JP2003061659A - アスペルギルス属由来の新規なプロモーター - Google Patents
アスペルギルス属由来の新規なプロモーターInfo
- Publication number
- JP2003061659A JP2003061659A JP2001250805A JP2001250805A JP2003061659A JP 2003061659 A JP2003061659 A JP 2003061659A JP 2001250805 A JP2001250805 A JP 2001250805A JP 2001250805 A JP2001250805 A JP 2001250805A JP 2003061659 A JP2003061659 A JP 2003061659A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gene
- promoter
- protein
- aspergillus
- aspergillus oryzae
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
ターが7つ分離され、その塩基配列が決定された。 【効果】 本プロモーターを利用することにより、Aspe
rgillus oryzaeのGTP binding protein等の発現を増強
するほか、他のタンパク質の発現増強も期待される。
Description
(Aspergillus)属糸状菌の新規プロモーターに関す
る。更に詳細には、本発明はアスペルギルス・オリゼ由
来の新規プロモーター配列をクローニングし、アスペル
ギルス属糸状菌を宿主として有用タンパク質およびペプ
チドを発現させるために必要なDNA断片を有するプラ
スミドと、それを用いた有用タンパク質およびペプチド
の製造法に関するものである。
に、ヒトの有用タンパク質が大腸菌や酵母を用いて生産
することが可能となってきた。しかし大腸菌を宿主とし
てヒトなどの真核生物由来の遺伝子を発現させた場合、
正常なプロセッシングが行われない、糖鎖が付着しない
などの問題点が指摘されている。また酵母によって異種
タンパクの分泌生産を行う場合は、糖鎖結合はされるも
のの、その分泌量が非常に少ないという欠点を有する。
そこで、高いタンパク分泌能を持つ糸状菌が、真核生物
のタンパク発現の宿主として注目されてきた。なかでも
黄麹菌Aspergillusoryzaeは、清酒や味噌など醸造産業
上で長く使用された実績から、異種遺伝子発現への応用
に積極的に利用されている。既にMucor mieh
eiの酸性プロテアーゼなどがA.oryzaeを宿主
として、工業生産されている。
は、αアミラーゼやグルコアミラーゼなどのアミラーゼ
遺伝子のプロモーターが用いられることが多い。しかし
ながら、異種タンパクの生産性を向上させるためにはよ
り強力な発現能を有するとともに、様々な遺伝子産物の
発現に対応した複数のプロモーターの探索が不可欠であ
る。
産を行うプロモーターとしては、主に麹菌の分泌酵素な
ど生産量が多いタンパクの遺伝子にターゲットが当てら
れている。これは麹菌は菌体外に大量のタンパクを分泌
するため、このようなタンパクの遺伝子プロモーターは
発現能も高いと考える発想である。しかし麹菌の全タン
パクの発現を見た場合、必ずしも菌体外タンパクの遺伝
子が高発現しているわけではなく、菌体内のタンパクの
遺伝子であっても高い発現能を有するものも存在すると
考えられる。
て、清酒、味噌、醤油、みりん等の発酵産業で利用され
る蒸し米を用いた麹菌の固体培養ではその生産されるタ
ンパク質の種類が多く、未だにクローニングされていな
い遺伝子が多数存在するとの着想を得た。よって、従来
の技術常識にとらわれることなく、固体培養で発現する
遺伝子群からのプロモーターを検索することが望ましい
との新しい発想に本発明者らはたった。
るタンパク質によって相性の良いプロモーターの選択が
重要である。誘導条件、発現条件、培養方法など、目的
遺伝子産物に最も適したプロモーターを選択することが
望ましい。これらの点に鑑み、本発明者らは、効率的な
異種タンパク質発現のためには、様々な発現特性を持つ
複数のプロモーターを準備していくことが必要であると
の観点にたった。
プロモーターを探索し、様々な異種遺伝子の発現に対応
できる複数のプロモーターを単離し、取得プロモーター
を利用した麹菌の遺伝子発現系を用いて異種タンパク質
を製造する方法を提供することを目的としてなされたも
のである。本発明は以下の様にして上記目的を達成する
ことができた。
は、主に液体培養を行った菌体を用いて解析を行うた
め、液体培養で発現する遺伝子については既に多くの報
告例がある。一方、清酒、味噌、醤油、みりんなどの発
酵産業で行われている固体培養については、その遺伝子
発現機構についてはほとんど解明されていない。すなわ
ち、固体培養で発現する遺伝子の解析例は少なく、この
中には未だクローニングされていない未知遺伝子が多数
含まれていることが予想される。そしてこれらの未知遺
伝子のプロモーターの中に、固体培養で強力に発現する
など固体培養での物質生産に適したプロモーターが含ま
れていることが期待できる。そこで、プロモーターの探
索源として固体培養で発現する遺伝子群を用いることに
した。固体培養から得られたcDNAライブラリーか
ら、未発表の遺伝子に関するcDNAを抽出し、そのプ
ロモーター領域の単離を行った。
て、麹菌のゲノムDNAをテンペレートにしたPCR法
を挙げる。麹菌からゲノムDNAを抽出してEcoR
V、ScaI、DraI、PvuIIあるいはSspI等
の6bpを認識して平滑末端に切断するそれぞれの制限
酵素で完全消化し、そのゲノムDNA断片の両端に適当
なアダプターを連結する。この両端にアダプターが連結
されたゲノムDNA断片を鋳型として、cDNAの塩基
配列から合成したプライマーおよびアダプターの一本鎖
部分の配列を有するプライマーを用いてPCRを行う。
増幅産物を電気泳動で確認して1〜2kb程度の長さを
有するDNA断片を電気泳動によって単離・精製する。
この断片の塩基配列を決定し、ホモロジー検索から推定
される開始コドンより上流をプロモーター配列とする。
も、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)O
−1013(生命工学工業技術研究所(現、独立行政法
人産業技術総合研究所 特許生物寄託センター))にF
ERM P−16528として寄託)にふくまれている
ので、ゲノムDNAから直接切り出すことによって容易
に入手することができる。その場合、当該プロモーター
を含む遺伝子配列を分離し、その配列において、開始コ
ドンより上流をプロモーター配列とし、そのプロモータ
ー活性を上記するプロモーター解析システムで確認して
もよい。
作成しているプロモーター活性測定用プラスミドpNG
US(図8)のGUS遺伝子上流に転写方向が合うよう
に挿入する。このプラスミドをA.oryzaeのni
aD変異株に導入し、導入プラスミドが宿主の染色体上
のniaD locusに1コピーだけ相同組換えを起
こした株を選択する。この遺伝子導入株を種々の条件で
培養し、菌体内のGUS活性を測定することにより、プ
ロモータ発現能とした。
は、本発明者らが開発するのに成功したものであって、
このプラスミドは、形質転換用マーカーであるA.or
yzaeのniaD遺伝子(E.S. Unkleら、Mol. Gen.
Genet., 218, p.99-104, 1989)と、レポーター遺伝子
である大腸菌のβ−グルクロニダーゼ(GUS)をコー
ドするuidA遺伝子(R. A. Jeffersonら、Proc. Nat
l. Acad. Sci., p.8447-8451,1986)を含むものであ
る。
を測定して有用プロモーターをスクリーニングするに
は、このプラスミドのuidA遺伝子の上流域(例えば
SalI、PstIサイト)に、検討しようとする種々
の遺伝子プロモーター(又はプロモーターと予測される
配列)あるいはその一部分、DNA断片をAsperg
illus oryzae O−1013(FERM
P−16528)のniaD変異株(アスペルギルス・
オリゼ(Aspergillus oryzae)1013−niaD:本
菌株は、硝酸資化能欠損株、Nitrate Redu
ctase欠損株であって、生命工学工業技術研究所
(現、独立行政法人 産業技術総合研究所特許生物寄託
センター)にFERM P−17707として寄託され
ている。)に導入し、導入プラスミドが宿主染色体のn
iaD locusに1コピーだけ導入された形質転換
体を選択する。そしてこれらの形質転換体のGUS活性
を測定することにより、プロモーター活性の指標とし、
プロモーターを効率的にスクリーニングするものであ
る。
で、Aspergillus oryzae O−10
13(FERM P−16528)のゲノムDNAにつ
いて種々検討した結果、以下に挙げる遺伝子のプロモー
ターが液体培養及び固体培養で強力に発現していること
をはじめて確認し、これら新規プロモーターを開発する
のに成功したものである。
ein)遺伝子、ATP合成酵素(ATPsynthetase)遺伝
子、シャペロン(chaperon)遺伝子、熱ショックタンパ
ク質(heat shock protein)遺伝子、熱ショックタンパ
ク質活性化タンパク質(activator protein of Hsp70 a
nd Hsp90)遺伝子、G4核酸結合タンパク質(G4 nucle
ic acid binding protein)遺伝子、ATP/ADPキ
ャリアータンパク質(ATP/ADP carrier protein)遺伝
子。
もその塩基配列の決定にも成功し、それらを配列表の配
列番号1〜7(図1〜図7)にそれぞれ示した。なお、
上記した各遺伝子のプロモーターの記載順序と配列番号
(図番号)は対応している。
決定された塩基配列に対してストリンジェントな条件、
例えば、0.1%SDS、1×SSC(60℃、0.3
mol NaCl、0.03Mクエン酸ソーダ)でハイ
ブリダイズする塩基配列をも包含する。
望の有用タンパク質遺伝子を連結してベクターを構築
し、該ベクターで宿主を形質転換し、それを培養するこ
とにより、有用タンパク質を著量生産させることができ
る。宿主としては、アスペルギルス・オリゼをはじめ、
その他のアスペルギルス属、リゾプス属、ノイロスポラ
属、ペニシリウム属、トリコデルマ属などの微生物が使
用できる。特に、発現効率の点から、宿主として、アス
ペルギルス・オリゼを用いることが好ましい。
遺伝子の連結、ベクターへの挿入は、それ自体公知の方
法で行うことができる。有用タンパク質遺伝子として
は、特に限定するものではない。また、ベクターとして
は、アルギニン要求性などの栄養要求性相補遺伝子、ア
セトアミド資化などの炭素、窒素源資化遺伝子、オリゴ
マイシン耐性などの薬剤耐性遺伝子などが挙げられる。
宿主の形質転換も自体公知の方法で行うことができる。
また、該形質転換体の培養も常法に従って、所望のタン
パク質に適した培地、培養条件を適宜選択することによ
り行うことができ、得られたタンパク質の採取、精製も
公知の方法で行うことができる。
に説明するが、実施例に使用したプラスミドなどは一例
として挙げたものであり、本発明に使用できるものであ
ればこれらに限定されるものではない。
(FERM P−16528)の米麹固体培養cDNA
ライブラリーの構築)麹菌A.oryzae O−10
13株を70%精米した蒸し米上にて40時間米麹固体
培養を行った。その培養菌体より常法であるAGPC法
(Chomczynski, P.et al., An al. Biochem. 162, 156
〜159(1987))により全RNAを抽出した。得られた全R
NAからoligotex−dt30<super>m
RNApurification kit(寶酒造)を
用いて、mRNAを精製した。得られた1μgのmRN
Aを用いて、SMARTcDNA libraryco
nstruction kit(クロンテック社)を用
いてλTriplEx2ファージcDNAライブラリー
を構築した。
法)クロンテック社製Genome Walkerを用
いて、プロモーター断片取得用のテンペレートDNAラ
イブラリーを構築した。まず、A.oryzaeO−1
013(FERM P−16528)のゲノムDNAを
5種類の制限酵素(DraI、EcoRV、PvuII、
ScaI、StuI)で切断し、各制限酵素で切断した
ゲノムDNAに対してその両端にアダプターを連結し、
PCR増幅用のゲノムテンペレートとする。次にEST
情報から得られる遺伝子のアンチセンス配列から設計し
たプライマーと、アダプターから設計したプライマーを
用いて、先に作成したゲノムテンプレートライブラリー
に対してPCR反応を行う。反応条件のー例は次のとお
りである。
CR反応後、1〜3kbのDNA断片が増幅されたもの
について、電気泳動装置を用いて単離した。これらの断
片の塩基配列を決定し、ブラストサーチを用いた相同性
検索の結果から推定された開始コドンの上流をプロモー
ター部分とした.
法)まず目的とするプロモーター断片を、プロモーター
活性測定用プラスミドに挿入する。Genome Wa
lkerで単離したプロモーターDNA断片の両端に、
脱リン酸化を施したSalIのリンカーをT4DNAリ
ガーゼによりライゲーションする。得られた産物をT4
ポリヌクレオチドキナーゼで5’末端をリン酸化後、未
反応のSalIリンカーをアガロースゲル電気泳動によ
り除去した。得られたプロモーターSalI断片をプロ
モーター活性測定用に開発したプラスミドpNGUS
(図8)のGUS遺伝子上流SalIサイトへT4DN
Aリガーゼにより挿入した。挿入プロモーターの方向が
GUS遺伝子のコーディング領域と正の方向にサブクロ
ーニングされたものを選択した。このプロモーター解析
プラスミドpNGUSを含む大腸菌(Escherichia col
i)IN113株は、生命工学工業技術研究所(現、独
立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センタ
ー)にFERM P−18254として寄託されてい
る。
麹菌に挿入することにより、挿入したプロモーターの支
配下でレポーター遺伝子であるGUS遺伝子が発現し、
プロモーターの発現能をGUS活性で測定することがで
きる。このプラスミドでA.oryzaeのniaD変
異株(Aspergillus oryzae 1013-niaD:FERM P-17707)
を形質転換し、プラスミドが宿主のゲノムのniaD
locusに1コピーのみ導入された形質転換体を選択
する。この形質転換体を様々な培養条件で培養し、GU
S生産能を測定し、それぞれのプロモーター発現能とし
た。このように、プロモーター解析用プラスミドpNG
USを利用することによって、目的とするプロモーター
を選択、取得することが可能となり、本発明を容易に実
施することができる。
固体培養における発現能の検討)GTP結合タンパク質
(GTP binding protein)遺伝子、ATP合成酵素(ATP
synthetase)遺伝子、シャペロン(chaperon)遺伝子、
熱ショックタンパク質(heat shock protein)遺伝子、
熱ショックタンパク質活性化タンパク質(activator pr
otein of Hsp70 and Hsp90)遺伝子、G4核酸結合タン
パク質(G4 nucleic acid binding protein)遺伝子、
ATP/ADPキャリアータンパク質(ATP/ADP carrie
r protein)遺伝子の各プロモーターを利用して、下記
する各種培養条件下でGUSタンパク質の生産を行った
(表1)。
パク質(GTP binding protein)遺伝子プロモーターは各
種培養条件の中で、米麹で最も多く発現する事が示され
た。同様に、ATP合成(ATP synthetase)遺伝子プロ
モーターはDPY培養で、シャペロン(chaperon)遺伝
子プロモーターは寒天培養で、熱ショックタンパク質遺
伝子(heat shock protein)遺伝子プロモーターはDP
Y培養と小麦フスマ培養で、熱ショックタンパク質活性
化タンパク質(activator protein of Hsp70 and Hsp9
0)遺伝子プロモーターは米麹培養と小麦フスマ培養
で、G4核酸結合タンパク質(G4 nucleic acid bindin
g protein)遺伝子は米麹培養で、ATP/ADPキャ
リアータンパク質(ATP/ADP carrier protein)遺伝子
のプロモーターはDPY培養と小麦フスマ培養で最も強
く発現することが示された。単離した各プロモーターの
支配下で大量のGUSタンパクが生産され、これらのプ
ロモーターの有効性が示された。
新たに開発された。これら麹菌に含まれるプロモーター
又はこれらプロモーター由来のDNAを利用することに
より、これらのプロモーターが直接関連する同種の遺伝
子はもとより他の遺伝子のきわめて効率的な発現システ
ムが構築された。
基配列(870塩基)を示す。
(1062塩基)を示す。
54塩基)を示す。
基配列(799塩基)を示す。
プロモーターの塩基配列(877塩基)を示す。
塩基配列(578塩基)を示す。
ロモーターの塩基配列(1239塩基)を示す。
Claims (5)
- 【請求項1】 配列表の配列番号1〜7のいずれか1つ
に示されるDNA。 - 【請求項2】 請求項1記載のDNAとストリンジェン
トな条件下でハイブリダイズするDNA。 - 【請求項3】 アスペルギルス属由来である請求項1又
は請求項2記載のプロモーター。 - 【請求項4】 アスペルギルス・オリゼ由来である請求
項1又は請求項2記載のプロモーター。 - 【請求項5】 アスペルギルス・オリゼのGTP結合タ
ンパク質(GTP binding protein)遺伝子、ATP合成
酵素(ATP synthetase)遺伝子、シャペロン(chapero
n)遺伝子、熱ショックタンパク質(heat shock protei
n)遺伝子、熱ショックタンパク質活性化タンパク質(a
ctivator protein of Hsp70 and Hsp90)遺伝子、G4
核酸結合タンパク質(G4 nucleic acid binding protei
n)遺伝子、ATP/ADPキャリアータンパク質(ATP
/ADP carrier protein)遺伝子の何れかより選ばれた請
求項4記載のプロモーター。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001250805A JP2003061659A (ja) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | アスペルギルス属由来の新規なプロモーター |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001250805A JP2003061659A (ja) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | アスペルギルス属由来の新規なプロモーター |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003061659A true JP2003061659A (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=19079553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001250805A Pending JP2003061659A (ja) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | アスペルギルス属由来の新規なプロモーター |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003061659A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100676183B1 (ko) | 2004-05-14 | 2007-01-30 | 채건상 | 아스퍼질러스 오리재 유래의 프로모터의 활성을 나타내는엠에이취에이 유전자 |
-
2001
- 2001-08-21 JP JP2001250805A patent/JP2003061659A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100676183B1 (ko) | 2004-05-14 | 2007-01-30 | 채건상 | 아스퍼질러스 오리재 유래의 프로모터의 활성을 나타내는엠에이취에이 유전자 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jiang et al. | Ordered origin of the typical two-and three-repeat Myb genes | |
Haas et al. | NRE, the major nitrogen regulatory protein of Penicillium chrysogenum, binds specifically to elements in the intergenic promoter regions of nitrate assimilation and penicillin biosynthetic gene clusters | |
Baumberger et al. | Whole-genome comparison of leucine-rich repeat extensins in Arabidopsis and rice. A conserved family of cell wall proteins form a vegetative and a reproductive clade | |
Marx et al. | Cloning, structural organization and regulation of expression of the Penicillium chrysogenum paf gene encoding an abundantly secreted protein with antifungal activity | |
Kumar et al. | The sulfur controller-2 negative regulatory gene of Neurospora crassa encodes a protein with beta-transducin repeats. | |
CN101589146A (zh) | 在毕赤酵母属中由甲醇诱导型启动子进行不依赖甲醇的诱导的方法 | |
DiDomenico et al. | Homologs of the yeast neck filament associated genes: isolation and sequence analysis of Candida albicans CDC3 and CDC10 | |
WO1991009948A1 (en) | Rice actin gene and promoter | |
CN112063622A (zh) | I型ifnar功能缺失的细胞系的构建方法及其应用 | |
Beltrame et al. | A gene family for acidic ribosomal proteins in Schizosaccharomyces pombe: two essential and two nonessential genes | |
Mosrin et al. | The RPC31 gene of Saccharomyces cerevisiae encodes a subunit of RNA polymerase C (III) with an acidic tail | |
Vincent et al. | The yeast omnipotent suppressor SUP46 encodes a ribosomal protein which is a functional and structural homolog of the Escherichia coli S4 ram protein. | |
WO1999027072A1 (en) | Reagents and methods for diversification of dna | |
US9670495B2 (en) | Pan-yeast autonomously replicating sequence | |
US20080064061A1 (en) | Yeast Promoter | |
CN113015782A (zh) | 用于酵母的前导序列 | |
JP2003061659A (ja) | アスペルギルス属由来の新規なプロモーター | |
CN109295071A (zh) | 一种水稻花器官发育调控基因peh1及其编码的蛋白质和应用 | |
Rasmussen | A 37· 5 kb region of yeast chromosome X includes the SME1, MEF2, GSH1 and CSD3 genes, a TCP‐1‐related gene, an open reading frame similar to the DAL80 gene, and a tRNAArg | |
JP4676639B2 (ja) | アスペルギルス属由来の新規なプロモーター | |
SE469560B (sv) | Foerfarande foer uttryckande av gener medelst bacillus brevis | |
EP1801221A1 (en) | Promoter sequences | |
Cao et al. | Cloning, molecular characterization, and application of rice epiphytic Bacillus pumilus promoter fragments | |
Paietta | DNA-binding specificity of the CYS3 transcription factor of Neurospora crassa defined by binding-site selection | |
AP1089A (en) | Kinase activiting dependant protein kinases and their uses. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060110 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060213 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060213 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060516 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060711 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060808 |