実施例に開示されたタグ検出技術を用
いて曖昧なところなく解決することができる。
Because of the sequence-specific detection methods used in this example, users of the invention disclosed herein are useful for tagging any organism in the disclosed list. Probability of finding sequence identifiers and proving that tagged organisms could acquire certain tags only by intentionally adding unique sequences to the genome of the tagged organism With both a clear way to do it. If the user of the present invention keeps the exact sequence of tags used for an organism secret, any issues regarding the origin and history of the organism may be unclear using the tag detection techniques disclosed in this example. Can be solved without.

【0140】 配列識別番号1ないし304は、添付された配列リストに提示されている。添
付された配列リストに用いられたヌクレオチド配列の符号は、記号「n」を含め
て、WIPO Standard ST.25 (1998)、Appendi
x 2、Table 1に準拠している。
[0140] SEQ ID NOs: 1-304 are provided in the attached Sequence Listing. The nucleotide sequence symbols used in the attached sequence listings, including the symbol "n", are the same as those in WIPO Standard ST. 25 (1998), Appendi
x2, Table 1.

【0141】 ここで引用された全ての文献は、特許文献及び非特許文献を含め、省略される
ことなく全引用事項を含むように、本文中に全体として掲載されている。この明
細書において、本発明はいくつかの好ましい実施態様との関連で説明しており、
例示の目的で多くの詳細が明らかにされているが、本発明はさらなる実施態様が
可能であること、及び、この中で説明された前記詳細事項は本発明の基本的原理
から逸脱することなく広く変更されうることは、当業者に明らかであろう。
All documents cited herein, including patent documents and non-patent documents, are incorporated in the text as a whole so as to include all cited matters without omission. In this specification, the invention has been described in connection with several preferred embodiments,
While many details have been set forth for purposes of illustration, the invention is capable of further embodiments and the details described therein are without departing from the basic principles of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that they can be widely varied.

【配列表】 [Sequence list]

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

【図1】 イソプレノイド化合物の基本的な生合成経路を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic biosynthetic pathway of an isoprenoid compound.

【図2】 マツ属由来のユニーク配列識別子を用いるタグ付け実験で作出されたタバコ植
物由来のゲノムDNAサンプル(左パネル)及びユーカリ属由来のユニーク配列
識別子を用いるタグ付け実験で作出されたタバコ植物由来のゲノムDNAサンプ
ル(右パネル)を示す。両パネルとも、レーンA及びBはエンプティベクターで
形質転換された対照実験の植物由来のDNAサンプルを含み、レーンCないしE
はユニーク配列識別子で形質転換された植物由来のDNAサンプルを含む。
FIG. 2 shows a genomic DNA sample derived from a tobacco plant produced in a tagging experiment using a unique sequence identifier derived from pine (left panel) and a tobacco plant produced in a tagging experiment using a unique sequence identifier derived from Eucalyptus. The derived genomic DNA sample (right panel) is shown. In both panels, lanes A and B contain DNA samples from control plants transformed with empty vectors, and lanes C through E
Contains DNA samples from plants transformed with the unique sequence identifier.

【図3】 形質転換タバコ植物におけるマツ属ユニーク配列識別子の検出を示す。レーン
A及びBは、配列識別番号402由来のプローブの雑種形成を示す。レーンCな
いしEは、当該マツ属ユニーク配列識別子の1ないし3コピーを含むタバコ植物
のゲノムDNAと前記プローブの雑種形成を示す。
FIG. 3 shows detection of Pine genus unique sequence identifiers in transformed tobacco plants. Lanes A and B show hybridization of the probe from SEQ ID NO: 402. Lanes C-E show the hybridization of the probe with the genomic DNA of tobacco plants containing 1-3 copies of the Pine unique sequence identifier.

【図4】 形質転換タバコ植物におけるユーカリ属ユニーク配列識別子の検出を示す。レ
ーンA及びBは、配列識別番号403由来のプローブとユーカリ属ユニーク配列
識別子を欠くタバコ植物(エンプティベクターで形質転換された対照実験の植物
)のゲノムDNAとの雑種形成を示す。レーンCないしEは、1ないし2コピー
のユーカリ属ユニーク配列識別子を含むタバコ植物のゲノムDNAとの雑種形成
を示す。
FIG. 4 shows detection of Eucalyptus unique sequence identifiers in transformed tobacco plants. Lanes A and B show hybridization between the probe from SEQ ID NO: 403 and the genomic DNA of a tobacco plant lacking a Eucalyptus unique sequence identifier (a control plant transformed with an empty vector). Lanes C-E show hybridization with tobacco plant genomic DNA containing 1-2 copies of the Eucalyptus unique sequence identifier.

───────────────────────────────────────────────────── 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) C12N 5/10 C12Q 1/68 A 9/00 C12N 15/00 ZNAA C12Q 1/68 5/00 A C (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,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 2B030 AA02 AA03 AB03 AD08 CA06 CA17 CA19 CB02 CD03 CD07 CD10 4B024 AA01 AA08 BA07 CA02 DA01 EA04 GA11 4B050 CC07 DD13 LL01 4B063 QA01 QA20 QQ09 QQ42 QR08 QR42 QR56 QS25 QS34 QX02 4B065 AA89X AA89Y AB01 BA02 CA02 CA08 CA27 CA44 CA53──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C12N 5/10 C12Q 1/68 A 9/00 C12N 15/00 ZNAA C12Q 1/68 5/00 AC ( 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, TZ, UG, ZW), EA (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, DM, 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, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD , SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZWF terms (reference) 2B030 AA02 AA03 AB03 AD08 CA06 CA17 CA19 CB02 CD03 CD07 CD10 4B024 AA01 AA08 BA07 CA02 DA01 EA04 GA11 4B050 CC07 DD13 LL01 4B063 QA01 QA20 QQ09 QQ42 QR08 QR42 QR56 QS25 QS34 QX02 4B065 AA89X AA89Y AB01 BA02 CA02 CA08 CA27 CA43 CA53

Claims (29)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (1)配列識別番号第1ないし53番及び第78ないし16
4番に列挙された配列と、(2)配列識別番号第1ないし53番及び第78ない
し164番に列挙された配列の相補体と、(3)配列識別番号第1ないし53番
及び第78ないし164番に列挙された配列の逆相補体と、(4)配列識別番号
第1ないし53番及び第78ないし164番に列挙された配列の逆配列と、(5
)配列識別番号第1番、第2番、第4ないし6番、第8ないし12番、第19番
、第21ないし23番、第28ないし33番、第35番、第37ないし42番、
第44番、第46ないし52番、第78ないし80番、第82番、第83番、第
86番、第89ないし92番、第96ないし100番、第104ないし113番
、第115番、第117番、第120番、第122ないし130番、第132な
いし136番、第138ないし158番、第160番、第163番及び第164
番に列挙されたポリヌクレオチド配列から選択された対比配列と比較するとき同
一性の百分率が40%以上となるポリヌクレオチド配列であって、その同一性の
百分率は、前記配列と対比配列をここに記載されたパラメータ値に設定されたB
LASTNアルゴリズムバージョン2.0.4を用いてアライメントをとること
、前記配列と対比配列とのアライメントのとれた部分にわたって同一の核酸の数
を同定すること、同一の核酸の数を対比配列の全核酸数で割り100を掛けるこ
とにより決定される、同一性の百分率が40%以上のポリヌクレオチド配列を含
む配列と、(6)配列識別番号第3番、第7番、第14番、第18番、第20番
、第25番、第34番、第36番、第53番、第84番、第85番、第87番、
第88番、第101番、第114番、第116番、第118番、第119番、第
131番、第137番、第159番、第161番及び第162番に列挙されたポ
リヌクレオチド配列から選択された対比配列と比較するとき上記(5)に記載の
同一性の百分率が60%以上となるポリヌクレオチド配列を含む配列と、(7)
配列識別番号第16番、第17番、第26番、第43番、第45番、第93番、
第94番及び第121番に列挙されたポリヌクレオチド配列から選択された対比
配列と比較するとき上記(5)に記載の同一性の百分率が75%以上となるポリ
ヌクレオチド配列を含む配列と、(8)配列識別番号第13番、第24番、第9
5番、第102番及び第103番に列挙されたポリヌクレオチド配列から選択さ
れた対比配列と比較するとき上記の(5)に記載の同一性の百分率が90%以上
となるポリヌクレオチド配列を含む配列と、(9)上記(1)ないし(8)に列
挙された配列を含むポリヌクレオチドと雑種形成するポリヌクレオチド配列を含
む配列と、(10)上記(1)ないし(8)に列挙された配列の100マーであ
るポリヌクレオチド配列を含む配列と、(11)上記(1)ないし(8)に列挙
された配列の40マーであるポリヌクレオチド配列を含む配列と、(12)上記
(1)ないし(8)に列挙された配列の20マーであるポリヌクレオチド配列を
含む配列と、(13)上記(1)ないし(12)に列挙された配列から1以上の
保存的置換によってしか相違しないポリヌクレオチド配列を含む配列とからなる
グループから選択されるポリヌクレオチド配列を含む、単離ポリヌクレオチド。
(1) Sequence identification numbers 1 to 53 and 78 to 16
The sequence listed in No. 4; (2) the complement of the sequence listed in SEQ ID Nos. 1 to 53 and 78 to 164; and (3) the sequence ID Nos. 1 to 53 and 78. To the reverse complement of the sequences listed in SEQ ID Nos. 1 to 53 and 78 to 164; (5)
) Sequence identification numbers 1, 2, 4 to 6, 8 to 12, 19, 21 to 23, 28 to 33, 35, 37 to 42,
No. 44, No. 46-52, No. 78-80, No. 82, No. 83, No. 86, No. 89-92, No. 96-100, No. 104-113, No. 115, No. 117, No. 120, No. 122-130, No. 132-136, No. 138-158, No. 160, No. 163 and No. 164
A polynucleotide sequence having a percent identity greater than or equal to 40% when compared to a reference sequence selected from the polynucleotide sequences listed above, wherein the percent identity is determined by comparing the sequence to the reference sequence. B set to the described parameter value
Aligning using the LASTN algorithm version 2.0.4, identifying the number of identical nucleic acids over the aligned portion of the sequence and the reference sequence, determining the number of identical nucleic acids as the total number of nucleic acids in the comparison sequence A sequence comprising a polynucleotide sequence having a percent identity of 40% or more, determined by dividing by a number and multiplying by 100; (6) sequence identification numbers 3, 7, 14, and 18; No. 20, No. 25, No. 34, No. 36, No. 53, No. 84, No. 85, No. 87,
Polynucleotide sequences listed at positions 88, 101, 114, 116, 118, 119, 131, 137, 159, 161 and 162 A sequence comprising a polynucleotide sequence having a percent identity of 60% or more as described in (5) above, when compared with a comparison sequence selected from (7);
Sequence identification numbers 16th, 17th, 26th, 43rd, 45th, 93rd,
A sequence comprising a polynucleotide sequence having a percent identity of 75% or more as described in (5) above, when compared to a reference sequence selected from the polynucleotide sequences listed at No. 94 and No. 121; 8) Sequence ID Nos. 13, 24, 9
Includes polynucleotide sequences having a percent identity of 90% or more as described in (5) above when compared to a reference sequence selected from the polynucleotide sequences listed under Nos. 5, 102 and 103. A sequence, (9) a sequence containing a polynucleotide sequence hybridizing with a polynucleotide containing the sequence listed in (1) to (8) above, and (10) a sequence containing a polynucleotide sequence hybridizing with the polynucleotide containing the sequence listed in (1) to (8) above. A sequence comprising a polynucleotide sequence which is a 100-mer of the sequence; (11) a sequence comprising a polynucleotide sequence which is a 40-mer of the sequences listed in (1) to (8) above; And (13) one or more conservative substitutions from the sequences listed in (1) to (12) above, including a polynucleotide sequence that is a 20-mer of the sequences listed in (8). Comprising a polynucleotide sequence selected from the group consisting of a sequence comprising a polynucleotide sequence that do not differ or isolated polynucleotide.
【請求項2】 請求項1に列挙されたヌクレオチド配列の10個の連続した
残基と相補的な10個以上の連続した残基を含む、単離されたオリゴヌクレオチ
ドプローブ又はプライマー。
2. An isolated oligonucleotide probe or primer comprising 10 or more contiguous residues complementary to 10 contiguous residues of the nucleotide sequence recited in claim 1.
【請求項3】 請求項1に記載のポリヌクレオチドを含む、遺伝子コンスト
ラクト。
3. A gene construct comprising the polynucleotide according to claim 1.
【請求項4】 請求項3に記載の遺伝子コンストラクトを含む、トランスジ
ェニック細胞。
4. A transgenic cell comprising the gene construct according to claim 3.
【請求項5】 請求項4に記載のトランスジェニック細胞であって、該細胞
は細菌細胞、昆虫細胞、酵母細胞、哺乳類細胞及び植物細胞の1つから選択され
る、トランスジェニック細胞。
5. The transgenic cell according to claim 4, wherein said cell is selected from one of a bacterial cell, an insect cell, a yeast cell, a mammalian cell and a plant cell.
【請求項6】 5`から3`の方向に、(a)遺伝子プロモーター配列と、
(b)(1)イソプレノイド生合成経路で活性を有する酵素の少なくとも機能的
な部分をコードする請求項1に記載のヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド
と(2)イソプレノイド生合成経路で活性を有する酵素をエンコードするポリヌ
クレオチドのノンコーディング領域を含む請求項1のヌクレオチド配列を含むポ
リヌクレオチドとのうち少なくとも1つを含むポリヌクレオチド配列と、(c)
遺伝子ターミネーション配列とを含む、遺伝子コンストラクト。
6. In the direction from 5% to 3%, (a) a gene promoter sequence;
(B) a polynucleotide comprising the nucleotide sequence according to claim 1, which encodes at least a functional part of an enzyme having activity in the isoprenoid biosynthetic pathway; and (2) an enzyme having activity in the isoprenoid biosynthetic pathway. A polynucleotide sequence comprising at least one of the polynucleotide comprising the nucleotide sequence of claim 1 comprising a non-coding region of the encoding polynucleotide; and (c)
A gene construct comprising a gene termination sequence.
【請求項7】 ポリヌクレオチドはセンス方向に配列する、請求項6に記載
のコンストラクト。
7. The construct of claim 6, wherein the polynucleotides are arranged in a sense orientation.
【請求項8】 ポリヌクレオチドはアンチセンス方向に配列する、請求項6
に記載のコンストラクト。
8. The polynucleotide of claim 6, wherein the polynucleotides are arranged in an antisense orientation.
The construct according to 1.
【請求項9】 遺伝子プロモーター配列と遺伝子ターミネーション配列は植
物宿主で機能する、請求項6に記載のコンストラクト。
9. The construct according to claim 6, wherein the gene promoter sequence and the gene termination sequence function in a plant host.
【請求項10】 請求項6に記載のコンストラクトを含む、トランスジェニ
ック細胞。
10. A transgenic cell comprising the construct according to claim 6.
【請求項11】 ポリヌクレオチドはセンス方向に配列する、請求項10に
記載のトランスジェニック細胞。
11. The transgenic cell of claim 10, wherein the polynucleotides are arranged in a sense orientation.
【請求項12】 ポリヌクレオチドはアンチセンス方向に配列する請求項1
0に記載のトランスジェニック細胞。
12. The polynucleotide of claim 1, wherein the polynucleotides are arranged in an antisense orientation.
The transgenic cell according to 0.
【請求項13】 細胞は細菌細胞、昆虫細胞、酵母細胞、哺乳類細胞及び植
物細胞の1つから選択される、請求項10に記載のトランスジェニック細胞。
13. The transgenic cell according to claim 10, wherein the cell is selected from one of a bacterial cell, an insect cell, a yeast cell, a mammalian cell and a plant cell.
【請求項14】 請求項9に記載のトランスジェニック細胞を含む、植物又
はその果実、種子又は子孫。
14. A plant, or a fruit, seed or progeny thereof, comprising the transgenic cell according to claim 9.
【請求項15】 植物は木本植物である、請求項14に記載の植物。15. The plant according to claim 14, wherein the plant is a woody plant. 【請求項16】 植物はユーカリとマツの種からなるグループから選択され
る、請求項15に記載の植物。
16. The plant according to claim 15, wherein the plant is selected from the group consisting of eucalyptus and pine species.
【請求項17】 生物のイソプレノイド生合成経路に関与する酵素の含量、
組成及び代謝の1つ以上を改変するための方法。
17. The content of an enzyme involved in an isoprenoid biosynthesis pathway of an organism,
Methods for altering one or more of composition and metabolism.
【請求項18】 生物が植物である、請求項17に記載の方法。18. The method according to claim 17, wherein the organism is a plant. 【請求項19】 生物のイソプレノイド化合物の含量、組成及び代謝の1つ
以上を改変するための方法であって、請求項6に記載のコンストラクトを生物の
ゲノムに安定的に取り込むことを含む、改変するための方法。
19. A method for modifying one or more of the content, composition, and metabolism of an isoprenoid compound of an organism, the method comprising stably incorporating the construct of claim 6 into the genome of the organism. Way to do.
【請求項20】 生物が植物である、請求項19に記載の方法。20. The method according to claim 19, wherein the organism is a plant. 【請求項21】 変更されたイソプレノイド含量、変更されたイソプレノイ
ド組成及び変更されたイソプレノイド代謝のうちの1つ以上を有する生物を作出
するための方法であって、(a)トランスジェニック宿主細胞を用意するために
請求項3に記載のコンストラクトで宿主細胞を形質転換すること、(b)前記ト
ランスジェニック宿主細胞を成長と再生に資する条件下で培養することを含む、
生物を作出するための方法。
21. A method for producing an organism having one or more of an altered isoprenoid content, an altered isoprenoid composition, and an altered isoprenoid metabolism, comprising: (a) providing a transgenic host cell. Transforming a host cell with the construct according to claim 3 to obtain a transgenic host cell under conditions conducive to growth and regeneration.
A way to create living things.
【請求項22】 生物は植物で宿主細胞は植物細胞である、請求項21に記
載の方法。
22. The method according to claim 21, wherein the organism is a plant and the host cell is a plant cell.
【請求項23】 請求項1に記載のポリヌクレオチドにエンコードされる、
単離ポリペプチド。
23. Encoded by the polynucleotide of claim 1,
An isolated polypeptide.
【請求項24】 植物のイソプレノイド生合成経路において酵素活性を有す
る、請求項23に記載のポリペプチド。
24. The polypeptide according to claim 23, which has an enzymatic activity in a plant isoprenoid biosynthesis pathway.
【請求項25】 配列識別番号第1ないし53番及び第78ないし164番
として列挙されたヌクレオチド配列とストリンジェントな条件下で雑種形成する
ポリヌクレオチドから発現されるアミノ酸配列を含む、単離ポリペプチド。
25. An isolated polypeptide comprising an amino acid sequence expressed from a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to the nucleotide sequences listed as SEQ ID NOs: 1-53 and 78-164. .
【請求項26】 (1)配列識別番号第165ないし286番及び第288
ないし304番に提示された配列と、(2)配列識別番号第194ないし200
番、第202番、第216番、第223番、第230番、第235番、第239
番、第240番、第243番、第250番、第255番、第259番、第260
番、第263番、第270番、第272番、第274番、第278番、第291
番、第292番、第293番、第296番、第303番及び第304番に列挙さ
れたポリペプチド配列から選択された対比配列と少なくとも50%の同一性を有
するポリペプチド配列を含む配列と、(3)配列識別番号第166番、第168
ないし177番、第179番、第183ないし188番、第192番、第203
ないし205番、第207番、第209ないし213番、第218番、第219
番、第221番、第224番、第225番、第227ないし229番、第231
番、第232番、第234番、第237番、第242番、第244番、第245
番、第251番、第253番、第262番、第267番、第268番、第269
番、第273番、第276番、第277番、第279番、第281番、第282
番、第284番、第286番、第289番、第290番、第294番、第295
番及び第297ないし302番に列挙されたポリペプチド配列から選択される対
比配列と少なくとも75%の同一性を有するポリペプチド配列を含む配列と、(
4)配列識別番号第165番、第167番、第178番、第182番、第189
ないし191番、第193番、第201番、第206番、第208番、第214
番、第215番、第217番、第220番、第222番、第226番、第233
番、第238番、第241番、第246ないし250番、第254番、第256
ないし258番、第261番、第264番、第265番、第266番、第275
番、第280番、第283番、第285番及び第288番に列挙されたポリペプ
チド配列から選択される対比配列と少なくとも90%の同一性を有するポリペプ
チド配列を含む配列と、(5)配列識別番号第180番、第181番及び第27
1番に列挙されるポリペプチド配列から選択される対比配列と少なくとも95%
の同一性を有するポリペプチド配列を含む配列と、(6)上記(1)ないし(5
)に列挙され少なくとも100個の残基を有する配列の100マーであるポリペ
プチド配列を含む配列と、(7)上記(1)ないし(5)に列挙され少なくとも
40個の残基を有する配列の40マーであるポリペプチド配列を含む配列と、(
8)上記(1)ないし(5)に列挙され少なくとも20個の残基を有する配列の
20マーであるポリペプチド配列を含む配列とからなるグループから選択される
ポリペプチド配列を含む、単離ポリペプチド。
26. (1) SEQ ID Nos. 165 to 286 and 288
And (2) SEQ ID Nos. 194 to 200
No. 202, No. 216, No. 223, No. 230, No. 235, No. 239
No. 240, No. 243, No. 250, No. 255, No. 259, No. 260
No., No. 263, No. 270, No. 272, No. 274, No. 278, No. 291
No. 292, No. 293, No. 296, No. 303 and No. 304 comprising a polypeptide sequence having at least 50% identity to a reference sequence selected from the polypeptide sequences listed in Nos. , (3) SEQ ID Nos. 166 and 168
Nos. 177, 179, 183 to 188, 192, 203
To 205, 207, 209 to 213, 218, 219
No. 221, No. 224, No. 225, Nos. 227 to 229, No. 231
No., No. 232, No. 234, No. 237, No. 242, No. 244, No. 245
No. 251, No. 253, No. 262, No. 267, No. 268, No. 269
No., No. 273, No. 276, No. 277, No. 279, No. 281, No. 282
No., No. 284, No. 286, No. 289, No. 290, No. 294, No. 295
And a sequence comprising a polypeptide sequence having at least 75% identity to a reference sequence selected from the polypeptide sequences listed under Nos. 297-302;
4) Sequence identification numbers 165, 167, 178, 182, 189
191st, 193rd, 201st, 206th, 208th, 214th
No., No. 215, No. 217, No. 220, No. 222, No. 226, No. 233
No. 238, No. 241, No. 246 to No. 250, No. 254, No. 256
No. 258, No. 261, No. 264, No. 265, No. 266, No. 275
No. 280, No. 283, No. 285 and No. 288, a sequence comprising a polypeptide sequence having at least 90% identity to a reference sequence selected from the polypeptide sequences listed in Nos. Sequence identification numbers 180, 181, and 27
At least 95% of the reference sequence selected from the polypeptide sequences listed under No. 1
(6) a sequence containing a polypeptide sequence having the identity of
And (7) a sequence comprising a polypeptide sequence which is a 100-mer of the sequence having at least 100 residues and a sequence having at least 40 residues as listed in (1) to (5) above. A sequence comprising a 40-mer polypeptide sequence;
8) An isolated polypeptide comprising a polypeptide sequence selected from the group consisting of a sequence comprising a polypeptide sequence that is a 20-mer of the sequence having at least 20 residues listed in (1) to (5) above. peptide.
【請求項27】 生物のイソプレノイド化合物の含量、組成及び代謝のうち
1つ以上を改変するための方法であって、請求項26に記載の単離されたポリペ
プチドを投与することを含む、改変するための方法。
27. A method for altering one or more of the content, composition, and metabolism of an isoprenoid compound of an organism, the method comprising administering the isolated polypeptide of claim 26. Way to do.
【請求項28】 生物は植物で単離されたポリペプチドの投与方法は局部的
である、請求項27に記載の方法。
28. The method according to claim 27, wherein the method of administering the polypeptide isolated from the organism is a local.
【請求項29】 生物は哺乳類で単離ポリペプチドの投与方法は全身的であ
る、請求項27に記載の方法。
29. The method of claim 27, wherein the organism is a mammal and the method of administering the isolated polypeptide is systemic.
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