JP2003518369A - A moss gene from Fiscomitrera patens encodes a protein involved in the synthesis of polyunsaturated fatty acids and lipids - Google Patents

A moss gene from Fiscomitrera patens encodes a protein involved in the synthesis of polyunsaturated fatty acids and lipids

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JP2003518369A
JP2003518369A JP2001540237A JP2001540237A JP2003518369A JP 2003518369 A JP2003518369 A JP 2003518369A JP 2001540237 A JP2001540237 A JP 2001540237A JP 2001540237 A JP2001540237 A JP 2001540237A JP 2003518369 A JP2003518369 A JP 2003518369A
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エールハルト,トーマス
ラインドル,アンドレアス
チルプス,ペトラ
ビショフ,フリードリヒ
フランク,マルクス
フロイント,アネテ
ドゥヴェニッヒ,エルケ
シュミット,ラルフ−ミヒャエル
レスキ,ラルフ
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ビーエーエスエフ、プラント、サイエンス、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング
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Abstract

(57)【要約】 例えば、フィスコミトレラ・パテンス(Physcomitrella patens)に由来する新規なLMRPをコードする単離された核酸分子(LMRP核酸分子と呼ばれる)が記載される。本発明はまた、アンチセンス核酸分子、LMRP核酸分子を含有する組換え発現ベクター、および発現ベクターが導入された宿主細胞を提供する。本発明はさらにまた、単離されたLMRP、変異型LMRP、融合タンパク質、抗原性ペプチド、およびその生物におけるLMRP遺伝子を遺伝子操作することに基づく形質転換細胞、形質転換生物または形質転換植物からの所望する化合物の製造を向上させるための方法をさらに提供する。   (57) [Summary] For example, isolated nucleic acid molecules encoding novel LMRPs from Physcomitrella patens (referred to as LMRP nucleic acid molecules) are described. The present invention also provides antisense nucleic acid molecules, recombinant expression vectors containing LMRP nucleic acid molecules, and host cells into which the expression vectors have been introduced. The present invention further relates to isolated LMRPs, mutant LMRPs, fusion proteins, antigenic peptides, and desired forms from transformed cells, transformed organisms or transformed plants based on genetically engineering the LMRP gene in the organism. Further provided is a method for improving the production of the compound.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 (発明の背景) 細胞内の天然に存在する代謝プロセスのある種の生成物および副生成物は、食
品業界、飼料業界、化粧品業界および製薬業界を含む広範囲の業界で有用である
。総称的に「ファインケミカル」と呼ばれるこれらの分子には、脂質および脂肪
酸、補助因子および酵素が含まれる。ファインケミカルは、1つまたは複数の所
望する分子を大量に産生して分泌するように開発された微生物を大規模に培養す
ることによって微生物において製造することができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Certain products and by-products of naturally occurring metabolic processes in cells are useful in a wide range of industries including the food, feed, cosmetics and pharmaceutical industries. These molecules, collectively referred to as "fine chemicals," include lipids and fatty acids, cofactors and enzymes. Fine chemicals can be produced in microorganisms by culturing on a large scale microorganisms that have been developed to produce and secrete large amounts of one or more desired molecules.

【0002】 それらの製造は、1つまたは複数の所望する分子を大量に産生して分泌するよ
うに開発された微生物の大規模な培養を行うことによって最も都合よく行われて
いる。この目的のために特に有用な生物の1つが、グラム陽性の非病原性細菌で
あるコリネバクテリウム・グルタミクム(Corynebacterium g
lutamicum)である。
Their production is most conveniently carried out by carrying out large-scale cultivation of microorganisms that have been developed to produce and secrete large amounts of one or more desired molecules. One particularly useful organism for this purpose is Corynebacterium glutamicum, a gram-positive, non-pathogenic bacterium.
Lutamicum).

【0003】 さらにこの目的のために特に有用な生物として、ファエダクチルム・トリコル
ヌツム(Phaedactylum triocrnutum)、多不飽和脂肪
酸(PUFA)を産生する藻類またはスチロニキア・レムナエ(Stylony
chia lemnae)のような繊毛虫類が挙げられる。菌株を選択すること
により、一連の所望される化合物を産生するそれぞれの微生物の多数の変異菌株
が開発されている。しかし、特定の分子を産生させるために改良された菌株を選
択することは、時間のかかる困難なプロセスである。
Furthermore, as particularly useful organisms for this purpose, Phaeedactylum tricornutum, algae that produce polyunsaturated fatty acids (PUFAs) or Styronychia remnae (Stylony)
Cilia lemnae). By selecting strains, a large number of mutant strains of each microorganism producing a series of desired compounds have been developed. However, selecting improved strains to produce a particular molecule is a time consuming and difficult process.

【0004】 あるいは、ファインケミカルの製造は、上記のファインケミカルの1つを産生
するように開発された植物を大規模に製造することによって最も都合よく行うこ
とができる。この目的のために特に十分に適した植物として、アブラナ、カノー
ラ、亜麻、ダイズおよびヒマワリのような、多量の脂質化合物を含有する脂肪種
子植物が挙げられる。しかし、オイルまたは脂質および脂肪酸を含有する他の作
物植物もまた、本発明の詳細な説明において言及されているように十分に適する
。従来の育種により、一連の所望する脂質および脂肪酸、補助因子および酵素を
産生する多数の変異植物が開発されている。しかし、特定の分子を産生させるた
めに改良された新しい植物品種を選択することは、時間のかかる困難なプロセス
であるか、または多不飽和脂肪酸の場合のように化合物がそれぞれの植物におい
て天然に存在しない場合には不可能でさえある。
Alternatively, the production of fine chemicals can be most conveniently carried out by large scale production of plants developed to produce one of the above fine chemicals. Particularly well-suited plants for this purpose include oilseed plants containing high amounts of lipid compounds, such as canola, canola, flax, soybeans and sunflowers. However, other crop plants containing oils or lipids and fatty acids are also well suited as mentioned in the detailed description of the invention. Conventional breeding has developed a large number of mutant plants that produce a range of desired lipids and fatty acids, cofactors and enzymes. However, selecting improved new plant varieties to produce a particular molecule is a time consuming and difficult process, or the compounds are naturally present in each plant as in the case of polyunsaturated fatty acids. It is even impossible if it does not exist.

【0005】 (発明の要約) 本発明は、多不飽和脂肪酸を産生させるために特にそして最も好まれる微生物
および植物において脂質および脂肪酸、補助因子および酵素を改変するために使
用することができる新規な核酸分子を提供する。ファエオダクチルム(Phae
odactylum)、スチロニキア・レムナエおよびコリネバクテリウムのよ
うな微生物、菌類および植物が、様々なファインケミカルを大規模に製造するた
めに産業界で広く使用されている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a novel and particularly useful for producing polyunsaturated fatty acids and for modifying lipids and fatty acids, cofactors and enzymes in the most preferred microorganisms and plants. A nucleic acid molecule is provided. Phaeodactylum (Phae)
Microorganisms, fungi and plants such as odactylum), Styronikia remnae and Corynebacterium are widely used in industry for the production of various fine chemicals on a large scale.

【0006】 米国特許第4,649,119号(Sinskeyら)に開示されるベクター
などの、コリネバクテリウム・グルタミクムにおいて使用されるクローニングベ
クター、そしてC.glutamicumおよび関連するブレビバクテリウム種
(例えば、lactofermentum)の遺伝子操作技術の有用性が示され
た場合(Yoshihamaら、J.Bacteriol.162:591〜5
97(1985);Katsumataら、J.Bacteriol.159:
306〜311(1984);Santamariaら、J.Gen.Micr
obiol.130:2237〜2246(1984))、本発明の核酸分子を
この生物の遺伝子工学において利用して、その生物を1つまたは複数のファイン
ケミカルのより良好な生産者またはより効率的な生産者にすることができる。フ
ァインケミカルのこの改善された産生または産生効率は、本発明の遺伝子を操作
することの直接的な効果のためであり得るか、またはそのような操作の間接的な
効果のためであり得る。
Cloning vectors used in Corynebacterium glutamicum, such as those disclosed in US Pat. No. 4,649,119 (Sinskey et al.), And C.I. Glutamicum and related Brevibacterium species (eg, lactofermentum) have been shown to be useful in genetic engineering techniques (Yoshihama et al., J. Bacteriol. 162: 591-5).
97 (1985); Katsumata et al., J. Am. Bacteriol. 159:
306-311 (1984); Santamaria et al., J. Am. Gen. Micr
obiol. 130: 2237-2246 (1984)), utilizing the nucleic acid molecules of the present invention in the genetic engineering of this organism to make it a better or more efficient producer of one or more fine chemicals. be able to. This improved production or production efficiency of fine chemicals may be due to the direct effect of engineering the gene of the invention or due to the indirect effect of such manipulation.

【0007】 国際特許出願公開WO9801572に開示されるなどの繊毛虫類、または藻
類および関連する生物(Falciatoreら、1999、Marine B
iotechnology、1(3):239〜251、ならびにDunaha
yら、1995、珪藻の遺伝子形質転換、J.Phycol.31:10004
〜1012、およびそれにおける参考文献に記載されるファエオダクチルム・ト
リコルヌツムなど)のクローニングベクターおよび遺伝子操作技術の有用性が示
された場合、本発明の核酸分子をこの生物の遺伝子工学において利用して、その
生物を1つまたは複数のファインケミカルのより良好な生産者またはより効率的
な生産者にすることができる。ファインケミカルのこの改善された産生または産
生効率は、本発明の遺伝子を操作することの直接的な効果のためであり得るか、
またはそのような操作の間接的な効果のためであり得る。
Ciliates, such as those disclosed in International Patent Application Publication WO9801572, or algae and related organisms (Falciatore et al., 1999, Marine B.
iotechnology, 1 (3): 239-251, and Dunaha
Y. et al., 1995, diatom gene transformation, J. et al. Phycol. 31: 10004
-1012, and the cloning vectors for Phaeodactylum tricornutum, etc., and the genetic engineering techniques described therein, the nucleic acid molecules of the invention have been used in genetic engineering of this organism. Can make the organism a better or more efficient producer of one or more fine chemicals. Is this improved production or production efficiency of fine chemicals may be due to the direct effect of manipulating the genes of the invention,
Or it may be due to the indirect effects of such manipulations.

【0008】 コケ類および藻類は、アラキドン酸(ARA)および/またはエイコサペンタ
エン酸(EPA)および/またはドコサヘキサエン酸(DHA)のような多不飽
和脂肪酸を相当の量で産生する唯一知られている植物システムである。従って、
フィスコミトレラ・パテンス(Physcomitrella patens)
のようなコケに由来する核酸分子は、宿主(特に、微生物および植物)における
脂質およびPUFAの産生系を改変するために特に適している。さらに、フィス
コミトレラ・パテンスのコケに由来する核酸は、それぞれの生物におけるPUF
Aの前駆体分子の生合成を改変するために有用である他の種におけるそのような
DNA配列および酵素を同定するために使用することができる。
Mosses and algae are the only known to produce significant amounts of polyunsaturated fatty acids such as arachidonic acid (ARA) and / or eicosapentaenoic acid (EPA) and / or docosahexaenoic acid (DHA). It is a plant system. Therefore,
Physcomitrella patens
Nucleic acid molecules derived from moss are particularly suitable for modifying the production system of lipids and PUFAs in the host, especially microorganisms and plants. Furthermore, nucleic acids derived from the moss of Fiscomitella patens are PUFs in each organism.
It can be used to identify such DNA sequences and enzymes in other species that are useful for modifying the biosynthesis of precursor molecules for A.

【0009】 コケのフィスコミトレラ・パテンスは蘚類のメンバーの1つである。これは、
光のないところで生育することができるセラトドン・プルプレウス(Cerat
odon purpureus)などの他の蘚類と同類である。セラトドン属お
よびフィスコミトレラ属のような蘚類はDNA配列レベルおよびポリペプチドレ
ベルで大きな相同性を有し、このような相同性により、他の蘚類または生物から
進化したDNA分子のプローブによる異種スクリーニングの使用が可能になり、
従って、さらに別の種における異種スクリーニングまたは遺伝子機能の機能的な
理解および予測に好適なコンセンサス配列を得ることができる。従って、そのよ
うな機能が同定できることは、例えば、酵素の基質特異性を予測することに大き
く関連する。さらに、これらの核酸分子は、コケのゲノムまたは関連する生物の
ゲノムをマッピングするための基準点として役立ち得る。
The moss Physcomitrella patens is one of the members of the moss. this is,
Ceratodon purpleus (Cerat) that can grow in the absence of light
Odon purpureus) and the like. Mosses such as Ceratodon and Physcomitrella have significant homology at the DNA sequence and polypeptide levels, and such homology allows the heterogeneous screening of probes with DNA molecules evolved from other moss or organisms. Ready for use,
Thus, a consensus sequence suitable for heterologous screening or functional understanding and prediction of gene function in yet another species can be obtained. Therefore, the ability to identify such a function is highly relevant, for example, to predicting the substrate specificity of an enzyme. Furthermore, these nucleic acid molecules can serve as reference points for mapping the moss genome or the genome of related organisms.

【0010】 これらの新規な核酸分子は、本明細書中では脂質代謝関連タンパク質(LMR
P)として示されるタンパク質をコードする。これらのLMRPは、例えば、脂
質または脂肪酸の生合成に必要な化合物の代謝(例えば、生合成または分解)に
関与する機能を行うことができ、あるいは膜を通過する1つまたは複数の脂質/
脂肪酸化合物の細胞内への輸送または細胞外への輸送のいずれかを助けることが
できる。植物において使用されるクローニングベクターおよび植物形質転換、例
えば、Plant Molecular Biology and Biote
chnology(CRC Press、Boca Raton、Florid
a)、6/7章、S.71〜119(1993);F.F.White、高等植
物における遺伝子移入用ベクター、Transgenic Plants、第1
巻、Engineering and Utilization、編者:Kun
gおよびR.Wu、Academic Press、1993、15〜38;B
.Jenesら、遺伝子移入技術、Transgenic Plants、第1
巻、Engineering and Utilization、編者:Kun
gおよびR.Wu、Academic Press(1993)、128〜14
3;Potrykus、Annu.Rev.Plant Physiol.Pl
ant Molec.Biol.42(1991)、205〜225に発表され
ているベクターおよび技術、ならびにそれらに引用されているベクターおよび技
術などが利用できる場合、本発明の核酸分子を広範囲の植物の遺伝子工学におい
て利用して、その生物を1つまたは複数のファインケミカルのより良好な生産者
またはより効率的な生産者にすることができる。ファインケミカルのこの改善さ
れた産生または産生効率は、本発明の遺伝子を操作することの直接的な効果のた
めであり得るか、またはそのような操作の間接的な効果のためであり得る。
These novel nucleic acid molecules are referred to herein as lipid metabolism related proteins (LMRs).
Encodes the protein designated as P). These LMRPs can perform the functions involved in, for example, the metabolism (eg, biosynthesis or degradation) of compounds required for lipid or fatty acid biosynthesis, or one or more lipids / membranes that cross a membrane.
It can help either the intracellular transport of fatty acid compounds or the extracellular transport. Cloning vectors and plant transformations used in plants, such as Plant Molecular Biology and Biote.
chnology (CRC Press, Boca Raton, Florid
a), chapters 6/7, S.S. 71-119 (1993); F. White, Vector for Gene Transfer in Higher Plants, Transgenic Plants, No. 1
Volume, Engineering and Utilization, Editor: Kun
g and R.G. Wu, Academic Press, 1993, 15-38; B
. Genes et al., Gene transfer technology, Transgenic Plants, No. 1.
Volume, Engineering and Utilization, Editor: Kun
g and R.G. Wu, Academic Press (1993), 128-14
3; Potrykus, Annu. Rev. Plant Physiol. Pl
ant Molec. Biol. 42 (1991), 205-225, and the vectors and techniques cited therein, and the like, can be used to utilize the nucleic acid molecule of the present invention in genetic engineering of a wide range of plants, The organism can be a better or more efficient producer of one or more fine chemicals. This improved production or production efficiency of fine chemicals may be due to the direct effect of engineering the gene of the invention or due to the indirect effect of such manipulation.

【0011】 本発明のLMRPの変化が、そのような改変されたタンパク質のために、脂肪
種子植物からのファインケミカルの収率、産生および/または産生効率に直接的
な影響を及ぼし得る機構が多数存在する。細胞からのファインケミカル分子の輸
送に関与するそのようなLMRPは、より多くの量のこれらの化合物が、それら
がより容易に回収される種々の植物細胞区画または細胞の外側空間に配置され、
そして生合成流束に分配されるか、または堆積するように数または活性を増大さ
せることができる。同様に、1つまたは複数のファインケミカル(例えば、脂肪
酸、極性脂質および中性脂質)の生合成に必要な栄養分の細胞内への輸送に関与
するそのようなLMRPは、これらの前駆体、補助因子または中間体化合物の細
胞内または貯蔵区画内の濃度が増大するように数または活性を増大させることが
できる。さらに、脂肪酸および脂質はそれ自体、望ましいファインケミカルであ
る。従って、これらの化合物の生合成に関与している本発明の1つまたは複数の
LMRPの活性を最適化するか、またはその数を増大させることによって、ある
いはこれらの化合物の分解に関与している1つまたは複数のLMRPの活性を損
なうことによって、植物または微生物からの脂肪酸分子および脂質分子の収率、
産生および産生効率を増大させることが可能になり得る。
There are a number of mechanisms by which the LMRP alterations of the present invention may have a direct impact on the yield, production and / or production efficiency of fine chemicals from oilseed plants due to such modified proteins. To do. Such LMRPs, which are involved in the transport of fine chemical molecules out of cells, have higher amounts of these compounds located in various plant cell compartments or the outer space of cells from which they are more easily recovered,
The number or activity can then be increased to be distributed or deposited in the biosynthetic flux. Similarly, such LMRPs involved in intracellular transport of nutrients required for biosynthesis of one or more fine chemicals (eg fatty acids, polar lipids and neutral lipids) are associated with these precursors, cofactors. Alternatively, the number or activity can be increased to increase the intracellular or intracellular compartment concentration of the intermediate compound. Moreover, fatty acids and lipids are themselves desirable fine chemicals. Thus, by optimizing or increasing the activity of one or more LMRPs of the invention involved in the biosynthesis of these compounds, or in the degradation of these compounds. Yield of fatty acid and lipid molecules from plants or microorganisms by impairing the activity of one or more LMRPs,
It may be possible to increase production and production efficiency.

【0012】 本発明の1つまたは複数のLMRPの変異誘発はまた、植物から1つまたは複
数の所望するファインケミカルを製造することに対して間接的な影響を及ぼす変
化した活性を有するLMRPを生じさせることができる。例えば、不用産物の細
胞外への輸送に関与する本発明のLMRPは、(所望するファインケミカルが過
剰に産生されるために量がおそらくは増大する)細胞の正常な代謝不用物が、そ
れらによる細胞内のヌクレオチドおよびタンパク質の損傷(これは細胞の生存性
を低下させる)またはファイケミカルの生合成経路の妨害(これは所望するファ
インケミカルの収率、産生または産生効率を低下させる)が生じ得る前に細胞外
に効率的に輸送されるように数または活性を増大させることができる。さらに、
所望するファインケミカルの比較的大きな細胞内の量はそれ自体、細胞にとって
毒性であり得るか、またはアロステリック調節などの酵素のフィードバック機構
を妨害することがあり、従って、このような化合物を区画から細胞外に輸送する
ことができる輸送体の活性または数を増大させることによって、種子細胞の生存
性を増大させることができ、これにより、所望するファインケミカルを製造する
培養において、より多くの細胞数を得ることができる。本発明のLMRPはまた
、相対的な様々な量の種々の脂質分子および脂肪酸分子が産生されるように操作
することができる。これは、細胞の膜の脂質組成に対して大きな影響を有し得る
。各タイプの脂質は異なる物理的性質を有するので、膜の脂質組成の変化は膜の
流動性を著しく変化させることがある。膜流動性の変化は、膜を横断する分子の
輸送ならびに細胞の一体性に影響し得る。これらはともに、ファインケミカルを
製造することに対して大きな影響を有する。植物では、これらの変化はさらにま
た、非生物的ストレス条件および生物的ストレス条件に対する耐性のような他の
特性にも影響を及ぼし得る。
[0012] Mutagenesis of one or more LMRPs of the invention also results in an LMRP with altered activity that has an indirect effect on producing one or more desired fine chemicals from a plant. be able to. For example, the LMRPs of the present invention, which are involved in the extracellular transport of unwanted products, show that normal metabolic waste of cells (possibly increased in amount due to the overproduction of the desired fine chemicals) causes them to become intracellular. Cells before damage to nucleotides and proteins (which reduces cell viability) or interferes with the phychemical biosynthetic pathway (which reduces the yield, production or production efficiency of the desired fine chemical) The number or activity can be increased so that it can be efficiently transported out. further,
The relatively large intracellular amount of the desired fine chemical may itself be toxic to the cell or may interfere with enzymatic feedback mechanisms such as allosteric regulation, thus removing such compounds from the compartment extracellularly. Viability of seed cells can be increased by increasing the activity or number of transporters that can be transported to the cells, thereby obtaining a higher cell number in the culture producing the desired fine chemical. You can The LMRPs of this invention can also be engineered to produce relatively different amounts of different lipid and fatty acid molecules. This can have a profound effect on the lipid composition of the cell's membrane. Since each type of lipid has different physical properties, changes in the lipid composition of the membrane can significantly change the fluidity of the membrane. Changes in membrane fluidity can affect transport of molecules across the membrane as well as cellular integrity. Both of these have a great impact on the production of fine chemicals. In plants, these changes may also affect other traits such as resistance to abiotic and biotic stress conditions.

【0013】 本発明は、例えば、細胞膜または脂質および脂肪酸の構築に必要な化合物の代
謝あるいは膜を横断する分子の輸送に関与し得るタンパク質(これは本明細書中
ではLMRPと呼ばれる)をコードする新規な核酸分子を提供する。LMRPを
コードする核酸分子は、本明細書中ではLMRP核酸分子として示される。好ま
しい実施形態において、LMRPは、植物における細胞膜の構築に必要な化合物
の代謝、または脂肪種子植物のこれらの膜を横断する分子の輸送に関わっている
。そのようなタンパク質の例には、表1に示される遺伝子によってコードされる
タンパク質が含まれる。生物的ストレスおよび非生物的ストレスの耐性として、
トウモロコシ、コムギ、ライムギ、オートムギ、ライコムギ、イネ、オオムギ、
ダイズ、ピーナッツ、ワタ、アブラナおよびカノーラ、カサバ、コショウ、ヒマ
ワリおよびマンジュギク(tagetes)、ナス科植物(ジャガイモ、タバコ
、ナスビおよびトマトなど)、ソラマメ(Vicia)属の種、エンドウ、アル
ファルファ、低木植物(コーヒー、カカオ、茶)、シダレヤナギ(Salix)
属の種、樹木(アブラヤシ、ココナッツ)、ならびに多年草および飼料作物のよ
うな広範囲の植物に受け継がれることが望まれる一般的な形質が挙げられる。こ
れらの作物植物はまた、本発明の1つのさらなる実施形態として、遺伝子工学の
好ましい標的植物である。
The present invention encodes a protein (which is referred to herein as LMRP) that may be involved in, for example, the metabolism of compounds required for the assembly of cell membranes or lipids and fatty acids, or the transport of molecules across the membrane. Provided are novel nucleic acid molecules. Nucleic acid molecules that encode LMRPs are referred to herein as LMRP nucleic acid molecules. In a preferred embodiment, LMRP is involved in the metabolism of compounds required for the assembly of cell membranes in plants, or the transport of molecules across these membranes in oilseed plants. Examples of such proteins include the proteins encoded by the genes shown in Table 1. As resistance to biotic and abiotic stress,
Corn, wheat, rye, oats, triticale, rice, barley,
Soybean, peanut, cotton, canola and canola, cassava, pepper, sunflower and tagetes, solanaceous plants (such as potato, tobacco, eggplant and tomato), broad bean (Vicia) species, peas, alfalfa, shrub ( Coffee, cacao, tea), weeping willow (Salix)
Species of the genus, trees (oil palm, coconut), and common traits desired to be inherited by a wide range of plants such as perennials and forage crops. These crop plants are also preferred target plants for genetic engineering as a further embodiment of the invention.

【0014】 従って、本発明の1つの態様は、LMRPまたはその生物学的に活性な一部分
をコードするヌクレオチド配列を含む単離された核酸分子(例えば、cDNA)
、ならびにLMRPをコードする核酸(例えば、DNAまたはmRNA)を検出
または増幅するためのプライマーまたはハイブリダイゼーションプローブとして
好適な核酸フラグメントに関する。特に好ましい実施形態において、単離された
核酸分子は、付表Aに示されるヌクレオチド配列の1つ、あるいはこれらのヌク
レオチド配列の1つのコード領域または相補体を含む。他の特に好ましい実施形
態において、本発明の単離された核酸分子は、付表Aに示される1つのヌクレオ
チド配列にハイブリダイゼーションするヌクレオチド配列、あるいは付表Aに示
される1つのヌクレオチド配列に対する相同性が少なくとも約50%であり、好
ましくは少なくとも約60%であり、より好ましくは少なくとも約70%、80
%または90%であり、さらに最も好ましくは少なくとも約95%、96%、9
7%、98%、99%またはそれ以上であるヌクレオチド配列、あるいはその一
部分を含む。別の好ましい実施形態において、単離された核酸分子は、付表Bに
示されるアミノ酸配列の1つをコードする。本発明の好ましいLMRPはまた、
好ましくは、本明細書中に記載されるLMRP活性の少なくとも1つを有する。
Accordingly, one aspect of the invention is an isolated nucleic acid molecule (eg, a cDNA) that includes a nucleotide sequence that encodes LMRP or a biologically active portion thereof.
, As well as nucleic acid fragments suitable as primers or hybridization probes for detecting or amplifying nucleic acid (eg DNA or mRNA) encoding LMRP. In a particularly preferred embodiment, the isolated nucleic acid molecule comprises one of the nucleotide sequences shown in Appendix A, or the coding region or complement of one of these nucleotide sequences. In another particularly preferred embodiment, the isolated nucleic acid molecule of the invention has at least a nucleotide sequence that hybridizes to one of the nucleotide sequences shown in Appendix A, or has at least homology to one of the nucleotide sequences shown in Appendix A. About 50%, preferably at least about 60%, more preferably at least about 70%, 80.
% Or 90%, and most preferably at least about 95%, 96%, 9
7%, 98%, 99% or more of the nucleotide sequence, or a portion thereof. In another preferred embodiment, the isolated nucleic acid molecule encodes one of the amino acid sequences shown in Appendix B. The preferred LMRP of the invention is also
Preferably, it has at least one of the LMRP activities described herein.

【0015】 別の実施形態において、単離された核酸分子はタンパク質またはその一部分を
コードする。この場合、タンパク質またはその一部分は、付表Bのアミノ酸配列
に対して十分な相同性を有するアミノ酸配列、例えば、タンパク質またはその一
部分がLMRP活性を維持するように付表Bのアミノ酸配列に対して十分な相同
性を有するアミノ酸配列を含む。好ましくは、核酸分子によってコードされるタ
ンパク質またはその一部分は、植物の細胞膜の構築に必要な化合物の代謝または
これらの膜を横断する分子の輸送に関与する能力を維持している。1つの実施形
態において、核酸分子によってコードされるタンパク質は、付表Bの1つのアミ
ノ酸配列(例えば、付表Bに示されるそのような配列から選択される1つの完全
なアミノ酸配列)に対する相同性が少なくとも約50%であり、好ましくは少な
くとも約60%であり、より好ましくは少なくとも約70%、80%または90
%であり、さらに最も好ましくは少なくとも約95%、96%、97%、98%
、99%またはそれ以上である。別の好ましい実施形態において、タンパク質は
、(付表Aに示される1つのオープンリーディングフレームによってコードされ
る)付表Bの1つの完全なアミノ酸配列に対して実質的に相同的であるフィスコ
ミトレラ・パテンスの全長型タンパク質である。
In another embodiment, the isolated nucleic acid molecule encodes a protein or portion thereof. In this case, the protein or a portion thereof has sufficient homology to the amino acid sequence of Appendix B, eg, sufficient amino acid sequence to the amino acid sequence of Appendix B such that the protein or a portion thereof maintains LMRP activity. It includes amino acid sequences having homology. Preferably, the protein encoded by the nucleic acid molecule, or a portion thereof, retains the ability to participate in the metabolism of compounds required for the assembly of plant cell membranes or the transport of molecules across these membranes. In one embodiment, the protein encoded by the nucleic acid molecule has at least homology to one amino acid sequence of Appendix B (eg, one complete amino acid sequence selected from such sequences shown in Appendix B). About 50%, preferably at least about 60%, more preferably at least about 70%, 80% or 90%.
%, And most preferably at least about 95%, 96%, 97%, 98%
, 99% or more. In another preferred embodiment, the protein is substantially homologous to one complete amino acid sequence of Appendix B (encoded by one open reading frame shown in Appendix A) of Fiscomitella patens. Is a full-length protein of.

【0016】 別の好ましい実施形態において、単離された核酸分子はフィスコミトレラ・パ
テンスに由来し、そして付表Bのアミノ酸配列の1つに対する相同性が少なくと
も約50%以上であり、かつ細胞膜の構築に必要な化合物の代謝またはこれらの
膜を横断する分子の輸送に関与することができ、あるいは表1に示される活性の
1つまたは複数を有する、生物学的に活性なドメインを含むタンパク質(例えば
、LMRP融合タンパク質)をコードする。単離された核酸分子はまた、異種の
ポリペプチドまたは調節領域をコードする異種の核酸配列を含む。
In another preferred embodiment, the isolated nucleic acid molecule is derived from Physcomitrella patens and has at least about 50% homology to one of the amino acid sequences of Appendix B, and of the cell membrane A protein containing a biologically active domain that may be involved in the metabolism of compounds required for assembly or the transport of molecules across these membranes, or that has one or more of the activities shown in Table 1 ( For example, LMRP fusion protein). An isolated nucleic acid molecule also includes a heterologous nucleic acid sequence that encodes a heterologous polypeptide or regulatory region.

【0017】 本発明の別の態様は、例えば、改善された活性または変化した調節を有するポ
リペプチドをもたらすこの分野で知られているコンピューターシュミレーション
プログラム(分子モデリング)の助けをかりてそのアミノ酸配列が調節され得る
LMRPポリペプチドに関する。この人為的に作製されたポリペプチド配列に基
づいて、そのような調節されたポリペプチドをコードする対応する核酸配列を、
所望する宿主細胞(例えば、微生物、コケ、藻類、繊毛虫類、菌類または植物)
の特定のコドン使用を使用してインビトロで合成することができる。
Another aspect of the invention is that the amino acid sequence is altered, for example, with the aid of computer simulation programs (molecular modeling) known in the art that result in polypeptides with improved activity or altered regulation. It relates to LMRP polypeptides that can be regulated. Based on this artificially generated polypeptide sequence, the corresponding nucleic acid sequence encoding such a regulated polypeptide is
The desired host cell (eg, microorganism, moss, algae, ciliate, fungus or plant)
Can be synthesized in vitro using the specific codon usage of

【0018】 好ましい実施形態において、改善されたLMRPタンパク質をコードするこれ
らの人為的な核酸分子さえも本発明の範囲内である。
In a preferred embodiment, even these artificial nucleic acid molecules encoding improved LMRP proteins are within the scope of the invention.

【0019】 別の実施形態において、単離された核酸分子は、長さが少なくとも15ヌクレ
オチドであり、そしてストリンジェントな条件のもとで、付表Aのヌクレオチド
配列を含む核酸分子にハイブリダイゼーションする。好ましくは、単離された核
酸分子は、天然に存在する核酸分子に対応する。より好ましくは、単離された核
酸分子は、天然に存在するフィスコミトレラ・パテンスのLMRPまたはその生
物学的に活性な一部分をコードする。
In another embodiment, the isolated nucleic acid molecule is at least 15 nucleotides in length and hybridizes under stringent conditions to a nucleic acid molecule comprising the nucleotide sequence of Appendix A. Preferably, the isolated nucleic acid molecule corresponds to a naturally occurring nucleic acid molecule. More preferably, the isolated nucleic acid molecule encodes a naturally occurring RMRP of Fiscomitella patens or a biologically active portion thereof.

【0020】 本発明の別の態様は、本発明の核酸分子を含有するベクター(例えば、組換え
発現ベクター)、およびそのようなベクターが導入されている宿主細胞(特に、
微生物、植物細胞、植物の組織または器官あるいは植物全体)に関する。1つの
実施形態において、そのような宿主細胞は、所望する化合物を集めた材料から単
離するために、ファインケミカル化合物を貯蔵することができる細胞である。そ
の場合、化合物またはLMRPを培地または宿主細胞から単離することができ、
宿主細胞は、植物では、ファインケミカル化合物を含有および貯蔵する細胞であ
り、最も好ましくは、表皮細胞および種子細胞のような貯蔵組織の細胞である。
Another aspect of the invention is a vector containing a nucleic acid molecule of the invention (eg a recombinant expression vector), and a host cell into which such a vector has been introduced (particularly,
Microorganism, plant cell, plant tissue or organ or whole plant). In one embodiment, such host cells are cells capable of storing fine chemical compounds for isolation of the desired compound from the collected material. In that case, the compound or LMRP can be isolated from the medium or host cells,
In plants, host cells are cells that contain and store fine chemical compounds, most preferably cells of storage tissue such as epidermal cells and seed cells.

【0021】 本発明のさらに別の態様は、LMRP遺伝子が導入されているか、またはLM
RP遺伝子が変化している遺伝子的に変化させたフィスコミトレラ・パテンス植
物に関する。1つの実施形態において、フィスコミトレラ・パテンス植物のゲノ
ムは、野性型または変異型のLMRP配列をコードする本発明の核酸分子をトラ
ンスジーンとして導入することによって変化している。別の実施形態において、
フィスコミトレラ・パテンス植物のゲノム内に存在する内因性のLMRP遺伝子
は、変化させたLMRP遺伝子との相同的組換えによって変化している(例えば
、機能的に破壊されている)。好ましい実施形態において、植物生物はフィスコ
ミトレラ(Physcomitrella)属またはセラトドン(Cerato
don)属に属し、フィスコミトレラ属が特に好ましい。好ましい実施形態にお
いて、フィスコミトレラ・パテンス植物は、脂質または脂肪酸などの所望する化
合物(PUFAが特に好ましい)を製造するためにもまた利用される。
[0021] Yet another aspect of the present invention is the introduction of the LMRP gene or LM
It relates to a genetically altered Fiscomitella patens plant in which the RP gene is altered. In one embodiment, the genome of the Fiscomitella patens plant has been altered by introducing as transgene a nucleic acid molecule of the present invention encoding a wild-type or mutant LMRP sequence. In another embodiment,
The endogenous LMRP gene present in the genome of the Fiscomitella patens plant is altered (eg, functionally disrupted) by homologous recombination with the altered LMRP gene. In a preferred embodiment, the plant organism is the genus Physcomitrella or Ceratodon.
of the genus Don), with the genus Fiscomitrera being particularly preferred. In a preferred embodiment, the Physcomitrella patens plant is also utilized to produce desired compounds such as lipids or fatty acids, with PUFA being particularly preferred.

【0022】 従って、別の好ましい実施形態において、コケのフィスコミトレラ・パテンス
は、本発明に記載される核酸に基づく相同的組換えを使用して、コケまたは植物
の新しいが、まだ同定されていない遺伝子の機能を明らかにするために使用する
ことができる。
Therefore, in another preferred embodiment, the moss Physcomitrella patens is moss or plant new but not yet identified using the nucleic acid-based homologous recombination described in the present invention. It can be used to reveal the function of a missing gene.

【0023】 本発明のさらにまた別の態様は、単離されたLMRPまたはその一部分(例え
ば、生物学的に活性な一部分)に関する。好ましい実施形態において、単離され
たLMRPまたはその一部分は、微生物細胞または植物細胞における細胞膜の構
築に必要な化合物の代謝あるいはその膜を横断する分子の輸送に関与し得る。別
の好ましい実施形態において、単離されたLMRPまたはその一部分は、タンパ
ク質またはその一部分が微生物細胞または植物細胞における細胞膜の構築に必要
な化合物の代謝あるいはこれらの膜を横断する分子の輸送に関与する能力を維持
するように、付表Bのアミノ酸配列に対して十分な相同性を有する。
Yet another aspect of the invention relates to an isolated LMRP or portion thereof (eg, biologically active portion). In a preferred embodiment, the isolated LMRP or a portion thereof may be involved in the metabolism of compounds required for the assembly of cell membranes in microbial cells or plant cells or the transport of molecules across the membranes. In another preferred embodiment, the isolated LMRP or portion thereof is involved in the metabolism of compounds or transport of molecules across these membranes where the protein or portion thereof is required for the assembly of cell membranes in microbial or plant cells. It has sufficient homology to the amino acid sequences in Appendix B to maintain potency.

【0024】 本発明はまた、LMRPの単離された調製物を提供する。好ましい実施形態に
おいて、LMRPは、付表Bのアミノ酸配列を含む。別の好ましい実施形態にお
いて、本発明は、(付表Aに示される1つのオープンリーディングフレームによ
ってコードされる)付表Bの1つの完全なアミノ酸配列に対して実質的に相同的
である単離された全長型タンパク質に関する。さらに別の実施形態において、タ
ンパク質は、付表Bの1つの完全なアミノ酸配列に対する相同性が少なくとも約
50%であり、好ましくは少なくとも約60%であり、より好ましくは少なくと
も約70%、80%または90%であり、さらに最も好ましくは少なくとも約9
5%、96%、97%、98%、99%またはそれ以上である。別の実施形態に
おいて、単離されたLMRPは、付表Bのアミノ酸配列の1つに対する相同性が
少なくとも約50%以上であるアミノ酸配列を含み、かつ微生物細胞または植物
細胞における脂肪酸の構築に必要な化合物の代謝またはこれらの膜を横断する分
子の輸送に関与することができ、あるいは表1に示される活性の1つまたは2つ
以上を有する。
The present invention also provides an isolated preparation of LMRP. In a preferred embodiment, the LMRP comprises the amino acid sequences of Appendix B. In another preferred embodiment, the invention provides an isolated substantially homologous to one complete amino acid sequence of Appendix B (encoded by one open reading frame shown in Appendix A). It relates to a full-length protein. In yet another embodiment, the protein has at least about 50% homology to one complete amino acid sequence of Appendix B, preferably at least about 60%, more preferably at least about 70%, 80% or 90%, and most preferably at least about 9
5%, 96%, 97%, 98%, 99% or more. In another embodiment, the isolated LMRP comprises an amino acid sequence that is at least about 50% or more homologous to one of the amino acid sequences in Appendix B and is required for fatty acid assembly in microbial or plant cells. It can be involved in the metabolism of compounds or the transport of molecules across these membranes, or have one or more of the activities shown in Table 1.

【0025】 あるいは、単離されたLMRPは、付表Bの1つのヌクレオチド配列にハイブ
リダイゼーションする(例えば、ストリンジェントな条件のもとでハイブリダイ
ゼーションする)ヌクレオチド配列によって、あるいは付表Bの1つのヌクレオ
チド配列に対する相同性が少なくとも約50%であり、好ましくは少なくとも約
60%であり、より好ましくは少なくとも約70%、80%または90%であり
、さらに最も好ましくは少なくとも約95%、96%、97%、98%、99%
またはそれ以上であるヌクレオチド配列によってコードされるアミノ酸配列を含
むことができる。
Alternatively, the isolated LMRP may be hybridized to a single nucleotide sequence of Appendix B (eg, under stringent conditions) by a nucleotide sequence, or of a single nucleotide sequence of Appendix B. To at least about 50%, preferably at least about 60%, more preferably at least about 70%, 80% or 90%, and most preferably at least about 95%, 96%, 97%. , 98%, 99%
Alternatively, it can include an amino acid sequence encoded by a nucleotide sequence that is longer than that.

【0026】 LMRPポリペプチドまたはその生物学的に活性な一部分は、融合タンパク質
を形成させるために非LMRPポリペプチドに対して機能的に連結することがで
きる。好ましい実施形態において、この融合タンパク質は、LMRP単独の活性
とは異なる活性を有する。別の好ましい実施形態において、この融合タンパク質
は、微生物または植物における脂質および脂肪酸、補助因子および酵素の合成に
必要な化合物の代謝あるいは植物の膜を横断する分子の輸送に関与する。特に好
ましい実施形態において、この融合タンパク質を宿主細胞に組み込むことにより
、所望する化合物の宿主細胞からの産生が調節される。
The LMRP polypeptide or biologically active portion thereof can be operably linked to a non-LMRP polypeptide to form a fusion protein. In a preferred embodiment, the fusion protein has an activity that differs from the activity of LMRP alone. In another preferred embodiment, the fusion protein is involved in the metabolism of compounds required for the synthesis of lipids and fatty acids, cofactors and enzymes in microorganisms or plants or the transport of molecules across plant membranes. In a particularly preferred embodiment, incorporation of this fusion protein into a host cell regulates production of the desired compound from the host cell.

【0027】 本発明の別の態様はファインケミカルの製造方法に関する。この方法は、ファ
インケミカルが産生されるように、本発明のLMRP核酸分子の発現を行わせる
ベクターを含有する好適な微生物を培養すること、あるいはそのようなベクター
を含有する植物の細胞、組織、器官または植物全体を培養することのいずれかを
含む。好ましい実施形態において、この方法はさらに、そのようなベクターを含
有する細胞を得る工程を含む。この場合、細胞は、LMRP核酸の発現を行わせ
るベクターで形質転換される。別の好ましい実施形態において、この方法はさら
に、ファインケミカルを培養物から回収する工程を含む。特に好ましい実施形態
において、細胞は、フィスコミトレラ属、ファエオダクチルム属、コリネバクテ
リウム属、繊毛虫類、菌類または植物に由来し、特に脂肪種子に由来する。
Another aspect of the present invention relates to a method for producing a fine chemical. This method comprises culturing a suitable microorganism containing a vector which effects the expression of the LMRP nucleic acid molecule of the present invention such that a fine chemical is produced, or a plant cell, tissue or organ containing such a vector. Or culturing the whole plant. In a preferred embodiment, the method further comprises obtaining cells containing such a vector. In this case, the cells are transformed with a vector that directs expression of the LMRP nucleic acid. In another preferred embodiment, the method further comprises recovering the fine chemical from the culture. In a particularly preferred embodiment, the cells are derived from Physcomitrella, Phaeodactylum, Corynebacterium, Ciliates, Fungi or plants, in particular oilseed.

【0028】 本発明の別の態様は、本発明のLMRP核酸分子を含むことによってそのゲノ
ムDNAが変化している好適な宿主細胞を培養することを含むファインケミカル
の製造方法に関する。別の実施形態において、この方法は、本発明のLMRPポ
リペプチドを含むことによってその膜が変化している好適な宿主細胞を培養する
ことを含む。
Another aspect of the present invention relates to a method for producing a fine chemical comprising culturing a suitable host cell whose genomic DNA has been altered by containing the LMRP nucleic acid molecule of the present invention. In another embodiment, the method comprises culturing a suitable host cell whose membrane has been altered by the inclusion of an LMRP polypeptide of the invention.

【0029】 本発明の別の態様は、微生物からの分子の産生を調節する方法に関する。その
方法は、細胞に結合した活性が薬剤の非存在下でこの同じ活性に対して変化する
ように、細胞を、LMRP活性またはLMRP核酸の発現を調節する薬剤と接触
させることを含む。好ましい実施形態において、細胞は、脂質および脂肪酸、補
助因子および酵素に対する1つまたは複数の代謝経路について調節されるか、あ
るいはそのような膜を横断する化合物の輸送について調節され、その結果、この
微生物による所望するファインケミカルの収率または生成速度が改善される。L
MRP活性を調節する薬剤として、LMRP活性またはLMRP核酸の発現を刺
激する薬剤を挙げることができる。LMRP活性またはLMRP核酸の発現を刺
激する薬剤の例には、小分子、活性なLMRP、および細胞に導入されているL
MRPをコードする核酸が含まれる。LMRPの活性または発現を阻害する薬剤
の例には、小分子およびアンチセンスLMRP核酸分子が含まれる。
Another aspect of the invention relates to a method of regulating the production of molecules from microorganisms. The method involves contacting the cell with an agent that modulates LMRP activity or expression of the LMRP nucleic acid such that the cell-bound activity is altered relative to this same activity in the absence of the agent. In a preferred embodiment, the cells are regulated for one or more metabolic pathways for lipids and fatty acids, cofactors and enzymes, or for transport of compounds across such membranes, so that the microorganism Improves the yield or production rate of the desired fine chemicals. L
Agents that regulate MRP activity include agents that stimulate LMRP activity or expression of LMRP nucleic acids. Examples of agents that stimulate LMRP activity or expression of LMRP nucleic acids include small molecules, active LMRP, and L introduced into cells.
Nucleic acid encoding MRP is included. Examples of agents that inhibit the activity or expression of LMRP include small molecules and antisense LMRP nucleic acid molecules.

【0030】 本発明の別の態様は、細胞からの所望する化合物の収率を調節する方法に関す
る。この方法は、野性型または変異型のLMRP遺伝子を細胞に導入することを
伴う。この場合、そのようなLMRP遺伝子は、別個のプラスミドに維持される
か、または宿主細胞のゲノム内に組み込まれるかのいずれかである。ゲノム内に
組み込まれる場合、そのような組み込みはランダムであり得るか、あるいは、組
み込みは、導入された遺伝子によって本来の遺伝子が置換され、これにより、細
胞からの所望する化合物の産生が調節されるような組換えによって生じ得るか、
または遺伝子の発現を促進させる配列および機能的に転写された遺伝子のポリア
デニル化を促進させる配列を少なくとも含有する機能的な発現ユニットに対して
機能的に連結されている遺伝子などの遺伝子をトランスで使用することによって
生じ得る。
Another aspect of the invention relates to a method of modulating the yield of a desired compound from cells. This method involves introducing a wild-type or mutant LMRP gene into cells. In this case, such LMRP genes are either maintained on a separate plasmid or integrated into the genome of the host cell. When integrated into the genome, such integration can be random, or the integration replaces the native gene by the introduced gene, which regulates the production of the desired compound from the cell. Can be caused by such recombination,
Alternatively, a gene such as a gene operably linked to a functional expression unit containing at least a sequence that promotes gene expression and a sequence that promotes polyadenylation of a functionally transcribed gene is used in trans Can be caused by.

【0031】 好ましい実施形態において、前記の収率が改変される。別の好ましい実施形態
において、前記の所望される化学物質を増大させ、その一方で望ましくない妨害
化合物を低下させることができる。特に好ましい実施形態において、前記の所望
するファインケミカルは、脂質または脂肪酸、補助因子または酵素である。特に
好ましい実施形態において、前記化学物質は多不飽和脂肪酸である。
In a preferred embodiment, the yield is modified. In another preferred embodiment, the desired chemicals can be increased while undesired interfering compounds can be reduced. In a particularly preferred embodiment, the desired fine chemicals are lipids or fatty acids, cofactors or enzymes. In a particularly preferred embodiment, the chemical is a polyunsaturated fatty acid.

【0032】 (発明の詳細な説明) 本発明は、コケのフィスコミトレラ・パテンスにおける脂質および脂肪酸、補
助因子および酵素の代謝またはそのような膜を横断する親油性化合物の輸送に関
与しているLMRP核酸分子およびLMRPタンパク質分子を提供する。本発明
の分子は、コリネバクテリウム・グルタミクム(Corynebacteriu
m glutamicum)、コリネバクテリウム・ヘルクリス(Coryne
bacterium herculis)、コリネバクテリウム・リリウム(C
orynebacterium lilium)、コリネバクテリウム・アセト
アシドフィルム(Corynebacterium acetoacidoph
ilum)、コリネバクテリウム・アセトグルタミクム(Corynebact
erium acetoglutamicum)、コリネバクテリウム・アセト
フィルム(Corynebacterium acetophilum)、コリ
ネバクテリウム・アンモニアゲネス(Corynebacterium amm
oniagenes)、コリネバクテリウム・フジオケンス(Coryneba
cterium fujiokense)、コリネバクテリウム・ニトリロフィ
ルス(Corynebacterium nitrilophilus)、ブレ
ビバクテリウム・アンモニアゲネス(Brevibacterium ammo
niagenes)、ブレビバクテリウム・ブタニクム(Brevibacte
rium butanicum)、ブレビバクテリウム・ジバリカツム(Bre
vibacterium divaricatum)、ブレビバクテリウム・フ
ラブム(Brevibacterium flavum)、ブレビバクテリウム
・ヘアリイ(Brevibacterium healii)、ブレビバクテリ
ウム・ケトグルタミクム(Brevibacterium ketogluta
micum)、ブレビバクテリウム・ケトソレヅクツム(Brevibacte
rium ketosoreductum)、ブレビバクテリウム・ラクトファ
ーメンツム(Brevibacterium lactofermentum)
、ブレビバクテリウム・リネンス(Brevibacterium linen
s)またはブレビバクテリウム・パラフィノリチクム(Brevibacter
ium paraffinolyticum)からなる群から選択されるコリネ
バクテリオウム属またはブレビバクテリウム属などの微生物からのファインケミ
カルの産生を調節する際に利用することができる。さらに、本発明の分子は、繊
毛虫類、菌類、コケ、藻類および植物(トウモロコシ、コムギ、ライムギ、オー
トムギ、ライコムギ、イネ、オオムギ、ダイズ、ピーナッツ、ワタ、アブラナ属
の種(アブラナ、カノーラおよびカブなど)、コショウ、ヒマワリおよびマンジ
ュギク(tagetes)、ナス科植物(ジャガイモ、タバコ、ナスビおよびト
マトなど)、ソラマメ(Vicia)属の種、エンドウ、カサバ、アルファルフ
ァ、低木植物(コーヒー、カカオ、茶)、シダレヤナギ(Salix)属の種、
樹木(アブラヤシ、ココナッツ)、ならびに多年草および飼料作物など)からの
ファインケミカルの産生を調節する際に直接的に利用することができ(例えば、
脂肪酸生合成タンパク質の過剰発現または最適化が、改変された植物からの脂肪
酸の収率、産生および/または産生効率に対して直接的な影響を有する場合)、
あるいはそれにも関わらず、所望する化合物の収率、産生および/または産生効
率を増大させるか、または望ましくない化合物を低下させる間接的な影響を有し
得る(例えば、脂質および脂肪酸、補助因子および酵素の代謝を調節することに
より、所望する化合物の収率、産生および/または産生効率または細胞内の所望
する化合物組成が変化し、これにより、1つまたは複数のファインケミカルの産
生が影響され得る場合)。本発明の様々な態様を下記においてさらに説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention involves the metabolism of lipids and fatty acids, cofactors and enzymes in the moss of Fiscomitrella patens or the transport of lipophilic compounds across such membranes. Provided are LMRP nucleic acid molecules and LMRP protein molecules. The molecule of the present invention is a Corynebacterium glutamicum (Corynebacterium).
m glutamicum, Corynebacterium Herculis (Coryne)
Bacterium herculis, Corynebacterium Lilium (C
orynebacterium lilium), Corynebacterium acetoacidoph (Corynebacterium acetoacidoph)
Ilum), Corynebacterium acetoglutamicum (Corynebact)
erium acetoglutamium), Corynebacterium acetofilm, Corynebacterium ammoniagenes (Corynebacterium amm)
oniagenes), Corynebacterium fugiokens (Coryneba)
Cerium fujiokense, Corynebacterium nitrilophilus, Brevibacterium ammoniagenes (Brevibacterium ammo)
niagenes), Brevibacterium butanicum (Brevibacte
rum butanicum), Brevibacterium dibaricatum (Bre
vivibacterium divaricatum, Brevibacterium flavum, Brevibacterium hairii, Brevibacterium ketoglutamicum.
micum), Brevibacterium ketosolezukutsumu (Brevibacte
rium ketosoreductum), Brevibacterium lactofermentum
, Brevibacterium linen
s) or Brevibacterium parafinolyticum (Brevibacterium
It can be used in regulating the production of fine chemicals from microorganisms such as Corynebacterium, or Brevibacterium, selected from the group consisting of ium paraffinolyticum). Further, the molecules of the invention include ciliates, fungi, moss, algae and plants (corn, wheat, rye, oats, triticale, rice, barley, soybeans, peanuts, cotton, brassica species (brassica, canola and turnip). Etc.), pepper, sunflower and tagetes (tagetes), solanaceous plants (such as potato, tobacco, eggplant and tomato), species of the genus Vicia, peas, cassava, alfalfa, shrub plants (coffee, cacao, tea), A species of the genus Salix,
It can be used directly in controlling the production of fine chemicals from trees (oil palm, coconut), and perennial and forage crops (eg,
Where overexpression or optimization of the fatty acid biosynthetic protein has a direct effect on the yield, production and / or production efficiency of fatty acids from the modified plant),
Alternatively, it may nonetheless have the indirect effect of increasing the yield, production and / or efficiency of production of the desired compound or reducing undesired compounds (eg lipids and fatty acids, cofactors and enzymes). By modulating the metabolism of a desired compound, altering the yield, production and / or efficiency of production of a desired compound or the desired composition of a compound in a cell, which may affect the production of one or more fine chemicals) . Various aspects of the invention are described further below.

【0033】 ファインケミカル 用語「ファインケミカル」はこの分野では認識されており、これには、製薬業
界、農業および化粧品業界(これらに限定されない)などの様々な業界で様々な
用途を有する、生物により産生される分子が含まれる。そのような化合物には、
脂質、脂肪酸、補助因子および酵素、タンパク質原性および非タンパク質原性の
両方のアミノ酸、プリン塩基およびピリミジン塩基、ヌクレオシド、ならびにヌ
クレオチド(例えば、Kuninaka,A.(1996)、ヌクレオチドおよ
び関連化合物、561頁〜612頁、Biotechnology、第6巻、R
ehmら編、VCH:Weinheim、およびそれに含まれる参考文献に記載
されるような化合物)、脂質、飽和型および多価不飽和型の両方の脂肪酸(例え
ば、アラキドン酸)、ジオール(例えば、プロパンジオールおよびブタンジオー
ル)、炭水化物(例えば、ヒアルロン酸およびトレハロース)、芳香族化合物(
例えば、芳香族アミン、バニリンおよびインジゴ)、ビタミンおよび補助因子(
Ullmann’s Encyclopedia of Industrial
Chemistry、第A27巻、Vitamine、443頁〜613頁(
1996)、VCH:Weinheim、およびそれに含まれる参考文献;On
g,A.S.、Niki,E.&Packer,L.(1995)、UNESC
O/マレーシア科学技術協会およびフリーラジカル研究会(アジア)連合(ペナ
ン(マレーシア)において1994年9月1日〜3日に開催)の「栄養、脂質、
健康および疾患」の議事録、AOCS Press(1995)に記載されるよ
うなもの)、酵素、ならびにGutcho(1983)、Chemicals
by Fermentation(Noyes Data Corporati
on、ISBN:0818805086)およびその参考文献に記載されるすべ
ての他の化学物質が含まれる。これらのファインケミカルのいくつかの代謝およ
び使用を下記においてさらに説明する。
Fine Chemical The term “fine chemical” is recognized in the art as it is produced by an organism with different applications in different industries such as, but not limited to, the pharmaceutical, agricultural and cosmetics industries. Included molecules. Such compounds include
Lipids, fatty acids, cofactors and enzymes, both proteinogenic and non-proteinogenic amino acids, purine and pyrimidine bases, nucleosides, and nucleotides (eg, Kuninaka, A. (1996), nucleotides and related compounds, page 561. ~ P.612, Biotechnology, Volume 6, R
ehm et al., VCH: Weinheim, and compounds contained therein in references), lipids, both saturated and polyunsaturated fatty acids (eg, arachidonic acid), diols (eg, propanediol). And butanediol), carbohydrates (eg hyaluronic acid and trehalose), aromatic compounds (
For example, aromatic amines, vanillin and indigo), vitamins and cofactors (
Ullmann's Encyclopedia of Industrial
Chemistry, Volume A27, Vitamine, pp. 443-613 (
1996), VCH: Weinheim, and references contained therein; On.
g, A. S. , Niki, E .; & Packer, L.A. (1995), UNESC
O / Malaysia Science and Technology Association and Free Radical Research Association (Asia) Union (held in Penang (Malaysia) September 1-3, 1994)
"Health and Diseases", as described in AOCS Press (1995)), enzymes, and Gutcho (1983), Chemicals.
by Fermentation (Noyes Data Corporation)
, ISBN: 08188805086) and all other chemicals described therein. The metabolism and use of some of these fine chemicals are described further below.

【0034】 I.脂質および脂肪酸、補助因子および酵素 細胞膜は細胞内の様々な機能を果たしている。まず第一に、膜は、細胞の内容
物を周囲の環境から区別し、従って細胞に一体性を提供する。膜はまた、有害な
化合物または望ましくない化合物の流入に対するバリアとして、そしてまた所望
する化合物の流出に対するバリアとして役立ち得る。細胞膜は、本質的には、そ
の構造(脂質分子の二重層、この二重層において、極性の頭部基が(それぞれ細
胞の外側および内側に向かって)外側を向き、そして非極性の尾部が二重層の中
心部で内側を向き、これにより疎水性のコアが形成される)のために、タンパク
質、水分子およびイオンなどの親水性化合物の促進されない拡散に対して不浸透
性である(膜の構造および機能の一般的な総説については、Gennis,R.
B.(1989)、Biomembranes Molecular Stru
cture and Function、Springer:Heidelbe
rgを参照のこと)。このバリアにより、細胞は、周囲の培地に含有されるより
も相対的に高い濃度の所望する化合物および相対的に低い濃度の望ましくない化
合物を維持することができる。これは、これらの化合物の拡散が膜によって効果
的に阻止されるからである。
I. Lipids and fatty acids, cofactors and enzymes cell membranes perform various intracellular functions. First of all, the membrane distinguishes the contents of the cell from the surrounding environment and thus provides the cell with integrity. The membrane may also serve as a barrier against influx of harmful or unwanted compounds and also outflow of desired compounds. The cell membrane is essentially a bilayer of lipid molecules, in which the polar headgroups face outward (towards the outside and the inside of the cell, respectively) and the nonpolar tails divert. It is impermeable to the unpromoted diffusion of hydrophilic compounds such as proteins, water molecules and ions (due to the membrane's inward orientation at the center of the overlay, which forms a hydrophobic core). For a general review of structure and function, see Gennis, R. et al.
B. (1989), Biomembrane's Molecular Stru.
movie and Function, Springer: Heidelbe
rg)). This barrier allows the cells to maintain a relatively higher concentration of the desired compound and a relatively lower concentration of the unwanted compound than contained in the surrounding medium. This is because the diffusion of these compounds is effectively blocked by the membrane.

【0035】 しかし、膜はまた、所望する化合物を細胞内に輸送し、そして不用な分子を細
胞外に輸送するための効果的なバリアを提供する。この困難なことを克服するた
めに、細胞膜は、異なる種類の化合物の膜貫通輸送を促進させることができる多
種類の輸送体タンパク質を含む。これらの輸送タンパク質には、ポアまたはチャ
ンネルおよび輸送体の2つの一般的な種類がある。前者は、膜を通り抜ける調節
された穴を形成する内在性膜タンパク質(ときにはタンパク質の複合体)である
。この調節または「ゲーティング」は、一般に、ポアまたはチャンネルによって
輸送される分子に対して特異的であり、このため、これらの膜貫通構造物は、特
定の種類の物質に対して選択的透過性になる。例えば、カリウムチャンネルは、
カリウムの電荷およびサイズに類似する電荷およびサイズを有するイオンのみが
通過できるように組み立てられる。チャンネルタンパク質およびポアタンパク質
は、タンパク質の疎水性の面が膜の内側と会合することができ、その一方で、親
水性の面がチャンネルの内側に並び、従って、選択された親水性分子が通過でき
る保護された親水性環境が提供されるように別々の疎水性ドメインおよび親水性
ドメインを有する傾向がある。カリウムイオン、カルシウムイオン、ナトリウム
イオンおよび塩化物イオンに対するポア/チャンネルを含む多くのそのようなポ
ア/チャンネルがこの分野では知られている。
However, the membrane also provides an effective barrier for transporting the desired compound intracellularly and unwanted molecules extracellularly. To overcome this difficulty, cell membranes contain multiple types of transporter proteins that can facilitate transmembrane transport of different types of compounds. There are two general types of these transport proteins: pores or channels and transporters. The former are integral membrane proteins (sometimes protein complexes) that form regulated pores through the membrane. This regulation or "gating" is generally specific for molecules transported by pores or channels, which makes these transmembrane structures selectively permeable to certain types of substances. become. For example, the potassium channel is
It is constructed so that only ions with a charge and size similar to that of potassium can pass through. Channel proteins and pore proteins allow the hydrophobic side of the protein to associate with the inside of the membrane, while the hydrophilic side aligns with the inside of the channel, thus allowing passage of selected hydrophilic molecules. It tends to have separate hydrophobic and hydrophilic domains so as to provide a protected hydrophilic environment. Many such pores / channels are known in the art, including pores / channels for potassium, calcium, sodium and chloride ions.

【0036】 促進された拡散のこのポアおよびチャンネルにより媒介されるシステムはイオ
ンなどの非常に小さい分子に限られている。これは、促進された拡散によるタン
パク質全体の通過を可能するために十分に大きいポアまたはチャンネルはまた、
それよりも小さい親水性分子の通過を妨げることができないからである。このプ
ロセスによる分子の輸送は、濃度勾配の駆動力が輸送を生じさせるために必要で
あるために、「促進された拡散」と呼ばれることがある。パーミアーゼはまた、
グルコースまたは他の糖などのより大きな分子の細胞内への促進された拡散を、
膜の一方側におけるこれらの分子の濃度が反対側の濃度よりも大きい場合に可能
にする(これはまた「単輸送」と呼ばれている)。ポアまたはチャンエルとは対
照的に、(膜を貫通する6個〜14個のα−ヘリックスを有することが多い)こ
れらの内在性膜タンパク質は、膜を通り抜ける開いたチャンネルを形成せず、む
しろ膜の表面で標的分子に結合し、その後、標的分子が膜の反対側で放出される
ような立体配座の変化を受ける。
The system mediated by this pore and channel of facilitated diffusion is limited to very small molecules such as ions. This also means that pores or channels that are large enough to allow passage through the protein by facilitated diffusion also
This is because it is not possible to prevent passage of hydrophilic molecules smaller than that. Transport of molecules by this process is sometimes referred to as "facilitated diffusion" because the driving force of the concentration gradient is required to cause the transport. Permease is also
The facilitated diffusion of larger molecules such as glucose or other sugars into cells,
This is possible if the concentration of these molecules on one side of the membrane is greater than the concentration on the other side (this is also called "monotransport"). In contrast to pores or channels, these integral membrane proteins (often having 6 to 14 α-helices that span the membrane) do not form open channels through the membrane, but rather the membrane. Binds to a target molecule on its surface and is then subjected to a conformational change such that the target molecule is released on the opposite side of the membrane.

【0037】 しかし、細胞は、多くの場合、存在する濃度勾配に逆らった分子の細胞内また
は細胞外への輸送(「能動輸送」)を必要とする。そのような状況では、促進さ
れた拡散は生じ得ない。2つの一般的な機構がそのような膜輸送のために細胞に
よって使用されている:共輸送または対向輸送、およびABC輸送体によって媒
介される輸送などのエネルギー共役輸送。共輸送および対向輸送のシステムは、
(2つの異なる分子に対して2つの別々の結合部位を有するパーミアーゼを介し
て)膜を横断する2つの異なる分子の動きを結び付けている。すなわち、共輸送
では、2つの分子が同じ方向に輸送されるが、対向輸送では、1つの分子が細胞
内に輸送され、同時にもう一方の分子が細胞外に輸送される。これは、2つの分
子のうちの一方が濃度勾配に従って移動するためにエネルギー的に可能であり、
そしてエネルギー的に有利なこの事象は、支配的な濃度勾配に逆らって所望する
化合物が同時に動くときにだけ可能になる。単分子は、ABC輸送体によって利
用されるプロセスなどのエネルギー駆動プロセスで濃度勾配に逆らって膜を横断
して輸送され得る。このシステムにおいて、膜に存在する輸送タンパク質はAT
P結合カセットを有する;標的分子が結合したとき、ATPがADP+Piに変
換され、生じたエネルギー放出が標的分子を膜の反対側に移動させるために使用
される。これは輸送体によって促進される。これらの輸送システムのすべてのよ
り詳しい記載については、Bamberg,E.ら(1993)、脂質二重層膜
におけるイオンポンプの電荷輸送、Q.Rev.Biopys.26:1〜25
;Findlay,J.B.C.(1991)、膜輸送システムにおける構造お
よび機能、Curr.Opin.Struct.Biol.1:804〜810
;Higgins,C.F.(1992)、微生物からヒトまでのABC輸送体
、Ann.Rev.Cell Biol.8:67〜113;Gennis,R
.B.(1989)、ポア、チャンネルおよび輸送体:Biomembrane
s,Molecular Structure and Function、S
pringer:Heidelberg、270頁〜322頁;Nikaido
,H.およびSaier,H.(1992)、細菌における輸送タンパク質:そ
れらの設計における共通したテーマ、Science、258:936〜942
;ならびにこれらの参考文献のそれぞれに含まれる参考文献を参照のこと。
However, cells often require intracellular or extracellular transport of molecules against an existing concentration gradient (“active transport”). In such a situation, facilitated diffusion cannot occur. Two general mechanisms have been used by cells for such membrane transport: cotransport or countertransport, and energy-coupled transport, such as transport mediated by ABC transporters. Co-transport and on-board transport systems
It links the movement of two different molecules across the membrane (via permease, which has two separate binding sites for two different molecules). That is, in co-transport, two molecules are transported in the same direction, whereas in anti-transport, one molecule is transported intracellularly and at the same time the other molecule is transported extracellularly. This is energetically possible because one of the two molecules moves according to a concentration gradient,
And this energetically favorable event is only possible when the desired compounds move simultaneously against the prevailing concentration gradient. Single molecules can be transported across the membrane against a concentration gradient in an energy driven process, such as the process utilized by the ABC transporter. In this system, the transport protein present in the membrane is AT
It has a P-binding cassette; when the target molecule binds, ATP is converted to ADP + Pi and the resulting energy release is used to move the target molecule to the opposite side of the membrane. This is facilitated by transporters. For a more detailed description of all of these transport systems, see Bamberg, E .; (1993), ion pump charge transport in lipid bilayer membranes, Q. Rev. Biopys. 26: 1-25
Findlay, J .; B. C. (1991), Structures and Functions in Membrane Transport Systems, Curr. Opin. Struct. Biol. 1: 804-810
Higgins, C .; F. (1992), ABC transporters from microorganisms to humans, Ann. Rev. Cell Biol. 8: 67-113; Gennis, R.
. B. (1989), pores, channels and transporters: Biomembrane.
s, Molecular Structure and Function, S
pringer: Heidelberg, p.270-322; Nikaido.
, H .; And Saier, H .; (1992), Transport proteins in bacteria: a common theme in their design, Science, 258: 936-942.
;; and the references contained within each of these references.

【0038】 膜の合成は、脂質分子がその最も重要な成分である多数の成分を伴う十分に特
徴付けられたプロセスである。脂質合成は、脂肪酸の合成および脂肪酸のsn−
グリセロール−3−リン酸への結合と、極性頭部基の付加または修飾との2つの
部分に分けることができる。細菌の膜において利用されている典型的な脂質には
、リン脂質、糖脂質、スフィンゴ脂質およびホスホグリセリドが含まれる。脂肪
酸は、長い炭化水素鎖および末端のカルボン酸基を含有する一群の化合物である
。脂肪酸には下記が含まれる:ラウリン酸、パルミチン酸、パルミトオレイン酸
、ステアリン酸、オレイン酸、タキソオレイン酸、6,9−オクタデカジエン酸
、リノレイン酸、γ−リノレイン酸、ピノレイン酸、α−リノレイン酸、ステア
リドン酸、アラキジン酸、エイコセン酸、ベヘン酸、エルカ酸、ドカサジエン酸
、アラキドン酸、ω6−エイコサトリエン酸、ジホモ−γ−リノレイン酸、エイ
カサペンタン酸(チムノドン酸)、ω3−エイコサトリエン酸、ω3−エイコサ
テトラエン酸、ドコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸(セルボン酸)、リグ
ノセリン酸、および明示的に示されていないこのクラスのさらなる脂肪酸。脂肪
酸合成は、アセチルCoAのアセチルCoAカルボキシラーゼによるマロニルC
oAへの変換またはアセチルトランスアシラーゼによるアセチルACPへの変換
のいずれかとともに始まる。縮合反応後、これらの2つの生成物分子は一緒にな
ってアセトアセチルACPを形成し、これは、一連の縮合反応、還元反応および
脱水反応によって変換され、所望する鎖長を有する飽和脂肪酸分子になる。その
ような分子からの不飽和脂肪酸の産生は、分子状酸素の助けによって好気的に、
または嫌気的に、そのいずれかで特異的なデサチュラーゼにより触媒される(微
生物における脂肪酸合成に対する参照については、F.C.Neidhardt
ら(1996)、E.coli and Salmonella、ASM Pr
ess:Washingto,D.C.、612頁〜632頁、およびそれに含
まれる参考文献;Lengelerら(編)(1999)、Biology o
f Procaryotes、Thieme:Stuttgart、New Y
ork、およびそれに含まれる参考文献;Magnuson,K.ら(1993
)、Microbiological Reviews、57:522〜542
、およびそれに含まれる参考文献を参照のこと)。
Membrane synthesis is a well-characterized process in which the lipid molecule involves a number of components, the most important of which are lipid molecules. Lipid synthesis includes fatty acid synthesis and fatty acid sn-
It can be divided into two parts: the attachment to glycerol-3-phosphate and the addition or modification of polar head groups. Typical lipids utilized in bacterial membranes include phospholipids, glycolipids, sphingolipids and phosphoglycerides. Fatty acids are a group of compounds containing long hydrocarbon chains and terminal carboxylic acid groups. Fatty acids include: lauric acid, palmitic acid, palmitooleic acid, stearic acid, oleic acid, taxooleic acid, 6,9-octadecadienoic acid, linoleic acid, γ-linolenic acid, pinoleic acid, α- Linoleic acid, stearidonic acid, arachidic acid, eicosenoic acid, behenic acid, erucic acid, docasadienoic acid, arachidonic acid, ω6-eicosatrienoic acid, dihomo-γ-linoleic acid, eicasapentaenoic acid (thymnodonic acid), ω3-eico acid. Satrienoic acid, ω3-eicosatetraenoic acid, docosapentaenoic acid, docosahexaenoic acid (cervonic acid), lignoceric acid, and further fatty acids of this class not explicitly indicated. Fatty acid synthesis involves malonyl C by acetyl CoA carboxylase of acetyl CoA.
It begins with either conversion to oA or conversion to acetyl ACP by acetyl transacylase. After the condensation reaction, these two product molecules together form acetoacetyl ACP, which is converted by a series of condensation, reduction and dehydration reactions into saturated fatty acid molecules with the desired chain length. Become. The production of unsaturated fatty acids from such molecules aerobically with the help of molecular oxygen,
Or anaerobically, either catalyzed by a desaturase specific for that (for a reference to fatty acid synthesis in microorganisms, see FC Neidhardt
(1996), E. coli and Salmonella, ASM Pr
ess: Washingto, D.M. C. , Pages 612-632, and references contained therein; Langelel et al. (Eds.) (1999), Biology o.
f Procaryotes, Thieme: Stuttgart, New Y
ork, and references contained therein; Magnuson, K .; Et al (1993
), Microbiological Reviews, 57: 522-542.
, And the references contained therein).

【0039】 様々なシクロプロパン脂肪酸(CFA)が、SAMを共基質として使用する特
異的なCFAシンターゼによって合成される。分枝状脂肪酸は、脱アミノ化され
て分枝鎖の2−オキソ酸が生成する分枝鎖のアミノ酸から合成される(Leng
elerら(編)(1999)、Biology of Procaryote
sを参照のこと)。
Various cyclopropane fatty acids (CFAs) are synthesized by specific CFA synthases using SAM as a co-substrate. Branched fatty acids are synthesized from branched chain amino acids that are deaminated to form branched 2-oxo acids (Leng.
eler et al. (ed.) (1999), Biology of Procaryote.
s).

【0040】 植物脂肪酸の生合成、不飽和化、脂質代謝およびリポ(lipoic)化合物
の膜輸送、β−酸化、脂肪酸修飾および補助因子、トリアシルグリセロール貯蔵
、およびアセンブリーに関する刊行物(それらにおける参考文献を含む)につい
ては下記の論文を参照のこと:Kinney、1997、Genetic En
geneering、編者:JK Setlow、19:149〜166;Oh
lroggeおよびBrowse、1995、Plant Cell、7:95
7〜970;ShanklinおよびCahoon、1998、Annu.Re
v.Plant Physiol.Plant Mol.Biol.、49:6
11〜641;Voelker、1996、Genetic Engeneer
ing、編者:JK Setlow、18:111〜13;Gerhardt、
1992、Prog.Lipid R.31:397〜417;Guhnema
nn−Schafer&Kindl、1995、Biochim.Biophy
s Acta、1256:181〜186;Kunauら、1995、Prog
.Lipid Res.34:267〜342;Stymneら、1993、B
iochemistry and Molecular Biology of
Membrane and Storage Lipids of Plan
ts(編者:MurataおよびSomerville、Rockville、
American Society of Plant Physiologi
st、150〜158);Murphy&Ross、1988、Plant J
ournal.13(1):1〜16。
Publications on plant fatty acid biosynthesis, desaturation, lipid metabolism and membrane transport of lipoic compounds, β-oxidation, fatty acid modification and cofactors, triacylglycerol storage, and assembly (references therein) (See), Kinney, 1997, Genetic En.
Geneering, editor: JK Setlow, 19: 149-166; Oh.
llogge and Browse, 1995, Plant Cell, 7:95.
7-970; Shanklin and Cahoon, 1998, Annu. Re
v. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. , 49: 6
11-641; Voelker, 1996, Genetic Engineer.
ing, editor: JK Setlow, 18: 111-13; Gerhardt,
1992, Prog. Lipid R. 31: 397-417; Guhnema.
nn-Schafer & Kindl, 1995, Biochim. Biophy
S Acta, 1256: 181-186; Kunau et al., 1995, Prog.
. Lipid Res. 34: 267-342; Stymne et al., 1993, B.
iochemistry and Molecular Biology of
Membrane and Storage Lipids of Plan
ts (Editors: Murata and Somerville, Rockville,
American Society of Plant Physiology
st, 150-158); Murphy & Ross, 1988, Plant J.
our. 13 (1): 1-16.

【0041】 さらに、脂肪酸は、様々な修飾の後、トリアシルグリセロール貯蔵脂質に輸送
され、取り込まれなければならない。脂質体が、オレオシンなどの構造タンパク
質によって囲まれているERから出芽することによって作製され得る。オレオシ
ンは、植物の脂質貯蔵体と特異的に結合する両親媒性ポリペプチドである(Mu
rphy DJ(1990)、Prog Lipid Res、29:299〜
324)。表1のクローンPP013009039Rなどのオレオシンは、油体
の安定化、油体のサイズ決定、および水ストレス時の合体からの油体の保護に関
与している。フィスコミトレラ・パテンスのオレオシンのcDNA配列を、油体
の数を増大させるために、または油体を安定化するために、それぞれ、オレオシ
ンのcDNAを単一遺伝子として過剰発現するか、または他の脂質生合成の遺伝
子と組み合わせて過剰発現するトランスジェニック植物を作製するために使用す
ることができる。さらに、油体の産生を、内因性の油体産生を有しない植物組織
において、コケのオレオシンをこの特定の組織で過剰に発現させることによって
誘導することができる。コケのACCaseは、植物の脂肪酸含有量を増大また
は変化させるための道具である。
Furthermore, fatty acids have to be transported and incorporated into triacylglycerol storage lipids after various modifications. Lipid bodies can be made by budding from the ER surrounded by structural proteins such as oleosin. Oleosine is an amphipathic polypeptide that specifically binds to plant lipid stores (Mu
rphy DJ (1990), Prog Lipid Res, 29: 299-.
324). Oleosin, such as clone PP0130009039R in Table 1, is involved in oil body stabilization, oil body sizing, and protection of oil bodies from coalescence during water stress. The oleosin cDNA sequence of Fiscomitella patens was overexpressed as a single gene, respectively, to increase the number of oil bodies or to stabilize the oil bodies, or It can be used to produce transgenic plants that are overexpressed in combination with genes for lipid biosynthesis. Furthermore, oil body production can be induced in plant tissues that do not have endogenous oil body production by overexpressing moss oleosin in this particular tissue. Moss ACCase is a tool for increasing or changing the fatty acid content of plants.

【0042】 プラスチドのアセチル補酵素A(CoA)カルボキシラーゼ(ACCase)
は、デノボ脂肪酸生合成の最初の関係した反応を触媒する。ATPに依存した反
応において、マロニルCoAがアセチルCoAから合成される。ACCase酵
素の2つの形態(ホモ二量体ACCaseおよびヘテロ二量体ACCase)が
植物に存在する。
Plastid acetyl coenzyme A (CoA) carboxylase (ACCase)
Catalyzes the first relevant reaction of de novo fatty acid biosynthesis. Malonyl CoA is synthesized from acetyl CoA in an ATP-dependent reaction. Two forms of the ACCase enzyme exist in plants, homodimeric ACCase and heterodimeric ACCase.

【0043】 四量体のACCaseが、プラスチドによりコードされる1つのサブユニット
(β−カルボキシルトランスフェラーゼ)および核によりコードされる3つのサ
ブユニット(ビオチンカルボキシキャリアタンパク質(BCCP)、ビオチンカ
ルボキシラーゼ(BC)、α−カルボキシルトランスフェラーゼ)から構成され
る。共有結合的修飾およびアロステリック制御機構により、ACCase酵素の
活性が調節されている。コケのフィスコミトレラ・パテンスに由来する新規なα
−カルボキシルトランスフェラーゼは、葉緑体トランジットペプチドをN末端(
1位〜47位)に有し、プラスチドへの標的化のために使用することができる。
さらに、ACCaseは、酵素活性のためにビオチン化を必要とする。従って、
ビオチン化およびビオチン合成に関与する酵素(ビオチンカルボキシラーゼなど
)が、活性なACCaseを形成させるために重要である。
The tetrameric ACCase has one subunit encoded by plastid (β-carboxyltransferase) and three subunits encoded by the nucleus (biotin carboxy carrier protein (BCCP), biotin carboxylase (BC), α-carboxyl transferase). The activity of the ACCase enzyme is regulated by covalent modifications and allosteric regulatory mechanisms. A new alpha derived from the moss Fiscomitella patens
-Carboxyltransferase transfers chloroplast transit peptides to the N-terminal (
1-47) and can be used for targeting to plastids.
Moreover, ACCase requires biotinylation for enzymatic activity. Therefore,
The enzymes involved in biotinylation and biotin synthesis (such as biotin carboxylase) are important for forming active ACCase.

【0044】 α−カルボキシルトランスフェラーゼのノーザンブロット分析により、サブユ
ニットのmRNAが葉緑体の多い組織に蓄積することが明らかにされる。この組
織は、膜の生合成およびオイル(トリアシルグリセロール)産生のために使用さ
れる脂肪酸を活発に合成している。胚特異的なプロモーターの制御下でのオイル
貯蔵植物におけるα−カルボキシラーゼの過剰発現は、より大きなタンパク質発
現をもたらし、従って、より大きな酵素活性およびオイル合成の改変をもたらし
得る。脂肪酸の増大した量は、この分野で知られている方法に従って定量的に測
定することができる。
Northern blot analysis of α-carboxyltransferase reveals that subunit mRNA accumulates in chloroplast-rich tissues. This tissue is actively synthesizing the fatty acids used for membrane biosynthesis and oil (triacylglycerol) production. Overexpression of α-carboxylase in oil-storing plants under the control of embryo-specific promoters can lead to greater protein expression and thus greater enzymatic activity and altered oil synthesis. Increased amounts of fatty acids can be measured quantitatively according to methods known in the art.

【0045】 脂肪種子の脂肪酸プロフィルにより、脂質化合物またはオイルの農学的価値が
大きく決定される。オイルの均一性、鎖長および不飽和度により、酸化安定性、
潤滑剤としての使用、コポリマーなどが決定される。植物などの生物の脂肪酸プ
ロフィルは、さらに、生物的ストレスおよび無生物的ストレスに対する耐性など
の生育および発達の特性に影響する。従って、不飽和化プロセスまたは伸長プロ
セスに関与する遺伝子の使用は、脂質化合物を最適化するために使用することが
できる。そのような遺伝子は、遊離のシトクロームb5、NADHシトクローム
b5レダクターゼ、シトクロームP450、チオレドキシンΔ5−、Δ6−、Δ
9−、Δ12−デサチュラーゼ(アシル脂質デサチュラーゼまたはACPデサチ
ュラーゼのいずれか)、ならびにアシルCoAシンターゼまたはアセチルCoA
シンターゼ、ケトアシル(CoAまたはACP)シンターゼ、ケトアシルレダク
ターゼ、ワックス生合成酵素のような遺伝子である。
The fatty acid profile of oilseeds largely determines the agronomic value of lipid compounds or oils. Oxidative stability due to oil homogeneity, chain length and degree of unsaturation,
Use as a lubricant, copolymer, etc. are determined. The fatty acid profile of organisms such as plants further affects growth and developmental characteristics such as resistance to biotic and abiotic stress. Thus, the use of genes involved in desaturation or elongation processes can be used to optimize lipid compounds. Such genes include free cytochrome b5, NADH cytochrome b5 reductase, cytochrome P450, thioredoxin Δ5-, Δ6-, Δ.
9-, Δ12-desaturases (either acyl lipid desaturases or ACP desaturases), and acyl CoA synthases or acetyl CoA
Genes such as synthase, ketoacyl (CoA or ACP) synthase, ketoacyl reductase, wax biosynthetic enzyme.

【0046】 脂質合成における別の必須段階は、例えば、グリセロールリン酸アシルトラン
スフェラーゼによる脂肪酸の極性頭部基への転移である(Frentzen、1
998、Lipid、100(4−5):161〜166を参照のこと)。さら
に、酵素的段階を、アシルグリセロール生成の中間体化合物に影響を及ぼすため
に改変することができる。ジアシルグリセロールキナーゼ、ホスファチジルイノ
シトールシンターゼ、ホスファチジルセリンシンターゼおよびホスファチダート
ホスファターゼは、中間体化合物を修飾するために有用なそのような遺伝子であ
る。様々な前駆体分子および生合成酵素を組合せることにより、膜の組成に対し
て大きな作用を有する種々の脂肪酸分子が生成する。
Another essential step in lipid synthesis is the transfer of fatty acids to polar head groups by, for example, glycerol phosphate acyltransferase (Frentzen, 1).
998, Lipid, 100 (4-5): 161-166). In addition, the enzymatic steps can be modified to affect intermediate compounds in acylglycerol production. Diacylglycerol kinase, phosphatidylinositol synthase, phosphatidylserine synthase and phosphatidate phosphatase are such genes useful for modifying intermediate compounds. The combination of various precursor molecules and biosynthetic enzymes produces various fatty acid molecules that have a large effect on the composition of the membrane.

【0047】 同様に、分解経路も、脂質化合物の生成、分布および貯蔵を改変するために使
用することができる。特に、リソホスホリパーゼ、トリアシルグリセロールリパ
ーゼ、ホスホリパーゼD1およびD2、リポキシゲナーゼ、およびチオエステラ
ーゼなどの脂質分解酵素、ならびにペルオキシソームのアシルCoAシンターゼ
、アシルCoAオキシダーゼ、メチルクロトニルCoAカルボキシラーゼおよび
ケトアシルCoAチオラーゼなどのβ−酸化経路の酵素は、脂質化合物の分解に
影響を与えるために十分に適する遺伝子である。また、脂質化合物の分布は、ア
シルCoA結合タンパク質、脂質輸送タンパク質またはチオエステラーゼのよう
な遺伝子が脂質合成生物に導入された場合に影響を受け得る。
Similarly, degradation pathways can also be used to modify the production, distribution and storage of lipid compounds. In particular, lipolytic enzymes such as lysophospholipases, triacylglycerol lipases, phospholipases D1 and D2, lipoxygenases and thioesterases, and β-such as peroxisomal acyl CoA synthases, acyl CoA oxidases, methylcrotonyl CoA carboxylases and ketoacyl CoA thiolases. Oxidative pathway enzymes are well-suited genes for influencing the degradation of lipid compounds. Also, the distribution of lipid compounds can be affected when genes such as acyl-CoA binding proteins, lipid transport proteins or thioesterases are introduced into lipid-synthesizing organisms.

【0048】 多不飽和脂肪酸 ビタミン、補助因子および健康栄養物には、細菌などの他の生物によって容易
に合成されるが、高等動物がその合成能を失っており、従って摂取しなければな
らないか、または高等動物が自分自身で十分に産生することができず、従ってさ
らに摂取しなければならない別の分子群が含まれる。これらの分子は、それ自体
生物活性な物質であるか、または様々な代謝経路における電子キャリアまたは中
間体として役立ち得る生物学的に活性な物質の前駆体である。それらの栄養的価
値のほかに、これらの化合物はまた、着色剤、抗酸化剤および触媒または他の加
工補助剤としての重要な産業的価値を有する。(これらの化合物の構造、活性お
よび産業的応用の概説については、例えば、Ullman’s Encyclo
pedia of Industrial Chemistry、ビタミン、第
A27巻、443頁〜613頁、VCH:Weinheim、1996を参照の
こと)。多不飽和脂肪酸の場合、Simopoulos、1999、Am.J.
Clin.Nutr.、70(3増補):560〜569;Takahataら
、Biosc.Biotechnol.Biochem、1998、62(11
):2079〜2085;WillichおよびWinther、1995、D
eutsche Medizinische Wochenschrift、1
20(7):229以降)、およびそれらに引用されている参考文献もまた参照
のこと。
Polyunsaturated Fatty Acids Vitamins, cofactors and health nutrients are easily synthesized by other organisms such as bacteria, but higher animals have lost their synthetic ability and must therefore be ingested. , Or another group of molecules that higher animals cannot produce adequately on their own and must therefore be ingested further. These molecules are bioactive substances in their own right, or precursors of biologically active substances that can serve as electron carriers or intermediates in various metabolic pathways. In addition to their nutritional value, these compounds also have significant industrial value as colorants, antioxidants and catalysts or other processing aids. (For a review of the structures, activities and industrial applications of these compounds, see, eg, Ullman's Encyclo.
(Pedia of Industrial Chemistry, Vitamin, A27, pp. 443-613, VCH: Weinheim, 1996). In the case of polyunsaturated fatty acids, Simopoulos, 1999, Am. J.
Clin. Nutr. 70 (3rd Supplement): 560-569; Takahata et al., Biosc. Biotechnol. Biochem, 1998, 62 (11
): 2079-2085; Willich and Winther, 1995, D.
eutsche Medinische Wochenschrift, 1
20 (7): 229 et seq.), And references cited therein.

【0049】 補助因子の表現には、正常な酵素活性を生じさせるために必要とされる非タン
パク質性の化合物が含まれる。そのような化合物は有機または無機であり得るが
、本発明の補助因子分子は好ましくは有機である。健康栄養物の用語には、植物
および動物(特に、ヒト)において健康的利益を有する栄養補助食品が含まれる
。そのような分子の例には、ビタミン、抗酸化剤、そしてまたある種の脂質(例
えば、多不飽和脂肪酸)が挙げられる。
The expression cofactor includes non-proteinaceous compounds required to produce normal enzymatic activity. Although such compounds may be organic or inorganic, the cofactor molecules of the invention are preferably organic. The term health nutrition includes dietary supplements that have health benefits in plants and animals, especially humans. Examples of such molecules include vitamins, antioxidants, and also certain lipids (eg polyunsaturated fatty acids).

【0050】 これらの分子を産生し得る生物(細菌など)におけるそれらの生合成は広く特
徴づけられている(Ullman’s Encyclopedia of In
dustrial Chemistry、ビタミン、第A27巻、443頁〜6
13頁、VCH:Weinheim、1996;Michal,G.(1999
)、Biochemical Pathways:An Atlas of B
iochemistry and Molecular Biology、Jo
hn Wiley&Sons;Ong,A.S.、Niki,E.&Packe
r,L.(1995)、UNESCO/マレーシア科学技術協会およびフリーラ
ジカル研究会(アジア)連合(ペナン(マレーシア)において1994年9月1
日〜3日に開催)の「栄養、脂質、健康および疾患」の議事録、AOCS Pr
ess:Champaign、IL X、374S)。
Their biosynthesis in organisms capable of producing these molecules, such as bacteria, has been extensively characterized (Ullman's Encyclopedia of In.
Dust Chemistry, Vitamin, A27, 443-6
13, VCH: Weinheim, 1996; Michel, G. et al. (1999
), Biochemical Pathways: An Atlas of B.
iochemistry and Molecular Biology, Jo
hn Wiley &Sons; Ong, A .; S. , Niki, E .; & Package
r, L. (1995), UNESCO / Malaysia Institute of Science and Technology and Association of Free Radical Research (Asia) (Penang (Malaysia) September 1, 1994.
Minutes of "Nutrition, lipids, health and diseases" (held from 1st to 3rd), AOCS Pr
ess: Champaign, IL X, 374S).

【0051】 本発明の別の態様は、他のファインケミカルの生合成および製造における製造
されたファインケミカルそのものの使用に関する。例えば、製造されたファイン
ケミカルそのものは、あるファインケミカル(例えば、飽和脂肪酸)を別のファ
インケミカル(例えば、不飽和脂肪酸)に変換することを助ける、デサチュラー
ゼなどの触媒活性を有し得る。
Another aspect of the invention relates to the use of the manufactured fine chemical itself in the biosynthesis and manufacture of other fine chemicals. For example, the fine chemicals themselves produced may have catalytic activity, such as desaturase, that helps to convert one fine chemical (eg, saturated fatty acids) into another fine chemical (eg, unsaturated fatty acids).

【0052】 III.本発明の要素および方法 本発明は、少なくとも一部は、本明細書中においてLMRP核酸分子およびL
MRPタンパク質分子として示される新規な分子の発見に基づく。これらの分子
は、フィスコミトレラ・パテンスおよびセラトドン・プルプレウスにおける細胞
膜の産生を制御し、かつそのような膜を横断する分子の移動を支配している。1
つの実施形態において、LMRP分子は、微生物および植物における細胞膜の構
築に必要な化合物の代謝またはこれらの膜を横断する分子の輸送に関与している
。好ましい実施形態において、膜化合物の産生および膜輸送を調節する本発明の
LMRP分子の活性は、所望するファインケミカルのこの生物による製造に対し
て影響を及ぼす。特に好ましい実施形態において、本発明のLMRP分子は活性
が調節され、その結果、本発明のLMRPが調製する微生物または植物の代謝経
路が収率、産生および/または産生効率において調節され、そして膜を通過する
化合物の輸送効率が変化し、それにより、微生物および植物による所望するファ
インケミカルの収率、産生および/または産生効率が直接的または間接的のいず
れかで調節されるようになる。
III. ELEMENTS AND METHODS OF THE INVENTION The present invention is, at least in part, herein directed to LMRP nucleic acid molecules and L
It is based on the discovery of novel molecules designated as MRP protein molecules. These molecules control the production of cell membranes in Fiscomitrera patens and Ceratodon purpleus and direct the movement of molecules across such membranes. 1
In one embodiment, the LMRP molecule is involved in the metabolism of compounds required for the assembly of cell membranes in microorganisms and plants or the transport of molecules across these membranes. In a preferred embodiment, the activity of the LMRP molecules of the present invention to regulate the production of membrane compounds and membrane transport affects the production by this organism of the desired fine chemicals. In a particularly preferred embodiment, the LMRP molecules of the invention are regulated in activity such that the microbial or plant metabolic pathways prepared by the LMRP of the invention are regulated in yield, production and / or production efficiency, and The efficiency of transport of the compound therethrough is altered, whereby the yield, production and / or production efficiency of the desired fine chemical by microorganisms and plants is regulated, either directly or indirectly.

【0053】 LMRPまたはLMRPポリペプチドの表現には、微生物および植物における
細胞膜の構築に必要な化合物の代謝あるいはこれらの膜を横断する分子の輸送に
関与するタンパク質が含まれる。LMRPの例には、表1および付表Aに示され
るLMRP遺伝子によってコードされるLMRPが含まれる。LMRP遺伝子ま
たはLMRP核酸配列の用語には、コード領域、そしてまた対応する翻訳されな
い5’配列領域および3’配列領域からなるLMRPをコードする核酸配列が含
まれる。LMRP遺伝子の例には、表1に示される遺伝子が含まれる。産生また
は生産性の用語は、この分野で認識されており、特定の時間および特定の発酵容
量で生成される発酵生成物(例えば、所望するファインケミカル)の濃度(例え
ば、kg生成物/時/リットル)を含む。産生効率の用語は、特定レベルの産生
が達成されるために必要とされる時間を含む(例えば、細胞が所望するファイン
ケミカルの特定の産出速度を達成するためにどのくらいの時間を要するかである
)。生成物/炭素収率の用語は、この分野で認識されており、炭素源の生成物(
すなわち、ファインケミカル)への変換効率を含む。これは、一般には、例えば
、kg生成物/kg炭素源として表される。化合物の収率または産生を増大させ
ることにより、特定の時間での特定の培養量におけるそのような化合物の回収さ
れる分子の量または有用な回収される分子の量が増大する。生合成または生合成
経路の用語は、この分野で認識されており、多段階の高度に制御されたプロセス
であり得る、細胞による中間体化合物からの化合物(好ましくは、有機化合物)
の合成を含む。分解または分解経路の用語は、この分野で認識されており、多段
階の高度に制御されたプロセスであり得る、分解生成物(一般的に言えば、より
小さい分子またはあまり複雑でない分子)への細胞による化合物(好ましくは、
有機化合物)の分解を含む。代謝の表現は、この分野で認識されており、生物に
おいて行われる生化学的反応の全体を含む。従って、特定化合物の代謝(例えば
、脂肪酸の代謝)は、この化合物に関連する生物における生合成経路、修飾経路
および分解経路の全体を含む。
The expression LMRP or LMRP polypeptide includes proteins involved in the metabolism of compounds or the transport of molecules across these membranes necessary for the assembly of cell membranes in microorganisms and plants. Examples of LMRPs include LMRPs encoded by the LMRP genes shown in Table 1 and Appendix A. The term LMRP gene or LMRP nucleic acid sequence includes the coding region and also the nucleic acid sequence encoding the LMRP consisting of the corresponding untranslated 5'and 3'sequence regions. Examples of LMRP genes include the genes shown in Table 1. The term production or productivity is art-recognized and the concentration of fermentation product (eg desired fine chemical) produced at a particular time and a particular fermentation volume (eg kg product / hour / liter). )including. The term production efficiency includes the time required to achieve a particular level of production (eg, how long does it take a cell to achieve a particular rate of production of a fine chemical). . The term product / carbon yield is art-recognized and the carbon source product (
That is, the conversion efficiency to fine chemicals is included. This is generally expressed as, for example, kg product / kg carbon source. Increasing the yield or production of a compound increases the amount of recovered molecule or useful recovered molecule of such compound in a particular culture volume at a particular time. The term biosynthesis or biosynthetic pathway is art-recognized and is a compound from intermediate compounds (preferably organic compounds) by cells that may be a multi-step, highly regulated process.
Including the synthesis of. The term degradative or degradative pathway is art-recognized to degradative products (generally speaking smaller molecules or less complex molecules), which can be a multi-step highly controlled process. Compounds by cells (preferably,
Decomposition of organic compounds). The expression of metabolism is art-recognized and includes the whole biochemical reaction taking place in an organism. Thus, metabolism of a particular compound (eg, fatty acid metabolism) includes all biosynthetic, modification and degradation pathways in the organism associated with this compound.

【0054】 別の実施形態において、本発明のLMRP分子は、微生物および植物における
ファインケミカルなどの所望する分子の産生を調節することができる。本発明の
LMRPの変化が、そのような変化したタンパク質を含む微生物株または植物株
からのファインケミカルの収率、産生および/または産生効率に直接的に影響を
及ぼし得る機構が多数存在する。細胞内または細胞からのファインケミカル分子
の輸送に関与するそのようなLMRPは、これらの化合物のより多くの量が、よ
り容易に回収および相互変換される膜を通って輸送されるように数または活性を
増大させることができる。同様に、1つまたは複数のファインケミカルの生合成
に必要な栄養物の細胞内への輸送に関与するそのようなLMRPは、これらの前
駆体化合物、補助因子化合物または中間体化合物の濃度が所望する細胞の内部で
増大するように数または活性を増大させることができる。さらに、脂肪酸および
脂質はそれ自体、望ましいファインケミカルである。従って、これらの化合物の
生合成に関与する1つまたは複数の本発明のLMRPの活性を最適化するか、あ
るいはその数を増大させることによって、あるいはこれらの化合物の分解に関与
する1つまたは複数のLMRPの活性を損なうことによって、微生物または植物
からの脂肪酸分子および脂質分子の収率、産生および/または産生効率を増大さ
せることが可能であり得る。
In another embodiment, the LMRP molecules of the invention are capable of modulating the production of desired molecules such as fine chemicals in microorganisms and plants. There are many mechanisms by which changes in the LMRP of the present invention can directly affect the yield, production and / or production efficiency of fine chemicals from microbial or plant strains containing such altered proteins. Such LMRPs involved in the transport of fine chemical molecules within or out of cells are numbered or active such that higher amounts of these compounds are transported through membranes that are more easily recovered and interconverted. Can be increased. Similarly, such LMRPs involved in intracellular transport of nutrients required for biosynthesis of one or more fine chemicals are desired at concentrations of these precursor compounds, cofactor compounds or intermediate compounds. The number or activity can be increased to increase inside the cell. Moreover, fatty acids and lipids are themselves desirable fine chemicals. Thus, by optimizing or increasing the activity of one or more LMRPs of the invention involved in the biosynthesis of these compounds, or by one or more involved in the degradation of these compounds. It may be possible to increase the yield, production and / or production efficiency of fatty acid and lipid molecules from microorganisms or plants by impairing the activity of LMRPs.

【0055】 本発明の1つまたは複数のLMRP遺伝子の変異誘発はまた、1つまたは複数
の所望するファインケミカルを微生物および植物から産生させることに対して間
接的な影響を及ぼす変化した活性を有するLMRPを生じさせることができる。
例えば、不用産物の細胞外への輸送に関与する本発明のLMRPは、(所望する
ファインケミカルが過剰に産生されるために量が増大すると考えられる)細胞の
正常な代謝不用物が、それらにより細胞内のヌクレオチドおよびタンパク質の損
傷(これにより、細胞の生存性が低下する)またはファインケミカル生合成の妨
害(これにより、所望するファインケミカルの収率、産生および/または産生効
率が低下する)が生じ得る前に効率的に細胞外に輸送されるように数または活性
を増大させることができる。さらに、所望するファインケミカルの比較的大きな
細胞内の量は基本的には細胞にとって毒性であることがあり、従って、この化合
物を細胞から外に輸送することができる輸送体の活性または数を増大させること
によって、培養における細胞の生存性を増大させることができ、これにより、所
望するファインケミカルを産生するより多くの数の細胞が培養においてもたらさ
れる。本発明のLMRPはまた、異なる脂質分子および脂肪酸分子の相対的な量
が産生されるように操作することができる。これは、細胞の膜の脂質組成に対し
て大きな作用を有し得る。それぞれのタイプの脂質は異なる物理的性質を有する
ので、膜の脂質組成の変化は、膜の流動性を著しく変化させることがある。膜流
動性の変化は、細胞の一体性だけでなく、膜を横断する分子の輸送にも影響を及
ぼし得る。これらはともに、ファインケミカルを大規模な発酵培養で微生物およ
び植物から産生させることに対して大きな影響を有する。植物の膜は、熱、低温
、塩、干ばつに対する耐性、ならびに細菌および菌類のような病原体に対する耐
性などの特異的な特徴をもたらす。従って、膜の化合物を調節することは、上記
のストレス条件のもとで生存するための植物の適応度に対して大きな影響を有し
得る。これは、シグナル変換カスケードにおける変化を介して生じ得るか、また
は変化した膜組成を介して直接的に生じ得るし(例えば、Chapman、19
98、Trends in Plant Science、3(11):419
〜426を参照のこと)、そしてシグナル変換カスケードに影響を及ぼし得る(
Wang、1999、Plant Physiology、120:645〜6
51を参照のこと)。哺乳動物の系では、グリセロ脂質合成およびシグナル伝達
に関与するホスファチダートホスファターゼの形態がいくつか同定されている。
酵母では、ホスファチダートホスファターゼもまた精製され、部分的に特徴づけ
られている(Brindley DN(1988)、Phosphatidat
e Phosphohydrolase(Brindley DN編)、第1巻
、21頁〜77頁、CRC Press、Boca Raton)。同じ二次メ
ッセンジャー機能が植物の系について推定することができる。
Mutagenesis of one or more LMRP genes of the present invention also has LMRPs with altered activity that have an indirect effect on producing one or more desired fine chemicals from microorganisms and plants. Can be generated.
For example, the LMRPs of the present invention, which are involved in extracellular transport of waste products, are known to cause normal metabolic waste of cells (which would be increased in amount due to the overproduction of the desired fine chemicals) to Before possible damage to nucleotides and proteins within (which reduces cell viability) or interferes with fine chemical biosynthesis (which reduces desired fine chemical yield, production and / or production efficiency) The number or activity can be increased so that it can be efficiently transported extracellularly. Furthermore, the relatively large intracellular amounts of the desired fine chemicals can be toxic to the cells in principle, thus increasing the activity or number of transporters that can transport this compound out of the cell. This can increase the viability of the cells in culture, which results in a higher number of cells in the culture that produce the desired fine chemical. The LMRPs of this invention can also be engineered to produce relative amounts of different lipid and fatty acid molecules. This can have a profound effect on the lipid composition of the cell's membrane. Because each type of lipid has different physical properties, changes in the lipid composition of the membrane can significantly change the fluidity of the membrane. Changes in membrane fluidity can affect not only cellular integrity, but also transport of molecules across the membrane. Both of these have a great impact on producing fine chemicals from microorganisms and plants in large scale fermentation cultures. Plant membranes provide specific characteristics such as resistance to heat, cold, salt, drought, and resistance to pathogens such as bacteria and fungi. Therefore, modulating membrane compounds can have a profound effect on the fitness of a plant to survive under the stress conditions described above. This can occur through changes in the signal transduction cascade or directly through altered membrane composition (eg, Chapman, 19
98, Trends in Plant Science, 3 (11): 419.
~ 426), and may affect the signal transduction cascade (see
Wang, 1999, Plant Physiology, 120: 645-6.
51). In mammalian systems, several forms of phosphatidate phosphatases involved in glycerolipid synthesis and signal transduction have been identified.
In yeast, the phosphatidate phosphatase has also been purified and partially characterized (Brindley DN (1988), Phosphatidedat.
e Phosphohydrolase (Brindley DN ed.), Vol. 1, pp. 21-77, CRC Press, Boca Raton). The same second messenger function can be inferred for plant systems.

【0056】 本発明の単離された核酸配列は、ハンブルグ大学のコケコレクションから得る
ことができるフィスコミトレラ・パテンス株のゲノムに含まれる。単離されたフ
ィスコミトレラ・パテンスLMRPのcDNAのヌクレオチド配列およびフィス
コミトレラ・パテンスLMRPの予測されるアミノ酸配列が付表AおよびBにそ
れぞれ示されている。
The isolated nucleic acid sequence of the invention is contained in the genome of the strain Fiscomitella patens, which can be obtained from the moss collection of the University of Hamburg. The nucleotide sequence of the isolated cDNA of Fiscomitella patens LMRP and the predicted amino acid sequence of Fiscomitella patens LMRP are shown in Appendixes A and B, respectively.

【0057】 細胞膜成分の代謝に関与するタンパク質またはそのような膜を横断する化合物
の輸送に関与するタンパク質をコードする配列としてこれらのヌクレオチド配列
を分類および/または同定するコンピューター分析が行われた。
Computer analysis was performed to classify and / or identify these nucleotide sequences as sequences encoding proteins involved in the metabolism of cell membrane components or proteins involved in the transport of compounds across such membranes.

【0058】 本発明はまた、付表Bの1つのアミノ酸配列に対して実質的に相同的であるア
ミノ酸配列を有するタンパク質に関する。本明細書中で使用されているように、
選択されたアミノ酸配列に対して実質的に相同的であるアミノ酸配列を有するタ
ンパク質は、選択された1つのアミノ酸配列(例えば、1つの選択されたアミノ
酸配列全体)に対する相同性が少なくとも約50%である。選択されたアミノ酸
配列に対して実質的に相同的であるアミノ酸配列を有するタンパク質はまた、選
択されたアミノ酸配列に対する相同性が少なくとも約50%〜60%であり得る
し、好ましくは少なくとも約60%〜70%であり得るし、より好ましくは少な
くとも約70%〜80%、80%〜90%または90%〜95%であり得るし、
最も好ましくは少なくとも約96%、97%、98%、99%またはそれ以上で
あり得る。
The present invention also relates to proteins having an amino acid sequence that is substantially homologous to one amino acid sequence of Appendix B. As used herein,
A protein having an amino acid sequence that is substantially homologous to a selected amino acid sequence has at least about 50% homology to one selected amino acid sequence (eg, an entire selected amino acid sequence). is there. A protein having an amino acid sequence that is substantially homologous to the selected amino acid sequence may also have at least about 50% to 60% homology to the selected amino acid sequence, and preferably at least about 60%. ˜70%, more preferably at least about 70% -80%, 80% -90% or 90% -95%,
Most preferably it can be at least about 96%, 97%, 98%, 99% or more.

【0059】 本発明のLMRPタンパク質あるいはその生物学的に活性な一部分またはフラ
グメントは、微生物または植物における細胞膜の構築に必要な化合物の代謝ある
いはこれらの膜を横断する分子の輸送に関与し得るか、あるいは表1に示される
活性の1つまたは2つ以上を有し得る。
Whether the LMRP protein of the invention or a biologically active portion or fragment thereof may be involved in the metabolism of compounds required for the assembly of cell membranes in microorganisms or plants or the transport of molecules across these membranes, Alternatively it may have one or more of the activities shown in Table 1.

【0060】 本発明の様々な態様を下記の節においてさらに詳しく説明する。[0060]   Various aspects of the invention are described in further detail in the following sections.

【0061】 A.単離された核酸分子 本発明の1つの態様は、LMRPポリペプチドまたはその生物学的に活性な一
部分をコードする単離された核酸分子、ならびにLMRPをコードする核酸(例
えば、LMRPのDNA)を同定または増幅するためのハイブリダイゼーション
プローブまたはプライマーとして使用するために十分な核酸フラグメントに関す
る。本明細書中で使用されている用語「核酸分子」は、DNA分子(例えば、c
DNAまたゲノムDNA)およびRNA分子(例えば、mRNA)、ならびにヌ
クレオチドアナログを使用して作製されるDNAまたはRNAのアナログを含む
ものとする。この用語はまた、遺伝子のコード領域の3’末端および5’末端の
両方に存在する非翻訳配列を包含する:コード領域の5’末端から上流の少なく
とも約100ヌクレオチドの配列およびコード領域の3’末端から下流の少なく
とも約20ヌクレオチドの配列。核酸分子は一本鎖または二本鎖であり得るが、
好ましくは二本鎖DNAである。「単離された」核酸分子は、核酸の天然の供給
源に存在する他の核酸分子から分離されている核酸分子である。好ましくは、「
単離された」核酸は、核酸が由来する生物のゲノムDNAにおいて核酸に天然に
隣接する配列(すなわち、核酸の5’末端および3’末端に存在する配列)を有
しない。例えば、様々な実施形態において、単離されたLMRP核酸分子は、核
酸が由来する細胞(例えば、フィスコミトレラ・パテンス細胞)のゲノムDNA
において核酸に天然に隣接する、約5kb未満、約4kb未満、約3kb未満、
約2kb未満、約1kb未満、約0.5kb未満または約0.1kb未満のヌク
レオチド配列を含有し得る。さらに、cDNA分子などの「単離された」核酸分
子は、組換え技術によって作製された場合には他の細胞物質または培養培地を実
質的に有し得ず、あるいは化学合成された場合には化学的な前駆体または他の化
学物質を実質的に有し得ない。
A. Isolated Nucleic Acid Molecules One aspect of the invention includes isolated nucleic acid molecules that encode LMRP polypeptides or biologically active portions thereof, as well as nucleic acids that encode LMRP (eg, LMRP DNA). A nucleic acid fragment sufficient for use as a hybridization probe or primer for identification or amplification. As used herein, the term “nucleic acid molecule” refers to a DNA molecule (eg, c
It is intended to include DNA or genomic DNA) and RNA molecules (eg mRNA), as well as analogs of DNA or RNA made using nucleotide analogs. The term also encompasses untranslated sequences present at both the 3'and 5'ends of the coding region of a gene: a sequence of at least about 100 nucleotides upstream from the 5'end of the coding region and 3'of the coding region. A sequence of at least about 20 nucleotides downstream from the end. The nucleic acid molecule can be single-stranded or double-stranded,
It is preferably double-stranded DNA. An "isolated" nucleic acid molecule is a nucleic acid molecule that is separated from other nucleic acid molecules that are present in the natural source of the nucleic acid. Preferably,"
An "isolated" nucleic acid does not have the sequences that naturally flank the nucleic acid in the genomic DNA of the organism from which it was derived (ie, the sequences that are present at the 5'and 3'ends of the nucleic acid). For example, in various embodiments, the isolated LMRP nucleic acid molecule is the genomic DNA of the cell from which the nucleic acid is derived (eg, Fiscomitella patens cells).
Less than about 5 kb, less than about 4 kb, less than about 3 kb naturally flanking the nucleic acid in
It may contain less than about 2 kb, less than about 1 kb, less than about 0.5 kb or less than about 0.1 kb of nucleotide sequence. Furthermore, an "isolated" nucleic acid molecule, such as a cDNA molecule, may be substantially free of other cellular material or culture medium if made by recombinant techniques, or if chemically synthesized. It may be substantially free of chemical precursors or other chemicals.

【0062】 本発明の核酸分子(例えば、付表Aのヌクレオチド配列を有する核酸分子)ま
たはその一部分は、標準的な分子生物学的技術および本明細書中に提供されてい
る配列情報を使用して単離することができる。例えば、P.patensのLM
RPのcDNAを、付表Aの配列の1つの全体または一部分をハイブリダイゼー
ションプローブとして使用して、そして標準的なハイブリダイゼーション技術(
例えば、Sambrookら、Molecular Cloning:A La
boratory Manual、第2版、Cold Spring Harb
or Laboratory、Cold Spring Harbor Lab
oratory Press、Cold Spring Harbor、NY、
1989に記載されるような技術)を使用してP.patensのライブラリー
から単離することができる。さらに、付表Aの配列の1つの全体または一部を含
む核酸分子を、この配列に基づいて設計されたオリゴヌクレオチドプライマーを
使用してポリメラーゼ連鎖反応によって単離することができる(例えば、付表A
の配列の1つの全体または一部を含む核酸分子は、付表Aのこの同じ配列に基づ
いて設計されたオリゴヌクレオチドプライマーを使用してポリメラーゼ連鎖反応
によって単離することができる)。例えば、mRNAを(例えば、Chirgw
inら(1979)Biochemistry、18:5294〜5299のグ
アニジニウムチオシアナート抽出法によって)植物細胞から単離することができ
、そしてcDNAを逆転写酵素(例えば、Gibco/BRL(Bethesd
a、MD)から入手可能なモロニーMLV逆転写酵素;またはSeikagak
u America,Inc.(St.Petersburg、FL)から入手
可能なAMV逆転写酵素)を使用して調製することができる。ポリメラーゼ連鎖
反応による増幅に必要な合成オリゴヌクレオチドプライマーは、付表Aに示され
るヌクレオチド配列の1つに基づいて設計することができる。本発明の核酸は、
標準的なPCR増幅技術に従って、テンプレートとしてのcDNAあるいはゲノ
ムDNAおよび適切なオリゴヌクレオチドプライマーを使用して増幅することが
できる。そのようにして増幅された核酸は適切なベクターにクローン化され、そ
してDNA配列分析による特徴づけを行うことができる。さらに、LMRPヌク
レオチド配列に対応するオリゴヌクレオチドは、標準的な合成技術によって、例
えば、自動化されたDNA合成機を使用して調製することができる。
Nucleic acid molecules of the invention (eg, nucleic acid molecules having the nucleotide sequences of Appendix A) or portions thereof, can be prepared using standard molecular biology techniques and the sequence information provided herein. It can be isolated. For example, P. LM of patterns
The RP cDNA was used as a hybridization probe with all or part of one of the sequences in Appendix A, and standard hybridization techniques (
For example, Sambrook et al., Molecular Cloning: A La.
Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harb
or Laboratory, Cold Spring Harbor Lab
oratory Press, Cold Spring Harbor, NY,
1989, using techniques such as those described in P. 1989. It can be isolated from a library of patents. In addition, nucleic acid molecules comprising all or part of one of the sequences in Appendix A can be isolated by polymerase chain reaction using oligonucleotide primers designed based on this sequence (eg, Appendix A
A nucleic acid molecule comprising all or part of one of the sequences can be isolated by polymerase chain reaction using oligonucleotide primers designed based on this same sequence in Appendix A). For example, mRNA (eg Chirgw
in et al. (1979) Biochemistry, 18: 5294-5299 by the guanidinium thiocyanate extraction method) and the cDNA can be isolated from reverse transcriptase (eg, Gibco / BRL (Bethesd).
a, MD), Moloney MLV reverse transcriptase; or Seikagak
u America, Inc. (AMV reverse transcriptase available from St. Petersburg, FL). Synthetic oligonucleotide primers required for amplification by the polymerase chain reaction can be designed based on one of the nucleotide sequences shown in Appendix A. The nucleic acid of the present invention is
Amplification can be performed using cDNA or genomic DNA as a template and appropriate oligonucleotide primers according to standard PCR amplification techniques. The nucleic acid so amplified can be cloned into an appropriate vector and characterized by DNA sequence analysis. In addition, oligonucleotides corresponding to the LMRP nucleotide sequence can be prepared by standard synthetic techniques, eg, using an automated DNA synthesizer.

【0063】 好ましい実施形態において、本発明の単離された核酸分子は、付表Aに示され
るヌクレオチド配列の1つを含む。付表Aの配列は、本発明のフィスコミトレラ
・パテンスLMRPのcDNAに対応する。このcDNAは、LMRPをコード
する配列(すなわち、付表Aにおけるそれぞれの配列に示される「コード領域」
)、ならびに5’非翻訳配列および3’非翻訳配列を含む。あるいは、核酸分子
は、付表Aの配列のいずれかのコード領域のみを含むか、またはゲノムDNAか
ら単離されたゲノムフラグメント全体を含有し得る。
In a preferred embodiment, the isolated nucleic acid molecule of the invention comprises one of the nucleotide sequences shown in Appendix A. The sequences in Appendix A correspond to the cDNA of the Fiscomitella patens LMRP of the invention. This cDNA has sequences encoding LMRP (ie, “coding regions” shown in the respective sequences in Appendix A).
), And 5'untranslated sequences and 3'untranslated sequences. Alternatively, the nucleic acid molecule may contain only the coding region of any of the sequences in Appendix A, or may contain the entire genomic fragment isolated from genomic DNA.

【0064】 本出願のために、付表Aに示される配列のそれぞれは識別用のエントリー番号
を有することが理解される。これらの配列はそれぞれ、5’上流領域、コード領
域および下流領域の3つまでの部分を含む。これらの3領域はそれぞれ、混乱を
除くために同じエントリー番号表示によって識別される。その場合、付表Aの配
列の1つの列挙は付表Aにおける配列のいずれかを参照し、それらの異なるエン
トリー番号表示により区別され得る。これらの配列のそれぞれのコード領域は、
付表Bに示される対応するアミノ酸配列に翻訳される。付表Bの配列は、それら
が容易に相関し得るように付表Aと同じエントリー番号表示によって識別される
。例えば、38_ck21_g07fwdとして示される付表Bのアミノ酸配列
は、核酸分子38_ck21_g07fwdのヌクレオチド配列のコード領域の
翻訳物である。表1には、38_ck21_g07fwdがMGDシンターゼ(
モノガラトシルジアシルグリセロールシンターゼ)として同定されるように、個
々のクローンの機能および有用性が示されている。さらに、表1には、最長クロ
ーンのエントリー番号が示されている。例えば、エントリー番号PP01000
4041Rは、クローン38_ck21_g07fwdに対応するcDNA配列
を表す。それは、さらに多くの配列情報を提供するより長いクローンを表す。そ
のようなより長いクローンは、MGDポリペプチド配列を有する機能的に活性な
タンパク質を産生させるために使用することができるか、またはそのようなより
長い配列は、MGDシンターゼがその一部である数個のポリペプチドの複合体の
一部に影響を及ぼすために使用することができる。
For the purposes of this application, it is understood that each of the sequences shown in Appendix A has an identifying entry number. Each of these sequences contains up to three portions, a 5'upstream region, a coding region and a downstream region. Each of these three areas is identified by the same entry number designation to eliminate confusion. In that case, a listing of one of the sequences in Appendix A may refer to any of the sequences in Appendix A and be distinguished by their different entry number designations. The coding region for each of these sequences is
It is translated into the corresponding amino acid sequence shown in Appendix B. The sequences in Appendix B are identified by the same entry number designations as Appendix A so that they can be easily correlated. For example, the amino acid sequence of Appendix B, designated as 38_ck21_g07fwd, is a translation of the coding region of the nucleotide sequence of nucleic acid molecule 38_ck21_g07fwd. In Table 1, 38_ck21_g07fwd is MGD synthase (
The function and utility of individual clones has been demonstrated, as identified as monogalatosyl diacylglycerol synthase). In addition, Table 1 shows the entry number of the longest clone. For example, entry number PP01000
4041R represents the cDNA sequence corresponding to clone 38_ck21_g07fwd. It represents a longer clone that provides more sequence information. Such longer clones can be used to produce a functionally active protein having an MGD polypeptide sequence, or such longer sequences can be used to determine the number of which MGD synthase is a part. It can be used to affect a portion of a complex of individual polypeptides.

【0065】 別の好ましい実施形態において、本発明の単離された核酸分子は、付表Aに示
されるヌクレオチド配列の1つの相補体である核酸分子またはその一部分を含む
。付表Aに示されるヌクレオチド配列の1つに対して相補的である核酸分子は、
それが付表Aに示されるヌクレオチド配列の1つにハイブリダイゼーションし、
それにより安定な二重鎖を形成し得るように、付表Aに示されるヌクレオチド配
列の1つに対して十分に相補的である核酸分子である。
In another preferred embodiment, the isolated nucleic acid molecule of the present invention comprises a nucleic acid molecule that is the complement of one of the nucleotide sequences shown in Appendix A, or a portion thereof. A nucleic acid molecule that is complementary to one of the nucleotide sequences shown in Appendix A is
It hybridizes to one of the nucleotide sequences shown in Appendix A,
A nucleic acid molecule that is sufficiently complementary to one of the nucleotide sequences shown in Appendix A so that it can form a stable duplex.

【0066】 さらにまた別の好ましい実施形態において、本発明の単離された核酸分子は、
付表Aに示される1つのヌクレオチド配列に対する相同性が少なくとも約50%
〜60%であり、好ましくは少なくとも約60%〜70%であり、より好ましく
は少なくとも約70%〜80%、80%〜90%または90%〜95%であり、
さらに最も好ましくは少なくとも約95%、96%、97%、98%、99%ま
たはそれ以上であるヌクレオチド配列またはその一部分を含む。さらなる好まし
い実施形態において、本発明の単離された核酸分子は、例えば、ストリンジェン
トな条件のもとで、付表Aに示されるヌクレオチド配列の1つにハイブリダイゼ
ーションするヌクレオチド配列またはその一部分を含む。
In yet another preferred embodiment, the isolated nucleic acid molecule of the invention comprises:
At least about 50% homology to the single nucleotide sequence shown in Appendix A
-60%, preferably at least about 60% -70%, more preferably at least about 70% -80%, 80% -90% or 90% -95%,
Even more preferably it comprises at least about 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or more nucleotide sequences or portions thereof. In a further preferred embodiment, the isolated nucleic acid molecule of the present invention comprises a nucleotide sequence or a portion thereof that hybridizes to one of the nucleotide sequences shown in Appendix A, for example under stringent conditions.

【0067】 さらに、本発明の核酸分子は、付表Aにおける配列の1つのコード領域の一部
のみを含むことができ、例えば、プローブまたはプライマーとして使用され得る
フラグメント、あるいはLMRPの生物学的に活性な一部分をコードするフラグ
メントを含むことができる。P.patensからLMRP遺伝子をクローニン
グすることから決定されるヌクレオチド配列は、他のコケまたは関連する種に由
来するLMRPホモログだけでなく、他の細胞タイプおよび生物におけるLMR
Pホモログを同定および/またはクローニングする際の使用のために設計される
プローブおよびプライマーの作製を可能にする。プローブ/プライマーは、典型
的には実質的に精製されたオリゴヌクレオチドを含む。オリゴヌクレオチドは、
典型的には、ストリンジェントな条件のもとで、付表Aに示される配列の1つの
センス鎖、付表Aに示される配列の1つのアンチセンス配列、または天然に存在
するその変異体の少なくとも約12個(好ましくは約25個、より好ましくは約
40個、50個または75個)の連続したヌクレオチドにハイブリダイゼーショ
ンするヌクレオチド配列の領域を含む。付表Aのヌクレオチド配列に基づくプラ
イマーは、LMRPホモログをクローン化するためにPCR反応で使用すること
ができる。LMRPヌクレオチド配列に基づくプローブは、同じタンパク質また
は相同的なタンパク質をコードする転写物またはゲノム配列を検出するために使
用することができる。好ましい実施形態において、プローブはさらに、それに結
合した標識基を含む。例えば、標識基は、放射性同位体、蛍光性化合物、酵素、
または酵素の補助因子であり得る。そのようなプローブは、LMRPをコードす
る核酸のレベルを細胞のサンプルにおいて測定することなどによって、例えば、
LMRPのmRNAレベルを検出するか、あるいはゲノムのLMRP遺伝子が変
異または欠失しているかどうかを決定することによって、LMRPを誤って発現
する細胞を同定するためのゲノムマーカー試験キットの一部として使用すること
ができる。
Furthermore, the nucleic acid molecule of the present invention may comprise only a part of the coding region of one of the sequences in Appendix A, eg fragments which may be used as probes or primers, or biologically active LMRPs. Can include a fragment that encodes a unique portion. P. The nucleotide sequence determined from cloning the LMRP gene from Patens is not limited to LMRP homologs from other moss or related species, but also in other cell types and organisms.
Allows the production of probes and primers designed for use in identifying and / or cloning P homologs. The probe / primer typically comprises a substantially purified oligonucleotide. The oligonucleotide is
Typically, under stringent conditions, one sense strand of one of the sequences set forth in Appendix A, one antisense sequence of one of the sequences set forth in Appendix A, or at least about a naturally occurring variant thereof. It comprises a region of nucleotide sequence that hybridizes to 12 (preferably about 25, more preferably about 40, 50 or 75) contiguous nucleotides. Primers based on the nucleotide sequences in Appendix A can be used in PCR reactions to clone LMRP homologs. Probes based on the LMRP nucleotide sequence can be used to detect transcripts or genomic sequences encoding the same or homologous proteins. In a preferred embodiment, the probe further comprises a labeling group attached to it. For example, labeling groups include radioisotopes, fluorescent compounds, enzymes,
Or it may be a cofactor for the enzyme. Such a probe may be used, for example, by measuring the level of nucleic acid encoding LMRP in a sample of cells, eg
Use as part of a genomic marker test kit to identify cells that misexpress LMRP by detecting LMRP mRNA levels or determining whether the genomic LMRP gene is mutated or deleted can do.

【0068】 1つの実施形態において、本発明の核酸分子は、タンパク質またはその一部分
が微生物または植物における細胞膜の構築に必要な化合物の代謝あるいはこれら
の膜を横断する分子の輸送に関与する能力を維持するように、付表Bの1つのア
ミノ酸配列に対して十分に相同的であるアミノ酸配列を含むタンパク質またはそ
の一部分をコードする。本明細書中で使用されている表現「十分に相同的」は、
タンパク質またはその一部分が微生物または植物における細胞膜の構築に必要な
化合物の代謝あるいはこれらの膜を横断する分子の輸送に関与し得るように、付
表Bの1つのアミノ酸配列に対して最少数の同一のアミノ酸残基または等価なア
ミノ酸残基(例えば、付表Bの配列の1つにおけるアミノ差残基と類似する側鎖
を有するアミノ酸残基)を含むアミノ酸配列を有するタンパク質またはその一部
分をいう。そのような膜成分代謝経路または膜輸送システムのタンパク質メンバ
ーは、本明細書中に記載されているように、1つまたは複数のファインケミカル
の産生および分泌において役割を果たし得る。そのような活性の例もまた本明細
書中に記載されている。従って、LMRPの機能は、1つまたは複数のファイン
ケミカルの収率、産生および/または産生効率に直接的または間接的のいずれか
で寄与する。LMRP活性の例が表1に示されている。
In one embodiment, the nucleic acid molecules of the invention retain the ability of the protein or portion thereof to participate in the metabolism of compounds required for the assembly of cell membranes in microorganisms or plants or the transport of molecules across these membranes. As such, encodes a protein or portion thereof that comprises an amino acid sequence that is sufficiently homologous to one of the amino acid sequences in Appendix B. As used herein, the phrase "fully homologous" refers to
The minimum number of identical amino acid sequences to one of the amino acid sequences in Appendix B is such that the protein or part thereof may be involved in the metabolism of compounds necessary for the construction of cell membranes in microorganisms or plants or in the transport of molecules across these membranes. A protein or a portion thereof having an amino acid sequence containing an amino acid residue or an equivalent amino acid residue (for example, an amino acid residue having a side chain similar to the amino difference residue in one of the sequences of Appendix B). Protein members of such membrane component metabolic pathways or membrane transport systems may play a role in the production and secretion of one or more fine chemicals, as described herein. Examples of such activity are also described herein. Thus, the function of LMRP contributes, either directly or indirectly, to the yield, production and / or production efficiency of one or more fine chemicals. Examples of LMRP activity are shown in Table 1.

【0069】 別の実施形態において、タンパク質は、付表Bの1つのアミノ酸配列全体に対
する相同性が少なくとも約50%〜60%であり、好ましくは少なくとも約60
%〜70%であり、より好ましくは少なくとも約70%〜80%、80%〜90
%または90%〜95%であり、最も好ましくは少なくとも約96%、97%、
98%、99%またはそれ以上である。
In another embodiment, the protein has at least about 50% to 60% homology to one entire amino acid sequence of Appendix B, preferably at least about 60.
% To 70%, more preferably at least about 70% to 80%, 80% to 90%.
% Or 90% to 95%, most preferably at least about 96%, 97%,
98%, 99% or more.

【0070】 本発明のLMRP核酸分子によってコードされるタンパク質の一部分は、好ま
しくは、LMRPの1つの生物学的に活性な一部分である。本明細書中で使用さ
れている用語「LMRPの生物学的に活性な一部分」は、微生物または植物にお
ける細胞膜の構築に必要な化合物の代謝あるいはこれらの膜を横断する分子の輸
送に関与するか、または表1に示されているような活性を有するLMRPの一部
分(例えば、ドメイン/モチーフ)を含むものとする。LMRPまたはその生物
学的に活性な一部分が微生物または植物における細胞膜の構築に必要な化合物の
代謝あるいはこれらの膜を横断する分子の輸送に関与し得るかどうかを明らかに
するために、酵素活性アッセイを行うことができる。そのようなアッセイ方法は
、実施例の実施例8に詳述されているように当業者には十分に知られている。
The portion of the protein encoded by the LMRP nucleic acid molecule of the present invention is preferably one biologically active portion of LMRP. As used herein, does the term "biologically active portion of LMRP" relate to the metabolism of compounds required for the assembly of cell membranes or the transport of molecules across these membranes in microorganisms or plants? , Or a portion (eg, domain / motif) of LMRP having activity as shown in Table 1. To determine whether LMRP or a biologically active portion thereof may be involved in the metabolism of compounds required for the assembly of cell membranes in microorganisms or plants or the transport of molecules across these membranes, an enzyme activity assay It can be performed. Such assay methods are well known to those of skill in the art, as detailed in Example 8 of the Examples.

【0071】 LMRPの生物学的に活性な一部分をコードするさらなる核酸フラグメントは
、付表Bにおける配列の1つの一部分を単離することによって、LMRPまたは
ペプチドのコードされる一部分を(例えば、インビトロでの組換え発現で)発現
させることによって、そしてLMRPまたはペプチドのコードされる一部分の活
性を評価することによって調製することができる。
A further nucleic acid fragment encoding a biologically active portion of LMRP may be isolated from one of the sequences in Appendix B to isolate the encoded portion of the LMRP or peptide (eg, in vitro). It can be prepared by expression (by recombinant expression) and by assessing the activity of LMRP or the encoded portion of the peptide.

【0072】 本発明はさらに、遺伝暗号の縮重性のために付表Aに示されるヌクレオチド配
列の1つとは異なり、従って付表Aに示されるヌクレオチド配列によってコード
されるLMRPと同じLMRPをコードする核酸分子(およびその一部分)を包
含する。別の実施形態において、本発明の単離された核酸分子は、付表Bに示さ
れるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするヌクレオチド配列を有する。
さらにまたさらなる実施形態において、本発明の核酸分子は、(付表Aに示され
るオープンリーディングフレームによってコードされる)付表Bのアミノ酸配列
に対して実質的に相同的であるフィスコミトレラ・パテンスの全長タンパク質を
コードする。
The invention further relates to a nucleic acid which differs from one of the nucleotide sequences shown in Appendix A due to the degeneracy of the genetic code and thus encodes the same LMRP as the LMRP encoded by the nucleotide sequence shown in Appendix A. Includes molecules (and portions thereof). In another embodiment, the isolated nucleic acid molecule of the invention has a nucleotide sequence that encodes a protein having the amino acid sequence shown in Appendix B.
In an even further embodiment, a nucleic acid molecule of the invention is a full length Fiscomitrella patens that is substantially homologous to the amino acid sequence of Appendix B (encoded by the open reading frame shown in Appendix A). Encodes a protein.

【0073】 付表Aに示されるフィスコミトレラ・パテンスのLMRPヌクレオチド配列に
加えて、LMRPのアミノ酸配列変化をもたらすDNA配列の多型体が集団(例
えば、フィスコミトレラ・パテンスの集団)内に存在し得ることが当業者により
理解される。LMRP遺伝子におけるそのような遺伝子多型は、自然の変化のた
めに集団内の個体間に存在し得る。本明細書中で使用されている用語「遺伝子」
および用語「組換え遺伝子」は、LMRP(好ましくは、フィスコミトレラ・パ
テンスのLMRP)をコードするオープンリーディングフレームを含む核酸分子
をいう。そのような自然の変化は、典型的には、LMRP遺伝子のヌクレオチド
配列において1%〜5%の変動を生じさせ得る。天然の変化の結果であり、そし
てLMRPの機能的な活性を変化させないLMRPにおけるそのようなヌクレオ
チド変化および得られるアミノ酸多型のいずれかおよびすべてが本発明の範囲に
含まれるものとする。
In addition to the LMRP nucleotide sequence of Physcomitrella patens shown in Appendix A, polymorphisms of DNA sequences that result in amino acid sequence changes of LMRP are present in the population (eg, population of Fiscomitella patens). It will be understood by one of ordinary skill in the art. Such genetic polymorphisms in the LMRP gene may exist among individuals within a population due to natural changes. As used herein, the term "gene"
And the term "recombinant gene" refers to a nucleic acid molecule containing an open reading frame encoding an LMRP (preferably LMRP of Physcomitrella patens). Such natural changes can typically result in 1% -5% variation in the nucleotide sequence of the LMRP gene. Any and all such nucleotide changes and resulting amino acid polymorphisms in LMRP that are the result of natural alterations and do not alter the functional activity of LMRP are intended to be within the scope of the present invention.

【0074】 本発明のフィスコミトレラ・パテンスLMRPのcDNAの天然の変異体およ
びフィスコミトレラ・パテンス以外のホモログに対応する核酸分子は、ストリン
ジェントなハイブリダイゼーション条件のもとでの標準的なハイブリダイゼーシ
ョン技術に従ってフィスコミトレラ・パテンスのcDNAまたはその一部分をハ
イブリダイゼーションプローブとして使用して、本明細書中に開示されるフィス
コミトレラ・パテンスのLMRP核酸に対するそれらの相同性に基づいて単離す
ることができる。従って、別の実施形態において、本発明の単離された核酸分子
は、長さが少なくとも15ヌクレオチドであり、そしてストリンジェントな条件
のもとで、付表Aの1つのヌクレオチド配列を含む核酸分子にハイブリダイゼー
ションする。他の実施形態において、核酸は、長さが少なくとも30ヌクレオチ
ド、50ヌクレオチド、100ヌクレオチド、または250ヌクレオチド以上で
ある。本明細書中で使用されている用語「ストリンジェントな条件のもとでハイ
ブリダイゼーションする」は、相互の相同性が少なくとも60%であるヌクレオ
チド配列が典型的には互いにハイブリダイゼーションした状態を維持するハイブ
リダイゼーション条件および洗浄条件を記載するものとする。好ましくは、その
条件は、相互の相同性が少なくとも約65%(より好ましくは少なくとも約70
%、さらに最も好ましくは少なくとも約75%またはそれ以上)であるヌクレオ
チド配列が典型的には互いにハイブリダイゼーションした状態を維持するような
条件である。そのようなストリンジェントな条件は当業者にに知られており、C
urrent Protocols in Molecular Biolog
y、John Wiley&Sons、N.Y.(1989)、6.3.1〜6
.3.6に見出され得る。ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件の好
ましい非限定的な例には、6X塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム(SSC)
における約45℃でのハイブリダイゼーション、それに続く、0.2XSSC、
0.1%SDSにおける50℃〜65℃での1回または数回の洗浄が挙げられる
。好ましくは、ストリンジェントな条件のもとで付表Aの配列にハイブリダイゼ
ーションする本発明の単離された核酸分子は、天然に存在する核酸分子に対応す
る。本明細書中で使用されている「天然に存在する」核酸分子は、自然界に存在
するヌクレオチド配列(例えば、天然のタンパク質をコードするヌクレオチド配
列)を有するRNA分子またはDNA分子をいう。1つの実施形態において、核
酸は、天然のフィスコミトレラ・パテンスLMRPをコードする。
Nucleic acid molecules corresponding to naturally occurring variants of the Fiscomitrella patens LMRP cDNA of the present invention and homologs other than Fiscomitrella patens are standard high-strands under stringent hybridization conditions. Isolation based on their homology to LMRP nucleic acids of Fiscomitrella patentes disclosed herein using cDNAs of Fiscomitrella patents or portions thereof as hybridization probes according to hybridization techniques. You can Thus, in another embodiment, an isolated nucleic acid molecule of the invention is a nucleic acid molecule that is at least 15 nucleotides in length and, under stringent conditions, comprises a nucleotide sequence of one of Appendix A. Hybridize. In other embodiments, the nucleic acids are at least 30 nucleotides, 50 nucleotides, 100 nucleotides, or 250 nucleotides or more in length. As used herein, the term "hybridize under stringent conditions" typically keeps nucleotide sequences that are at least 60% homologous to one another to remain hybridized to each other. Hybridization conditions and wash conditions shall be stated. Preferably, the conditions are such that the homology to each other is at least about 65% (more preferably at least about 70%).
%, And most preferably at least about 75% or more) is typically such that the nucleotide sequences remain hybridized to each other. Such stringent conditions are known to those of skill in the art and are
current Protocols in Molecular Biolog
y, John Wiley & Sons, N.Y. Y. (1989), 6.3.1-6.
. Can be found in 3.6. A preferred non-limiting example of stringent hybridization conditions is 6X sodium chloride / sodium citrate (SSC).
Hybridization at about 45 ° C., followed by 0.2 × SSC,
One or several washes in 50% -65 ° C in 0.1% SDS are included. Preferably, the isolated nucleic acid molecule of the invention that hybridizes under stringent conditions to the sequences of Appendix A corresponds to a naturally occurring nucleic acid molecule. As used herein, a "naturally occurring" nucleic acid molecule refers to an RNA or DNA molecule having a naturally occurring nucleotide sequence (eg, a nucleotide sequence encoding a naturally occurring protein). In one embodiment, the nucleic acid encodes the native Fiscomitella patens LMRP.

【0075】 集団に存在し得るLMRP配列の天然に存在する変異体に加えて、当業者はさ
らに、変化を変異によって付表Aのヌクレイチド配列に導入することができ、そ
れにより、LMRPの機能的能力を変化させることなく、コードされるLMRP
のアミノ酸配列を変化させることができることを理解する。例えば、「非必須」
アミノ酸残基におけるアミノ酸置換をもたらすヌクレオチド置換を付表Aの配列
において行うことができる。「非必須」アミノ酸残基は、LMRPの1つの野性
型配列(付表B)から、前記LMRPの活性を変化させることなく変化させるこ
とができる残基であり、これに対して、「必須」アミノ酸残基はLMRP活性に
必要である。しかし、他のアミノ酸残基(例えば、LMRP活性を有するドメイ
ンに保存されていない残基、または半保存されているすぎない残基)は、活性に
は必要でない場合があり、従ってLMRP活性を変化させることなく変化させる
ことができると考えられる。
In addition to naturally occurring variants of the LMRP sequence that may be present in the population, one of skill in the art may further introduce mutations into the nucleotide sequence of Appendix A by mutation, whereby the functional capacity of LMRP. Coded without changing the
It is understood that the amino acid sequence of can be changed. For example, "not required"
Nucleotide substitutions that result in amino acid substitutions at amino acid residues can be made in the sequences in Appendix A. A “non-essential” amino acid residue is a residue that can be changed from one wild-type sequence of LMRP (Appendix B) without changing the activity of said LMRP, whereas the “essential” amino acid residue is The residue is required for LMRP activity. However, other amino acid residues (eg, residues that are not conserved in the domain that have LMRP activity, or are only semi-conserved) may not be required for activity, thus altering LMRP activity. It is thought that it can be changed without causing it.

【0076】 従って、本発明の別の態様は、LMRP活性に必須でないアミノ酸残基におけ
る変化を含有するLMRPをコードする核酸分子に関する。そのようなLMRP
は、アミノ酸残基が付表Bに含まれる配列とは異なるが、本明細書中に記載され
るLMRP活性の少なくとも1つを保持する。1つの実施形態において、単離さ
れた核酸分子は、付表Bの1つのアミノ酸配列に対する相同性が少なくとも約5
0%であるアミノ酸配列を含み、かつP.Patensにおける細胞膜の構築に
必要な化合物の代謝あるいはこれらの膜を横断する分子の輸送に関与し得るか、
または表1に示される1つもしくは2つ以上の活性を有するタンパク質をコード
するヌクレオチド配列を含む。好ましくは、そのような核酸分子によってコード
されるタンパク質は、付表Bにおける配列の1つに対する相同性が少なくとも約
50%〜60%であり、好ましくは付表Bにおける配列の1つに対する相同性が
少なくとも約60%〜70%であり、さらにより好ましくは付表Bにおける配列
の1つに対する相同性が少なくとも約70%〜80%、80%〜90%、90%
〜95%であり、最も好ましくは付表Bにおける配列の1つに対する相同性が少
なくとも約96%、97%、98%または99%である。
Accordingly, another aspect of the invention pertains to nucleic acid molecules that encode LMRPs that contain changes in amino acid residues that are not essential for LMRP activity. Such LMRP
Retains at least one of the LMRP activities described herein, although the amino acid residues differ from the sequences contained in Appendix B. In one embodiment, the isolated nucleic acid molecule has at least about 5 homology to one amino acid sequence of Appendix B.
0% amino acid sequence, and P. Whether it may be involved in the metabolism of compounds required for the assembly of cell membranes in Patens or the transport of molecules across these membranes,
Alternatively, it comprises a nucleotide sequence encoding a protein having one or more of the activities shown in Table 1. Preferably, the protein encoded by such a nucleic acid molecule has at least about 50% -60% homology to one of the sequences in Appendix B, preferably at least about 50% to 60%. About 60% to 70%, and even more preferably at least about 70% to 80%, 80% to 90%, 90% homology to one of the sequences in Appendix B.
˜95%, and most preferably at least about 96%, 97%, 98% or 99% homology to one of the sequences in Appendix B.

【0077】 2つのアミノ酸配列(例えば、付表Bの配列の1つおよびその変異形態)また
は2つの核酸の相同性%を決定するために、配列は最適な比較のためにアライン
メントされる(例えば、ギャップを、もう一方のタンパク質または核酸との最適
なアラインメントのために一方のタンパク質または核酸の配列に導入することが
できる)。その後、アミノ酸残基あるいは対応するアミノ酸位置またはヌクレオ
チド位置におけるヌクレオチドが比較される。一方の配列(例えば、付表Bの配
列の1つ)における位置が、もう一方の配列(付表Bから選択される配列の変異
形態)における対応する位置と同じアミノ酸残基またはヌクレオチドによって占
められている場合、これらの分子はその位置において相同的である(すなわち、
本明細書中で使用されてるように、アミノ酸または核酸の「相同性」はアミノ酸
または核酸の「同一性」と等価である)。2つの配列の間における相同性%は、
それらの配列がともに有する同一位置の数の関数である(すなわち、相同性%=
同一位置の数/位置の総数x100)。
To determine the% homology of two amino acid sequences (eg, one of the sequences in Appendix B and variants thereof) or two nucleic acids, the sequences are aligned for optimal comparison (eg, Gaps can be introduced in the sequence of one protein or nucleic acid for optimal alignment with the other protein or nucleic acid). The amino acid residues or nucleotides at corresponding amino acid positions or nucleotide positions are then compared. A position in one sequence (eg, one of the sequences in Appendix B) is occupied by the same amino acid residue or nucleotide as the corresponding position in the other sequence (variant form of the sequence selected from Appendix B). The molecules are homologous at that position (ie,
As used herein, amino acid or nucleic acid “homology” is equivalent to amino acid or nucleic acid “identity”). The percent homology between the two sequences is
Is a function of the number of identical positions that both sequences have (ie,% homology =
Number of identical positions / total number of positions x 100).

【0078】 付表Bのタンパク質配列に対して相同的なLMRPをコードする単離された核
酸分子は、1つまたは複数のアミノ酸置換、付加または欠失がコードされるタン
パク質に導入されるように、1つまたは複数のヌクレオチド置換、付加または欠
失を付表Aのヌクレオチド配列に導入することによって作製することができる。
変異は、部位特異的変異誘発およびPCR媒介変異誘発などの標準的な技術によ
って付表Aの配列の1つに導入することができる。好ましくは、保存的なアミノ
酸置換が1つまたは複数の予測される非必須アミノ酸残基において行われる。「
保存的なアミノ酸置換」は、アミノ酸残基が類似する側鎖を有するアミノ酸残基
で置換される置換である。類似する側鎖を有するアミノ酸残基のファミリーがこ
の分野では定義されている。これらのファミリーには、塩基性側鎖を有するアミ
ノ酸(例えば、リシン、アルギニン、ヒスチジン)、酸性側鎖を有するアミノ酸
(例えば、アスパラギン酸、グルタミン酸)、非電荷の極性側鎖を有するアミノ
酸(例えば、グリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、トレオニン、チロ
シン、システイン)、非極性側鎖を有するアミノ酸(例えば、アラニン、バリン
、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプ
トファン)、β−分枝側鎖を有するアミノ酸(例えば、トレオニン、バリン、イ
ソロイシン)および芳香族側鎖を有するアミノ酸(例えば、チロシン、フェニル
アラニン、トリプトファン、ヒスチジン)が含まれる。従って、LMRPにおけ
る予測される非必須アミノ酸残基は、好ましくは、同じ側鎖ファミリーに由来す
る別のアミノ酸残基で置換される。あるいは、別の実施形態において、変異を、
LMRPをコードする配列の全体または一部に沿って飽和変異誘発などによって
ランダムに導入することができ、そして得られた変異体を、本明細書中に記載さ
れるLMRP活性についてスクリーニングして、LMRP活性を保持する変異体
を同定することができる。付表Aの配列の1つを変異誘発した後、コードされる
タンパク質を組換え発現させることができ、そしてそのタンパク質の活性を、例
えば、本明細書中に記載されるアッセイを使用して測定することができる(実施
例の実施例8を参照のこと)。
An isolated nucleic acid molecule encoding a LMRP homologous to the protein sequences of Appendix B is introduced such that one or more amino acid substitutions, additions or deletions are introduced into the encoded protein, It can be created by introducing one or more nucleotide substitutions, additions or deletions into the nucleotide sequences of Appendix A.
Mutations can be introduced into one of the sequences in Appendix A by standard techniques such as site-directed mutagenesis and PCR-mediated mutagenesis. Preferably, conservative amino acid substitutions are made at one or more predicted nonessential amino acid residues. "
A "conservative amino acid substitution" is a substitution in which amino acid residues are replaced with amino acid residues having similar side chains. A family of amino acid residues with similar side chains has been defined in the art. These families include amino acids with basic side chains (eg, lysine, arginine, histidine), amino acids with acidic side chains (eg, aspartic acid, glutamic acid), amino acids with uncharged polar side chains (eg, Glycine, asparagine, glutamine, serine, threonine, tyrosine, cysteine), amino acids having non-polar side chains (eg, alanine, valine, leucine, isoleucine, proline, phenylalanine, methionine, tryptophan), β-branched side chains Included are amino acids (eg threonine, valine, isoleucine) and amino acids having aromatic side chains (eg tyrosine, phenylalanine, tryptophan, histidine). Thus, a predicted nonessential amino acid residue in LMRP is preferably replaced with another amino acid residue from the same side chain family. Alternatively, in another embodiment, the mutation is
The LMRP can be randomly introduced along all or part of the sequence encoding LMRP, such as by saturation mutagenesis, and the resulting mutants screened for LMRP activity described herein to produce LMRP. Variants that retain activity can be identified. Following mutagenesis of one of the sequences in Appendix A, the encoded protein can be recombinantly expressed and the activity of the protein measured, for example, using the assay described herein. (See Example 8 in Examples).

【0079】 LMRPをコードする上記の核酸分子に加えて、本発明の別の態様は、それに
対してアンチセンスである単離された核酸分子に関する。「アンチセンス」核酸
は、タンパク質をコードする「センス」核酸に対して相補的であるヌクレオチド
配列、例えば、二本鎖cDNA分子のコード鎖に対して相補的であるか、または
mRNA配列に対して相補的であるヌクレオチド配列を含む。従って、アンチセ
ンス核酸はセンス核酸に水素結合することができる。アンチセンス核酸は、LM
RPのコード鎖全体に対して相補的であり得るか、またはその一部分に対しての
み相補的であり得る。1つの実施形態において、アンチセンス核酸分子は、LM
RPをコードするヌクレオチド配列のコード鎖の「コード領域」に対してアンチ
センスである。用語「コード領域」は、アミノ酸残基に翻訳されるコドンを含む
ヌクレオチド配列の領域をいう(例えば、,,,,,のコード領域全体はヌクレ
オチド1〜....を含む)。別の実施形態において、アンチセンス核酸分子は
、LMRPをコードするヌクレオチド配列のコード鎖の「非コード領域」に対し
てアンチセンスである。用語「非コード領域」は、アミノ酸に翻訳されない、コ
ード領域に隣接する5’配列および3’配列をいう(すなわち、5’非翻訳領域
および3’非翻訳領域としても示される)。
In addition to the nucleic acid molecules described above that encode LMRPs, another aspect of the invention pertains to isolated nucleic acid molecules that are antisense thereto. An "antisense" nucleic acid is a nucleotide sequence that is complementary to a "sense" nucleic acid that encodes a protein, eg, complementary to the coding strand of a double-stranded cDNA molecule or to an mRNA sequence. It includes nucleotide sequences that are complementary. Thus, the antisense nucleic acid can hydrogen bond to the sense nucleic acid. Antisense nucleic acid is LM
It may be complementary to the entire coding strand of RP, or only to a portion thereof. In one embodiment, the antisense nucleic acid molecule is LM
It is antisense to the "coding region" of the coding strand of the nucleotide sequence encoding RP. The term "coding region" refers to the region of a nucleotide sequence that contains the codons that are translated into amino acid residues (eg, the entire coding region for ,,,,, includes nucleotides 1 ...). In another embodiment, the antisense nucleic acid molecule is antisense to the “non-coding region” of the coding strand of the nucleotide sequence encoding LMRP. The term "noncoding region" refers to the 5'and 3'sequences that flank the coding region that are not translated into amino acids (ie, also shown as 5'untranslated region and 3'untranslated region).

【0080】 本明細書中に開示されるLMRPをコードするコード鎖配列(例えば、付表A
に示される配列)が与えられると、本発明のアンチセンス核酸をワトソンおよび
クリックの塩基対形成則に従って設計することができる。アンチセンス核酸分子
は、LMRPのmRNAのコード領域全体に対して相補的であり得るが、より好
ましくは、LMRPのmRNAのコード領域または非コード領域の一部分に対し
てのみ相補的であるオリゴヌクレオチドである。例えば、アンチセンスオリゴヌ
クレオチドは、LMRPのmRNAの翻訳開始部位を囲む領域に対して相補的で
あり得る。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、例えば、長さが約5ヌクレオチ
ド、約10ヌクレオチド、約15ヌクレオチド、約20ヌクレオチド、約25ヌ
クレオチド、約30ヌクレオチド、約35ヌクレオチド、約40ヌクレオチド、
約45ヌクレオチドまたは約50ヌクレオチドであり得る。本発明のアンチセン
ス核酸は、この分野で知られている手法を使用する化学合成反応および酵素連結
反応を使用して構築することができる。例えば、アンチセンス核酸(例えば、ア
ンチセンスオリゴヌクレオチド)は、天然に存在するヌクレオチドを使用して化
学合成することができ、あるいは分子の生物学的安定性を増大させるために、ま
たはアンチセンス核酸とセンス核酸との間で形成される二重鎖の物理的安定性を
増大させるために設計された種々に修飾されたヌクレオチドを使用して化学合成
することができる(例えば、ホスホロチオアート誘導体およびアクリジン置換ヌ
クレオチドを使用することができる)。アンチセンス核酸を作製するために使用
され得る修飾ヌクレオチドの例には、5−フルオロウラシル、5−ブロモウラシ
ル、5−クロロウラシル、5−ヨードウラシル、ヒポキサンチン、キサンチン、
4−アセチルシトシン、5−(カルボキシヒドロキシルメチル)ウラシル、5−
カルボキシメチルアミノメチル−2−チオウリジン、5−カルボキシメチルアミ
ノメチルウラシル、ジヒドロウラシル、β−D−ガラクトシルキューオシン、イ
ノシン、N6−イソペンテニルアデニン、1−メチルグアニン、1−メチルイノ
シン、2,2−ジメチルグアニン、2−メチルアデニン、2−メチルグアニン、
3−メチルシトシン、5−メチルシトシン、N6−アデニン、7−メチルグアニ
ン、5−メチルアミノメチルウラシル、5−メトキシアミノメチル−2−チオウ
ラシル、β−D−マンノシルキューオシン、5’−メトキシカルボキシメチルウ
ラシル、5−メトキシウラシル、2−メチルチオ−N6−イソペンテニルアデニ
ン、ウラシル−5−オキシ酢酸(v)、ワイブトキソシン、プソイドウラシル、
キューオシン、2−チオシトシン、5−メチル−2−チオウラシル、2−チオウ
ラシル、4−チオウラシル、5−メチルウラシル、ウラシル−5−オキシ酢酸メ
チルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸(v)、5−メチル−2−チオウラシ
ル、3−(3−アミノ−3−N−2−カルボキシプロピル)ウラシル、(acp
3)w、および2,6−ジメチルプリンが含まれる。あるいは、アンチセンス核
酸は、核酸分子がアンチセンス方向でサブクローン化されている発現ベクターを
使用して生物学的に作製することができる(すなわち、挿入された核酸から転写
されるRNAは目的とする標的核酸に対してアンチセンス方向である。下記の節
においてさらに説明される)。
A coding chain sequence encoding a LMRP disclosed herein (eg, Appendix A
Given the sequence shown in 1), the antisense nucleic acid of the present invention can be designed according to Watson and Crick base pairing rules. The antisense nucleic acid molecule can be complementary to the entire coding region of LMRP mRNA, but more preferably is an oligonucleotide that is complementary only to a portion of the coding or non-coding region of LMRP mRNA. is there. For example, the antisense oligonucleotide can be complementary to the region surrounding the translation start site of LMRP mRNA. Antisense oligonucleotides are, for example, about 5 nucleotides, about 10 nucleotides, about 15 nucleotides, about 20 nucleotides, about 25 nucleotides, about 30 nucleotides, about 35 nucleotides, about 40 nucleotides in length.
It can be about 45 nucleotides or about 50 nucleotides. The antisense nucleic acids of the invention can be constructed using chemical synthesis reactions and enzymatic ligation reactions using techniques known in the art. For example, antisense nucleic acids (eg, antisense oligonucleotides) can be chemically synthesized using naturally occurring nucleotides, or to increase the biological stability of the molecule, or with antisense nucleic acids. It can be chemically synthesized using variously modified nucleotides designed to increase the physical stability of the duplex formed with the sense nucleic acid (eg, phosphorothioate derivatives and Acridine substituted nucleotides can be used). Examples of modified nucleotides that can be used to make antisense nucleic acids include 5-fluorouracil, 5-bromouracil, 5-chlorouracil, 5-iodouracil, hypoxanthine, xanthine,
4-acetylcytosine, 5- (carboxyhydroxylmethyl) uracil, 5-
Carboxymethylaminomethyl-2-thiouridine, 5-carboxymethylaminomethyluracil, dihydrouracil, β-D-galactosylcueosine, inosine, N6-isopentenyladenine, 1-methylguanine, 1-methylinosine, 2,2- Dimethylguanine, 2-methyladenine, 2-methylguanine,
3-methylcytosine, 5-methylcytosine, N6-adenine, 7-methylguanine, 5-methylaminomethyluracil, 5-methoxyaminomethyl-2-thiouracil, β-D-mannosylcueocin, 5'-methoxycarboxymethyl Uracil, 5-methoxyuracil, 2-methylthio-N6-isopentenyladenine, uracil-5-oxyacetic acid (v), wibutoxin, pseudouracil,
Queuosine, 2-thiocytosine, 5-methyl-2-thiouracil, 2-thiouracil, 4-thiouracil, 5-methyluracil, uracil-5-oxyacetic acid methyl ester, uracil-5-oxyacetic acid (v), 5-methyl- 2-thiouracil, 3- (3-amino-3-N-2-carboxypropyl) uracil, (acp
3) w, and 2,6-dimethylpurine. Alternatively, antisense nucleic acids can be made biologically using an expression vector in which the nucleic acid molecule is subcloned in the antisense orientation (ie, RNA transcribed from the inserted nucleic acid is of interest). Antisense orientation to the target nucleic acid, which is described further in the section below).

【0081】 本発明のアンチセンス核酸分子は、典型的には、アンチセンス核酸分子が、L
MRPをコードする細胞mRNAおよび/またはゲノムDNAとハイブリダイゼ
ーションするか、またはそれらに結合し、それにより、例えば、転写および/ま
たは翻訳を阻害することによってタンパク質の発現を阻害するように、細胞に投
与されるか、またはインシトゥで生成させられる。ハイブリダイゼーションは、
安定な二重鎖を形成させるための通常的なヌクレオチド相補性によって生じ得る
か、または、DNA二重鎖に結合するアンチセンス核酸分子の場合には、二重ら
せんの主溝における特異的な相互作用を介して生じ得る。アンチセンス分子は、
例えば、細胞表面の受容体または抗原に結合するペプチドまたは抗体にアンチセ
ンス核酸分子を結合させることによって、アンチセンス分子が、選択された細胞
表面に発現する受容体または抗原に特異的に結合するように改変することができ
る。アンチセンス核酸分子はまた、本明細書中に記載されるベクターを使用して
細胞に送達することができる。アンチセンス分子の十分な細胞内における濃度を
達成するために、強力な原核生物プロモーター、ウイルスプロモーターまたは真
核生物プロモーター(植物プロモーターを含む)の制御下にアンチセンス核酸分
子が置かれるベクター構築物が好ましい。
The antisense nucleic acid molecule of the present invention is typically one in which the antisense nucleic acid molecule is L
Administered to cells to hybridize with or bind to cellular mRNA and / or genomic DNA encoding MRP, thereby inhibiting expression of the protein, eg, by inhibiting transcription and / or translation. Created in-situ. Hybridization
It can occur by normal nucleotide complementation to form a stable duplex, or in the case of antisense nucleic acid molecules that bind to DNA duplexes, specific interactions in the major groove of the double helix. Can occur through action. Antisense molecules
For example, by binding an antisense nucleic acid molecule to a peptide or antibody that binds to a cell surface receptor or antigen, the antisense molecule is allowed to specifically bind to a selected cell surface expressed receptor or antigen. Can be modified to Antisense nucleic acid molecules can also be delivered to cells using the vectors described herein. Vector constructs in which the antisense nucleic acid molecule is placed under the control of a strong prokaryotic, viral or eukaryotic promoter (including plant promoters) to achieve a sufficient intracellular concentration of the antisense molecule are preferred .

【0082】 さらに別の実施形態において、本発明のアンチセンス核酸分子はα−アノマー
核酸分子である。α−アノマー核酸分子は、通常のβユニットとは対照的に、鎖
が互いに平行している、相補的なRNAとの特異的な二本鎖ハイブリッドを形成
する(Gaultierら(1987)、Nucleic Acids Res
.15:6625〜6641)。アンチセンス核酸分子はまた、2’−o−メチ
ルリボヌクレオチド(Inoueら(1987)、Nucleic Acids
Res.15:6131〜6148)またはキメラなRNA−DNAアナログ
(Inoueら(1987)、FEBS Lett.215:327〜330)
を含むことができる。
In yet another embodiment, the antisense nucleic acid molecule of the invention is an α-anomeric nucleic acid molecule. Alpha-anomeric nucleic acid molecules form specific double-stranded hybrids with complementary RNA in which the strands are parallel to each other, as opposed to the normal β-unit (Gaultier et al. (1987) Nucleic Acids. Res
. 15: 6625-6641). Antisense nucleic acid molecules also include 2'-o-methyl ribonucleotides (Inoue et al. (1987) Nucleic Acids.
Res. 15: 6131-6148) or a chimeric RNA-DNA analog (Inoue et al. (1987), FEBS Lett. 215: 327-330).
Can be included.

【0083】 さらにまた別の実施形態において、本発明のアンチセンス核酸はリボザイムで
ある。リボザイムは、リボザイムが相補的な領域を有する一本鎖核酸(mRNA
など)を切断することができる、リボヌクレアーゼ活性を有する触媒作用RNA
分子である。従って、リボザイム(例えば、ハンマーヘッド型リボザイム(Ha
selhoffおよびGerlach(1988)、Nature、334:5
85〜591に記載される))を使用して、LMRPのmRNA転写物を触媒的
に切断し、それによりLMRPのmRNAの翻訳を阻害することができる。LM
RPをコードする核酸に対する特異性を有するリボザイムを、本明細書中に開示
されるLMRPのcDNAのヌクレオチド配列(すなわち、付表Aの38_ck
21_g07fwd)に基づいて、あるいは本発明に教示される方法に従って単
離され得る異種の配列に基づいて設計することができる。例えば、活性部位のヌ
クレオチド配列がLMRPコードmRNA内の切断され得るヌクレオチド配列に
対して相補的であるテトラヒメナ(Tetrahymera)L−19 IVS
のRNAの誘導体を構築することができる。例えば、米国特許第4,987,0
71号(Cechら)および米国特許第5,116,742号(Cechら)を
参照のこと。あるいは、LMRPのmRNAを使用して、特異的なリボヌクレア
ーゼ活性を有する触媒作用のRNAをRNA分子のプールから選択することがで
きる。例えば、Bartel,D.およびSzostak,J.W.(1993
)、Science、261:1411〜1418を参照のこと。
In yet another embodiment, the antisense nucleic acid of the invention is a ribozyme. A ribozyme is a single-stranded nucleic acid (mRNA having a region complementary to the ribozyme.
RNA, which has a ribonuclease activity and is capable of cleaving
It is a molecule. Therefore, ribozymes (for example, hammerhead ribozyme (Ha
selhoff and Gerlach (1988) Nature 334: 5.
85-591)) can be used to catalytically cleave LMRP mRNA transcripts, thereby inhibiting translation of LMRP mRNA. LM
A ribozyme having specificity for a nucleic acid encoding RP was identified as the nucleotide sequence of the LMRP cDNA disclosed herein (ie, 38_ck in Appendix A).
21_g07fwd) or based on a heterologous sequence that can be isolated according to the methods taught in the present invention. For example, the Tetrahymera L-19 IVS in which the nucleotide sequence of the active site is complementary to the cleavable nucleotide sequence in the LMRP encoding mRNA.
A derivative of RNA can be constructed. For example, US Pat. No. 4,987,0
71 (Cech et al.) And US Pat. No. 5,116,742 (Cech et al.). Alternatively, LMRP mRNA can be used to select a catalytic RNA with a specific ribonuclease activity from a pool of RNA molecules. For example, Bartel, D .; And Szostak, J .; W. (1993
), Science, 261: 1411-1418.

【0084】 あるいは、LMRPの遺伝子発現は、LMRPヌクレオチド配列の調節領域(
例えば、LMRPのプロモーターおよび/またはエンハンサー)に対して相補的
なヌクレオチド配列を標的化して、標的細胞におけるLMRP遺伝子の転写を妨
げる三重らせん構造を形成させることによって阻害することができる。一般的に
は、Helene,C.(1991)、Anticancer Drug De
s.6(6):569〜84;Helene,C.ら(1992)、Ann.N
.Y.Acad.Sci.660:27〜36;Maher,L.J.(199
2)、Bioassays、14(2):807〜15を参照のこと。
Alternatively, the gene expression of LMRP is expressed by the regulatory region of the LMRP nucleotide sequence (
For example, it can be inhibited by targeting a nucleotide sequence complementary to the promoter and / or enhancer of LMRP) to form a triple helix structure that prevents transcription of the LMRP gene in target cells. In general, Helene, C .; (1991), Anticancer Drug De
s. 6 (6): 569-84; Helene, C .; (1992), Ann. N
. Y. Acad. Sci. 660: 27-36; Maher, L .; J. (199
2), Bioassays, 14 (2): 807-15.

【0085】 B.組換え発現ベクターおよび宿主細胞 本発明の別の態様は、LMRPをコードする核酸(またはその一部)を含むベ
クター(好ましくは、発現ベクター)に関する。本明細書中で使用されている用
語「ベクター」は、連結されている別の核酸を輸送できる核酸分子をいう。ベク
ターの1つのタイプは「プラスミド」であり、これは、さらなるDNAセグメン
トが連結され得る環状の二本鎖DNAループ体をいう。ベクターの別のタイプは
、さらなるDNAセグメントがウイルスゲノムに連結され得るウイルスベクター
である。ある種のベクターは、ベクターが導入される宿主細胞で自律的に複製す
ることができる(例えば、細菌の複製起点を有する細菌ベクター、およびエピソ
ームの哺乳動物ベクター)。他のベクター(例えば、非エピソーム性の哺乳動物
ベクター)は、宿主細胞に導入されたときに宿主細胞のゲノムに組み込まれ、そ
れにより宿主ゲノムと一緒に複製される。さらに、ある種のベクターは、機能的
に連結されている遺伝子の発現を行わせることができる。そのようなベクターは
、本明細書中では「発現ベクター」として示される。一般に、組換えDNA技術
において有用な発現ベクターは、多くの場合、プラスミドの形態にある。プラス
ミドはベクターの最もよく使用される形態であるので、本明細書中では、「プラ
スミド」および「ベクター」は交換可能に使用することができる。しかし、本発
明は、同等の機能をもたらす、発現ベクターのそのような他の形態(ウイルスベ
クター(例えば、複製欠陥のレトロウイルス、アデノウイルスおよびアデノ関連
ウイルス)など)を含むものとする。
B. Recombinant expression vector and host cell Another aspect of the present invention relates to a vector (preferably an expression vector) containing a nucleic acid encoding LMRP (or a part thereof). As used herein, the term "vector" refers to a nucleic acid molecule capable of transporting another nucleic acid to which it has been linked. One type of vector is a "plasmid", which refers to a circular double stranded DNA loop body to which additional DNA segments can be ligated. Another type of vector is a viral vector in which additional DNA segments can be ligated into the viral genome. Certain vectors are capable of autonomous replication in the host cell into which they are introduced (eg, bacterial vectors having a bacterial origin of replication and episomal mammalian vectors). Other vectors, such as non-episomal mammalian vectors, integrate into the host cell's genome when introduced into the host cell, thereby replicating with the host genome. Moreover, certain vectors are capable of directing the expression of genes to which they are operatively linked. Such vectors are designated herein as "expression vectors". In general, expression vectors useful in recombinant DNA technology are often in the form of plasmids. In the present specification, "plasmid" and "vector" can be used interchangeably as the plasmid is the most commonly used form of vector. However, the invention is intended to include such other forms of expression vectors, such as viral vectors (eg, replication defective retroviruses, adenoviruses and adeno-associated viruses), which provide equivalent functions.

【0086】 本発明の組換え発現ベクターは、本発明の核酸を、宿主細胞において核酸を発
現させるために適した形態で含む。このことは、組換え発現ベクターが、発現の
ために使用される宿主に基づいて選択され、発現させる核酸配列に対して機能的
に連結されている1つまたは複数の調節配列を含むことを意味する。組換え発現
ベクター内において、「機能的に連結されている」は、互い融合されたヌクレオ
チド配列の発現を可能にし、その結果、両方の配列により、使用された配列に伴
う提示された機能が果たされる様式で(例えば、インビトロ転写/翻訳システム
において、またはベクターが宿主細胞に導入されたときには宿主細胞において)
、目的とするヌクレオチド配列が調節配列(1つまたは複数)に連結されている
ことを意味するものとする。用語「調節配列」には、プロモーター、エンハンサ
ーおよび他の発現制御エレメント(例えば、ポリアデニル化シグナル)が含まれ
るものとする。そのような調節配列は、例えば、Goeddel;Gene E
xpression Technology:Methods in Enzy
mology、185、Academic Press、San Diego、
CA(1990)に記載されているか、またはGruberおよびCrosby
、Methods in Plant Molecular Biology
and Biotechnology(CRC Press、Boca Rat
on、Florida、編者:GlickおよびThompson)、第7章、
89頁〜108頁(それにおける参考文献を含む)を参照のこと。調節配列には
、多くのタイプの宿主細胞でヌクレオチド配列の構成的な発現を行わせる配列、
およびある種の宿主細胞またはある種の条件でのみヌクレオチド配列の発現を行
わせる配列が含まれる。発現ベクターの設計は、形質転換される宿主細胞の選択
、所望するタンパク質の発現レベルなどのような要因に依存し得ることが当業者
により理解される。本発明の発現ベクターは、宿主細胞に導入され、それにより
、本明細書中に記載されているような核酸によってコードされる、融合タンパク
質または融合ペプチドを含むタンパク質またはペプチド(例えば、LMRP、L
MRPの変異形態、融合タンパク質など)を産生させることができる。
The recombinant expression vector of the present invention comprises the nucleic acid of the present invention in a form suitable for expressing the nucleic acid in a host cell. This means that the recombinant expression vector comprises one or more regulatory sequences selected on the basis of the host used for expression and operably linked to the nucleic acid sequence to be expressed. To do. In a recombinant expression vector "operably linked" allows the expression of nucleotide sequences fused to each other such that both sequences perform the displayed function associated with the sequences used. In a manner such as in an in vitro transcription / translation system, or in the host cell when the vector was introduced into the host cell.
, Shall mean that the nucleotide sequence of interest is linked to the regulatory sequence (s). The term “regulatory sequence” is intended to include promoters, enhancers and other expression control elements (eg, polyadenylation signals). Such regulatory sequences are described, for example, by Goeddel; Gene E.
xpression Technology: Methods in Enzy
, 185, Academic Press, San Diego,
CA (1990) or Gruber and Crossby.
, Methods in Plant Molecular Biology
and Biotechnology (CRC Press, Boca Rat)
on, Florida, editor: Glick and Thompson), Chapter 7,
See pages 89-108 (including references therein). Regulatory sequences include sequences that cause constitutive expression of nucleotide sequences in many types of host cells,
And sequences that allow expression of the nucleotide sequence only under certain host cells or conditions. It will be appreciated by those skilled in the art that the design of the expression vector may depend on such factors as the choice of host cell to be transformed, the expression level of the desired protein and the like. The expression vector of the invention is introduced into a host cell, whereby a protein or peptide, including a fusion protein or fusion peptide, encoded by a nucleic acid as described herein (eg LMRP, L
Mutated forms of MRP, fusion proteins, etc.) can be produced.

【0087】 本発明の組換え発現ベクターは、原核生物細胞または真核生物細胞においてL
MRPを発現させるために設計することができる。例えば、LMRP遺伝子を下
記において発現させることができる:C.glutamicumなどの細菌細胞
、昆虫細胞(バキュロウイルス発現システムを含む)、酵母および他の菌類細胞
(Romanos,M.A.ら(1992)、酵母における外来遺伝子の発現:
総説、Yeast、8:423〜488;van den Hondel,C.
A.M.J.J.ら(1991)、糸状菌における異種遺伝子の発現、More
Gene Manipulations in Fungi、J.W.Ben
net&L.L.Lasure編、396頁〜428頁:Academic P
ress、San Diego;van den Hondel,C.A.M.
J.J.およびPunt.P.J.(1991)、糸状菌のための遺伝子移入シ
ステムおよびベクター開発、Applied Molecular Genet
ics of Fungi(Peberdy,J.F.ら編)、1頁〜28頁、
Cambridge University Press:Cambridge
)、藻類(Falciatoreら、1999、Marine Biotech
nology、1、3:239〜251)、様々なタイプの繊毛虫類(全毛亜綱
(Holotrichia)、周毛亜綱(Peritrichia)、旋毛亜綱
(Spirotrichia)、吸管虫亜綱(Suctoria)、テトラヒメ
ナ(Tetrahymena)、ゾウリムシ(Paramecium)、ナガマ
メガタミズケムシ(Colpidium)、グラウコーマ(Glaucoma)
、プラチオフリア(Platyophrya)、ポトマクス(Potomacu
s)、シュードコーニレンブス(Pseudocohnilembus)、ユー
プロテス(Euplotes)、エンゲルマニエラ(Engelmaniell
a)およびスチロニキア亜綱(Stylonychia)、特に国際特許出願公
開WO9801572に記載されるような形質転換方法に従ったベクターを有す
るスチロニキア・レムナエ(Stylonychia lemnae)属の繊毛
虫)、および多細胞植物細胞(Schmidt,R.およびWillmitze
r,L.(1988)、アラビドプシス・タリアナの葉および子葉の外稙片の高
効率のアグロバクテリウム・ツメファシエンス媒介形質転換、Plant Ce
ll Rep.583〜586;Plant Molecular Biolo
gy and Biotechnology、C Press、Boca Ra
ton、Florida、6/7章、S.71〜119(1993);F.F.
White、B.Jenesら、遺伝子移入技術、Transgenic Pl
ants、第1巻Engineering and Utilization、
編者:KungおよびR.Wu、Academic Press(1993)、
128〜43;Potrykus、Annu.Rev.Plant Physi
ol.Plant Molec.Biol.42(1991)、205〜225
(およびそれらに引用される参考文献)、または哺乳動物細胞。好適な宿主細胞
が、Goeddel、Gene Expression Technology
:Methods in Enzymology、185、Academic
Press、San Diego、CA(1990)にさらに記載されている。
あるいは、組換え発現ベクターは、例えば、T7プロモーターの調節配列および
T7ポリメラーゼを使用して、インビトロで転写および翻訳することができる。
The recombinant expression vector of the present invention is used in L-prokaryotic cells or eukaryotic cells.
It can be designed to express MRP. For example, the LMRP gene can be expressed in: C. Expression of foreign genes in bacterial cells such as Glutamicum, insect cells (including baculovirus expression system), yeast and other fungal cells (Romanos, MA et al. (1992), yeast:
Review, Yeast, 8: 423-488; van den Hondal, C .;
A. M. J. J. (1991), Expression of heterologous genes in filamentous fungi, More
Gene Manipulations in Fungi, J.M. W. Ben
net & L. L. Lasure, pp. 396-428: Academic P
less, San Diego; van den Hondal, C.I. A. M.
J. J. And Punt. P. J. (1991), Gene transfer system and vector development for filamentous fungi, Applied Molecular Genet.
ics of Fungi (Peberdy, JF et al. eds.), pages 1 to 28,
Cambridge University Press: Cambridge
), Algae (Falciatore et al., 1999, Marine Biotech)
Nolology, 1: 3, 239-251), various types of ciliates (Holotricia, Peritrichia, Spirotrichia, Stubtoria, Suctoria, Tetrahymena, Paramecium, Coccidium, Columbium, Glaucoma
, Platiophrya, Potomacu
s), Pseudocohnilembus, Euplotes, Engelmaniell
a) and Styronychia, in particular the Ciliate of the genus Stylonychia lemnae with a vector according to the transformation method as described in International Patent Application Publication WO9801572, and multicellular plant cells (S. Schmidt, R. and Willmitze
r, L. (1988), High efficiency Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of Arabidopsis thaliana leaf and cotyledon explants, Plant Ce.
ll Rep. 583-586; Plant Molecular Biolo
gy and Biotechnology, C Press, Boca Ra
Ton, Florida, Chapter 6/7, S.M. 71-119 (1993); F.
White, B.I. Genes et al., Gene transfer technology, Transgenic Pl
Ants, Volume 1, Engineering and Utilization,
Editor: Kung and R.M. Wu, Academic Press (1993),
128-43; Potrykus, Annu. Rev. Plant Physi
ol. Plant Molec. Biol. 42 (1991), 205-225
(And references cited therein), or mammalian cells. Suitable host cells are Goeddel, Gene Expression Technology.
: Methods in Enzymology, 185, Academic
Further description in Press, San Diego, CA (1990).
Alternatively, the recombinant expression vector can be transcribed and translated in vitro, for example using T7 promoter regulatory sequences and T7 polymerase.

【0088】 原核生物におけるタンパク質の発現が、非常に多くの場合、融合タンパク質ま
たは非融合タンパク質のいずれかの発現を行わせる構成的プロモーターまたは誘
導性プロモーターを含むベクターを用いて行われている。融合ベクターは、それ
にコードされるタンパク質に多数のアミノ酸を付加し、通常的には組換えタンパ
ク質のアミノ末端に付加するが、C末端にも付加し、またはタンパク質内の好適
な領域内において融合させる。そのような融合ベクターは、典型的には3つの目
的を果たす:1)組換えタンパク質の発現を増大させるため;2)組換えタンパ
ク質の溶解性を増大させるため;そして3)アフィニティー精製におけるリガン
ドとして作用することによって組換えタンパク質の精製を助けるため。多くの場
合、融合発現ベクターには、タンパク質分解的な切断部位が融合成分と組換えタ
ンパク質との接続部に導入され、融合タンパク質を精製した後で組換えタンパク
質を融合成分から分離することができる。そのような酵素、およびそれらの同系
の認識配列には、ファクターXa、トロンビンおよびエンテロキナーゼが含まれ
る。
Expression of proteins in prokaryotes is most often carried out with vectors containing constitutive or inducible promoters directing the expression of either fusion or non-fusion proteins. Fusion vectors add a number of amino acids to the protein encoded by it, usually at the amino terminus of a recombinant protein, but also at the C terminus, or fused within suitable regions within the protein. . Such fusion vectors typically serve three purposes: 1) to increase the expression of the recombinant protein; 2) to increase the solubility of the recombinant protein; and 3) as a ligand in affinity purification. To help purify recombinant proteins by acting. In many cases, the fusion expression vector has a proteolytic cleavage site introduced at the junction of the fusion component and the recombinant protein to allow the recombinant protein to be separated from the fusion component after purification of the fusion protein. . Such enzymes, and their cognate recognition sequences, include Factor Xa, thrombin and enterokinase.

【0089】 典型的な融合発現ベクターには、pGEX(Pharmacia Biote
ch Inc;Smith,D.B.およびJohnson,K.S.(198
8)、Gene、67:31〜40)、pMAL(New England B
iolabs、Beverly、MA)およびpRIT5(Pharmacia
、Piscataway、NJ)が含まれ、これらはそれぞれ、グルタチオンS
−トランスフェラーゼ(GST)、マルトースE結合タンパク質またはプロテイ
ンAを標的の組換えタンパク質に融合する。1つの実施形態において、LMRP
のコード配列がpGEX発現ベクターにクローン化され、N末端からC末端に、
GST−トロンビン切断部位−Xタンパク質を含む融合タンパク質をコードする
ベクターが作製される。この融合タンパク質は、グルタチオン−アガロース樹脂
を使用するアフィニティークロマトグラフィーによって精製することができる。
GSTに融合していない組換えタンパク質を、融合タンパク質をトロンビンで切
断することによって回収することができる。
A typical fusion expression vector is pGEX (Pharmacia Biote).
ch Inc; Smith, D.M. B. And Johnson, K .; S. (198
8), Gene, 67: 31-40), pMAL (New England B).
iolabs, Beverly, MA) and pRIT5 (Pharmacia)
, Piscataway, NJ), each of which is a glutathione S
-Fusing transferase (GST), maltose E binding protein or protein A to the target recombinant protein. In one embodiment, the LMRP
Was cloned into the pGEX expression vector, N-terminal to C-terminal,
A vector encoding a fusion protein containing the GST-thrombin cleavage site-X protein is made. This fusion protein can be purified by affinity chromatography using glutathione-agarose resin.
Recombinant protein not fused to GST can be recovered by cleaving the fusion protein with thrombin.

【0090】 好適な誘導性の非融合型大腸菌発現ベクターの例には、pTrc(Amann
ら(1988)、Gene、69:301〜315)およびpET11d(St
udierら、Gene Expression Technology:Me
thods in Enzymology、185、Academic Pre
ss、San Diego、California(1990)、60〜89)
が含まれる。pTrcベクターからの標的遺伝子の発現は、ハイブリッドtrp
−lac融合プロモーターからの宿主RNAポリメラーゼの転写に依存する。p
ET11dベクターからの標的遺伝子の発現は、同時に発現するウイルスRNA
ポリメラーゼ(T7gn1)によって媒介されるT7gn10−lac融合プロ
モーターからの転写に依存する。このウイルスポリメラーゼは、lacUV5プ
ロモーターの転写制御下にT7gn1遺伝子を有する内在性のλプロファージか
らBL21(DE3)またはHMS174(DE3)の宿主菌株によって供給さ
れる。
Examples of suitable inducible non-fusion E. coli expression vectors include pTrc (Amann
Et al. (1988), Gene, 69: 30-315) and pET11d (St.
audi et al., Gene Expression Technology: Me.
methods in Enzymology, 185, Academic Pre
ss, San Diego, California (1990), 60-89)
Is included. Expression of the target gene from the pTrc vector is achieved by hybrid trp
-Dependent on transcription of host RNA polymerase from the lac fusion promoter. p
Expression of the target gene from the ET11d vector is expressed simultaneously with the viral RNA
It relies on transcription from the T7gn10-lac fusion promoter mediated by the polymerase (T7gn1). This viral polymerase is supplied by the BL21 (DE3) or HMS174 (DE3) host strain from an endogenous lambda prophage carrying the T7gn1 gene under the transcriptional control of the lacUV5 promoter.

【0091】 組換えタンパク質の発現を最大にする1つの方法は、組換えタンパク質をタン
パク質分解的に切断する能力が損なわれた宿主細胞においてタンパク質を発現さ
せることである(Gottesman,G.、Gene Expression
Technology:Methods in Enzymology、185
、Academic Press、San Diego、California
(1990)、119〜128)。別の方法は、各アミノ酸に対する個々のコド
ンが、発現のために選ばれた細菌(C.glutamicumなど)において優
先的に利用されているコドンであるように、発現ベクターに挿入される核酸の核
酸配列を変えることである(Wadaら(1992)、Nucleic Aci
ds Res.20:2111〜2118)。本発明の核酸配列のそのような変
化は標準的なDNA合成技術によって行うことができる。
One way to maximize recombinant protein expression is to express the protein in host cells that have an impaired ability to proteolytically cleave the recombinant protein (Gottesman, G., Gene Expression).
Technology: Methods in Enzymology, 185
, Academic Press, San Diego, California
(1990), 119-128). Another method is the nucleic acid of the nucleic acid inserted into the expression vector such that the individual codons for each amino acid are the codons that are preferentially utilized in the bacterium selected for expression (C. glutamicum, etc.). To change the sequence (Wada et al. (1992), Nucleic Aci.
ds Res. 20: 2111-2118). Such changes in the nucleic acid sequences of the invention can be made by standard DNA synthesis techniques.

【0092】 別の実施形態において、LMRP発現ベクターは酵母の発現ベクターである。
酵母S.cerivisaeにおいて発現させるためのベクターの例には、pY
epSec1(Baldariら(1987)、Embo J.6:229〜2
34)、pMFa(KurjanおよびHerskowitz(1982)、C
ell、30:933〜943)、pJRY88(Schultzら(1987
)、Gene、54:113〜123)およびpYES2(Invitroge
n Corporation、San Diego、CA)が含まれる。糸状菌
などの他の菌類において使用される適切なベクターおよびベクターの構築方法に
は、van den Hondel,C.A.M.J.J.&Punt.P.J
.(1991)、「糸状菌のための遺伝子移入システムおよびベクター開発」、
Applied Molecular Genetics of Fungi(
J.F.Peberdyら編、1頁〜28頁、Cambridge Unive
rsity Press:Cambridge)に詳しく記載されているものが
含まれる。
In another embodiment, the LMRP expression vector is a yeast expression vector.
Yeast S. Examples of vectors for expression in S. cerevisiae include pY
epSec1 (Baldari et al. (1987), Embo J. 6: 229-2.
34), pMFa (Kurjan and Herskowitz (1982), C.
ell, 30: 933-943), pJRY88 (Schultz et al. (1987).
), Gene, 54: 113-123) and pYES2 (Invitroge).
n Corporation, San Diego, CA). Suitable vectors for use in other fungi such as filamentous fungi and methods for constructing the vectors are described in van den Hondal, C .; A. M. J. J. & Punt. P. J
. (1991), "Gene transfer system and vector development for filamentous fungi",
Applied Molecular Genetics of Fungi (
J. F. Peberdy et al., Pp. 1-28, Cambridge University.
In particular, those described in detail in "Rsity Press: Cambridge" are included.

【0093】 あるいは、本発明のLMRPは、バキュロウイルス発現ベクターを使用して昆
虫細胞において発現させることができる。培養された昆虫細胞(例えば、Sf9
細胞)においてタンパク質を発現させるために利用できるバキュロウイルスベク
ターには、pAcシリーズ(Smithら(1983)、Mol.Cell B
iol.3:2156〜2165)およびpVLシリーズ(Lucklowおよ
びSummers(1989)、Virology、170:31〜39)が含
まれる。
Alternatively, the LMRPs of this invention can be expressed in insect cells using a baculovirus expression vector. Cultured insect cells (eg, Sf9
Baculovirus vectors that can be used to express proteins in cells include pAc series (Smith et al. (1983) Mol. Cell B).
iol. 3: 2156-2165) and the pVL series (Lucklow and Summers (1989), Virology, 170: 31-39).

【0094】 さらに別の実施形態において、本発明の核酸は、哺乳動物の発現ベクターを使
用して哺乳動物細胞において発現させられる。哺乳動物発現ベクターの例には、
pCDM8(Seed,B.(1987)、Nature、329:840)お
よびpMT2PC(Kaufmanら(1987)、EMBO J.6:187
〜195)が含まれる。哺乳動物細胞において使用されたとき、発現ベクターの
制御機能は、多くの場合、ウイルスの調節エレメントによって提供される、例え
ば、広く使用されているプロモーターは、ポリオーマ、アデノウイルス2、サイ
トメガロウイルスおよびシミアンウイルス40に由来する。原核生物細胞および
真核生物細胞の両方に関して他の好適な発現システムについては、Sambro
ok,J.、Fritsh,E.F.およびManiatis,T.、Mole
cular Cloning:A Laboratory Manual(第2
版、Cold Spring Harbor Laboratory、Cold
Spring Harbor Laboratory Press、Cold
Spring Harbor、NY、1989)の第16章および第17章を
参照のこと。
In yet another embodiment, the nucleic acids of the invention are expressed in mammalian cells using mammalian expression vectors. Examples of mammalian expression vectors include
pCDM8 (Seed, B. (1987), Nature, 329: 840) and pMT2PC (Kaufman et al. (1987), EMBO J. 6: 187.
˜195) are included. When used in mammalian cells, the expression vector's control functions are often provided by viral regulatory elements. For example, widely used promoters include polyoma, adenovirus 2, cytomegalovirus and simian. Derived from virus 40. For other suitable expression systems for both prokaryotic and eukaryotic cells, see Sambro.
ok, J. Fritsh, E .; F. And Maniatis, T .; , Mole
color Cloning: A Laboratory Manual (2nd
Edition, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold
Spring Harbor Laboratory Press, Cold
See Chapters 16 and 17 of Spring Harbor, NY, 1989).

【0095】 別の実施形態において、組換え哺乳動物発現ベクターは、特定の細胞タイプに
おいて優先的に核酸を発現させることができる(例えば、組織特異的な調節エレ
メントが、核酸を発現させるために使用される)。組織特異的な調節エレメント
はこの分野では知られている。好適な組織特異的なプロモーターの非限定的な例
には、アルブミンプロモーター(肝臓特異的;Pinkertら(1987)、
Genes Dev.1:268〜277)、リンパ系特異的プロモーター(C
alameおよびEaton(1988)、Adv.Immunol.43:2
35〜275)、特に、T細胞受容体のプロモーター(WinotoおよびBa
ltimore(1989)、EMBO J.8:729〜733)および免疫
グロブリンのプロモーター(Banerjiら(1983)、Cell、33:
729〜740;QueenおよびBaltimore(1983)、Cell
、33:741〜748)、ニューロン特異的プロモーター(例えば、ニューロ
フィラメントプロモーター;ByrneおよびRuddle(1989)、PN
AS、86:5473〜5477)、膵臓特異的プロモーター(Edlundら
(1985)、Science、230:912〜916)、ならびに乳腺特異
的プロモーター(例えば、乳清プロモーター、米国特許第4,873,316号
および欧州特許出願公開第264,166号)が含まれる。発達段階により調節
されるプロモーターもまた含まれ、例えば、ネズミhoxプロモーター(Kes
selおよびGruss(1990)、Science、249:374〜37
9)およびフェトプロテインプロモーター(CampesおよびTilgham
(1989)、Genes Dev.3:537〜546)が含まれる。
In another embodiment, the recombinant mammalian expression vector is capable of expressing a nucleic acid preferentially in a particular cell type (eg, tissue-specific regulatory elements are used to express the nucleic acid). Be done). Tissue-specific regulatory elements are known in the art. Non-limiting examples of suitable tissue-specific promoters include albumin promoter (liver-specific; Pinkert et al. (1987),
Genes Dev. 1: 268-277), lymphoid-specific promoter (C
alame and Eaton (1988), Adv. Immunol. 43: 2
35-275), especially the promoter of the T cell receptor (Winoto and Ba).
ltimore (1989), EMBO J. et al. 8: 729-733) and immunoglobulin promoters (Banerji et al. (1983), Cell, 33:
729-740; Queen and Baltimore (1983), Cell.
33: 741-748), neuron-specific promoters (eg, neurofilament promoter; Byrne and Ruddle (1989), PN.
AS, 86: 5473-5477), pancreas-specific promoters (Edlund et al. (1985), Science, 230: 912-916), as well as mammary gland-specific promoters (eg whey promoter, US Pat. No. 4,873,316). And European Patent Application Publication No. 264,166). Also included are promoters that are regulated by the developmental stage, such as the murine hox promoter (Kes
sel and Gruss (1990), Science, 249: 374-37.
9) and the fetoprotein promoter (Campes and Tilgam)
(1989), Genes Dev. 3: 537-546).

【0096】 別の実施形態において、本発明のLMRPは、単細胞の植物細胞(藻類など)
(Falciatoreら、1999、Marine Biotechnolo
gy、1(3):239〜251およびその参考文献)および高等植物に由来す
る植物細胞(例えば、作物植物などの種子植物)において発現させることができ
る。植物発現ベクターの例には、下記に記載されるベクターが含まれる:Bec
ker,D.、Kemper,E.、Schell,J.およびMasters
on,R.(1992)、「選択マーカーがレフト領域の近くに存在する新しい
植物バイナリーベクター」、Plant Mol.Biol.20:1195〜
1197;Bevan,M.W.(1984)、「植物形質転換用のバイナリー
アグロバクテリウムベクター」、Nucl.Acid.Res.12:8711
〜8721;「高等植物における遺伝子移入用ベクター」、Transgeni
c Plants、第1巻、Engineering and Utiliza
tion、編者:KungおよびR.Wu、Academic Press、1
993、S.15〜38。
In another embodiment, the LMRPs of the invention are unicellular plant cells (eg algae).
(Falciatore et al., 1999, Marine Biotechnolo.
gy, 1 (3): 239-251 and references therein and plant cells derived from higher plants (eg seed plants such as crop plants). Examples of plant expression vectors include the vectors described below: Bec
ker, D.I. Kemper, E .; Schell, J .; And Masters
on, R.M. (1992), "New plant binary vector in which a selectable marker is present near the left region", Plant Mol. Biol. 20: 1195-
1197; Bevan, M .; W. (1984), "Binary Agrobacterium vector for plant transformation," Nucl. Acid. Res. 12: 8711
~ 8721; "Vectors for gene transfer in higher plants", Transgeni
c Plants, Volume 1, Engineering and Utiliza
Tion, editor: Kung and R.S. Wu, Academic Press, 1
993, S.I. 15-38.

【0097】 植物発現カセットは、好ましくは、植物細胞において遺伝子発現を行わせるこ
とができ、そして各配列が転写終結などのその機能を果たし得るように機能的に
連結されている調節配列(ポリアデニル化シグナルなど)を含む。好ましいポリ
アデニル化シグナルは、TiプラスミドpTiACH5のオクトピンシンターゼ
として知られている遺伝子3(Gielenら、EMBO J.3(1984)
、835以降)またはその機能的等価体などの、アグロバクテリウム・ツメファ
シエンス(Agrobacterium tumefaciens)のt−DN
Aに由来するシグナルであるが、植物において機能的に活性なすべての他のター
ミネーターもまた好適である。
The plant expression cassette is preferably a regulatory sequence (polyadenylation) which is capable of directing gene expression in plant cells and in which each sequence is operably linked so that it can perform its function such as termination of transcription. Signal etc.). A preferred polyadenylation signal is gene 3 known as octopine synthase of Ti plasmid pTiACH5 (Gielen et al., EMBO J. 3 (1984).
, 835 or later) or a functional equivalent thereof, and t-DN of Agrobacterium tumefaciens (Agrobacterium tumefaciens)
All other terminators which are signals from A but are functionally active in plants are also suitable.

【0098】 植物の遺伝子発現は、非常に多くの場合、転写レベルでは制限されないので、
植物の発現カセットは、好ましくは、RNAあたりのタンパク質比を高めるタバ
コモザイクウイルス由来の5’非翻訳リーダー配列を含有する過駆動配列などの
翻訳エンハンサーのような他の機能的に連結された配列を含む(Gallieら
、1987、Nucl.Acids Research、15:8693〜87
11)。
Since gene expression in plants is very often not restricted at the transcriptional level,
The plant expression cassette preferably contains other operably linked sequences, such as a translation enhancer, such as an overdriving sequence containing a 5'untranslated leader sequence from the tobacco mosaic virus that enhances the protein to RNA ratio. (Gallie et al., 1987, Nucl. Acids Research, 15: 8693-87).
11).

【0099】 植物の遺伝子発現は、時間、細胞または組織に特異的な様式で遺伝子発現をも
たらす適切なプロモーターに対して機能的に連結しなければならない。好ましい
ものは、35S CAMV(Franckら、Cell、21(1980)、2
85〜294)または19S CaMV(米国特許第5352605号および国
際特許出願公開WO8402913もまた参照のこと)のような植物ウイルスに
由来するプロモーター、あるいは米国特許第4962028号に記載されるRu
bisco小サブユニットに由来するプロモーターのような植物のプロモーター
のような構成的な発現を行わせるプロモーター(Benfeyら、EMBO J
.8(1989)、2195〜2202)である。
Gene expression in plants must be operably linked to a suitable promoter that directs gene expression in a time, cell or tissue specific manner. Preferred are 35S CAMV (Franck et al., Cell, 21 (1980), 2
85-294) or 19S CaMV (see also US Pat. No. 5,352,605 and International Patent Application Publication WO8402913), or a promoter derived from a plant virus, or Ru described in US Pat. No. 4,962,028.
Promoters that cause constitutive expression, such as plant promoters, such as those derived from the bisco small subunit (Benfey et al., EMBO J.
. 8 (1989), 2195 to 2202).

【0100】 植物の遺伝子発現カセットにおける機能的な連結において使用される他の好ま
しい配列は、植物細胞の液胞、核、アミロプラストおよび葉緑体および有色体の
ようなすべてのタイプのプラスチド、細胞外空間、ミトコンドリア、小胞体、油
体、ペルオキシソームならびに他の区画などのその適切な細胞区画に遺伝子産物
を誘導させるために必要な標的化配列である(総説については、Kermode
、Crit.Rev.Plant Sci.15、4(1996)、285〜4
23、およびそれに引用されている参考文献を参照のこと)。
Other preferred sequences used in the functional linkage in plant gene expression cassettes are plant cell vacuoles, nuclei, amyloplasts and plastids of all types such as chloroplasts and chloroplasts, extracellular. Targeting sequences necessary to direct the gene product to its appropriate cellular compartments such as space, mitochondria, endoplasmic reticulum, oil bodies, peroxisomes and other compartments (for a review, see Kermode
Crit. Rev. Plant Sci. 15, 4 (1996), 285-4
23, and references cited therein).

【0101】 植物の遺伝子発現はまた、化学的に誘導され得るプロモーターによって促進さ
れ得る(総説については、Gatz、1997、Annu.Rev.Plant
Physiol.Plant Mol.Biol.、48:89〜108を参
照のこと)。化学的に誘導され得るプロモーターは、遺伝子の発現を時間依存的
な様式で行わせることが求められる場合には特に適する。そのようなプロモータ
ーの例には、サリチル酸誘導プロモーター(国際特許出願公開WO95/194
43)、テトラサイクリン誘導プロモーター(Gatzら(1992)、Pla
nt J.2、397〜404)およびエタノール誘導プロモーター(国際特許
出願公開WO93/21334)が挙げられる。
Plant gene expression can also be driven by chemically inducible promoters (for a review, Gatz, 1997, Annu. Rev. Plant).
Physiol. Plant Mol. Biol. , 48: 89-108). Chemically inducible promoters are particularly suitable when it is desired to drive the expression of the gene in a time-dependent manner. Examples of such promoters include salicylic acid-inducible promoters (International Patent Application Publication WO 95/194.
43), the tetracycline-inducible promoter (Gatz et al. (1992), Pla
nt J. 2, 397-404) and an ethanol-inducible promoter (International Patent Application Publication WO93 / 21334).

【0102】 また、生物的または無生物的なストレス条件に応答するプロモーターも好適な
プロモーターであり、例えば、病原体により誘導され得るPRP1遺伝子のプロ
モーター(Wardら、Plant.Mol.Biol.22(1993)、3
61〜366)、トマト由来の熱誘導性のhsp80プロモーター(米国特許第
5187267号)、ジャガイモ由来の低温誘導性のα−アミラーゼプロモータ
ー(国際特許出願公開WO9612814)または障害誘導性のpinIIプロ
モーター(欧州特許375091)などがある。
Suitable promoters are also promoters that respond to biotic or abiotic stress conditions, such as the promoter of the PRP1 gene that can be induced by pathogens (Ward et al., Plant. Mol. Biol. 22 (1993), Three
61-366), a heat-inducible hsp80 promoter derived from tomato (US Pat. No. 5,187,267), a cold-inducible α-amylase promoter derived from potato (International Patent Application Publication WO9612814) or a lesion-inducible pinII promoter (European patent). 375091).

【0103】 特に、脂質およびオイルの生合成が胚乳および発達中の胚の細胞などの種子の
細胞で行われている組織および器官における遺伝子発現をもたらすそのようなプ
ロモーターが好ましい。好適なプロモーターは、アブラナ由来のナピン遺伝子プ
ロモーター(米国特許第5608152号)、ソラマメ(Vicia faba
)由来のUSPプロモーター(Baeumleinら、Mol.Gen.Gen
et.1991、225(3):459〜67)、アラビドプシス由来のオレオ
シンプロモーター(国際特許出願公開WO9845461)、インゲンマメ(P
haseolus vulgaris)由来のファセオリンプロモーター(米国
特許第5504200号)、アブラナ属(Brassica)由来のBce4プ
ロモーター(国際特許出願公開WO9113980)、またはレグミンB4プロ
モーター(LeB4;Baeumleinら、1992、Plant Jour
nal、2(2):233〜9)、ならびにトウモロコシ、オオムギ、コムギ、
ライムギ、イネなどのような単子葉植物における種子特異的な発現をもたらすプ
ロモーターが挙げられる。注目される好適なプロモーターは、オオムギ由来のl
pt2遺伝子またはlpt1遺伝子のプロモーター(国際特許出願公開WO95
15389および同WO9523230)、あるいは国際特許出願公開WO99
16890に記載されるプロモーター(オオムギのホルデイン遺伝子、イネのグ
ルテン遺伝子、イネのオリジン遺伝子、イネのプロラミン遺伝子、コムギのグリ
アジン遺伝子、コムギのグルテリン遺伝子、トウモロコシのゼイン遺伝子、オー
トムギのグルテリン遺伝子、モロコシのカシリン遺伝子、ライムギのセカリン遺
伝子に由来するプロモーター)である。
In particular, such promoters are preferred, which result in gene expression in tissues and organs in which the biosynthesis of lipids and oils takes place in seed cells, such as the cells of the endosperm and developing embryos. Suitable promoters are the napine gene promoter from rape (US Pat. No. 5,608,152), broad bean (Vicia faba).
) -Derived USP promoter (Baeumlein et al., Mol. Gen. Gen.
et. 1991, 225 (3): 459-67), Arabidopsis-derived oleosin promoter (International Patent Application Publication WO9844561), common bean (P).
Phaseolus vulgaris-derived phaseolin promoter (US Pat. No. 5,504,200), Brassica-derived Bce4 promoter (International Patent Application Publication WO9113980), or legumin B4 promoter (LeB4; Baemulen et al., 1992, Plant Jour).
nal, 2 (2): 233-9), as well as corn, barley, wheat,
Promoters that provide seed-specific expression in monocots such as rye, rice and the like. A suitable promoter of interest is l from barley.
Promoter of pt2 gene or lpt1 gene (International Patent Application Publication WO95
15389 and WO9523230), or International Patent Application Publication WO99.
16890 promoter (barley hordein gene, rice gluten gene, rice origin gene, rice prolamin gene, wheat gliadin gene, wheat glutelin gene, corn zein gene, oat glutelin gene, sorghum kashirin. Gene, a promoter derived from the rye secalin gene).

【0104】 また、特に好適なものは、プラスチド特異的な遺伝子発現をもたらすプロモー
ターである。これは、プラスチドが、脂質生合成の前駆体およびいくつかの最終
生成物が合成される区画であるからである。ウイルスRNAポリメラーゼのプロ
モーターなどの好適なプロモーターが国際特許出願公開WO9516783およ
び同WO9706250に記載され、そしてアラビドプシスに由来するclpP
プロモーターが国際特許出願公開WO9946394に記載されている。
Also particularly preferred are promoters that provide plastid-specific gene expression. This is because plastids are the compartments in which the precursors of lipid biosynthesis and some end products are synthesized. Suitable promoters, such as those for viral RNA polymerase, are described in International Patent Application Publication Nos. WO9516783 and WO9706250, and clpP derived from Arabidopsis.
Promoters are described in WO 9946394.

【0105】 本発明はさらに、アンチセンス方向で発現ベクターにクローン化された本発明
のDNA分子を含む組換え発現ベクターを提供する。すなわち、DNA分子は、
LMRPのmRNAに対してアンチセンスであるmRNA分子の(DNA分子の
転写による)発現を可能にする様式で調節配列に機能的に連結されている。アン
チセンス方向でクローン化された核酸に機能的に連結され、様々な細胞タイプに
おいてアンチセンスRNA分子の連続した発現を行わせる調節配列を選ぶことが
できる。例えば、アンチセンスRNAの構成的な発現あるいは組織特異的または
細胞タイプ特異的な発現を行わせるウイルスのプロモーターおよび/またはエン
ハンサーまたは調節配列を選ぶことができる。アンチセンス発現ベクターは、ア
ンチセンス核酸が高効率の調節領域の制御下で産生される組換えプラスミド、フ
ァージミドまたは弱毒化ウイルスの形態であり得る。その活性は、ベクターが導
入されている細胞タイプによって決定され得る。アンチセンス遺伝子を使用した
遺伝子発現の調節の議論については、Weintraub,H.ら、遺伝子分析
に対する分子ツールとしてのアンチセンスRNA、総説−Trends in
Genetics、第1(1)巻、1986;Molら、1990、FEBS
Letteres、268:427〜430を参照のこと。
The invention further provides a recombinant expression vector comprising a DNA molecule of the invention cloned into the expression vector in the antisense orientation. That is, the DNA molecule is
It is operably linked to regulatory sequences in a manner that allows expression (by transcription of a DNA molecule) of an mRNA molecule that is antisense to the LMRP mRNA. Regulatory sequences can be chosen that are operably linked to the cloned nucleic acid in the antisense orientation and direct continuous expression of antisense RNA molecules in a variety of cell types. For example, viral promoters and / or enhancers or regulatory sequences can be chosen that cause constitutive or tissue-specific or cell-type specific expression of antisense RNA. Antisense expression vectors can be in the form of recombinant plasmids, phagemids or attenuated viruses in which antisense nucleic acids are produced under the control of highly efficient regulatory regions. Its activity can be determined by the cell type into which the vector has been introduced. For a discussion of the regulation of gene expression using antisense genes, see Weintraub, H .; Et al., Antisense RNA as a Molecular Tool for Genetic Analysis, Review-Trends in
Genetics, Volume 1 (1), 1986; Mol et al., 1990, FEBS.
See Letters, 268: 427-430.

【0106】 本発明の別の態様は、本発明の組換え発現ベクターが導入されている宿主細胞
に関する。用語「宿主細胞」および用語「組換え宿主細胞」は、本明細書中では
交換可能に使用される。そのような用語は、特定の対象とする細胞を示すだけで
なく、そのような細胞の子孫または潜在的な子孫をも示すことが理解される。い
くつかの改変が変異的または環境的ないずれかの影響のために後の世代に生じ得
るため、そのような子孫は、実際には親の細胞と同一でないことがあるが、本明
細書中で使用されている用語の範囲に依然として含まれる。さらに、形質転換さ
れた宿主細胞または組換え宿主細胞に由来する子孫、種子または繁殖可能な細胞
体も本発明の範囲に含まれる。それらは、この分野で知られている育種技術によ
って、ファインケミカルの産生が改善された新しい細胞系統または植物を作出す
るために使用することができる。
Another aspect of the present invention relates to a host cell into which the recombinant expression vector of the present invention has been introduced. The terms "host cell" and "recombinant host cell" are used interchangeably herein. It is understood that such terms indicate not only the particular cell of interest, but also the progeny or potential progeny of such a cell. Such progeny may not be identical to the parental cell in nature, though some modifications may occur in later generations due to either mutational or environmental influences, but herein Are still within the scope of the terms used in. Furthermore, the progeny, seeds or reproductive cell bodies derived from the transformed or recombinant host cells are also included in the scope of the present invention. They can be used to create new cell lines or plants with improved production of fine chemicals by breeding techniques known in the art.

【0107】 宿主細胞は、任意の原核生物細胞または真核生物であり得る。例えば、LMR
Pを、C.glutamicumなどの細菌細胞、昆虫細胞、菌類細胞または哺
乳動物細胞(チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)またはCOS細胞など
)、コケ、藻類、繊毛虫類、植物細胞、菌類、またはC.glutamicum
のような他の微生物において発現させることができる。他の好適な宿主細胞が当
業者には知られている。
The host cell can be any prokaryotic or eukaryotic cell. For example, LMR
P to C. bacterial cells such as Glutamicum, insect cells, fungal cells or mammalian cells (such as Chinese hamster ovary cells (CHO) or COS cells), moss, algae, ciliates, plant cells, fungi, or C. glutamicum
Can be expressed in other microorganisms such as Other suitable host cells are known to those of skill in the art.

【0108】 ベクターDNAは、従来の形質転換技術またはトランスフェクション技術によ
って原核生物細胞または真核生物細胞に導入することができる。本明細書中で使
用されている用語「形質転換」および用語「トランスフェクション」、接合およ
び形質導入は、外来核酸(例えば、DNA)を宿主細胞に導入するためにこの分
野で認識されている様々な技術を示すものとする。これには、リン酸カルシウム
共沈殿または塩化カルシウム共沈殿、DEAEデキストラン媒介トランスフェク
ション、リポフェクション、自然の受容能、化学物質媒介移入またはエレクトロ
ポレーションが含まれる。植物細胞を含む宿主細胞を形質転換またはトランスフ
ェクションするための好適な方法をSambrookら(Molecular
Cloning:A Laboratory Manual、第2版、Cold
Spring Harbor Laboratory、Cold Sprin
g Harbor Laboratory Press、Cold Sprin
g Harbor、NY、1989)および他の実験室マニュアル(Metho
ds in Molecular Biology、1995、第44巻、Ag
robacterium protocols(編者:Gartlandおよび
Davey、Humana Press、Totowa、New Jersey
)など)に見出すことができる。
Vector DNA can be introduced into prokaryotic or eukaryotic cells by conventional transformation or transfection techniques. The terms “transformation” and “transfection”, conjugation and transduction, as used herein, refer to various art-recognized techniques for introducing foreign nucleic acid (eg, DNA) into a host cell. Technology. This includes calcium phosphate coprecipitation or calcium chloride coprecipitation, DEAE dextran mediated transfection, lipofection, natural capacity, chemical mediated transfer or electroporation. Suitable methods for transforming or transfecting host cells, including plant cells, are described by Sambrook et al. (Molecular).
Cloning: A Laboratory Manual, Second Edition, Cold
Spring Harbor Laboratory, Cold Spring
g Harbor Laboratory Press, Cold Spring
g Harbor, NY, 1989) and other laboratory manuals (Metho).
ds in Molecular Biology, 1995, Volume 44, Ag
roberium protocols (editors: Gartland and Davey, Humana Press, Totowa, New Jersey)
) Etc.) can be found.

【0109】 哺乳動物細胞の安定的なトランスフェクションの場合、使用される発現ベクタ
ーおよびトランスフェクション技術に依存して、少数の細胞のみが外部DNAを
そのゲノムに組み込み得ることが知られている。これらの組み込み体を同定およ
び選択するために、選択マーカー(例えば、抗生物質に対する耐性)をコードす
る遺伝子が、一般に、目的の遺伝子とともに宿主細胞に導入される。好ましい選
択マーカーには、G418、ヒグロマイシンおよびメトトレキサートなどの薬物
に対する耐性を付与する選択マーカー、あるいは植物においては、グリホサート
またはグルフォシナートなどの除草剤に対する耐性を付与する選択マーカーが含
まれる。選択マーカーをコードする核酸は、LMRPをコードするベクターと同
じベクターで宿主細胞に導入することができ、あるいは別個のベクターで導入す
ることができる。導入された核酸で安定的にトランスフェクションされた細胞は
、例えば、薬物選抜によって同定することができる(例えば、選択マーカー遺伝
子を含む細胞は生存するが、それ以外の細胞は生存できない)。
For stable transfection of mammalian cells, it is known that only a small number of cells can integrate foreign DNA into their genome, depending on the expression vector and transfection technique used. To identify and select for these integrants, a gene encoding a selectable marker (eg, resistance to antibiotics) is generally introduced into the host cell along with the gene of interest. Preferred selectable markers include those that confer resistance to drugs such as G418, hygromycin and methotrexate, or, in plants, those that confer resistance to herbicides such as glyphosate or glufosinate. The nucleic acid encoding the selectable marker can be introduced into the host cell in the same vector as the vector encoding LMRP, or can be introduced in a separate vector. Cells stably transfected with the introduced nucleic acid can be identified, for example, by drug selection (eg, cells containing the selectable marker gene will survive, but other cells will not).

【0110】 相同的組換えによって微生物を作製するために、欠失、付加または置換が導入
され、それにより、LMRP遺伝子が変化している(例えば、LMRP遺伝子が
機能的に破壊されている)LMRP遺伝子の一部分を少なくとも含有するベクタ
ーが調製される。好ましくは、このLMRP遺伝子はフィスコミトレラ・パテン
スのLMRP遺伝子であるが、関連する植物に由来するホモログであり得るか、
あるいは哺乳動物、酵母または昆虫に起源を有するホモログでさえあり得る。好
ましい実施形態においては、相同的組換えのときに、内因性のLMRP遺伝子が
機能的に破壊されるように(すなわち、機能的なタンパク質をもはやコードしな
いように)、ベクターが設計される(これはまた、ノックアウトベクターとも呼
ばれる)。あるいは、相同的組換えのときに、内因性のLMRP遺伝子が変異す
るか、またはそうでない場合には変化するが、依然として機能的なタンパク質を
コードするように(例えば、上流の調節領域を変化させ、それにより内因性LM
RPの発現を変化させることができるように)、ベクターが設計される。相同的
組換えによって点変異を作製するために、Cole−Straussら、199
9、Nucleic Acids Research、27(5):1323〜
1330;Kmiec、Gene therapy、1999、America
n Scientist、87(3):240〜247から知られているキメラ
形成(chimeraplasty)として知られているDNA−RNAハイブ
リッドもまた使用することができる。
Deletions, additions or substitutions have been introduced to create a microorganism by homologous recombination, whereby the LMRP gene is altered (eg, the LMRP gene is functionally disrupted). A vector containing at least a portion of the gene is prepared. Preferably, the LMRP gene is the Physcomitrella patens LMRP gene, but may be a homologue from the relevant plant,
Alternatively it may be a homologue of mammalian, yeast or insect origin. In a preferred embodiment, the vector is designed such that upon homologous recombination, the endogenous LMRP gene is functionally disrupted (ie, no longer encodes a functional protein). Is also called a knockout vector). Alternatively, upon homologous recombination, the endogenous LMRP gene may be mutated or otherwise altered, but still encode a functional protein (eg, altering upstream regulatory regions). , Thereby the endogenous LM
The vector is designed such that the expression of RP can be altered). To create point mutations by homologous recombination, Cole-Strauss et al., 199.
9, Nucleic Acids Research, 27 (5): 1323-
1330; Kmiec, Gene therapy, 1999, America.
DNA-RNA hybrids known as chimeraplasty known from nScientist, 87 (3): 240-247 can also be used.

【0111】 一方、相同的組換えベクターにおいて、LMRP遺伝子の変化した部分は、そ
の5’末端および3’末端において、ベクターにより運ばれる外因性のLMRP
遺伝子と微生物または植物における内因性のLMRP遺伝子との間での相同的組
換えを生じさせるLMRP遺伝子のさらなる核酸が隣接している。さらなる隣接
するLMRP核酸は、内因性遺伝子との相同的組換えを成功させるのに十分な長
さである。典型的には、(5’末端および3’末端の両方において)数百塩基対
〜数キロ塩基の隣接DNAがベクターに含まれる(例えば、相同的組換えベクタ
ーの説明についてはThomas,K.R.およびCapecchi,M.R.
(1987)、Cell、51:503;またはフィスコミトレラ・パテンスに
おけるcDNAに基づく組換えについてはStreppら、1998、PNAS
、95(8):4368〜4373を参照のこと)。ベクターは、(例えば、ポ
リエチレングリコール媒介DNAによって)微生物細胞または植物細胞に導入さ
れ、そして導入されたLMRP遺伝子が内因性のLMRP遺伝子と相同的に組み
換えられた細胞が、この分野で知られている技術を使用して選択される。
On the other hand, in the homologous recombination vector, the altered part of the LMRP gene has exogenous LMRP carried by the vector at its 5 ′ and 3 ′ ends.
Adjacent is an additional nucleic acid of the LMRP gene which causes homologous recombination between the gene and the endogenous LMRP gene in the microorganism or plant. The additional flanking LMRP nucleic acid is of sufficient length for successful homologous recombination with the endogenous gene. Typically, the vector contains flanking DNA of several hundred base pairs to several kilobases (at both the 5'and 3'ends) (eg Thomas, KR for a description of homologous recombination vectors). . And Capecchi, MR.
(1987), Cell, 51: 503; or Streppp et al., 1998, PNAS for cDNA-based recombination in Fiscomitella patens.
, 95 (8): 4368-4373). Vectors are introduced into microbial cells or plant cells (eg by polyethylene glycol mediated DNA) and cells in which the introduced LMRP gene has been homologously recombined with the endogenous LMRP gene are known in the art. Selected using technology.

【0112】 別の実施形態において、導入された遺伝子の調節された発現を可能にする選択
されたシステムを含む組換え微生物を作製することができる。例えば、lacオ
ペロンの制御下に遺伝子を置くベクターにLMRP遺伝子を含むことにより、L
MRP遺伝子の発現がIPTGの存在下でのみ可能になる。そのような調節シス
テムはこの分野では十分に知られている。
In another embodiment, recombinant microorganisms can be produced that contain selected systems that allow for regulated expression of the introduced gene. For example, by including the LMRP gene in a vector that puts the gene under the control of the lac operon,
Expression of the MRP gene is only possible in the presence of IPTG. Such regulation systems are well known in the art.

【0113】 本発明の宿主細胞(培養状態にある原核生物宿主細胞または真核生物宿主細胞
など)は、LMRPを産生(すなわち、発現)させるために使用することができ
る。代わりの方法を、エレクトロポレーションまたはアグロバクテリウム媒介遺
伝子移入によりDNAを発達中の花に直接移入することによって、さらに植物に
おいて適用することができる。従って、本発明はさらに、本発明の宿主細胞を使
用するLMRPの製造方法を提供する。1つの実施形態において、本発明の方法
は、LMRPが産生されるまで、(LMRPをコードする組換え発現ベクターが
導入されているか、または野性型LMRPもしくは変化型LMRPをコードする
遺伝子がそのゲノムに導入されている)本発明の宿主細胞を好適な培地で培養す
ることを含む。別の実施形態において、本発明の方法はさらに、LMRPを培地
または宿主細胞から単離することを含む。
A host cell of the invention, such as a prokaryotic or eukaryotic host cell in culture, can be used to produce (ie, express) LMRP. An alternative method can be applied further in plants by directly transferring DNA to developing flowers by electroporation or Agrobacterium-mediated gene transfer. Therefore, the present invention further provides a method for producing LMRP using the host cell of the present invention. In one embodiment, the method of the invention comprises the steps of: Culturing the host cell of the invention (which has been introduced) in a suitable medium. In another embodiment, the method of the invention further comprises isolating LMRP from the medium or host cells.

【0114】 C.単離されたLMRP 本発明の別の態様は、単離されたLMRPおよびその生物学的に活性な一部分
に関する。「単離された」または「精製された」タンパク質あるいはその生物学
的に活性な一部分は、組換えDNA技術によって産生されたときには細胞物質を
実質的に含まず、あるいは化学合成されたときには化学的前駆体または他の化学
物質を実質的に含まない。表現「細胞物質を実質的に含まない」には、タンパク
質が天然または組換え的に産生される細胞の細胞成分からタンパク質が分離され
ているLMRPの調製物が含まれる。1つの実施形態において、表現「細胞物質
を実質的に含まない」には、約30%未満(乾燥重量比)の非LMRP(これは
また本明細書中では「混入タンパク質」として示される)を有し、より好ましく
は約20%未満の非LMRPを有し、さらにより好ましくは約10%未満の非L
MRPを有し、最も好ましくは約5%未満の非LMRPを有するLMRPの調製
物が含まれる。LMRPまたはその生物学的に活性な一部分が組換え的に産生さ
れた場合、LMRPまたはその生物学的に活性な一部分はまた、好ましくは、培
養培地を実質的に有しない。すなわち、培養培地は、タンパク質調製物の容量の
約20%未満であり、より好ましくは約10%未満であり、最も好ましくは約5
%未満である。表現「化学的前駆体または他の化学物質を実質的に含まない」に
は、タンパク質の合成において含まれる化学的前駆体または他の化学物質からタ
ンパク質が分離されているLMRPの調製物が含まれる。1つの実施形態におい
て、表現「化学的前駆体または他の化学物質を実質的に含まない」には、約30
%未満(乾燥重量比)の化学的前駆体または非LMRP化学物質を有し、より好
ましくは約20%未満の化学的前駆体または非LMRP化学物質を有し、さらに
より好ましくは約10%未満の化学的前駆体または非LMRP化学物質を有し、
最も好ましくは約5%未満の化学的前駆体または非LMRP化学物質を有するL
MRPの調製物が含まれる。好ましい実施形態において、単離されたタンパク質
またはその生物学的に活性な一部分は、LMRPが得られる同じ生物に由来する
混入タンパク質を有しない。典型的には、そのようなタンパク質は、例えば、フ
ィスコミトレラ・パテンス以外の植物において、あるいはC.glutamic
umなどの微生物または繊毛虫類、コケ、藻類または菌類においてフィスコミト
レラ・パテンスのLMRPを組換え発現することによって製造される。
C. Isolated LMRP Another aspect of the invention relates to isolated LMRP and biologically active portions thereof. An "isolated" or "purified" protein or biologically active portion thereof is substantially free of cellular material when produced by recombinant DNA technology, or chemically when chemically synthesized. Substantially free of precursors or other chemicals. The expression "substantially free of cellular material" includes preparations of LMRP in which the protein is separated from the cellular components of cells in which the protein is naturally or recombinantly produced. In one embodiment, the expression "substantially free of cellular material" includes less than about 30% (dry weight ratio) of non-LMRP (also referred to herein as "contaminating proteins"). More preferably less than about 20% non-LMRP, and even more preferably less than about 10% non-L.
Included are preparations of LMRPs having MRP, most preferably less than about 5% non-LMRP. When LMRP or a biologically active portion thereof is recombinantly produced, LMRP or a biologically active portion thereof is also preferably substantially free of culture medium. That is, the culture medium is less than about 20% of the volume of the protein preparation, more preferably less than about 10%, and most preferably about 5%.
It is less than%. The expression "substantially free of chemical precursors or other chemicals" includes preparations of LMRP in which the protein is separated from the chemical precursors or other chemicals involved in the synthesis of the protein. . In one embodiment, the phrase “substantially free of chemical precursors or other chemicals” includes about 30
% (Dry weight ratio) of the chemical precursor or non-LMRP chemical, more preferably less than about 20% chemical precursor or non-LMRP chemical, and even more preferably less than about 10%. Having a chemical precursor or non-LMRP chemical of
Most preferably L with less than about 5% chemical precursors or non-LMRP chemicals
Preparations of MRP are included. In a preferred embodiment, the isolated protein or biologically active portion thereof is free of contaminating proteins from the same organism from which LMRP is obtained. Typically, such proteins are found, for example, in plants other than Fiscomitella patens, or in C. glutamic
It is produced by recombinantly expressing LMRP of Fiscomitella patens in microorganisms such as um or ciliates, moss, algae or fungi.

【0115】 本発明の単離されたLMRPまたはその一部分は、フィスコミトレラ・パテン
スにおける細胞膜の構築に必要な化合物の代謝またはこれらの膜を横断する分子
の輸送に関与し得るか、あるいは表1に示される活性の1つまたは2つ以上を有
する。好ましい実施形態において、タンパク質またはその一部分は、タンパク質
またはその一部分がフィスコミトレラ・パテンスにおける細胞膜の構築に必要な
化合物の代謝またはこれらの膜を横断する分子の輸送に関与する能力を維持する
ように付表Bの1つのアミノ酸配列に対して十分に相同的であるアミノ酸配列を
含む。タンパク質の一部分は、好ましくは、本明細書中に記載されるような生物
学的に活性な一部分である。別の好ましい実施形態において、本発明のLMRP
は、付表Bに示されるアミノ酸を有する。さらに別の好ましい実施形態において
、LMRPは、付表Aの1つのヌクレオチドにハイブリダイゼーションする(例
えば、ストリンジェントな条件のもとでハイブリダイゼーションする)ヌクレオ
チド配列によってコードされるアミノ酸配列を有する。さらに別の好ましい実施
形態において、LMRPは、付表Bのアミノ酸配列の1つに対する相同性が少な
くとも約50%〜60%であり、好ましくは少なくとも約60%〜70%であり
、より好ましくは少なくとも約70%〜80%、80%〜90%または90%〜
95%であり、さらに最も好ましくは少なくとも約96%、97%、98%、9
9%またはそれ以上であるヌクレオチド配列によってコードされるアミノ酸配列
を有する。本発明の好ましいLMRPはまた、好ましくは、本明細書中に記載さ
れるLMRP活性の少なくとも1つを有する。例えば、本発明の好ましいLMR
Pは、付表Aの1つのヌクレオチドにハイブリダイゼーションする(例えば、ス
トリンジェントな条件のもとでハイブリダイゼーションする)ヌクレオチド配列
によってコードされるアミノ酸配列を有し、そしてフィスコミトレラ・パテンス
における細胞膜の構築に必要な化合物の代謝またはこれらの膜を横断する分子の
輸送に関与し得るか、あるいは表1に示される活性の1つまたは2つ以上を有す
る。
The isolated LMRPs of the invention, or portions thereof, may be involved in the metabolism of compounds required for the assembly of cell membranes in Fiscomitrella patens or the transport of molecules across these membranes, or Table 1. It has one or more of the activities shown in. In a preferred embodiment, the protein or portion thereof retains the ability of the protein or portion thereof to participate in the metabolism of compounds required for the assembly of cell membranes in Fiscomitella patens or the transport of molecules across these membranes. Includes amino acid sequences that are sufficiently homologous to one amino acid sequence in Appendix B. The portion of the protein is preferably a biologically active portion as described herein. In another preferred embodiment, the LMRP of the invention
Has the amino acids shown in Appendix B. In yet another preferred embodiment, the LMRP has an amino acid sequence encoded by a nucleotide sequence that hybridizes to one nucleotide of Appendix A (eg, hybridizes under stringent conditions). In yet another preferred embodiment, the LMRP has at least about 50% to 60% homology to one of the amino acid sequences of Appendix B, preferably at least about 60% to 70%, and more preferably at least about. 70% -80%, 80% -90% or 90%-
95%, and most preferably at least about 96%, 97%, 98%, 9
It has an amino acid sequence encoded by a nucleotide sequence that is 9% or more. Preferred LMRPs of this invention also preferably have at least one of the LMRP activities described herein. For example, the preferred LMR of the present invention
P has an amino acid sequence encoded by a nucleotide sequence that hybridizes to one of the nucleotides in Appendix A (eg, hybridizes under stringent conditions), and the assembly of the cell membrane in Fiscomitrella patentes. May be involved in the metabolism of compounds required for transport or transport of molecules across these membranes, or have one or more of the activities shown in Table 1.

【0116】 他の実施形態において、LMRPは、上記のI節に詳しく記載されているよう
に、付表Bのアミノ酸配列の1つに対して実質的に相同的であり、そして付表B
の配列の1つのタンパク質の機能的な活性を保持するが、天然の変化または変異
誘発のためにアミノ酸配列が異なる。従って、別の実施形態において、LMRP
は、付表Bの1つのアミノ酸配列全体に対する相同性が少なくとも約50%〜6
0%であり、好ましくは少なくとも約60%〜70%であり、より好ましくは少
なくとも約70%〜80%、80%〜90%または90%〜95%であり、最も
好ましくは少なくとも約96%、97%、98%、99%またはそれ以上である
アミノ酸配列を含み、かつ本明細書中に記載されるLMRP活性の少なくとも1
つを有するタンパク質である。別の実施形態において、本発明は、付表Bの1つ
のアミノ酸配列全体に対して実質的に相同的である完全なフィスコミトレラ・パ
テンスタンパク質に関する。
In another embodiment, the LMRP is substantially homologous to one of the amino acid sequences of Appendix B, as detailed in Section I above, and Appendix B
Retains the functional activity of one of the sequences, but differs in amino acid sequence due to natural alterations or mutagenesis. Therefore, in another embodiment, the LMRP
Has at least about 50% to 6 homology to the entire single amino acid sequence of Appendix B.
0%, preferably at least about 60% to 70%, more preferably at least about 70% to 80%, 80% to 90% or 90% to 95%, most preferably at least about 96%, At least one of the LMRP activities described herein and comprising an amino acid sequence that is 97%, 98%, 99% or more.
It is a protein having two types. In another embodiment, the invention pertains to a complete Fiscomitella patens protein that is substantially homologous to the entire single amino acid sequence of Appendix B.

【0117】 LMRPの生物学的に活性な一部分には、LMRPのアミノ酸配列(例えば、
付表Bに示されるアミノ酸配列)に由来するアミノ酸配列、またはLMRPに対
して相同的なタンパク質のアミノ酸配列を含むペプチドであって、全長のLMR
PまたはLMRPに対して相同的である全長のタンパク質よりも少ないアミノ酸
を含み、かつLMRPの少なくとも1つの活性を示すペプチドが含まれる。典型
的には、生物学的に活性な一部分(ペプチド、例えば、長さが、例えば、5アミ
ノ酸、10アミノ酸、15アミノ酸、20アミノ酸、30アミノ酸、35アミノ
酸、36アミノ酸、37アミノ酸、38アミノ酸、39アミノ酸、40アミノ酸
、50アミノ酸、100アミノ酸またはそれ以上であるペプチド)は、LMRP
の少なくとも1つの活性を有するドメインまたはモチーフを含む。さらに、タン
パク質の他の領域が欠失している他の生物学的に活性な一部分を組換え技術によ
って調製して、本明細書中に記載される1つまたは2つ以上の活性について評価
することができる。好ましくは、LMRPの生物学的に活性な一部分は、生物学
的活性を有する1つまたは2つ以上の選択されたドメイン/モチーフまたはその
一部分を含む。
The biologically active portion of LMRP includes an amino acid sequence of LMRP (eg,
A peptide comprising the amino acid sequence derived from the amino acid sequence shown in Appendix B) or the amino acid sequence of a protein homologous to LMRP, wherein the full-length LMR
Included are peptides that contain fewer amino acids than the full length protein that is homologous to P or LMRP and that exhibit at least one activity of LMRP. Typically, a biologically active portion (peptide, eg, 5 amino acids, 10 amino acids, 15 amino acids, 20 amino acids, 30 amino acids, 35 amino acids, 36 amino acids, 37 amino acids, 38 amino acids in length, 39 amino acids, 40 amino acids, 50 amino acids, 100 amino acids or more) are LMRPs
A domain or motif having at least one activity of In addition, other biologically active portions in which other regions of the protein have been deleted are recombinantly prepared and evaluated for one or more of the activities described herein. be able to. Preferably, the biologically active portion of LMRP comprises one or more selected domains / motifs or portions thereof that have biological activity.

【0118】 LMRPは、好ましくは、組換えDNA技術によって製造される。例えば、タ
ンパク質をコードする核酸分子が(上記に記載されるような)発現ベクターにク
ローン化され、そして発現ベクターが(上記に記載されるような)宿主細胞に導
入され、そしてLMRPが宿主細胞において発現させられる。その後、LMRP
を、標準的なタンパク質精製技術を使用する適切な精製スキームによって細胞か
ら単離することができる。組換え発現の代わりに、LMRP、ポリペプチドまた
はペプチドを、標準的なペプチド合成技術を使用して化学的に合成することがで
きる。さらに、天然のLMRPを、例えば、本発明のLMRPまたはそのフラグ
メントを利用して標準的な技術によって作製され得る抗LMRP抗体を使用して
細胞(例えば、内皮細胞)から単離することができる。別の実施形態において、
上記の特異的な抗LMRP抗体を含む試験キットを使用して、他の細胞タイプま
たは生物におけるさらなるLMRP分子またはそのフラグメントを同定および/
または精製することができる。
LMRPs are preferably produced by recombinant DNA technology. For example, a nucleic acid molecule encoding a protein is cloned into an expression vector (as described above), and the expression vector is introduced into a host cell (as described above), and the LMRP is in the host cell. To be expressed. Then LMRP
Can be isolated from the cells by a suitable purification scheme using standard protein purification techniques. As an alternative to recombinant expression, the LMRP, polypeptide or peptide can be chemically synthesized using standard peptide synthesis techniques. In addition, native LMRPs can be isolated from cells (eg, endothelial cells) using, for example, anti-LMRP antibodies that can be generated by standard techniques utilizing the LMRPs of the invention or fragments thereof. In another embodiment,
Test kits containing the specific anti-LMRP antibodies described above are used to identify and / or further LMRP molecules or fragments thereof in other cell types or organisms.
Or it can be purified.

【0119】 本発明はまた、LMRPのキメラタンパク質または融合タンパク質を提供する
。本明細書中で使用されているように、LMRPの「キメラタンパク質」または
「融合タンパク質」は、非LMRPポリペプチドに機能的に連結されたLMRP
ポリペプチドを含む。「LMRPポリペプチド」は、LMRPに対応するアミノ
酸配列を有するポリペプチドを示し、これに対して「非LMRPポリペプチド」
は、LMRPに対して実質的に相同的でないタンパク質(例えば、LMRPとは
異なり、同じ生物または異なる生物に由来するタンパク質)に対応するアミノ酸
を有するポリペプチドをいう。融合タンパク質において、用語「機能的に連結さ
れている」は、LMRPポリペプチドおよび非LMRPポリペプチドが、両配列
が使用された配列に属する提案された機能を果たすように互いに融合しているこ
とを示すものとする。非LMRPポリペプチドはLMRPポリペプチドのN末端
またはC末端に融合させることができる。例えば、1つの実施形態において、融
合タンパク質は、LMRP配列がGST配列のC末端に融合しているGST−L
MRP融合タンパク質である。そのような融合タンパク質は、組換えLMRPの
精製を容易にすることができる。別の実施形態において、融合タンパク質は、異
種のシグナル配列をそのN末端に含むLMRPである。ある種の宿主細胞(例え
ば、哺乳動物宿主細胞)では、LMRPの発現および/または分泌を、異種のシ
グナル配列を使用することによって増大させることができる。
The present invention also provides chimeric or fusion proteins of LMRP. As used herein, a LMRP "chimeric protein" or "fusion protein" is an LMRP operably linked to a non-LMRP polypeptide.
Contains a polypeptide. "LMRP polypeptide" refers to a polypeptide having an amino acid sequence corresponding to LMRP, whereas "non-LMRP polypeptide"
Refers to a polypeptide having amino acids corresponding to a protein that is not substantially homologous to LMRP (eg, unlike LMRP, a protein derived from the same organism or a different organism). In a fusion protein, the term "operably linked" means that the LMRP and non-LMRP polypeptides are fused together such that both sequences perform the proposed function of belonging to the sequence used. Shall be shown. The non-LMRP polypeptide can be fused to the N-terminus or C-terminus of the LMRP polypeptide. For example, in one embodiment, the fusion protein is a GST-L in which the LMRP sequence is fused to the C-terminus of the GST sequence.
It is an MRP fusion protein. Such fusion proteins can facilitate the purification of recombinant LMRP. In another embodiment, the fusion protein is LMRP containing a heterologous signal sequence at its N-terminus. In certain host cells (eg, mammalian host cells), LMRP expression and / or secretion can be increased by using heterologous signal sequences.

【0120】 好ましくは、本発明のLMRPキメラタンパク質またはLMRP融合タンパク
質は標準的な組換えDNA技術によって製造される。例えば、種々のポリペプチ
ド配列をコードするDNAフラグメントが、従来の技術に従って、例えば、連結
のための平滑末端または接着末端、適切な末端を提供する制限酵素消化、望まし
くない連結を避けるための適切なアルカリホスファターゼ処理としての付着末端
の充填、および酵素連結を用いることによって読み枠を合わせて連結される。別
の実施形態において、融合遺伝子を、自動化されたDNA合成機を含む従来の技
術によって合成することができる。あるいは、遺伝子フラグメントのPCR増幅
を、2つの連続した遺伝子フラグメント間の相補的な重なりを生じさせ、続いて
キメラな遺伝子配列を作製するためにアニールおよび再増幅され得るアンカープ
ライマーを使用して行うことができる(例えば、Current Protoc
ols in Molecular Biology、編者:Ausubelら
、John Wiley&Sons、1992を参照のこと)。さらに、融合成
分(例えば、GSTポリペプチド)を既にコードしている多くの発現ベクターが
市販されている。LMRPをコードする核酸は、融合成分がLMRPに読み枠を
合わせて連結されるようにそのような発現ベクターにクローン化することができ
る。
[0120] Preferably, the LMRP chimeric protein or LMRP fusion protein of the invention is produced by standard recombinant DNA techniques. For example, DNA fragments encoding various polypeptide sequences may be labeled according to conventional techniques, eg, blunt or cohesive ends for ligation, restriction enzyme digestion to provide suitable ends, suitable ligation to avoid undesired ligation. The open ends are ligated by using sticky end filling as alkaline phosphatase treatment and enzymatic ligation. In another embodiment, the fusion gene can be synthesized by conventional techniques including automated DNA synthesizers. Alternatively, performing PCR amplification of the gene fragment using an anchor primer that produces a complementary overlap between two consecutive gene fragments, which can subsequently be annealed and reamplified to create a chimeric gene sequence. (For example, Current Protocol
ols in Molecular Biology, eds .: Ausubel et al., John Wiley & Sons, 1992). In addition, many expression vectors are commercially available that already encode a fusion component (eg, a GST polypeptide). Nucleic acid encoding LMRP can be cloned into such an expression vector such that the fusion component is ligated in reading frame to LMRP.

【0121】 LMRPのホモログを変異誘発(例えば、LMRPの不連続な点変異または短
縮化)によって作製することができる。本明細書中で使用されている用語「ホモ
ログ」は、LMRPの活性のアゴニストまたはアンタゴニストとして作用するL
MRPの変異体形態をいう。LMRPのアゴニストは、LMRPの生物学的活性
の同じ活性またはその一部を実質的に保持し得る。LMRPのアンタゴニストは
、例えば、LMRPを含む細胞膜成分の代謝カスケードの下流メンバーまたは上
流メンバーに競合的に結合することによって、あるいはそのような膜を横断する
化合物の輸送を媒介するLMRPに結合し、それによりトランスロケーションを
生じさせないことによって、LMRPの自然に存在する形態の活性の1つまたは
2つ以上を阻害することができる。
LMRP homologs can be generated by mutagenesis (eg, discontinuous point mutations or truncations of LMRP). The term "homologue" as used herein refers to L acting as an agonist or antagonist of the activity of LMRP.
Refers to a mutant form of MRP. An agonist of LMRP may retain substantially the same activity of LMRP or a portion thereof. Antagonists of LMRPs, for example, by binding competitively to downstream or upstream members of the metabolic cascade of cell membrane components including LMRPs, or to LMRPs that mediate the transport of compounds across such membranes, By causing no translocation, one or more of the naturally occurring forms of activity of LMRP can be inhibited.

【0122】 代わりの実施形態において、LMRPのホモログを、LMRPの変異体(例え
ば、短縮変異体)のコンビナトリアルライブラリーをLMRPのアゴニスト活性
またはアンタゴニスト活性についてスクリーニングすることによって同定するこ
とができる。1つの実施形態において、LMRP変異体の多様なライブラリーが
、核酸レベルでのコンビナトリアル変異誘発によって作製され、多様な遺伝子ラ
イブラリーによってコードされる。LMRP変異体の多様なライブラリーは、例
えば、潜在的なLMRP配列の縮重した集合が個々のポリペプチドとして発現可
能であるように、あるいはLMRP配列の集合がそれに含まれる(例えば、ファ
ージディスプレイ用の)より大きな融合タンパク質の集合として発現可能である
ように合成オリゴヌクレオチドの混合物を遺伝子配列に酵素的に連結することに
よって作製することができる。様々な方法を、縮重したオリゴヌクレオチド配列
から潜在的なLMRPホモログのライブラリーを作製するために使用することが
できる。縮重した遺伝子配列の化学合成を自動DNA合成機で行うことができ、
その後、合成遺伝子を適切な発現ベクターに連結することができる。遺伝子の縮
重した集合を使用することにより、潜在的なLMRP配列の所望する集合をコー
ドする配列のすべてを1つの混合物で得ることができる。縮重したオリゴヌクレ
オチドを合成する方法はこの分野では知られている(例えば、Narang,S
.A.(1983)、Tetrahedron、39:3;Itakuraら(
1984)、Annu.Rev.Biochem.53:323;Itakur
aら(1984)、Science、198:1056;Ikeら(1983)
、Nucleic Acid Res.11:477を参照のこと)。
In an alternative embodiment, LMRP homologues can be identified by screening combinatorial libraries of variants (eg, truncation variants) of LMRP for LMRP agonist or antagonist activity. In one embodiment, a diverse library of LMRP variants is generated by combinatorial mutagenesis at the nucleic acid level and is encoded by a diverse gene library. A diverse library of LMRP variants may be included, eg, such that a degenerate set of potential LMRP sequences can be expressed as individual polypeptides, or a set of LMRP sequences included therein (eg, for phage display). )) Can be made by enzymatically linking a mixture of synthetic oligonucleotides to a gene sequence so that it can be expressed as a collection of larger fusion proteins. Various methods can be used to generate a library of potential LMRP homologs from degenerate oligonucleotide sequences. Chemical synthesis of degenerate gene sequences can be performed with an automatic DNA synthesizer,
The synthetic gene can then be ligated into an appropriate expression vector. By using a degenerate set of genes, all of the sequences encoding the desired set of potential LMRP sequences can be obtained in one mixture. Methods for synthesizing degenerate oligonucleotides are known in the art (eg, Narang, S.
. A. (1983), Tetrahedron, 39: 3; Itakura et al.
1984), Annu. Rev. Biochem. 53: 323; Itakur.
a et al. (1984), Science, 198: 1056; Ike et al. (1983).
, Nucleic Acid Res. 11: 477).

【0123】 さらに、LMRPをコードする配列のフラグメントのライブラリーを使用して
、LMRPの多様な集団をLMRPのホモログのスクリーニングおよびその後の
選択のために作製することができる。1つの実施形態においては、LMRPをコ
ードする配列の二本鎖PCRフラグメントを、ニッキングが分子あたり約1カ所
でのみ生じる条件のもとでヌクレアーゼで処理し、そしてその二本鎖DNAを変
性させ、種々のニック生成物に由来するセンス/アンチセンス対を含み得る二本
鎖DNAを形成するようにDNAを再生し、再形成された二重鎖から一本鎖部分
をS1ヌクレアーゼによる処理によって除き、その後、得られたフラグメントラ
イブラリーを発現ベクターに連結することによって、コード配列のフラグメント
のライブラリーを作製することができる。この方法によって、LMRPの様々な
サイズのN末端フラグメント、C末端フラグメントおよび内部フラグメントをコ
ードする発現ライブラリーを得ることができる。
In addition, a library of fragments of sequences encoding LMRP can be used to generate a diverse population of LMRPs for screening of LMRP homologs and subsequent selection. In one embodiment, the double-stranded PCR fragment of the sequence encoding LMRP is treated with a nuclease under conditions where nicking occurs only at about one site per molecule, and the double-stranded DNA is denatured, Refolding the DNA to form double-stranded DNA that may contain sense / antisense pairs from various nick products, removing the single-stranded portion from the reformed duplex by treatment with S1 nuclease, The resulting fragment library can then be ligated into an expression vector to create a library of coding sequence fragments. By this method it is possible to obtain expression libraries encoding N-terminal, C-terminal and internal fragments of various sizes of LMRP.

【0124】 いくつかの技術が、この分野では、点変異または短縮化によって作製されたコ
ンビナトリアルライブラリーの遺伝子産物をスクリーニングするために、そして
選択された性質を有する遺伝子産物についてcDNAライブラリーをスクリーニ
ングするために知られている。そのような技術は、LMRPホモログのコンビナ
トリアル変異誘発によって作製された遺伝子ライブラリーの迅速なスクリーニン
グに適合させることができる。大きな遺伝子ライブラリーをスクリーニングする
ために最も広く使用されている技術(これは高速処理分析に合わせることができ
る)には、典型的には、遺伝子ライブラリーを複製可能な発現ベクターにクロー
ン化すること、適切な細胞を得られたベクターライブラリーで形質転換すること
、および所望する活性を検出することにより、その産物が検出される遺伝子をコ
ードする遺伝子の単離が容易になる条件のもとでコンビナトリアル遺伝子を発現
させることが含まれる。回帰的集合変異誘発(REM)はライブリラリーにおけ
る機能的な変異体の頻度を増大させる新しい技術であり、これは、LMRPホモ
ログを同定するためのスクリーニングアッセイと組み合わせて使用することがで
きる(ArkinおよびYourvan(1992)、PNAS、89:781
1〜7815;Delgraveら(1993)、Protein Engin
eering、6(3):327〜331)。
Several techniques are used in the art to screen the gene products of combinatorial libraries made by point mutations or truncations, and to screen cDNA libraries for gene products of selected properties. Known for. Such techniques can be adapted for rapid screening of gene libraries generated by combinatorial mutagenesis of LMRP homologs. The most widely used technique for screening large gene libraries, which can be adapted for high-throughput analysis, typically involves cloning the gene library into a replicable expression vector. , Under suitable conditions that transforming the appropriate cells with the resulting vector library and detecting the desired activity facilitates isolation of the gene encoding the gene whose product is detected. It involves expressing a combinatorial gene. Regressive assembly mutagenesis (REM) is a new technique that increases the frequency of functional variants in libraries, which can be used in combination with screening assays to identify LMRP homologs (Arkin. And Yourvan (1992), PNAS, 89: 781.
1-7815; Delgrave et al. (1993), Protein Engine.
eeering, 6 (3): 327-331).

【0125】 別の実施形態において、細胞に基づくアッセイを、この分野で十分に知られて
いる方法を使用して多様なLMRPライブラリーを分析するために利用すること
ができる。
In another embodiment, cell-based assays can be utilized to analyze diverse LMRP libraries using methods well known in the art.

【0126】 D.本発明の使用および方法 本明細書中に記載されている核酸分子、タンパク質、タンパク質ホモログ、融
合タンパク質、プライマー、ベクターおよび宿主細胞は下記の方法の1つまたは
2つ以上において使用することができる:フィスコミトレラ・パテンスおよび関
連する生物の同定;フィスコミトレラ・パテンスに関連する生物のゲノムのマッ
ピング;目的とするフィスコミトレラ・パテンスの配列の同定および局在化;進
化論的研究;機能に必要なLMRP領域の決定;LMRP活性の調節;1つまた
は2つ以上の細胞膜成分の代謝の調節;1つまたは2つ以上の化合物の膜輸送の
調節;およびファインケミカルなどの所望する化合物の細胞産生の調節。
D. Uses and Methods of the Invention The nucleic acid molecules, proteins, protein homologs, fusion proteins, primers, vectors and host cells described herein can be used in one or more of the following methods: Identification of Fiscomitrella patents and related organisms; Mapping of genomes of organisms associated with Fiscomitrella patents; Identification and localization of desired Fiscomitrella patent sequences; Evolutionary research; Necessary for function Of LMRP regions; regulation of LMRP activity; regulation of metabolism of one or more cell membrane components; regulation of membrane transport of one or more compounds; and cell production of desired compounds such as fine chemicals. Adjustment.

【0127】 本発明のLMRP核酸分子は様々な用途を有する。第1に、本発明のLMRP
核酸分子は、生物をフィスコミトレラ・パテンスまたはその近縁であると同定す
るために使用することができる。また、本発明のLMRP核酸分子は、微生物の
混合集団におけるフィスコミトレラ・パテンスまたはその類縁の存在を同定する
ために使用することができる。本発明は、多数のフィスコミトレラ・パテンスの
遺伝子を提供する。従って、微生物の単一集団または混合集団の培養物の抽出さ
れたゲノムDNAを、ストリンジェントな条件のもと、この生物に特徴的なフィ
スコミトレラ・パテンスの遺伝子の1つの領域に広がるプローブでプローブする
ことによって、この生物が存在するかどうかを確認することができる。フィスコ
ミトレラ・パテンス自体は、多不飽和脂肪酸を商業的に製造するために使用され
ていないが、コケは、PUFAを産生する唯一知られている植物である。従って
、LMRPに関連するDNA配列は、他の生物におけるPUFA製造のために使
用するために特に適している。
The LMRP nucleic acid molecules of the present invention have a variety of uses. First, the LMRP of the present invention
Nucleic acid molecules can be used to identify an organism as being of or closely related to Fiscomitella patens. In addition, the LMRP nucleic acid molecules of the present invention can be used to identify the presence of Fiscomitella patens or an analog thereof in a mixed population of microorganisms. The present invention provides a number of genes for Fiscomitella patens. Therefore, the extracted genomic DNA of a culture of a single population or a mixed population of microorganisms, under stringent conditions, is probed with a region that extends to one region of the gene of the Fiscomitrella patens characteristic of this organism. By probing, it can be confirmed whether this organism is present. Although Fiscomitrella patentes itself has not been used to commercially produce polyunsaturated fatty acids, moss is the only known plant that produces PUFAs. Therefore, DNA sequences related to LMRP are particularly suitable for use for PUFA production in other organisms.

【0128】 さらに、本発明の核酸分子およびタンパク質分子は、ゲノムの特定領域のマー
カーとして役立ち得る。これは、ゲノムをマッピングすることにおいて有用であ
るだけでなく、フィスコミトレラ・パテンスのタンパク質の機能的研究のために
も有用である。例えば、特定のフィスコミトレラ・パテンスのDNA結合タンパ
ク質が結合するゲノムの領域を同定するために、フィスコミトレラ・パテンスの
ゲノムを消化することができ、そしてそのフラグメントをDNA結合タンパク質
とインキュベーションすることができる。タンパク質に結合するフラグメントは
、好ましくは容易に検出され得る標識を有する本発明の核酸分子でさらにプロー
ブされ得る。そのような核酸分子がゲノムフラグメントに結合することにより、
フラグメントをフィスコミトレラ・パテンスのゲノムマップに局在化させること
ができ、そして異なる酵素を用いて複数回行った場合には、タンパク質が結合す
る核酸配列の迅速な決定が容易になる。さらに、本発明の核酸分子は、これらの
核酸分子が、フィスコミトレラ・パテンスなどの類縁のコケにおけるゲノムマッ
プを構築するためのマーカーとして役立ち得るように、類縁種の配列に対して十
分に相同的であり得る。
Furthermore, the nucleic acid and protein molecules of the invention can serve as markers for specific regions of the genome. This is not only useful in mapping the genome, but also for functional studies of the proteins of the Fiscomitella patens. For example, in order to identify the region of the genome to which a particular Fiscomitella patens DNA binding protein binds, the Fiscomitella patens genome can be digested and the fragment incubated with the DNA binding protein. You can Fragments that bind to the protein can be further probed with a nucleic acid molecule of the invention, preferably with a label that is easily detectable. By binding such a nucleic acid molecule to a genomic fragment,
The fragments can be localized to the genomic map of Fiscomitella patens and, when performed multiple times with different enzymes, facilitate rapid determination of the nucleic acid sequence to which the protein binds. Furthermore, the nucleic acid molecules of the invention are sufficiently homologous to the sequences of related species such that these nucleic acid molecules can serve as markers for constructing a genomic map in related moss, such as Physcomitrella patens. Can be objective.

【0129】 本発明のLMRP核酸分子はまた、進化的研究およびタンパク質構造研究のた
めにも有用である。本発明の分子が関与する代謝プロセスおよび輸送プロセスは
、広範囲の原核生物細胞および真核生物細胞によって利用されている。従って、
本発明の核酸分子の配列を、他の生物に由来する類似した酵素をコードする配列
と比較することによって、これらの生物の進化的類縁度を評価することができる
。同様に、そのような比較により、配列のどの領域が保存されているか、そして
保存されていないかを評価することができる。これは、酵素を機能化するために
不可欠なタンパク質のそのような領域を決定することを助けることができる。こ
のタイプの決定はタンパク質工学研究には有益であり、そして、タンパク質が、
機能を失うことなく変異誘発に関して何を許容し得るかということの指標を提供
し得る。
The LMRP nucleic acid molecules of the present invention are also useful for evolutionary and protein structural studies. The metabolic and transport processes involving the molecules of the invention are utilized by a wide range of prokaryotic and eukaryotic cells. Therefore,
By comparing the sequences of the nucleic acid molecules of the invention with sequences encoding similar enzymes from other organisms, the evolutionary affinity of these organisms can be assessed. Similarly, such comparisons can evaluate which regions of a sequence are and are not conserved. This can help determine such regions of the protein that are essential for functionalizing the enzyme. This type of determination is useful for protein engineering studies, and proteins
It can provide an indication of what can be tolerated for mutagenesis without loss of function.

【0130】 本発明のLMRP核酸分子を操作することにより、野性型のLMRPとの機能
的差異を有するLMRPを作製することができる。このようなタンパク質は、効
率または活性を改善することができ、あるいは通常よりも多くの数を細胞に存在
させることができ、あるいは効率または活性を低下させることができる。
By manipulating the LMRP nucleic acid molecules of the invention, LMRPs with functional differences from wild-type LMRPs can be generated. Such proteins may have improved efficiency or activity, or may be present in cells in greater than normal numbers, or may have decreased efficiency or activity.

【0131】 本発明のLMRPの変化が、そのような変化したタンパク質を含むファインケ
ミカルの収率、産生および/または産生効率に対して直接的な影響を及ぼし得る
機構が多く存在する。細胞が所望する化合物を分泌する場合、(培養された細胞
の塊から抽出される場合とは対照的に)そのような化合物が培養培地から容易に
精製することができるので、C.glutamicum、繊毛虫類、コケ、藻類
または菌類の大規模培養物からファインケミカル化合物を回収することが大きく
改善される。LMRPを発現する植物の場合、増大した輸送は、植物の組織内ま
たは器官内における改善された分配をもたらし得る。ファインケミカルを細胞か
ら外に輸送する輸送体分子の数または活性のいずれかを増大させることによって
、細胞外の培地に存在する産生されたファインケミカルの量を増大させることが
可能になり、従ってより容易な回収および精製、または植物の場合にはより効率
的な分配が可能になる。逆に、1つまたは複数のファインケミカルを効率よく過
剰に産生させるためには、適切な生合成経路に対する補助因子、前駆体分子およ
び中間体化合物の量を増大させることが必要である。従って、炭素源(すなわち
、糖)、窒素源(すなわち、アミノ酸、アンモニウム塩)、リン酸塩およびイオ
ウなどの栄養分の細胞内への輸送に関与する輸送体タンパク質の数および/また
は活性を増大させることによって、生合成プロセスにおける何らかの栄養分供給
制限が除かれるために、ファインケミカルの産生を改善することが可能になり得
る。さらに、脂肪酸および脂質はそれ自体、望ましいファインケミカルであり、
従って、これらの化合物の生合成に関与する本発明の1つまたは2つ以上のLM
RPの活性を最適化するか、またはその数を増大させることによって、あるいは
これらの化合物の分解に関与する1つまたは2つ以上のLMRPの活性を損なう
ことによって、コケ、藻類、植物、菌類、またはC.glutamicumのよ
うな他の微生物における脂肪酸分子および脂質分子の収率、産生および/または
産生効率を増大させることが可能になり得る。
There are many mechanisms by which changes in the LMRP of the present invention can have a direct effect on the yield, production and / or production efficiency of fine chemicals containing such altered proteins. When cells secrete the desired compound, C.I. because such compounds can be readily purified from the culture medium (as opposed to being extracted from a mass of cultured cells). The recovery of fine chemical compounds from large scale cultures of glutamicum, ciliates, moss, algae or fungi is greatly improved. For plants that express LMRP, increased transport may result in improved partitioning within the tissues or organs of the plant. By increasing either the number or activity of transporter molecules that transport the fine chemical out of the cell, it is possible to increase the amount of fine chemical produced that is present in the extracellular medium, and thus easier Allows for recovery and purification, or more efficient partitioning in the case of plants. Conversely, efficient overproduction of one or more fine chemicals requires increasing amounts of cofactors, precursor molecules and intermediate compounds to the proper biosynthetic pathways. Thus, increasing the number and / or activity of transporter proteins involved in the intracellular transport of nutrients such as carbon sources (ie sugars), nitrogen sources (ie amino acids, ammonium salts), phosphates and sulfur. It may thus be possible to improve the production of fine chemicals by removing any nutrient supply restrictions in the biosynthetic process. In addition, fatty acids and lipids are desirable fine chemicals in their own right,
Therefore, one or more LM of the invention involved in the biosynthesis of these compounds
By optimizing the activity of RP, or increasing its number, or by impairing the activity of one or more LMRPs involved in the degradation of these compounds, moss, algae, plants, fungi, Or C.I. It may be possible to increase the yield, production and / or production efficiency of fatty acid and lipid molecules in other microorganisms such as glutamicum.

【0132】 本発明の1つまたは2つ以上のLMRP遺伝子の操作はまた、コケ、藻類、植
物、繊毛虫類または菌類、またはC.glutamicumのような他の微生物
から1つまたは複数の所望するファインケミカルを産生させることに対して間接
的な影響を及ぼす変化した活性を有するLMRPをもたらし得る。例えば、代謝
の正常な生化学的プロセスは、これらの同じ代謝プロセスを激しく妨害し得る様
々な不用産物(例えば、過酸化水素および他の反応性酸素化学種)の産生をもた
らす(例えば、ペルオキシ亜硝酸塩は、チロシンの側鎖を硝酸塩化し、それによ
り、活性部位にチロシンを有するいくつかの酵素を不活性化することが知られて
いる(Groves,J.T.(1999)、Curr.Opin.Chem.
Biol.3(2):226〜235)。これらの不用産物は典型的には排出さ
れるが、発酵による大規模な製造のために利用される細胞は、1つまたは2つ以
上のファインケミカルを過剰に産生させるために最適化されており、従って、野
性型細胞の場合には典型的であるよりも多くの不用産物を産生し得る。不用分子
の細胞外への輸送に関与する本発明の1つまたは2つ以上のLMRPの活性を最
適化することによって、細胞の生存性が改善され、そして効率的な代謝活性を維
持することが可能になり得る。また、所望するファインケミカルが大きな細胞内
レベルで存在することは、実際には、細胞にとって毒性になることがあり、従っ
て、これらの化合物を分泌する細胞の能力を増大させることによって、細胞の生
存性を改善することができる。
Manipulation of one or more LMRP genes of the present invention may also include moss, algae, plants, ciliates or fungi, or C.I. It can lead to LMRPs with altered activity that have an indirect effect on producing one or more desired fine chemicals from other microorganisms such as Glutamicum. For example, the normal biochemical processes of metabolism result in the production of various unwanted products (eg, hydrogen peroxide and other reactive oxygen species) that can severely interfere with these same metabolic processes (eg, peroxysuboxides). Nitrate is known to nitrate the side chain of tyrosine, thereby inactivating some enzymes with tyrosine in the active site (Groves, JT (1999) Curr. Opin. Chem.
Biol. 3 (2): 226-235). Although these waste products are typically excreted, the cells utilized for large-scale production by fermentation have been optimized to overproduce one or more fine chemicals, Therefore, it may produce more waste product than is typical for wild type cells. By optimizing the activity of one or more LMRPs of the invention involved in extracellular transport of waste molecules, cell viability can be improved and efficient metabolic activity maintained. Can be possible. Also, the presence of large amounts of the desired fine chemicals in cells can actually be toxic to cells, thus increasing the ability of cells to secrete these compounds, thereby increasing their viability. Can be improved.

【0133】 さらに、本発明のLMRPは、産生される様々な脂質分子および脂肪酸分子の
相対的な量が変化するように操作することができる。これは、細胞の膜の脂質組
成に対して大きな影響を有し得る。各タイプの脂質は異なる物理的性質を有する
ので、膜の脂質組成の変化は、膜の流動性を大きく変化させることがある。膜流
動性の変化は、膜を横断する分子の輸送に影響を及ぼし得る。これにより、以前
に説明されているように、不用産物または産生されたファインケミカルの細胞外
への輸送または必要な栄養分の細胞内への輸送が変化し得る。そのような膜流動
性の変化はまた、細胞の一体性にも大きな影響を及ぼし得る。比較的より弱い膜
を有する細胞は、細胞を損傷させ得るか、または細胞を殺傷し得る非生物的スト
レス条件および生物的ストレス条件による損傷をより受けやすい。得られた膜が
、ファインケミカルを製造するために利用される培養における環境的条件の程度
に対してより適合しやすい膜組成を有するように、膜構築に必要な脂肪酸および
脂質の産生に関与するLMRPを操作することによって、より大きな割合の細胞
が生存し、増殖するはずである。産生細胞の数が大きくなることは、培養からの
ファインケミカルの収率、産生または産生効率を大きく変化させるはずである。
Further, the LMRPs of the present invention can be engineered to vary the relative amounts of various lipid and fatty acid molecules produced. This can have a profound effect on the lipid composition of the cell's membrane. Because each type of lipid has different physical properties, changes in the lipid composition of the membrane can significantly change the fluidity of the membrane. Changes in membrane fluidity can affect the transport of molecules across the membrane. This may alter the extracellular transport of unwanted products or produced fine chemicals or intracellular transport of required nutrients, as previously described. Such changes in membrane fluidity can also have a significant impact on cell integrity. Cells with relatively weaker membranes are more susceptible to damage from abiotic and biotic stress conditions that can damage or kill the cells. LMRP involved in the production of fatty acids and lipids necessary for membrane construction so that the resulting membrane has a membrane composition that is more amenable to the degree of environmental conditions in culture utilized to produce fine chemicals By manipulating, a larger proportion of cells should survive and proliferate. Increasing the number of producer cells should significantly change the yield, production or production efficiency of fine chemicals from culture.

【0134】 ファインケミカルの収率を増大させるためのLMRPに対する上記の変異誘発
法は限定的であることを意味しない。従って、これらの方法に対する様々な変化
が当業者には容易に明らかである。そのような方法を使用して、そして本明細書
中に開示された機構を組み入れることによって、本発明の核酸分子およびタンパ
ク質分子は、所望する化合物の収率、産生および/または産生効率が改善される
ように変異型のLMRP核酸分子およびタンパク質分子を発現するコケ、藻類、
繊毛虫類、植物、菌類、またはC.glutamicumのような微生物を作製
するために利用することができる。この所望される化合物には、コケ、繊毛虫類
、植物、菌類またはC.glutamicumの任意の天然の生成物を挙げるこ
とができるが、生合成経路の最終生成物、および天然に存在する代謝経路の中間
体、ならびに前記細胞の代謝において自然界に存在しないが、本発明の前記細胞
によって産生される分子が含まれる。
The mutagenesis methods described above for LMRPs to increase fine chemical yields are not meant to be limiting. Therefore, various changes to these methods will be readily apparent to those skilled in the art. Using such methods, and by incorporating the mechanisms disclosed herein, the nucleic acid and protein molecules of the invention have improved yield, production and / or efficiency of production of desired compounds. , Algae expressing mutated LMRP nucleic acid and protein molecules,
Ciliates, plants, fungi, or C.I. It can be used to make microorganisms such as Glutamicum. This desired compound includes moss, ciliates, plants, fungi or C.I. Any natural product of Glutamicum may be mentioned, including the end products of biosynthetic pathways and intermediates of naturally occurring metabolic pathways, as well as those that are not naturally present in the metabolism of said cell, Included are molecules produced by the cell.

【0135】 本発明は、限定として解釈すべきでない下記の実施例によってさらに例示され
る。本明細書中に引用されているすべての参考文献、特許出願、特許および公開
特許出願の内容はそれらにより参考として組み込まれる。
The present invention is further illustrated by the following examples, which should not be construed as limiting. The contents of all references, patent applications, patents and published patent applications cited herein are hereby incorporated by reference.

【0136】 実施例 実施例1 一般的プロセス a)一般的なクローニングプロセス: クローニングプロセス(例えば、制限切断、アガロースゲル電気泳動、DNA
フラグメントの精製、核酸のニトロセルロースメンブランまたはナイロンメンブ
ランへの転写、DNAフラグメントの連結、大腸菌細胞および酵母細胞の形質転
換、細菌の増殖、および組換えDNAの配列分析など)は、Sambrookら
(1989)(Cold Spring Harbor Laboratory
Press:ISBN0−87969−309−6)またはKaiser、M
ichaelisおよびMitchell(1994)、「Methods i
n Yeast Genetics」(Cold Spring Harbor
Laboratory Press:ISBN0−87969−451−3)
に記載される通りに行った。形質転換および培養:クロレラまたはファエオダク
チルム(Phaeodactylum)などの21の藻類を、El−Sheek
h(1999)、Biologia Plantarum、42:209〜21
6;Aptら(1996)、Molecular and General G
enetics、252(2):872〜9によって記載される通りに形質転換
する。
Examples Example 1 General Process a) General Cloning Process: Cloning process (eg, restriction digestion, agarose gel electrophoresis, DNA).
Purification of fragments, transcription of nucleic acids to nitrocellulose or nylon membranes, ligation of DNA fragments, transformation of E. coli cells and yeast cells, bacterial growth, and sequence analysis of recombinant DNA, Sambrook et al. (1989). (Cold Spring Harbor Laboratory
Press: ISBN 0-87969-309-6) or Kaiser, M
ichaelis and Mitchell (1994), "Methods i.
n Yeast Genetics "(Cold Spring Harbor
Laboratory Press: ISBN0-87969-451-3)
Was performed as described in. Transformation and culture: 21 algae such as Chlorella or Phaeodactylum were treated with El-Sheek.
h (1999), Biologa Plantarum, 42: 209-21.
6; Apt et al. (1996), Molecular and General G.
Transforming as described by Enetics, 252 (2): 872-9.

【0137】 b)化学物質: 使用された化学物質は、本文中に別途言及されていない限り、Fluka(N
eu−Ulm)、Merck(Darmstadt)、Roth(Karlsr
ule)、Serva(Heidelberg)およびSigma(Deise
nhofen)の各会社から所定量で購入した。溶液を、Mili−Q水システ
ムの水精製装置(Millipore、Eschborn)から得られる、パイ
ロジェンを含まない精製水(下記においてはHOとして示される)を使用して
調製した。制限エンドヌクレアーゼ、DNA修飾酵素および分子生物学キットを
、AGS(Heidelberg)、Amersham(Braunschwe
ig)、Biometra(Gottingen)、Boehringer M
annheim(Mannheim)、Genomed(Bad Oeynnh
ausen)、New England Biolabs(Schwalbac
h/Taunus)、Novagen(Madison、Wisconsin、
米国)、Perkin−Elmer(Weiterstadt)、Pharma
cia(Freiburg)、Qiagen(Hilden)およびStrat
agene(Amsterdam、オランダ)の各会社から入手した。それらを
、別途記載されていない限り、製造者の説明書に従って使用した。
B) Chemicals: The chemicals used were Fluka (N) unless otherwise stated in the text.
eu-Ulm), Merck (Darmstadt), Roth (Karlsr)
ule), Serva (Heidelberg) and Sigma (Deise)
purchased from each company (nhofen). The solution, water purifier of Mili-Q water system (Millipore, Eschborn) obtained from (in the following denoted as H 2 O) purified water containing no pyrogen was prepared using. Restriction endonucleases, DNA modifying enzymes and molecular biology kits are available from AGS (Heidelberg), Amersham (Braunschwe).
ig), Biometra (Gottingen), Boehringer M
Annheim (Mannheim), Genomed (Bad Oeynnh
ausen), New England Biolabs (Schwalbac)
h / Taunus), Novagen (Madison, Wisconsin,
USA), Perkin-Elmer (Weiterstadt), Pharma
cia (Freiburg), Qiagen (Hilden) and Strat
It was obtained from each company of agene (Amsterdam, The Netherlands). They were used according to manufacturer's instructions unless otherwise noted.

【0138】 c)植物材料: この研究のために、ハンブルグ大学の遺伝学研究部門のコレクションから得ら
れる種フィスコミトレラ・パテンス(Hedw.)B.S.G.の植物を使用し
た。植物は、H.L.K.Whitehouse(Gransden Wood
、Huntingdonshire、英国)によって集められた系統16/14
に由来し、Engel(1968、Am J Bot、55、438〜446)
により胞子から継代された。植物の増殖を、胞子によって、そして配偶体の再生
によって行った。原糸体を半数体の胞子から高葉緑体クロロネマおよび低葉緑体
クロロネマとして発達させ、芽を約12日後に形成させた。これらを生育させて
、造精器および造卵器を有するガメトフォアを生じさせた。受精後、還元胞子が
成熟する、短い剛毛および胞子カプセルを有する二倍体の胞子体が生じた。
C) Plant material: For this work, the species Fiscomitella patens (Hedw.) B. S. G. Used plants. The plant is H. L. K. Whitehouse (Gransden Wood
16/14 collected by Huntingdonshire, United Kingdom)
Derived from Engel (1968, Am J Bot, 55, 438-446).
By spores. Plant growth was performed by spores and by gametophyte regeneration. Protozoa were developed from haploid spores as high chloroplast and low chloroplast chloronemas and buds formed after about 12 days. These were grown to give rise to gametophores with spermatozoa and ovipositors. After fertilization, diploid sporophytes with short bristles and spore capsules, in which the reduced spores matured, resulted.

【0139】 d)植物の生育: 培養を25℃の空気温度および55マイクロモル−lm−2の光強度(白色光
;Philips TL65W/25蛍光灯)および16/8時間の明暗変化で
気象実験室において行った。コケを、ReskiおよびAbel(1985、P
lanta、165、354〜358)に従ったKnop培地を使用して液体培
地で改変するか、あるいは1%オキソイド寒天(Unipath、Basing
stoke、英国)を使用するKnop固体培地で培養した。RNAおよびDN
Aを単離するために使用された原糸体は通気液体培養で培養された。原糸体を9
日毎に細かく砕き、新しい培養培地に移した。
D) Plant growth: Culturing was carried out in a meteorological laboratory at an air temperature of 25 ° C. and a light intensity of 55 micromol-lm-2 (white light; Philips TL65W / 25 fluorescent lamp) and a 16/8 hour light-dark change. I went to. Moss, Reski and Abel (1985, P
Lanta, 165, 354-358), modified with liquid medium using Knop medium, or 1% Oxoid agar (Unipath, Basing).
Cultured in Knop solid medium using Stoke, UK). RNA and DN
The protozoa used to isolate A were cultured in aerated liquid culture. 9 threads
Every day, it was crushed and transferred to a new culture medium.

【0140】 実施例2 植物からの総DNAの単離 総DNAを単離するための詳細は、1グラムの新鮮重量の植物材料を処理する
ことに関する。CTAB緩衝液:2%(w/v)N−セチル−N,N,N−トリ
メチルアンモニウム臭化物(CTAB);100mMのTrisHCl、pH8
.0;1.4MのNaCl;20mMのEDTA。N−ラウリルサルコシン緩衝
液:10%(w/v)N−ラウリルサルコシン;100mMのTrisHCl、
pH8.0;20mMのEDTA。
Example 2 Isolation of Total DNA from Plants Details for isolating total DNA relate to treating 1 gram fresh weight of plant material. CTAB buffer: 2% (w / v) N-cetyl-N, N, N-trimethylammonium bromide (CTAB); 100 mM TrisHCl, pH 8.
. 0; 1.4 M NaCl; 20 mM EDTA. N-lauryl sarcosine buffer: 10% (w / v) N-lauryl sarcosine; 100 mM TrisHCl,
pH 8.0; 20 mM EDTA.

【0141】 植物材料を乳鉢において液体窒素のもとで粉砕して、微粉末にし、2mlのエ
ッペンドルフ容器に移した。その後、凍結植物材料を1mlの分解緩衝液(1m
lのCTAB、100mlのN−ラウリルサルコシン緩衝液、20mlのβ−メ
ルカプトエタノールおよび10mlのプロテイナーゼK溶液(10mg/ml)
)の層で覆い、連続的に振とうしながら60℃で1時間インキュベーションした
。得られたホモジネートを2つのエッペンドルフ容器(2ml)に分け、同じ容
量のクロロホルム/イソアミルアルコール(24:1)で振とうすることによっ
て2回抽出した。相分離のために、それぞれについて遠心分離を8000xgお
よびRTで15分間行った。その後、DNAを、氷冷したイソプロパノールを使
用して70℃で30分間沈殿させた。沈殿したDNAを4℃および10,000
gで30分間沈降させ、そして180mlのTE緩衝液(Sambrookら、
1989、Cold Spring Harbor Laboratory P
ress:ISBN0−87969−309−6)に再懸濁した。さらに精製す
るために、DNAをNaCl(最終濃度:1.2M)で処理し、2倍容量の無水
アルコールを使用して70℃で30分間再び沈殿させた。70%エタノールを用
いた洗浄工程の後、DNAを乾燥させ、その後、50mlのHO+RNAse
(最終濃度:50mg/ml)に溶解させた。DNAを4℃で一晩溶解し、続い
てRNAse消化を37℃で1時間行った。DNAの保存を4℃で行った。
The plant material was ground in a mortar under liquid nitrogen to a fine powder and transferred to a 2 ml Eppendorf container. Thereafter, 1 ml of the decomposition plant solution (1 m
l CTAB, 100 ml N-lauryl sarcosine buffer, 20 ml β-mercaptoethanol and 10 ml proteinase K solution (10 mg / ml)
), And incubated at 60 ° C. for 1 hour with continuous shaking. The resulting homogenate was divided into two Eppendorf vessels (2 ml) and extracted twice by shaking with the same volume of chloroform / isoamyl alcohol (24: 1). For phase separation, centrifugation was carried out for 15 minutes at 8000 × g and RT for each. The DNA was then precipitated for 30 minutes at 70 ° C. using ice-cold isopropanol. Precipitated DNA at 4 ° C and 10,000
g for 30 minutes and 180 ml TE buffer (Sambrook et al.,
1989, Cold Spring Harbor Laboratory P
res: ISBN 0-87969-309-6). For further purification, the DNA was treated with NaCl (final concentration: 1.2M) and reprecipitated with 2 volumes of absolute alcohol for 30 minutes at 70 ° C. After a washing step with 70% ethanol, the DNA is dried and then 50 ml H 2 O + RNAse.
(Final concentration: 50 mg / ml). The DNA was dissolved overnight at 4 ° C, followed by RNAse digestion at 37 ° C for 1 hour. DNA storage was performed at 4 ° C.

【0142】 実施例3 植物からの総RNAおよびポリ(A)RNAの単離 転写物を調べるために、総RNAおよびポリ(A)RNAの両方を単離した
。総RNAを野性型の9日目の原糸体からGTC法(Reskiら、1994、
Mol.Gen.Genet.、244:352〜359)に従って得た。ポリ
RNAの単離を製造者のプロトコルの説明書に従ってDyna Beads (Dynal、Oslo、フィンランド)を使用して単離した。総RNAまた
はポリ(A)RNAの濃度を測定した後、RNAを、1/10容量の3M酢酸
ナトリウム(pH4.6)および2容量のエタノールを加えることによって沈殿
させ、70℃で保存した。
[0142]   Example 3   Total RNA and poly (A) from plants+RNA isolation   To examine transcripts, total RNA and poly (A)+Both RNAs were isolated
. Total RNA was extracted from wild-type day 9 protofilament by the GTC method (Reski et al., 1994,
Mol. Gen. Genet. 244: 352-359). Poly
A+RNA isolation is according to the manufacturer's protocol instructions Dyna Beads R (Dynal, Oslo, Finland). Total RNA
Is poly (A)+After measuring the RNA concentration, RNA was added to 1/10 volume of 3M acetic acid.
Precipitation by adding sodium (pH 4.6) and 2 volumes of ethanol
And stored at 70 ° C.

【0143】 実施例4 cDNAライブラリーの構築 cDNAライブラリーを構築するために、第1鎖の合成を、ネズミ白血病ウイ
ルス逆転写酵素(Roche、Mannheim、ドイツ)およびオリゴd(T
)プライマーを使用して達成し、第2鎖の合成を、DNAポリメラーゼI(クレ
ノウ酵素)とのインキュベーション、そして12℃(2時間)、16℃(1時間
)および22℃(1時間)でのRNAseH消化によって達成した。反応を、6
5℃(10分間)でインキュベーションすることによって停止させ、続いて氷に
移した。二本鎖DNA分子をT4DNAポリメラーゼ(Roche、Mannh
eim)によって37℃(30分間)で平滑化した。ヌクレオチドをフェノール
/クロロホルム抽出およびSephadex G50スピンカラムによって除い
た。EcoRIアダプター(Pharmacia、Freiburg、ドイツ)
をT4DNAリガーゼ(Roche、12℃、一晩)によってcDNAの両末端
に連結し、そしてポリヌクレオチドキナーゼ(Roche、37℃、30分間)
とのインキュベーションによってリン酸化した。この混合物を低融点アガロース
ゲルでの分離に供した。300塩基対よりも大きいDNA分子をゲルから溶出さ
せ、フェノール抽出し、Elutip−Dカラム(Schleicher an
d Schuell、Dassel、ドイツ)で濃縮して、ベクターアームに連
結し、そして製造者の材料を使用し、製造者の説明者に従って、Gigapak Goldキット(Stratagene、Amsterdam、オランダ)を
使用してラムダZAPIIファージまたはラムダZAP−Expressファー
ジにパッケージングした。
Example 4 Construction of a cDNA Library To construct a cDNA library, first strand synthesis was performed by murine leukemia virus reverse transcriptase (Roche, Mannheim, Germany) and oligo d (T).
) Achieved using a primer, second strand synthesis was incubated with DNA polymerase I (Klenow enzyme) and at 12 ° C. (2 hours), 16 ° C. (1 hour) and 22 ° C. (1 hour). Achieved by RNAse H digestion. The reaction is 6
It was stopped by incubation at 5 ° C. (10 minutes) and subsequently transferred to ice. Double-stranded DNA molecules are transferred to T4 DNA polymerase (Roche, Mannh
smoothed by eim) at 37 ° C. (30 minutes). Nucleotides were removed by phenol / chloroform extraction and Sephadex G50 spin column. EcoRI Adapter (Pharmacia, Freiburg, Germany)
Was ligated to both ends of the cDNA by T4 DNA ligase (Roche, 12 ° C, overnight), and polynucleotide kinase (Roche, 37 ° C, 30 minutes)
Phosphorylated by incubation with. This mixture was subjected to separation on a low melting point agarose gel. DNA molecules larger than 300 base pairs were eluted from the gel, phenol extracted and Elutip-D column (Schleicher an.
d Schuell, Dassel, Germany), ligated to vector arms, and used manufacturer's material and Lambda ZAPII using Gigapak Gold kit (Stratagene, Amsterdam, Netherlands) according to manufacturer's instructions. Packaged in phage or lambda ZAP-Express phage.

【0144】 実施例5 目的とする遺伝子の同定 遺伝子の配列は、cDNAライブラリーまたはゲノムライブラリーから相同的
な遺伝子または異種の遺伝子を同定するために使用することができる。相同的な
遺伝子(例えば、全長cDNAのクローン)を、例えば、cDNAライブラリー
を使用して核酸ハイブリダイゼーションによって単離することができる。目的と
する遺伝子の存在量に依存して、100000個から1000000個までの組
換えバクテリオファージが置床され、ナイロンメンブランに移される。アルカリ
で変性させた後、DNAを、例えば、UV架橋によりメンブランに固定化する。
ハイブリダイゼーションが高ストリンジェンシーの条件のもとで行われる。水溶
液において、ハイブリダイゼーションおよび洗浄が、1M NaClのイオン強
度および68℃の温度で行われる。ハイブリダイゼーションプローブは、例えば
、放射能(32P)ニック転写標識によって作製される(High Prime
、Roche、Mannheim、ドイツ)。シグナルはオートラジオグラフィ
ーによって検出される。
Example 5 Identification of Genes of Interest Gene sequences can be used to identify homologous or heterologous genes from cDNA or genomic libraries. Homologous genes (eg, full-length cDNA clones) can be isolated by nucleic acid hybridization using, for example, a cDNA library. Depending on the abundance of the gene of interest, 100,000 to 1,000,000 recombinant bacteriophages are deposited and transferred to nylon membranes. After denaturing with alkali, the DNA is immobilized on the membrane, for example by UV crosslinking.
Hybridization is performed under conditions of high stringency. In aqueous solution, hybridization and washing are carried out at an ionic strength of 1 M NaCl and a temperature of 68 ° C. Hybridization probes are made, for example, by radioactive ( 32 P) nick transcription labeling (High Prime).
Roche, Mannheim, Germany). The signal is detected by autoradiography.

【0145】 関連するが、同一ではない部分的な相同的な遺伝子または異種の遺伝子を、低
いストリンジェンシーのハイブリダイゼーション条件および洗浄条件を使用して
上記に記載される手順と同様にして同定することができる。ハイブリダイゼーシ
ョン水溶液の場合、イオン強度は、通常、1M NaClで保たれるが、温度は
68℃から42℃まで順次下げられる。
Identifying related but non-identical partially homologous or heterologous genes using low stringency hybridization and wash conditions, similar to the procedure described above. You can In the case of an aqueous hybridization solution, the ionic strength is usually kept at 1M NaCl, but the temperature is gradually lowered from 68 ° C to 42 ° C.

【0146】 (例えば、10個〜20個のアミノ酸の)別個のドメインにおいてのみ相同性
を有する遺伝子の単離を、放射能標識された合成オリゴヌクレオチドプローブを
使用して行うことができる。放射能標識されたオリゴヌクレオチドは、2つの相
補的なオリゴヌクレオチドの5’プライム末端をT4ポリヌクレオチドキナーゼ
でリン酸化することによって調製される。相補的なオリゴヌクレオチドは、コン
カテマーを得るためにアニールおよび連結される。その後、二本鎖のコンカテマ
ーは、例えば、ニック転写によって放射能標識される。ハイブリダイゼーション
は、通常、大きなオリゴヌクレオチド濃度を使用して低いストリンジェンシーの
条件で行われる。
Isolation of genes that are homologous only in distinct domains (eg, 10-20 amino acids) can be performed using radiolabeled synthetic oligonucleotide probes. Radiolabeled oligonucleotides are prepared by phosphorylating the 5'prime ends of two complementary oligonucleotides with T4 polynucleotide kinase. Complementary oligonucleotides are annealed and ligated to obtain concatemers. The double-stranded concatemer is then radiolabeled, eg by nick transcription. Hybridizations are usually performed at low stringency conditions using large oligonucleotide concentrations.

【0147】 オリゴヌクレオチドのハイブリダイゼーション溶液: 6xSSC;0.01Mリン酸ナトリウム;1mM EDTA(pH8);0
.5%SDS;100μg/ml変性サケ精子DNA;0.1%脱脂乾燥乳。
Oligonucleotide hybridization solution: 6xSSC; 0.01 M sodium phosphate; 1 mM EDTA (pH 8); 0
. 5% SDS; 100 μg / ml denatured salmon sperm DNA; 0.1% nonfat dried milk.

【0148】 ハイブリダイゼーションのとき、温度は、推定されたオリゴヌクレオチドのT
mよりも5℃〜10℃低い温度または室温にまで段階的に下げられ、その後、洗
浄工程およびオートラジオグラフィーが行われる。洗浄は、4xSSCを使用す
る3回の洗浄工程などの低いストリンジェンシーで徹底的に行われる。さらなる
詳細は、Sambrook,J.ら(1989)、「Molecular Cl
oning:A Laboratory Manual」(Cold Spri
ng Harbor Laboratory Press)またはAusube
l,F.M.ら(1994)、「Current Protocols in
Molecular Biology」(John Wiley&Sons)に
よって記載されている。
Upon hybridization, the temperature is the T of the putative oligonucleotide.
The temperature is gradually lowered to 5 ° C. to 10 ° C. lower than m or room temperature, followed by a washing step and autoradiography. Washing is done thoroughly with low stringency, such as three washing steps using 4xSSC. For further details, see Sambrook, J. et al. Et al. (1989), "Molecular Cl
oning: A Laboratory Manual "(Cold Spri
ng Harbor Laboratory Press) or Ausube
1, F.I. M. (1994), "Current Protocols in
"Molecular Biology" (John Wiley & Sons).

【0149】 実施例6 発現ライブラリーを抗体でスクリーニングすることによる目的遺伝子の単離 cDNA配列は、例えば、大腸菌において組換えタンパク質を産生させるため
に使用することができる(例えば、QiagenのQIAexpress pQ
Eシステム)。その後、組換えタンパク質は、通常、Ni−NTAアフィニティ
ークロマトグラフィー(Qiagen)によってアフィニティー精製される。そ
の後、組換えタンパク質は、例えば、ウサギを免疫化するために標準的な技術を
使用することによって特異的な抗体を産生させるために使用することができる。
抗体は、Guら(1994)、BioTechniques、17:257〜2
62によって記載されるように、組換え抗原を飽和させたNi−NTAカラムを
使用してアフィニティー精製される。その後、抗体は、免疫学的スクリーニング
によって発現cDNAライブラリーをスクリーニングして、相同的な遺伝子また
は異種の遺伝子を同定するために使用することができる(Sambrook,J
.ら(1989)、Molecular Cloning:A Laborat
ory Manual(Cold Spring Harbor Labora
tory Press)またはAusubel,F.M.ら(1994)、「C
urrent Protocols in Molecular Biolog
y」(John Wiley&Sons)。
Example 6 Isolation of Genes of Interest by Screening Expression Libraries with Antibodies The cDNA sequences can be used, for example, to produce recombinant proteins in E. coli (eg, QIAgen's QIAexpress pQ).
E system). The recombinant protein is then affinity purified, usually by Ni-NTA affinity chromatography (Qiagen). The recombinant protein can then be used to raise specific antibodies, eg, by using standard techniques to immunize rabbits.
Antibodies are described by Gu et al. (1994), BioTechniques, 17: 257-2.
Affinity purified using Ni-NTA column saturated with recombinant antigen as described by 62. The antibody can then be used to screen an expressed cDNA library by immunological screening to identify homologous or heterologous genes (Sambrook, J.
. Et al. (1989), Molecular Cloning: A Laborat.
ory Manual (Cold Spring Harbor Labora)
tory Press) or Ausubel, F.M. M. Et al. (1994), "C
current Protocols in Molecular Biolog
y ”(John Wiley & Sons).

【0150】 実施例7 ノーザンハイブリダイゼーション RNAハイブリダイゼーションのために、20mgの総RNAまたは1mgの
ポリ(A)RNAを、Amasino(1986、Anal.Biochem
.152、304)に記載されるようにホルムアルデヒドを使用する1.25%
濃度のアガロースゲルでのゲル電気泳動によって分離し、そして10xSSCを
使用して毛細管吸引によって正荷電のナイロンメンブラン(Hybond N+
、Amersham、Braunschweig)に移し、UV光で固定化し、
そしてハイブリダイゼーション緩衝液(10%デキストラン硫酸(w/v)、1
M NaCl、1%SDS、100mgのニシン精子DNA)を使用して68℃
で3時間プレハイブリダイゼーションした。Highprime DNA標識キ
ット(Roche、Mannheim、ドイツ)を用いたDNAプローブの標識
化を、α−32P−dCTP(Amersham、Braunschweig、
ドイツ)を使用してプレハイブリダイゼーション時に行った。ハイブリダイゼー
ションを、標識されたDNAプローブを加えた後、同じ緩衝液中で68℃で一晩
行った。洗浄工程を、68℃で、2xSSCを使用して15分間で2回、そして
1xSSC、1%SDSを使用して30分間で2回行った。シールしたフィルタ
ーの感光を−70℃で1日間〜14日間行った。
Example 7 Northern Hybridization For RNA hybridization, 20 mg of total RNA or 1 mg of poly (A) + RNA was added to Amasino (1986, Anal. Biochem).
. 152, 304) using formaldehyde as described in 1.25%
Separation by gel electrophoresis on a concentrated agarose gel and positively charged nylon membrane (Hybond N +) by capillary aspiration using 10xSSC.
, Amersham, Braunschweig) and immobilized with UV light,
And hybridization buffer (10% dextran sulfate (w / v), 1
68 ° C. using M NaCl, 1% SDS, 100 mg herring sperm DNA)
Prehybridization for 3 hours. Labeling of the DNA probe with the Highprime DNA labeling kit (Roche, Mannheim, Germany) was performed using α- 32 P-dCTP (Amersham, Braunschweig,
(Germany) during prehybridization. Hybridization was performed at 68 ° C. overnight in the same buffer after adding the labeled DNA probe. The washing steps were performed at 68 ° C. twice with 2 × SSC for 15 minutes and twice with 1 × SSC, 1% SDS for 30 minutes. The sealed filter was exposed to light at -70 ° C for 1 to 14 days.

【0151】 実施例8 DNAの配列決定 実施例4に記載されるcDNAライブラリーを、標準的な方法に従ったDNA
配列決定のために、特に、ABI PRISM Big Dye Termin
ator Cycle Sequencing Ready Reaction
キット(Perkin−Elmer、Weiterstadt、ドイツ)を使用
するチェーンターミネーション法によるDNA配列決定のために使用した。ラン
ダム配列決定を、インビボでの大量切り出し、および寒天平板上でのDH101
Bの再形質転換によるcDNAライブラリーからの調製的なプラスミド回収の後
に行った(Stratagene(Amsterdam、オランダ)から得られ
る材料およびプロトコル詳細)。プラスミドDNAを、アンピシリンを含有する
Luria−Broth培地(Sambrook,J.ら(Cold Spri
ng Harbor Laboratory Press:ISBN0−879
69−309−6)を参照のこと)で一晩生育させた大腸菌の培養物から、製造
者のプロトコルに従ってQiageneのDNA調製ロボット(Qiagene
、Hilden)で調製した。下記のヌクレオチド配列を有する配列決定用プラ
イマーを使用した: 5’−CAGGAAACAGCTATGACC−3’ 5’−CTAAAGGGAACAAAAGCTG−3’ 5’−TGTAAAACGACGGCCAGT−3’
Example 8 DNA Sequencing The cDNA library described in Example 4 was isolated from the DNA according to standard methods.
For sequencing, in particular, ABI PRISM Big Dye Termin
attor Cycle Sequencing Ready Reaction
It was used for DNA sequencing by chain termination method using the kit (Perkin-Elmer, Weiterstadt, Germany). Random sequencing, bulk excision in vivo, and DH101 on agar plates
Preparative plasmid recovery from a cDNA library by retransformation of B was performed (materials and protocol details from Stratagene (Amsterdam, The Netherlands)). The plasmid DNA was treated with Luria-Broth medium (Sambrook, J. et al. (Cold Spri) containing ampicillin.
ng Harbor Laboratory Press: ISBN0-879
69-309-6)), and from a culture of E. coli grown overnight, according to the manufacturer's protocol, a Qiagene DNA preparation robot (Qiagene).
, Hilden). A sequencing primer having the following nucleotide sequence was used: 5'-CAGGAAACAGCTATGACC-3 '5'-CTAAAGGGGAACAAAAAGCTG-3'5'-TGTAAAACGACGCGCCAGT-3'.

【0152】 実施例9 植物を形質転換するためのプラスミド 植物を形質転換するために、pBinARなどのバイナリーベクターを使用す
ることができる(HofgenおよびWillmitzer、Plant Sc
ience、66(1990)、221〜230)。バイナリーベクターの構築
を、cDNAをセンス方向またはアンチセンス方向でT−DNAに連結すること
によって行うことができる。cDNAの5’−プライム端にある植物プロモータ
ーにより、cDNAの転写が活性化される。ポリアデニル化配列がcDNAの3
’−プライム端に存在する。
Example 9 Plasmids for transforming plants Binary vectors such as pBinAR can be used to transform plants (Hofgen and Willmitzer, Plant Sc).
ience, 66 (1990), 221-230). Construction of a binary vector can be done by joining the cDNA to T-DNA in the sense or antisense orientation. A plant promoter at the 5'-prime end of the cDNA activates transcription of the cDNA. Polyadenylation sequence of cDNA 3
'-Present at the prime end.

【0153】 組織特異的な発現を、組織特異的なプロモーターを使用することによって達成
することができる。例えば、種子特異的な発現を、ナピンまたはファセオリン、
DC3、LeB4またはUSPのプロモーターをcDNAの5−プライム端にク
ローン化することによって達成することができる。また、任意の他の種子特異的
なプロモーターエレメントを使用することができる。植物全体における構成的な
発現のために、CaMV35Sプロモーターを使用することができる。発現した
タンパク質は、例えば、プラスチド、ミトコンドリアまたは小胞体に対するシグ
ナルペプチドを使用して細胞区画に向けさせることができる(Kermode、
Crit.Rev.Plant Sci.15、4(1996)、285〜42
3)。シグナルペプチドは、融合タンパク質の細胞内局在化をもたらすために、
cDNAに対して読み枠を合わせて5’−プライム端にクローン化される。
Tissue-specific expression can be achieved by using a tissue-specific promoter. For example, seed-specific expression can be achieved using napine or phaseolin,
This can be accomplished by cloning the DC3, LeB4 or USP promoters at the 5-prime end of the cDNA. Also, any other seed-specific promoter element can be used. The CaMV35S promoter can be used for constitutive expression throughout the plant. The expressed protein can be directed to the cell compartment using signal peptides for plastids, mitochondria or the endoplasmic reticulum, for example (Kermode,
Crit. Rev. Plant Sci. 15, 4 (1996), 285-42
3). The signal peptide is responsible for the intracellular localization of the fusion protein,
It is cloned into the 5'-prime end in frame with the cDNA.

【0154】 実施例10 アグロバクテリウムの形質転換 アグロバクテリウムによって媒介される植物の形質転換を、例えば、GV31
01(pMP90)(KonczおよびSchell、Mol.Gen.Gen
et.204(1986)、383〜396)またはLBA4404(Clon
tech)のアグロバクテリウム・ツメファシエンス株を使用して行うことがで
きる。形質転換は標準的な形質転換技術によって行うことができる(Debla
ereら、Nucl.Acids.Tes.13(1984)、4777〜47
88)。
Example 10 Transformation of Agrobacterium Transformation of plants mediated by Agrobacterium is described, for example, in GV31.
01 (pMP90) (Koncz and Schell, Mol. Gen. Gen.
et. 204 (1986), 383-396) or LBA4404 (Clon).
tech) Agrobacterium tumefaciens strain. Transformation can be done by standard transformation techniques (Debla
ere et al., Nucl. Acids. Tes. 13 (1984), 4777-47.
88).

【0155】 実施例11 植物の形質転換 アグロバクテリウムによって媒介される植物の形質転換を、標準的な形質転換
技術および再生技術を使用して行うことができる(Gelvin、Stanto
n B.;Schilperoot,Robert A.、Plant Mol
ecular Biology Manual、第2版(Dordrecht:
Kluwer Academic Publ.、1995)、節:Ringbu
c Zentrale Signatur:BT11−P ISBN0−792
3−2731−4;Glick,Bernard R.;Thompson,J
ohn E.、Methods in Plant Molecular Bi
ology and Biotechnology、Boca Raton:C
RC Press、1993、360S、ISBN0−8493−5164−2
)。
Example 11 Plant Transformation Agrobacterium-mediated plant transformation can be performed using standard transformation and regeneration techniques (Gelvin, Stanto).
n B. Schillperroot, Robert A .; , Plant Mol
electrical Biology Manual, 2nd edition (Dordrecht:
Kluwer Academic Publ. , 1995), Section: Ringbu
c ZentraSignature: BT11-P ISBN0-792
3-2731-4; Glick, Bernard R .; Thompson, J
ohn E. , Methods in Plant Molecular Bi
Biology and Biology: C
RC Press, 1993, 360S, ISBN 0-8493-5164-2
).

【0156】 例えば、アブラナは子葉または胚軸の形質転換によって形質転換することがで
きる(Moloneyら、Plant Cell Report、8(1989
)、238〜242;De Blockら、Plant Physiol.91
(1989)、694〜701)。アグロバクテリウムおよび植物選抜に対する
抗生物質の使用は、形質転換のために使用されたバイナリーベクターおよびアグ
ロバクテリウム株に依存する。アブラナの選抜は、通常、植物の選択マーカーと
してカナマイシンを使用して行われる。
For example, canola can be transformed by transformation of cotyledons or hypocotyls (Moloney et al., Plant Cell Report, 8 (1989).
) 238-242; De Block et al., Plant Physiol. 91
(1989), 694-701). The use of antibiotics for Agrobacterium and plant selection depends on the binary vector and Agrobacterium strain used for transformation. Selection of rape is usually carried out using kanamycin as a selectable marker for plants.

【0157】 亜麻に対するアグロバクテリウム媒介遺伝子移入を、例えば、Mlynaro
vaら(1994)、Plant Cell Report、13:282〜2
85によって記載される技術を使用して行うことができる。
Agrobacterium-mediated gene transfer to flax is described in, for example, Mlynaro.
va et al. (1994), Plant Cell Report, 13: 282-2.
This can be done using the technique described by 85.

【0158】 ダイズの形質転換を、例えば、欧州特許0424047、米国特許第3227
83号(Pioneer Hi−Bred International)、あ
るいは欧州特許0397687、米国特許第5376543号、米国特許第51
69770号(トレド大学)に記載される技術を使用して行うことができる。
Transformation of soybeans has been described, for example, in EP 0424047, US Pat. No. 3227.
83 (Pioneer Hi-Bred International), or European Patent 0397687, US Pat. No. 5,376,543, US Pat. No. 51.
This can be done using the technique described in No. 69770 (University of Toledo).

【0159】 粒子衝撃、ポリエチレングリコール媒介DNA取り込みを使用する植物の形質
転換、または炭化ケイ素ファイバー技術による植物の形質転換が、例えば、Fr
eelingおよびWalbot、「The maize handbook」
、(1993)(ISBN3−540−97826−7、Springer V
erlag New York)に記載されている。
Transformation of plants using particle bombardment, polyethylene glycol mediated DNA uptake, or plant transformation with silicon carbide fiber technology has been described, for example, in Fr.
eeling and Walbot, “The maime handbook”
, (1993) (ISBN3-540-97826-7, Springer V.
erlag New York).

【0160】 実施例12 インビボ変異誘発 微生物のインビボ変異誘発を、その遺伝情報の完全性を維持するその能力が損
なわれている大腸菌または他の微生物(例えば、Bacillus spp.ま
たは酵母(サッカロマイセス・セレビジアエなど))を介してプラスミド(また
は他のベクター)DNAを継代することによって行うことができる。典型的な変
異体株は、DNA修復システムの遺伝子に変異を有する(例えば、mutHLS
、mutD、mutTなど;参考については、Rupp,W.D.(1996)
、DNA修復機構、Escherichia coli and Salmon
ella、2277頁〜2294頁、ASM:Washingtonを参照のこ
と)。そのような菌株は当業者には十分に知られている。そのような菌株の使用
が、例えば、Greener,A.およびCallahan,M.(1994)
、Strategies、7:32〜34に例示されている。変異させたDNA
分子を植物に移すことが、好ましくは、微生物における選抜および試験の後に行
われる。トランスジェニック植物が、本明細書の実施例に含まれる様々な実施例
に従って作製される。
Example 12 In Vivo Mutagenesis Escherichia coli or other microorganisms (eg Bacillus spp. Or yeast (such as Saccharomyces cerevisiae, etc.) in which the in vivo mutagenesis is impaired in their ability to maintain the integrity of their genetic information. )) Via plasmid (or other vector) DNA. Typical mutant strains have mutations in the genes of the DNA repair system (eg, mutHLS
, MutD, mutT, etc .; for reference, see Rupp, W .; D. (1996)
, DNA repair mechanism, Escherichia coli and Salmon
ella, pp. 2277-2294, ASM: Washington)). Such strains are well known to those of skill in the art. The use of such strains is described, for example, in Greener, A .; And Callahan, M .; (1994)
, Strategies, 7: 32-34. Mutated DNA
Transferring the molecule to the plant preferably takes place after selection and testing in microorganisms. Transgenic plants are produced according to various examples included in the examples herein.

【0161】 実施例13 大腸菌とコリネバクテリウム・グルタミクムとの間でのDNA移動 コリネバクテリウムおよびブレビバクテリウムのいくつかの種は、自律的に複
製する内因性プラスミド(例えば、pHM1519またはpBL1のようなプラ
スミド)を含有する(総説については、例えば、Martin,J.F.ら(1
987)、Biotechnology、5:137〜146を参照のこと)。
大腸菌およびコリネバクテリウム・グルタミクムに対するシャトルベクターを、
コリネバクテリウム・グルタミクムに対する複製起点およびコリネバクテリウム
・グルタミクムに由来する好適なマーカーが加えられている大腸菌用の標準的な
ベクターを使用することによって容易に構築することができる(Sambroo
k,J.ら(1989)、「Molecular Cloning:A Lab
oratory Manual」、Cold Spring Harbor L
aboratory Press、またはAusubel,F.M.ら(199
4)、「Current Protocols in Molecular B
iology」、John Wiley&Sons)。そのような複製起点は、
好ましくは、コリネバクテリウムおよびブレビバクテリウムの種から単離された
内因性プラスミドから得られる。これらの種に対する形質転換マーカーとして特
に有用なマーカーは、カナマイシン耐性遺伝子(Tn5またはTn903のトラ
ンスポゾンに由来するカナマイシン耐性遺伝子など)またはクロラムフェニコー
ル耐性遺伝子である(Winnacker,E.L.(1987)、From
Genes to Clones Introduction to Gene
Technology、VCH、Weinheim)。大腸菌およびC.gl
utamicumの両方で複製し、そして遺伝子の過剰発現を含むいくつかの目
的のために使用することができる広範囲のシャトルベクターを構築する文献には
多数の例がある(参考については、例えば、Yoshihama,M.ら(19
85)、J.Bacteriol.162:591〜597;Martin,J
.F.ら(1987)、Biotechnology、5:137〜146;E
ikmanns,B.J.ら(1991)、Gene、102:93〜98を参
照のこと)。
Example 13 DNA Transfer between Escherichia coli and Corynebacterium glutamicum Several species of Corynebacterium and Brevibacterium are capable of autonomous replication of endogenous plasmids (eg pHM1519 or pBL1). (See for example Martin, JF et al. (1)
987), Biotechnology, 5: 137-146).
Shuttle vectors for E. coli and Corynebacterium glutamicum,
It can be easily constructed by using a standard vector for E. coli with an origin of replication for Corynebacterium glutamicum and a suitable marker from Corynebacterium glutamicum added (Sambrook.
k, J. Et al. (1989), "Molecular Cloning: A Lab.
“Oratory Manual”, Cold Spring Harbor L
Laboratory Press, or Ausubel, F .; M. Et al (199
4), "Current Protocols in Molecular B
"Iology", John Wiley & Sons). Such an origin of replication is
It is preferably obtained from an endogenous plasmid isolated from Corynebacterium and Brevibacterium species. Markers that are particularly useful as transformation markers for these species are the kanamycin resistance gene (such as the kanamycin resistance gene derived from the Tn5 or Tn903 transposon) or the chloramphenicol resistance gene (Winnacker, EL (1987). , From
Genes to Clones Induction to Gene
Technology, VCH, Weinheim). E. coli and C.I. gl
There are numerous examples in the literature that construct a wide range of shuttle vectors that replicate in both Utamicum and can be used for several purposes, including overexpression of genes (for reference, see, for example, Yoshihama, M. et al. (19
85), J. Bacteriol. 162: 591-597; Martin, J.
. F. Et al. (1987), Biotechnology, 5: 137-146; E.
ikmanns, B. J. (1991) Gene 102: 93-98).

【0162】 標準的な技術を使用して、目的の遺伝子を上記に記載されるシャトルベクター
の1つにクローン化して、そのようなハイブリッドベクターをコリネバクテリウ
ム・グルタミクムの様々な菌株に導入することが可能である。C.glutam
icumの形質転換を、プロトプラスト形質転換(Katsumata,R.ら
(1984)、J.Bacteriol.159306〜311)、エレクトロ
ポレーション(Liebl,E.ら(1989)、FEMS Microbio
l.Lettes、53:399〜303)によって達成することができ、そし
て特別なベクターが使用される場合には、(例えば、Schafer,A.ら(
1990)、J.Bacteriol.172:1663〜1666に記載され
るように)接合によっても達成することができる。C.glutamicumか
らプラスミドDNAを(この分野で十分に知られている標準的な方法を使用して
)調製し、それを大腸菌に形質転換することによってC.glutamicum
用のシャトルベクターを大腸菌に移すことができる。この形質転換工程は、標準
的な方法を使用して行うことができるが、NM522などのMcr欠損の大腸菌
株を使用することが好都合である(Gough&Murray(1983)、J
.Mol.Biol.166:1〜19)。
Cloning the gene of interest into one of the shuttle vectors described above using standard techniques to introduce such a hybrid vector into various strains of Corynebacterium glutamicum. Is possible. C. glutam
The transformation of icum was performed by protoplast transformation (Katsumata, R. et al. (1984), J. Bacteriol. 159306-311), electroporation (Liebl, E. et al. (1989), FEMS Microbio.
l. Lettes, 53: 399-303), and when a special vector is used (eg, Schafer, A. et al.
1990), J. Bacteriol. 172: 1663-1666) as well. C. C. glutamicum was used to prepare plasmid DNA (using standard methods well known in the art) and transforming it into E. coli. glutamicum
Can be transferred to E. coli. This transformation step can be performed using standard methods, but it is convenient to use an Mcr deficient E. coli strain such as NM522 (Gough & Murray (1983), J.
. Mol. Biol. 166: 1-19).

【0163】 実施例14 形質転換された生物における組換え遺伝子産物の発現の評価 形質転換された宿主生物における組換え遺伝子産物の活性は転写レベルおよび
/または翻訳レベルで調べられている。遺伝子の転写レベル(遺伝子産物の翻訳
に利用され得るmRNAの量の指標)を確認するために有用な方法は、ノーザン
ブロット(参考について、例えば、Ausubelら(1988)、Curre
nt Protocols in Molecular Biology、Wi
ley:New Yorkを参照のこと)を行うことである。この場合、目的の
遺伝子に結合するように設計されたプライマーが、(通常的には放射能または化
学発光性の)検出可能な標識で標識されており、その結果、生物の培養物の総R
NAが抽出され、ゲルで泳動され、安定なマトリックスに移され、そしてこのプ
ローブとともにインキュベーションされたときに、プローブの結合および結合量
がこの遺伝子に対するmRNAの存在を示し、そしてまたその量を示す。この情
報により、形質転換された遺伝子の転写の程度が明らかにされる。総細胞RNA
を、Bormann,E.R.(1992)、Mol.Microbiol.6
:317〜326に記載される方法などのいくつかの方法(すべてこの分野では
十分に知られている)によって、細胞、組織または器官から調製することができ
る。
Example 14 Evaluation of Recombinant Gene Product Expression in Transformed Organisms The activity of recombinant gene products in transformed host organisms has been investigated at the transcriptional and / or translational level. A useful method for confirming the transcription level of a gene (an indicator of the amount of mRNA available for translation of a gene product) is a Northern blot (for reference, see, eg, Ausubel et al. (1988), Curre.
nt Protocols in Molecular Biology, Wi
ley: New York). In this case, the primer designed to bind to the gene of interest is labeled with a (usually radioactive or chemiluminescent) detectable label, so that the total R of the organism's culture is
When NA was extracted, run on a gel, transferred to a stable matrix, and incubated with the probe, the binding and amount of probe indicated the presence of and also the amount of mRNA for this gene. This information reveals the extent of transcription of the transformed gene. Total cellular RNA
To Bormann, E .; R. (1992), Mol. Microbiol. 6
: 317-326, all of which are well known in the art, and can be prepared from cells, tissues or organs.

【0164】 このmRNAから翻訳されたタンパク質の存在または相対的な量を評価するた
めに、ウエスタンブロットなどの標準的な技術を用いることができる(例えば、
Ausubelら(1988)、Current Protocols in
Molecular Biology、Wiley:New Yorkを参照の
こと)。この方法では、総細胞タンパク質が抽出され、ゲル電気泳動によって分
離され、ニトロセルロースなどのマトリックスに移され、そして所望するタンパ
ク質に特異的に結合するプローブ(抗体など)とともにインキュベーションされ
る。このようなプローブは、一般に、容易に検出され得る化学発光性の標識また
は比色測定用の標識で標識される。観測された標識の存在および量により、細胞
に存在する所望する変異タンパク質の存在および量が示される。
Standard techniques such as Western blotting can be used to assess the presence or relative amount of protein translated from this mRNA (eg,
Ausubel et al. (1988), Current Protocols in
See Molecular Biology, Wiley: New York). In this method, total cellular proteins are extracted, separated by gel electrophoresis, transferred to a matrix such as nitrocellulose, and incubated with a probe (such as an antibody) that specifically binds to the desired protein. Such probes are generally labeled with a chemiluminescent or colorimetric label that can be easily detected. The presence and amount of label observed indicates the presence and amount of the desired mutant protein present in the cell.

【0165】 実施例15 遺伝子的に改変されたコリネバクテリウム・グルタミクムの増殖 培地および培養条件 遺伝子的に改変されたコリネバクテリウムは合成増殖培地または天然増殖培地
で培養される。コリネバクテリウムに対する多数の異なる増殖培地が十分に知ら
れており、そしてまた容易に利用することができる(Liebら(1989)、
Appl.Microbiol.Biotechnol.、32:205〜21
0;von der Ostenら(1998)、Biotechnology
Letters、11:11〜16;ドイツ国特許DE4,120,867;
Lieb(1992)、「コリネバクテリウム属」、The Procaryo
tes、第II巻、Balows,A.ら編、Springer−Verlag
)。これらの培地は、1つまたは2つ以上の炭素源、窒素源、無機塩、ビタミン
および微量元素からなる。好ましい炭素源は、単糖、二糖または多糖などの糖で
ある。例えば、グルコース、フルクトース、マンノース、ガラクトース、リボー
ス、ソルボース、リブロース、ラクトース、マルトース、スクロース、ラフィノ
ース、デンプンまたはセルロースが非常に良好な炭素源として役に立つ。糖精製
から得られる糖蜜または他の副生成物などの複雑な化合物によって糖を培地に供
給することもまた可能である。種々の炭素源の混合物を供給することもまた好都
合であり得る。他の可能な炭素源はアルコールおよび有機酸であり、例えば、メ
タノール、エタノール、酢酸または乳酸などである。窒素源は、通常、有機また
は無機の窒素化合物、あるいはこれらの化合物を含む物質である。例示的な窒素
源には、アンモニアガスまたはアンモニア塩(NHClまたは(NH
など)、NHOH、硝酸塩、尿素、アミノ酸または複雑な窒素源(コーン
スチープリカー、ダイズ粉、ダイズタンパク質、酵母抽出物、肉抽出物など)が
含まれる。
Example 15 Growth of Genetically Modified Corynebacterium glutamicum Medium and Culture Conditions Genetically modified Corynebacterium is cultured in synthetic or natural growth medium. Many different growth media for Corynebacterium are well known and are also readily available (Lieb et al. (1989),
Appl. Microbiol. Biotechnol. , 32: 205-21
0; von der Osten et al. (1998), Biotechnology.
Letters, 11: 11-16; German Patent DE 4,120,867;
Lieb (1992), "Corynebacterium", The Procaryo.
tes, Volume II, Balows, A .; Et al., Springer-Verlag
). These media consist of one or more carbon sources, nitrogen sources, inorganic salts, vitamins and trace elements. Preferred carbon sources are sugars such as monosaccharides, disaccharides or polysaccharides. For example, glucose, fructose, mannose, galactose, ribose, sorbose, ribulose, lactose, maltose, sucrose, raffinose, starch or cellulose serve as very good carbon sources. It is also possible to supply sugar to the medium with complex compounds such as molasses or other by-products obtained from sugar refining. It may also be convenient to supply a mixture of different carbon sources. Other possible carbon sources are alcohols and organic acids, such as methanol, ethanol, acetic acid or lactic acid. The nitrogen source is usually an organic or inorganic nitrogen compound or a substance containing these compounds. Exemplary nitrogen sources include ammonia gas or ammonia salt (NH 4 Cl or (NH 4 ) 2 S
Etc. O 4), NH 4 OH, nitrates, urea, amino acids or complex nitrogen source (corn steep liquor, soy flour, soy protein, yeast extract, meat extract, etc.).

【0166】 培地に含まれ得る無機塩化合物には、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム
、コバルト、モリブデン、カリウム、マンガン、亜鉛、銅および鉄の塩化物塩、
リン酸塩または硫酸塩が含まれる。キレート化化合物を、金属イオンを溶液中に
保つために培地に加えることができる。特に有用なキレート化化合物には、カテ
コールまたはプロトカテク酸塩のようなジヒドロキシフェノール、あるいはクエ
ン酸などの有機酸が含まれる。ビタミンまたは増殖促進因子などの他の増殖因子
を含有することもまた培地には典型的である。それらの例には、ビオチン、リボ
フラビン、チアミン、葉酸、ニコチン酸、パントテン酸およびピリドキシンが含
まれる。増殖因子および塩は、多くの場合、酵母抽出物、糖蜜およびコーンスチ
ープリカーなどの複雑な培地成分に由来する。これらの培地化合物の正確な組成
は直接的な実験に強く依存し、そしてそれぞれの具体的な場合について個々に決
定される。培地の最適化に関する情報は書籍「Applied Microbi
ol.Physiology,A Practical Approach」(
編者:P.M.Rhodes、P.F.Stanbury、IRL Press
(1997)、53頁〜73頁、ISBN0−19−963577−3)におい
て得ることができる。スタンダード1(Merck)またはBHI(グレインハ
ート滲出物、DIFC)などのような、市販供給者から得られる増殖培地を選択
することもまた可能である。
Inorganic salt compounds that may be included in the medium include calcium, magnesium, sodium, cobalt, molybdenum, potassium, manganese, zinc, copper and iron chloride salts,
Includes phosphates or sulfates. Chelating compounds can be added to the medium to keep the metal ions in solution. Particularly useful chelating compounds include dihydroxyphenols such as catechol or protocatechuate, or organic acids such as citric acid. It is also typical of the medium to contain other growth factors such as vitamins or growth promoting factors. Examples thereof include biotin, riboflavin, thiamine, folic acid, nicotinic acid, pantothenic acid and pyridoxine. Growth factors and salts are often derived from complex media components such as yeast extract, molasses and corn steep liquor. The exact composition of these media compounds depends strongly on direct experimentation and is individually determined for each specific case. For information on optimizing media, read the book "Applied Microbi
ol. Physiology, A Practical Approach "(
Editor: P. M. Rhodes, P. F. Stanbury, IRL Press
(1997), pp. 53-73, ISBN 0-19-963577-3). It is also possible to select a growth medium obtained from a commercial supplier, such as Standard 1 (Merck) or BHI (Grainhart Exudate, DIFC).

【0167】 すべての培地成分は、加熱(1.5barおよび121℃で20分間)または
滅菌ろ過のいずれかで滅菌される。成分は一緒に滅菌することができ、または必
要な場合には別個に滅菌することができる。すべての培地成分を増殖の開始時に
存在させることができ、あるいは必要に応じて連続的または回分式に添加するこ
とができる。
All medium components are sterilized either by heating (20 min at 1.5 bar and 121 ° C.) or sterile filtration. The components can be sterilized together or, if necessary, separately. All media components can be present at the beginning of growth or can be added continuously or batchwise as needed.

【0168】 培養条件は、それぞれの実験について別個に定義される。温度は15℃〜45
℃の範囲にしなければならない。温度は一定に保つことができ、または実験の途
中で変化させることができる。培地のpHは、5〜8.5の範囲(好ましくは約
7)にしなければならず、緩衝剤を培地に加えることによって維持することがで
きる。この目的に対する例示的な緩衝剤には、リン酸カリウム緩衝液が挙げられ
る。MOPS、HEPES、ACESおよびその他などの合成緩衝剤が代わりに
使用され得るか、または同時に使用され得る。NaOHまたはNHOHを増殖
時に添加することによって一定の培養pHを維持することもまた可能である。酵
母抽出物などの複雑な培地成分が利用される場合、多くの複雑な化合物は大きな
緩衝能を有するという事実のために、さらなる緩衝剤の必要性が低下し得る。発
酵装置が微生物を培養するために利用される場合、pHは、ガス状のアンモニア
を使用して制御することもできる。
Culture conditions are defined separately for each experiment. Temperature is 15 ℃ ~ 45
Must be in the range of ° C. The temperature can be kept constant or can be varied during the course of the experiment. The pH of the medium must be in the range 5-8.5 (preferably about 7) and can be maintained by adding a buffer to the medium. Exemplary buffering agents for this purpose include potassium phosphate buffer. Synthetic buffers such as MOPS, HEPES, ACES and others may be used instead or simultaneously. It is also possible to maintain a constant culture pH through the addition of NaOH or NH 4 OH during growth. When complex media components such as yeast extract are utilized, the need for additional buffering agents may be reduced due to the fact that many complex compounds have large buffering capacity. When the fermentor is used to culture microorganisms, the pH can also be controlled using gaseous ammonia.

【0169】 インキュベーション時間は、通常、数時間〜数日間の範囲である。この時間は
、生成物の最大量を培養液中に蓄積させるために選択することができる。開示さ
れた増殖実験を、種々のサイズのマイクロタイタープレート、カラス管、ガラス
フラスコ、あるいはガラス製または金属製の発酵糟などの様々な容器で行うこと
ができる。非常に多くのクローンをスクリーニングする場合、微生物はマイクロ
タイタープレート、ガラス管または振とうフラスコ(バッフル付きまたはバッフ
ルなしのいずれか)で培養されるはずである。好ましくは、100mlの振とう
フラスコが、10%(容量比)の必要な増殖培地が充填されて使用される。フラ
スコは、100rpm〜300rpmの速度範囲を使用して回転式振とう機(振
幅:25mm)で振とうされるはずである。蒸発損失は、湿った雰囲気を維持す
ることによって減らすことができ、あるいは、蒸発損失に対する数学的補正が行
われるはずである。
Incubation times usually range from hours to days. This time can be selected to allow the maximum amount of product to accumulate in the culture. The disclosed growth experiments can be performed in a variety of vessels such as microtiter plates of various sizes, crow tubes, glass flasks, or glass or metal fermenters. When screening a large number of clones, microorganisms should be cultured in microtiter plates, glass tubes or shake flasks (either baffled or unbaffled). Preferably, 100 ml shake flasks are used filled with 10% (volume ratio) of the required growth medium. The flask should be shaken on a rotary shaker (amplitude: 25 mm) using a speed range of 100 rpm to 300 rpm. Evaporation loss can be reduced by maintaining a moist atmosphere, or a mathematical correction for evaporation loss should be made.

【0170】 遺伝子的に改変されたクローンが試験される場合、改変されていないコントロ
ールクローン、またはインサートを全く有しない基本プラスミドを含有するコン
トロールクローンもまた使用されるはずである。培地は、30℃でインキュベー
ションされたCM平板(10g/lのグルコース、2.5g/lのNaCl、2
g/lの尿素、10g/lのポリペプトン、5g/lの酵母抽出物、5g/lの
肉抽出物、22g/lのNaCl、2g/lの尿素、10g/lのポリペプトン
、5g/lの酵母抽出物、5g/lの肉抽出物、22g/lの寒天、2MのNa
OHでpH6.8)などの寒天平板で生育させた細胞を使用して0.5〜1.5
のOD600に接種される。培地の接種は、CM平板からC.glutamic
um細胞の生理食塩水懸濁物を導入するか、またはこの細菌の液体の前培養物を
添加することのいずれかによって行われる。
When genetically modified clones are tested, unmodified control clones or control clones containing the basic plasmid without any inserts should also be used. The medium was CM plates (10 g / l glucose, 2.5 g / l NaCl, 2 g
g / l urea, 10 g / l polypeptone, 5 g / l yeast extract, 5 g / l meat extract, 22 g / l NaCl, 2 g / l urea, 10 g / l polypeptone, 5 g / l Yeast extract, 5 g / l meat extract, 22 g / l agar, 2M Na
0.5-1.5 using cells grown on agar plates such as OH, pH 6.8)
OD 600 of. The medium was inoculated from the CM plate to C. glutamic
This is done either by introducing a saline suspension of um cells or by adding a liquid preculture of this bacterium.

【0171】 実施例16 トランスジェニック生物におけるフィスコミトレラ・パテンス遺伝子の機能の
インビトロ分析 酵素の活性および速度論的パラメーターの測定はこの分野では十分に確立され
ている。任意の所与の変化した酵素の活性を測定する実験は野性型酵素の比活性
に合わせなければならないが、これは当業者の能力の範囲に十分に含まれる。酵
素に関する一般的な概要、ならびに、多くの酵素の活性を測定するための構造、
速度論、原理、方法、応用および例に関する具体的な詳細を、例えば、下記の参
考文献に見出すことができる:Dixon,M.およびWebb,E.C.(1
979)、Enzymes、Longmans;London;Fersht(
1985)、Enzyme Structure and Mechanism
、Freeman:New York;Walsh(1979)、Enzyma
tic Reaction Mechanisms、Freeman:San
Francisco;Price,N.C.、Stevens,L.(1982
)、Fundamentals of Enzymology、Oxford
Univ.Press:Oxford;Boyer,P.D.編(1983)、
The Enzymes、第3版、Academic Press:New Y
ork;Bisswanger,H.(1994)、Enzymkinetik
、第2版、VCH:Weinheim(ISBN3527300325);Be
rgmeyer,H.U.、Bergmeyer,J.、Graβl,M.編(
1983〜1986)、Methods of Enzymatic Anal
ysis、第3版、I巻〜XII巻、Verlag Chemie:Weinh
eim;Ullmann’s Encyclopedia of Indust
rial Chemistry(1987)、A9巻、Enzymes、VCH
:Weinheim、353頁〜362頁。
Example 16 In vitro analysis of the function of the Fiscomitrella patens gene in transgenic organisms The measurement of enzyme activity and kinetic parameters is well established in the art. Experiments measuring the activity of any given altered enzyme must be matched to the specific activity of the wild-type enzyme, which is well within the ability of one of ordinary skill in the art. A general overview of enzymes, as well as structures for measuring the activity of many enzymes,
Specific details regarding kinetics, principles, methods, applications and examples can be found in, for example, the following references: Dixon, M .; And Webb, E .; C. (1
979), Enzymes, Longmans; London; Fersht (
1985), Enzyme Structure and Mechanism.
, Freeman: New York; Walsh (1979), Enzyma.
tic Reaction Mechanisms, Freeman: San
Francesco; Price, N .; C. Stevens, L .; (1982
), Fundamentals of Enzymology, Oxford
Univ. Press: Oxford; Boyer, P.M. D. Hen (1983),
The Enzymes, 3rd Edition, Academic Press: New Y
ork; Bisswanger, H .; (1994), Enzymkinetik.
, Second Edition, VCH: Weinheim (ISBN 3527300325); Be.
rgmeyer, H .; U. Bergmeyer, J .; Graβl, M .; Hen (
1983-1986), Methods of Enzymatic Anal.
ysis, 3rd Edition, Volumes I-XII, Verlag Chemie: Weinh
eim; Ullmann's Encyclopedia of Indust
Rial Chemistry (1987), Volume A9, Enzymes, VCH
: Weinheim, pp. 353-362.

【0172】 DNAに結合するタンパク質の活性は、DNAバンドシフトアッセイ(ゲル遅
延アッセイとも呼ばれる)などのいくつかのよく確立された方法で測定すること
ができる。他の分子の発現に対するそのようなタンパク質の作用を、(Kolm
er,H.(1995)、EMBO J.14:3895〜3904およびそれ
に引用されている参考文献に記載されるアッセイなどの)レポーター遺伝子アッ
セイを使用して測定することができる。レポーター遺伝子試験システムは十分に
知られており、そしてβ−ガラクトシダーゼ、緑色蛍光タンパク質およびその他
などの酵素を使用して原核生物細胞および真核生物細胞の両方において適用する
ために確立されている。
The activity of proteins that bind DNA can be measured by a number of well-established methods, such as the DNA band shift assay (also called gel retardation assay). The effect of such proteins on the expression of other molecules (Kolm
er, H.E. (1995), EMBO J. et al. 14: 3895-1904 and reporter gene assays (such as those described in the references cited therein). Reporter gene test systems are well known and have been established for application in both prokaryotic and eukaryotic cells using enzymes such as β-galactosidase, green fluorescent protein and others.

【0173】 膜輸送タンパク質の活性測定を、Gennis,R.B.(1989)、ポア
、チャンネルおよび輸送体、Biomembranes、Molecular
Structure and Function、Springer:Heid
elberg、85頁〜137頁、199頁〜234頁および270頁〜322
頁に記載される技術などの技術に従って行うことができる。
Measurement of activity of membrane transport proteins was performed according to Gennis, R .; B. (1989), Pores, Channels and Transporters, Biomembranes, Molecular.
Structure and Function, Springer: Heid
elberg, pages 85-137, 199-234 and 270-322.
This can be done according to the techniques such as those described on the page.

【0174】 実施例17 所望する生成物の産生に対する組換えタンパク質の影響の分析 植物、C.glutamicum、菌類、コケ、藻類、繊毛虫類における遺伝
子改変の影響、または所望する化合物(脂肪酸など)の産生に対する影響を、改
変された微生物または植物を好適な条件(上記に記載される条件など)のもとで
生育させ、培地および/または細胞成分を所望する生成物(すなわち、脂質また
は脂肪酸)の増大した産生について分析することによって評価することができる
。そのような分析技術は当業者には十分に知られており、これには、分光法、薄
層クロマトグラフィー、様々な種類の染色法、酵素的方法および微生物学的方法
、ならびに高速液体クロマトグラフィーなどの分析的クロマトグラフィーが含ま
れる(例えば、Ullman、Encyclopedia of Indust
rial Chemistry、A2巻、89頁〜90頁および443頁〜61
3頁、VCH:Weinheim(1985);Fallon,A.ら(198
7)、生化学におけるHPLCの適用、Laboratory Techniq
ues in Biochemistry and Molecular Bi
ology、第17巻;Rehmら(1993)、Biotechnology
、第3巻第III章:生成物の回収および精製、469頁〜714頁、VCH:
Weinheim;Belter,P.A.ら(1988)、Biosepar
ations:downstream processing for bio
technology、John Wiley and Sons;Kenne
dy,J.F.およびCabral,J.M.S.(1992)、Recove
ry processes for biological material
s、John Wiley and Sons;Shaeiwitz,J.A.
およびHenry,J.D.(1988)、生化学的分離、Ulmann’s、
Encyclopedia of Industrial Chemistry
、B3巻第11章、1頁〜27頁、VCH:Weinheim;Dechow,
F.J.(1989)、Separation and purificati
on techniques in biotechnology、Noyes
Publications)。
Example 17 Analysis of Effect of Recombinant Protein on Production of Desired Product Plant, C.I. Glutamicum, fungi, moss, algae, ciliates, or the effect on the production of a desired compound (such as fatty acids), modified microorganisms or plants suitable conditions (such as those described above) Can be evaluated by assaying the medium and / or cellular components for increased production of the desired product (ie, lipid or fatty acid). Such analytical techniques are well known to those skilled in the art and include spectroscopy, thin layer chromatography, various types of staining methods, enzymatic and microbiological methods, and high performance liquid chromatography. Analytical chromatography such as (eg, Ullman, Encyclopedia of lndust.
Rial Chemistry, Volume A2, pages 89-90 and 443-61.
PCH 3, VCH: Weinheim (1985); Fallon, A .; La (198
7), Application of HPLC in biochemistry, Laboratory Technology
ues in Biochemistry and Molecular Bi
Biology, Vol. 17; Rehm et al. (1993), Biotechnology.
Vol. 3, Chapter III: Product Recovery and Purification, pp. 469-714, VCH:
Weinheim; Belter, P .; A. Et al. (1988), Biosepar.
ations: downstream processing for bio
technology, John Wiley and Sons; Kenne
dy, J.D. F. And Cabral, J .; M. S. (1992), Recover
ry processes for biological material
S. John Wiley and Sons; Shaeiwitz, J .; A.
And Henry, J. et al. D. (1988), Biochemical Separation, Ulmann's,
Encyclopedia of Industrial Chemistry
, B3, Chapter 11, pp. 1-27, VCH: Weinheim; Dechow,
F. J. (1989), Separation and purificati
on technologies in biotechnology, Noyes
Publications).

【0175】 上記に述べられた方法に加えて、植物の脂質は、Cahoonら(1999)
、PNAS、96(22):12935〜12940およびBrowseら(1
986)、Analytical Biochemistry、152:141
〜145によって記載されているように植物材料から抽出される。脂質または脂
肪酸の定性的および定量的な分析が下記に記載されている:Christie,
William W.、Advances in Lipid Methodo
logy、Ayr/Scotland:Oily Press(Oily Pr
ess Lipid Library;2);Christie,Willia
m W.、Gas Chromatography and Lipids.A
Practical Guide−Ayr,Scotland:Oily P
ress、1989(再版:1992年)−IX,307S.−(Oily P
ress Lipid Library;1);「Progress in L
ipid Research」、Oxford:Pargamon Press
、1(1952)〜16(1977)u.d.T.:Progress in
the Chemistry of Fats and other Lipi
ds CODEN。
In addition to the methods described above, plant lipids are described by Cahoon et al. (1999).
, PNAS, 96 (22): 12935-12940 and Browse et al. (1
986), Analytical Biochemistry, 152: 141.
~ 145 extracted from plant material. Qualitative and quantitative analyzes of lipids or fatty acids are described below: Christie,
William W. , Advances in Lipid Method
logy, Ayr / Scotland: Oily Press (Oil Pr
ess Lipid Library; 2); Christie, William
m W. , Gas Chromatography and Lipids. A
Practical Guide-Ayr, Scotland: Oily P
ress, 1989 (reprint: 1992) -IX, 307S. -(Oily P
"less Lipid Library; 1);" Progress in L
"ipid Research", Oxford: Pargamon Press
1 (1952) to 16 (1977) u. d. T. : Progress in
the Chemistry of Fats and other Lipi
ds CODEN.

【0176】 発酵の最終生成物を測定することに加えて、所望する化合物の産生に利用され
る代謝経路の他の成分(中間体および副生成物など)を分析して、化合物の全体
的な産生効率を決定することもまた可能である。分析方法には、培地中の栄養物
レベルの測定(例えば、糖、炭化水素、窒素源、リン酸塩および他のイオン)、
バイオマス組成の測定、および生合成経路の共通した代謝物の産生の分析、およ
び発酵時に産生するガスの測定が含まれる。これらの測定に関する標準的な方法
が、Applied Microbial Physiology,A Pra
ctical Approach、P.M.RhodesおよびP.F.Sta
nbury編、IRL Press、103頁〜129頁、131頁〜163頁
および165頁〜192頁(ISBN:0199635773)、そしてそれに
引用されている参考文献に概略されている。
In addition to measuring the end product of fermentation, other components of the metabolic pathway (such as intermediates and byproducts) utilized in the production of the desired compound are analyzed to determine the overall compound It is also possible to determine the production efficiency. Analytical methods include measuring nutrient levels in the medium (eg, sugars, hydrocarbons, nitrogen sources, phosphates and other ions),
Includes measurement of biomass composition and analysis of the production of common metabolites in the biosynthetic pathway, and measurement of gas produced during fermentation. The standard method for these measurements is the Applied Microbiological Physiology, A Pra.
optical Approach, P.C. M. Rhodes and P.M. F. Sta
nbury, IRL Press, pages 103-129, 131-163 and 165-192 (ISBN: 0199635773), and the references cited therein.

【0177】 一例として、脂肪酸の分析が挙げられる(略号:FAME、脂肪酸メチルエス
テル;GC−MS、気液クロマトグラフィー−質量分析;TAG、トリアシルグ
リセロール;TLC、薄層クロマトグラフィー)。
One example is the analysis of fatty acids (abbreviation: FAME, fatty acid methyl ester; GC-MS, gas-liquid chromatography-mass spectrometry; TAG, triacylglycerol; TLC, thin layer chromatography).

【0178】 脂肪酸生成物の存在について曖昧でない証拠を、Christieおよびそれ
における参考文献(1997、Advances in Lipid Meth
odology−Fours編:Christie、Oily Press、D
undee、119〜169;1998、気液クロマトグラフィー−質量分析に
よる方法、Lipids、33:343〜353)によって様々に記載されてい
るような標準的な分析手法(GC、GC−MSまたはTLC)に従って組換え生
物を分析することによって得ることができる。
Unambiguous evidence for the presence of fatty acid products is provided by Christie and references therein (1997, Advances in Lipid Meth).
odology-Fours edition: Christie, Oily Press, D
undee, 119-169; 1998, method by gas-liquid chromatography-mass spectrometry, Lipids, 33: 343-353) according to standard analytical procedures (GC, GC-MS or TLC). It can be obtained by analyzing the recombinant organism.

【0179】 分析される材料は、超音波処理、ガラス摩砕、液体窒素および粉砕によって、
あるいは他の適用可能な方法によって分解することができる。材料は分解後に遠
心分離しなければならない。沈殿物は水(Aqua dest)に再懸濁され、
100℃で10分間加熱され、そして氷で冷却され、そして再び遠心分離され、
その後、2%ジメトキシプロパンを含有するメタノールにおける0.5M硫酸で
90℃において1時間抽出され、これにより、加水分解された油脂化合物に導か
れ、その結果、トランスメチル化された脂質が得られる。これらの脂肪酸メチル
エステルは石油エーテルに抽出され、最終的には、170℃〜240℃の20分
間にわたる温度勾配および240℃で5分間での、キャピラリーカラム(Chr
ompack、WCOT溶融シリカ、CP−Wax−52CB、25m、0.3
2mm)を使用するGC分析に供される。得られる脂肪酸メチルエステルの正体
は、市販供給源(すなわち、Sigma)から入手可能な標準品を使用すること
によって明らかにされるにちがいない。
The material to be analyzed was sonicated, glass milled, liquid nitrogen and milled.
Alternatively, it can be resolved by other applicable methods. The material must be centrifuged after disintegration. The precipitate is resuspended in water (Aqua dest),
Heated at 100 ° C for 10 minutes, cooled with ice, and centrifuged again,
It is then extracted with 0.5M sulfuric acid in methanol containing 2% dimethoxypropane for 1 hour at 90 ° C., which leads to hydrolyzed oil and fat compounds, which results in transmethylated lipids. These fatty acid methyl esters were extracted into petroleum ether and finally into a capillary column (Chr with a temperature gradient of 170 ° C. to 240 ° C. for 20 minutes and 240 ° C. for 5 minutes.
ompack, WCOT fused silica, CP-Wax-52CB, 25m, 0.3
2 mm) and subjected to GC analysis. The identity of the resulting fatty acid methyl ester must be revealed by using standards available from commercial sources (ie Sigma).

【0180】 標準品が得られない脂肪酸の場合、分子的正体を、誘導体化およびその後のG
C−MS分析によって示さなければならない。例えば、三重結合脂肪酸の存在が
、4,4−ジメトキシオキサゾリン−Derivatenによる誘導体化の後(
Christie(1998)、上記を参照のこと)、GC−MSによって示さ
れるにちがいない。
In the case of fatty acids for which no standard is available, the molecular identity is derivatized and then G
Must be shown by C-MS analysis. For example, the presence of triple bond fatty acids may lead to a derivatization with 4,4-dimethoxyoxazoline-Derivaten (
Christie (1998), supra), by GC-MS.

【0181】 実施例18 形質転換された生物からの所望する生成物の精製 植物材料または菌類、コケ、藻類、繊毛虫類またはC.glutamicum
細胞、あるいは上記に記載された培養物の上清からの所望する生成物の回収を、
この分野で十分に知られている様々な方法で行うことができる。所望する生成物
が細胞から分泌されない場合、細胞を低速遠心分離によって培養物から集めるこ
とができ、そして細胞を、機械的な力または超音波処理などの標準的な技術によ
って溶解することができる。植物の器官を他の組織または器官から機械的に分離
することができる。ホモジネーション後、細胞破片が遠心分離によって除かれ、
そして可溶性タンパク質を含有する上清画分が、所望する化合物のさらなる精製
のために保持される。生成物が所望する細胞から分泌される場合、細胞が低速遠
心分離によって培養物から分離され、上清画分がさらなる精製のために保持され
る。
Example 18 Purification of desired product from transformed organisms Plant material or fungi, moss, algae, ciliates or C.I. glutamicum
Recovery of the desired product from the cells, or the supernatant of the culture described above,
It can be done in a variety of ways well known in the art. If the desired product is not secreted from the cells, the cells can be harvested from the culture by low speed centrifugation and the cells lysed by standard techniques such as mechanical force or sonication. Plant organs can be mechanically separated from other tissues or organs. After homogenization, cell debris was removed by centrifugation,
The supernatant fraction containing the soluble protein is then retained for further purification of the desired compound. If the product is secreted from the desired cells, the cells are separated from the culture by low speed centrifugation and the supernatant fraction is retained for further purification.

【0182】 いずれかの精製方法に由来する上清画分は、所望する分子がクロマトグラフィ
ー樹脂に保持され、その一方で、サンプル中の多くの不純物が保持されず、また
は不純物が樹脂により保持され、その一方で、サンプルが保持されない好適な樹
脂を用いたクロマトグラフィーに供される。そのようなクロマトグラフィー工程
は、同じクロマトグラフィー樹脂または異なるクロマトグラフィー樹脂を使用し
て、必要な場合には繰り返すことができる。当業者は、精製される特定の分子に
ついて適切なクロマトグラフィー樹脂の選択およびその最も効果的な適用を十分
に熟知している。精製された生成物はろ過または限外ろ過によって濃縮すること
ができ、そして生成物の安定性が最大化される温度で保存することができる。
The supernatant fraction from either purification method retains the desired molecule on the chromatographic resin, while not retaining many impurities in the sample or retaining impurities by the resin. On the other hand, the sample is subjected to chromatography using a suitable resin that is not retained. Such chromatographic steps can be repeated using the same or different chromatographic resins, if necessary. The person skilled in the art is well aware of the selection of the appropriate chromatography resin for the particular molecule to be purified and its most effective application. The purified product can be concentrated by filtration or ultrafiltration and stored at a temperature at which product stability is maximized.

【0183】 非常に様々な精製方法が当業者には知られており、前記の精製方法は限定であ
ることを意味しない。そのような精製技術は、例えば、Bailey,J.E.
&Ollis,D.F.、Biochemical Engineering
Fundamentals、McGraw−Hill:New York(19
896)に記載されている。
A great variety of purification methods are known to the person skilled in the art and the above purification methods are not meant to be limiting. Such purification techniques are described, for example, in Bailey, J .; E.
& Ollis, D .; F. , Biochemical Engineering
Fundamentals, McGraw-Hill: New York (19
896).

【0184】 単離された化合物の正体および純度は、この分野で標準的な技術によって評価
することができる。このような技術には、高速液体クロマトグラフィー(HPL
C)、分光学的方法、染色法、薄層クロマトグラフィー、NIRS、酵素アッセ
イ、または微生物学的な方法が含まれる。そのような分析方法は下記に総説され
ている:Patekら(1994)、Appl.Environ.Microb
iol.60:133〜140;Malakhovaら(1996)、Biot
ekhnologiya、11:27〜32;Schmidtら(1998)、
Bioprocess Engineer、19:67〜70;Ulmann’
s Encyclopedia of Industrial Chemist
ry(1996)、A27巻、VCH:Weinheim、89頁〜90頁、5
21頁〜540頁、540頁〜547頁、559頁〜566頁、575頁〜58
1頁および581頁〜587頁;Michal,G.(1999)、Bioch
emical Pathways:An Atlas of Biochemi
stry and Molecular Biology、John Wile
y and Sons;Fallon,A.ら(1987)、生化学におけるH
PLCの適用、Laboratory Techniques in Bioc
hemistry and Molecular Biology、第17巻。
The identity and purity of isolated compounds can be evaluated by techniques standard in the art. Such techniques include high performance liquid chromatography (HPL).
C), spectroscopic methods, staining methods, thin layer chromatography, NIRS, enzyme assays, or microbiological methods. Such analytical methods are reviewed below: Patek et al. (1994) Appl. Environ. Microb
iol. 60: 133-140; Malakhova et al. (1996) Biot.
ekhnologya, 11: 27-32; Schmidt et al. (1998),
Bioprocess Engineer, 19: 67-70; Ulmann '.
s Encyclopedia of Industrial Chemist
ry (1996), Volume A27, VCH: Weinheim, pp. 89-90, 5.
21-540 pages, 540-547 pages, 559-566 pages, 575-58 pages
1 and 581-587; Michel, G .; (1999), Bioch
electrical Pathways: An Atlas of Biochemi
story and Molecular Biology, John Wile
y and Sons; Fallon, A .; Et al. (1987), H in Biochemistry
Application of PLC, Laboratory Technologies in Bioc
17 chemistry and Molecular Biology.

【0185】 実施例19 作物植物におけるフィスコミトレラ遺伝子の発現 作物植物においてコケの遺伝子を発現させるために、発現カセットを実施例9
に従って作製しなければならない。過剰発現または同時抑制を得るために、個々
のコード配列(好ましくは最長のオープンリーディングフレーム、より好ましく
は開始コドンおよび停止コドンを含むオープンリーディングフレーム)がセンス
方向またはアンチセンス方向で高等植物に形質転換される。好適な発現ベクター
および形質転換システムについては実施例9〜11を参照のこと。
Example 19 Expression of the Physcomitrella Gene in Crop Plants An expression cassette was provided in Example 9 to express the moss gene in crop plants.
Must be made according to. Individual coding sequences (preferably the longest open reading frame, more preferably the open reading frame containing the start and stop codons) are transformed into higher plants in sense or antisense orientation to obtain overexpression or cosuppression. To be done. See Examples 9-11 for suitable expression vectors and transformation systems.

【0186】 cDNAフラグメントを発現ベクターにクローン化するには2通りの方法があ
る。インサートのクローニング部位は、クローニング目的のために使用すること
ができ、あるいはクローン化するcDNAフラグメントをPCRおよび設計され
たPCRプライマーの使用によって設計することができる。最長のオープンリー
ディングフレームの開始コドンおよび停止コドンは、表1Bに示されているよう
に決定され、そして好適なプライマーを定めるために使用することができる。好
適なオープンリーディングフレームの開始および停止コドンおよびフラグメント
長が表1に所与クローンについて例示されている。
There are two ways to clone a cDNA fragment into an expression vector. The cloning site of the insert can be used for cloning purposes, or the cDNA fragment to be cloned can be designed by PCR and the use of designed PCR primers. The longest open reading frame start and stop codons were determined as shown in Table 1B and can be used to define suitable primers. Suitable open reading frame start and stop codons and fragment lengths are illustrated in Table 1 for a given clone.

【0187】 下記には、このことが、フィスコミトレラ・パテンスに由来するホスファチダ
ートホスファターゼまたは略号PAP(クローンエントリー番号PP00407
2140R)などの表1のコードcDNA配列について例示され得る。これは、
その後、他のcDNA配列に対して類似する方法で適用することができる。PA
PのcDNAクローンは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を使用してクローン
PP004072140Rから増幅される。フォワードプライマーは、cDNA
の5’末端に由来するPAP遺伝子のコード配列を含み、そしてATGコドンの
前の制限部位および翻訳最適化配列、ならびに下記のプライマーなどのPCRプ
ライマーに含まれる18個〜24個のさらなるコード塩基対を含む: 5’−フォワードプライマー:GGTACCAAAATGGGAAACGGA
TACAGTTCCC 3’−リバースプライマー:GGATCCTAAGTTTACAGACATA
GTACGTGT
[0187] Below is shown that this is the phosphatidate phosphatase or the abbreviation PAP (Clone Entry No. PP00407) derived from Physcomitrella patens.
2140R) and the like coding sequence of Table 1. this is,
It can then be applied in a similar manner to other cDNA sequences. PA
A P cDNA clone is amplified from clone PP004072140R using the polymerase chain reaction (PCR). The forward primer is cDNA
Containing the coding sequence for the PAP gene from the 5'end of and containing 18-24 additional coding base pairs included in PCR primers such as the restriction sites and translation optimization sequences before the ATG codon and the primers below. Including: 5'-forward primer: GGTACCAAAATGGGAAACGGA
TACAGTTCCC 3'-reverse primer: GGATCCTAAGTTTACAGACATA
GTACGTGT

【0188】 PCRプライマーは、類似する方法で本発明のすべての他の遺伝子について設
計することができる。制限部位は変化させることができ、特定の遺伝子に基づい
て選ばなければならない。選ばれた制限モチーフが個々の遺伝子のコード領域内
に存在しないことを確実にしなければならない。このことは、小さくなったcD
NAフラグメントまたは短縮型cDNAフラグメントを生じさせない制限酵素に
よる切断をPCR増幅後に可能にするために必要である。代わりの制限部位は、
例えば、pBluescriptSK−(Stratagene)に由来する部
位である。
PCR primers can be designed in a similar fashion for all other genes of the invention. Restriction sites can vary and must be chosen based on the particular gene. It must be ensured that the restriction motif chosen is not within the coding region of the individual gene. This is the smaller cd
It is necessary to allow restriction enzyme digestion after PCR amplification that does not give rise to NA fragments or truncated cDNA fragments. The alternative restriction site is
For example, a site derived from pBluescript SK- (Stratagene).

【0189】 リバースプライマーは、停止コドン前の21ヌクレオチドに対して相補的な配
列、停止コドン自体、および制限クローニング部位を含む。適用可能な場合には
、開始ATGコドンの前のAsp718部位および停止コドンの後のBamHI
部位が、設計されたプライマーの合成およびPCR産物のその後の制御されたク
ローニングのために使用される。所望する場合には、他の配列をPCRプライマ
ーまたはクローニングカセットによって受け継ぐことができる。
The reverse primer contains a sequence complementary to the 21 nucleotides before the stop codon, the stop codon itself, and a restriction cloning site. Where applicable, an Asp718 site before the start ATG codon and BamHI after the stop codon.
The sites are used for the synthesis of designed primers and the subsequent controlled cloning of PCR products. Other sequences can be inherited by PCR primers or cloning cassettes if desired.

【0190】 フォワードプライマーおよびリバースプライマーを使用するPCRの後、得ら
れたフラグメントを、Asp718/BamHIで消化されたpBSSK(St
ratagene、CA、米国)にクローン化する。誤りがPCR反応によって
導入されていないことを保証するために、クローン化された遺伝子のヌクレオチ
ド配列が確認される。
After PCR using forward and reverse primers, the resulting fragment was digested with Asp718 / BamHI digested pBSSK (St
ratagene, CA, USA). The nucleotide sequence of the cloned gene is confirmed to ensure that no errors were introduced by the PCR reaction.

【0191】 クローン化された配列を含むプラスミドはAsp718/BamHIで消化さ
れる。cDNA配列を含む得られたフラグメントをアガロースゲルから溶出して
、Asp718/BamHIで消化されたベクターに連結する。cDNA配列を
ベクターに含む得られたプラスミドをアグロバクテリウムに形質転換する(実施
例9を参照のこと)。このアグロバクテリウムは、アラビドプシス・タリアナ、
アブラナまたは亜麻の植物を形質転換するために使用される。
The plasmid containing the cloned sequence is digested with Asp718 / BamHI. The resulting fragment containing the cDNA sequence is eluted from the agarose gel and ligated into the Asp718 / BamHI digested vector. The resulting plasmid containing the cDNA sequence in the vector is transformed into Agrobacterium (see Example 9). This Agrobacterium is Arabidopsis thaliana,
Used to transform oilseed rape or flax plants.

【0192】 ホスファチダートホスファターゼ(EC3.1.3.4)は、ホスファチダー
トの加水分解を触媒して、sn−1,2−ジアシルグリセロールおよび無機リン
酸を生じさせる。これは、トリアシルグリセロール(TAG)が生成する際の重
要な段階である。sn−1,2−ジアシルグリセロール(DAG)はジアシルグ
リセロールアシルトランスフェラーゼによってsn−3位がアシル化され、最終
的にはTAGが生成する。
Phosphatidate phosphatase (EC 3.1.3.4) catalyzes the hydrolysis of phosphatidates to give sn-1,2-diacylglycerol and inorganic phosphate. This is an important step in the production of triacylglycerol (TAG). Sn-1,2-diacylglycerol (DAG) is acylated at the sn-3 position by diacylglycerol acyltransferase, and finally TAG is produced.

【0193】 様々な方法を使用して、植物材料からこの酵素活性を測定することができる。
植物に由来するホスファチダートホスファターゼ(PAP)の特徴づけを、本発
明の記載に従ってトリグリセリドおよびオイルの総脂肪アシル組成を改変するた
めに使用することができる。高等植物における脂質含有量を改変するために、そ
して植物の発達プロセスおよび生理学(例えば、ストレス耐性)を変化させるた
めに、フィスコミトレラ・パテンス由来のPAPが、アラビドプシス・タリアナ
、アブラナ、亜麻または他の作物植物、特に、実施例9〜11に記載される植物
において発現させられる。酵素アッセイを使用して、コントロール植物、ならび
にセンス構築物およびアンチセンス構築物で形質転換された植物の様々な組織に
おけるPAP活性が測定される。葉の脂質が、そのグリセロ脂質の組成について
、Iatroscan装置(Iatron laboratories、東京、
日本)を使用するFID検出を伴うガスクロマトグラフィー、薄層クロマトグラ
フィー(TLC)で分析される。コントロール植物およびトランスジェニック植
物の種子の脂質が、ジアシルグリセロール、トリアシルグリセロールまたはリン
脂質のレベルにおける変化について調べられる。この目的のために、成熟した種
子から蒸留されたオイルが膵臓リパーゼによる消化に供される。膵臓リパーゼ(
Thompson W.、MacDonald G.、European Jo
urnal of Biochemistry、65(1):107〜11、1
976)は、sn−1位およびsn−3位から脂肪酸を切断するが、sn−2位
からは切断しない。従って、得られたモノグリセリドにおける脂肪酸は、sn−
2位における脂肪酸であると考えられる。消化生成物はTLCプレートでクロマ
トグラフィー分離される。その後、クロマトグラフィー分離された生成物は溶出
され、脂肪酸メチルエステルとして分析される。さらに、PAP酵素の活性は、
クロロホルム可溶性[32P]PAからの水溶性32の放出に従うことによ
って測定される(Carman GMおよびLin YP(1991)、Met
hods Enzymol.197、548〜553)。反応混合物は、100
μlの総容量において、50mMのTrisマレイン酸塩緩衝液(pH6.5)
、0.1mMのPA、1mMのトリトンX−100、2mMのNaEDTA、
10mMの2−メルカプトエタノールおよび酵素を含む。酵素アッセイは30℃
で30分間行われる。
Various methods can be used to measure this enzymatic activity from plant material.
Characterization of plant-derived phosphatidate phosphatase (PAP) can be used to modify the total fatty acyl composition of triglycerides and oils according to the description of the present invention. In order to modify the lipid content in higher plants and to alter the developmental processes and physiology of plants (eg stress tolerance), PAP from Fiscomitella patens has been identified as Arabidopsis thaliana, oilseed rape, flax or other. Of the above crop plants, in particular the plants described in Examples 9-11. Enzymatic assays are used to measure PAP activity in various tissues of control plants and plants transformed with sense and antisense constructs. Leaf lipids can be analyzed by the Iatroscan device (Iatron laboratories, Tokyo,
Gas chromatography with FID detection (Japan), thin layer chromatography (TLC). The seed lipids of control and transgenic plants are examined for changes in diacylglycerol, triacylglycerol or phospholipid levels. For this purpose, oil distilled from mature seeds is subjected to digestion with pancreatic lipase. Pancreatic lipase (
Thompson W. , MacDonald G .; , European Jo
urnal of Biochemistry, 65 (1): 107-11, 1
976) cleaves fatty acids from the sn-1 and sn-3 positions, but not from the sn-2 position. Therefore, the fatty acid in the obtained monoglyceride is sn-
It is considered to be a fatty acid at the 2nd position. The digested products are chromatographed on TLC plates. The chromatographically separated products are then eluted and analyzed as fatty acid methyl esters. Furthermore, the activity of the PAP enzyme is
Measured by following the release of water-soluble 32 P i from chloroform-soluble [ 32 P] PA (Carman GM and Lin YP (1991), Met.
hods Enzymol. 197, 548-553). The reaction mixture is 100
50 mM Tris maleate buffer, pH 6.5 in a total volume of μl
, 0.1 mM PA, 1 mM Triton X-100, 2 mM Na 2 EDTA,
Contains 10 mM 2-mercaptoethanol and enzyme. Enzyme assay is 30 ℃
For 30 minutes.

【0194】 (均等論) 当業者は、日常的にすぎない実験を使用して、本明細書中に記載された本発明
の特定の実施形態に対する多くの均等物を認識するか、またはそのような均等物
を確認することができる。そのような均等物は、添付された請求項によって包含
されるものとする。
Equivalence The artisan will recognize, using no more than routine experimentation, many equivalents to the specific embodiments of the invention described herein, or as such. You can check the equivalent. Such equivalents are intended to be covered by the appended claims.

【0195】[0195]

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

表1 A:脂質代謝に関与するタンパク質および酵素、ならびに対応する部分核酸分
子のアクセション/エントリー番号。 B:脂質代謝に関与するタンパク質および酵素、ならびに対応する部分核酸ク
ローンに対する最長核酸クローンのクローンエントリー番号、ならびに対応する
部分核酸クローンを有しないさらなる最長クローンのクローンエントリー番号。
さらに、最長核酸クローンの総塩基対数ならびにオープンリーディングフレーム
および停止コドンの開始位置が示される。 付表A:脂質代謝関連タンパク質(LMRP)をコードする核酸配列。 付表B:LMRPポリペプチド配列。
Table 1A: Accessions / entry numbers of proteins and enzymes involved in lipid metabolism and corresponding partial nucleic acid molecules. B: Proteins and enzymes involved in lipid metabolism, the clone entry number of the longest nucleic acid clone to the corresponding partial nucleic acid clone, and the clone entry number of the additional longest clone having no corresponding partial nucleic acid clone.
In addition, the total base pair number of the longest nucleic acid clone and the start positions of the open reading frame and stop codon are shown. Appendix A: Nucleic acid sequences encoding lipid metabolism related proteins (LMRPs). Appendix B: LMRP Polypeptide Sequence.

───────────────────────────────────────────────────── 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) C07K 14/415 C07K 16/14 16/14 16/16 16/16 C12N 1/15 C12N 1/15 1/19 1/19 1/21 1/21 C12P 7/64 15/02 C12R 1:13 C12P 7/64 1:15 //(C12N 1/21 1:91 C12R 1:13) C12N 15/00 ZNAA (C12N 1/21 C C12R 1:15) (C12N 1/21 C12R 1:91) (C12P 7/64 C12R 1:13) (C12P 7/64 C12R 1:15) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE, GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK, MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN, YU,ZA,ZW (72)発明者 エールハルト,トーマス ドイツ、67346、シュパイァ、マウルブロ ナー、ホーフ、49 (72)発明者 ラインドル,アンドレアス ドイツ、67134、ビルケンハイデ、アルベ ルティネ−シェラー−シュトラーセ、21 (72)発明者 チルプス,ペトラ ドイツ、68163、マンハイム、ラントタイ ルシュトラーセ、12 (72)発明者 ビショフ,フリードリヒ ドイツ、68163、マンハイム、アイヒェル スハイマー、シュトラーセ、6 (72)発明者 フランク,マルクス ドイツ、67061、ルートヴィッヒスハーフ ェン、ゲオルク−ヘルヴェグ−シュトラー セ、14 (72)発明者 フロイント,アネテ ドイツ、67117、リムブルガーホーフ、レ ーマーヴェーク、17ツェー (72)発明者 ドゥヴェニッヒ,エルケ ドイツ、79102、フライブルク、シュテル ンヴァルトシュトラーセ、7 (72)発明者 シュミット,ラルフ−ミヒャエル ドイツ、67489、キルヴァイラー、アム、 シュロスガルテン、9デー (72)発明者 レスキ,ラルフ ドイツ、79254、オベリート、アム、オス ターバッハ、26 Fターム(参考) 2B030 AA07 AD08 CA06 CA17 CA19 CB03 CD03 CD07 CD09 4B024 AA03 AA05 BA80 CA04 DA01 DA06 DA11 EA01 EA04 GA11 GA14 HA11 4B064 AD88 AD90 AF27 CC03 CD06 CD09 DA10 DA20 4B065 AA01X AA22X AA24X AA57X AA83X AA88X AA89Y AB01 BA02 BA03 BA23 CA13 CA23 CA24 4H045 AA10 AA20 BA09 BA54 CA30 DA89 EA01 EA20 FA73 FA74─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) C07K 14/415 C07K 16/14 16/14 16/16 16/16 C12N 1/15 C12N 1/15 1 / 19 1/19 1/21 1/21 C12P 7/64 15/02 C12R 1:13 C12P 7/64 1:15 // (C12N 1/21 1:91 C12R 1:13) C12N 15/00 ZNAA (C12N 1/21 C C12R 1:15) (C12N 1/21 C12R 1:91) (C12P 7/64 C12R 1:13) (C12P 7/64 C12R 1:15) (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE, TR), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, D, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ , TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ. , 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, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM , TR, TT, TZ, UA, UG, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Ale Hull T. Thomas Germany, 67346, Speyer, Maulbronner, Hof, 49 (72) Inventor Rheindle, Andreas Germany, 67134, Birkenheide, Albertine-Scheller-Strasse, 21 (72) Inventor Chirps, Petra Germany, 68163 , Mannheim, Landtyrstraße, 12 (72) Inventor Bischof, Friedrich Germany, 68163, Mannheim, Eichelsheimer, Strasse, 6 (72) Inventor Frank, Marx Germany, 67061, LudwigsHalfen, Georg-Helweg- Strasse, 14 (72) Inventor Freund, Anete Germany, 67117, Rimburger Hof, Rämerweg, 17 Tse (72) Inventor Duvenich, Erke Germany, 79102, Freiburg, Sternwaldstraße, 7 (72) Inventor Schmidt, Ralph Michael Germany, 67489, Kirweiler, Am, Schlossgarten, 9th (72) Inventor Leschi, Ralph Germany, 79254, Oberito, Am, Osterbach, 26 F term (reference) 2B030 AA07 AD08 CA06 CA17 CA19 CB03 CD03 CD07 CD09 4B024 AA03 AA05 BA80 CA04 DA01 DA06 DA11 EA01 EA04 GA11 GA14 HA11 4B064 AD88 AD90 AF27 CC03 CD06 CD09 DA10 DA20 4B065 AA01X AA22X AA24X AA57X AA83X AA88X AA89YA74 FA20 CA74 CA20 CA07 CA20 CA23 CA24 CA10 CA23 CA24 CA10 CA23 CA24 CA24 CA10 CA24 CA24 CA10

Claims (53)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コケに由来し、脂質代謝関連タンパク質(LMRP)をコー
ドする単離された核酸分子またはその一部分。
1. An isolated nucleic acid molecule derived from moss and encoding a lipid metabolism-related protein (LMRP) or a portion thereof.
【請求項2】 コケがフィスコミトレラ・パテンス(Physcomitr
ella patens)またはセラトドン・プルプレウス(Ceratodo
n purpureus)から選択される単離された核酸分子。
2. Moss is Physcomitr (Physcomitr)
ella patterns or Ceratodon purpleus (Ceratodo)
N. purpureus) isolated nucleic acid molecule.
【請求項3】 前記核酸分子が、ファインケミカルの産生に関与するLMR
Pタンパク質をコードする、請求項1または2に記載の単離された核酸分子。
3. The LMR in which the nucleic acid molecule is involved in the production of fine chemicals
3. The isolated nucleic acid molecule of claim 1 or 2 which encodes a P protein.
【請求項4】 前記核酸分子が、脂肪酸または脂質の産生に関与するLMR
Pタンパク質をコードする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の単離された核
酸分子。
4. The LMR in which the nucleic acid molecule is involved in the production of fatty acids or lipids
An isolated nucleic acid molecule according to any one of claims 1 to 3, which encodes a P protein.
【請求項5】 前記核酸分子が、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸または多不飽和
脂肪酸の産生に関与するLMRPタンパク質をコードする、請求項1〜4のいず
れか1項に記載の単離された核酸分子。
5. The isolated nucleic acid of any one of claims 1-4, wherein the nucleic acid molecule encodes a LMRP protein involved in the production of saturated, unsaturated or polyunsaturated fatty acids. molecule.
【請求項6】 前記核酸分子が、膜貫通輸送を助けるLMRPタンパク質を
コードする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の単離された核酸分子。
6. The isolated nucleic acid molecule of any one of claims 1-5, wherein the nucleic acid molecule encodes a LMRP protein that facilitates transmembrane transport.
【請求項7】 コケに由来し、付表Aに示される配列からなる群から選択さ
れる単離された核酸分子またはその一部分。
7. An isolated nucleic acid molecule derived from moss and selected from the group consisting of the sequences shown in Appendix A or a portion thereof.
【請求項8】 付表Bに示される配列からなる群から選択されるポリペプチ
ド配列をコードする単離された核酸分子。
8. An isolated nucleic acid molecule encoding a polypeptide sequence selected from the group consisting of the sequences set forth in Appendix B.
【請求項9】 付表Bに示される配列からなるアミノ酸配列の群から選択さ
れるポリペプチドの天然に存在する対立遺伝子変異体をコードする単離された核
酸分子。
9. An isolated nucleic acid molecule encoding a naturally occurring allelic variant of a polypeptide selected from the group of amino acid sequences consisting of the sequences shown in Appendix B.
【請求項10】 付表Aに示される配列からなる群から選択されるヌクレオ
チド配列に対する相同性が少なくとも50%であるヌクレオチド配列を含む単離
された核酸分子またはその一部分。
10. An isolated nucleic acid molecule or a portion thereof that comprises a nucleotide sequence that has at least 50% homology to a nucleotide sequence selected from the group consisting of the sequences set forth in Appendix A.
【請求項11】 付表Aに示される配列からなる群から選択されるヌクレオ
チド配列を含む核酸の少なくとも15ヌクレオチドのフラグメントを含む単離さ
れた核酸分子。
11. An isolated nucleic acid molecule comprising a fragment of at least 15 nucleotides of a nucleic acid comprising a nucleotide sequence selected from the group consisting of the sequences set forth in Appendix A.
【請求項12】 ストリンジェントな条件のもとで請求項1〜11のいずれ
か1項に記載された核酸分子にハイブリダイゼーションする単離された核酸分子
12. An isolated nucleic acid molecule that hybridizes under stringent conditions to the nucleic acid molecule of any one of claims 1-11.
【請求項13】 請求項1〜12のいずれか1項に記載された核酸分子また
はその一部分と、異種のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列とを含む単
離された核酸分子。
13. An isolated nucleic acid molecule comprising the nucleic acid molecule of any one of claims 1-12 or a portion thereof and a nucleotide sequence encoding a heterologous polypeptide.
【請求項14】 請求項1〜13のいずれか1項に記載された核酸分子を含
むベクター。
14. A vector comprising the nucleic acid molecule according to any one of claims 1 to 13.
【請求項15】 発現ベクターである、請求項14に記載のベクター。15. The vector according to claim 14, which is an expression vector. 【請求項16】 請求項15に記載された発現ベクターで形質転換された宿
主細胞。
16. A host cell transformed with the expression vector according to claim 15.
【請求項17】 微生物である、請求項16に記載の宿主細胞。17. The host cell according to claim 16, which is a microorganism. 【請求項18】 蘚類属または藻類属に属する、請求項16に記載の宿主細
胞。
18. The host cell according to claim 16, which belongs to the genus Moss or the genus Algae.
【請求項19】 植物細胞である、請求項16に記載の宿主細胞。19. The host cell according to claim 16, which is a plant cell. 【請求項20】 前記核酸分子が発現することにより、前記細胞からのファ
インケミカルの産生が調節される、請求項16〜19のいずれか1項に記載の宿
主細胞。
20. The host cell according to claim 16, wherein the expression of the nucleic acid molecule regulates the production of fine chemicals from the cell.
【請求項21】 前記核酸分子が発現することにより、前記細胞からの脂肪
酸または脂質の産生が調節される、請求項16〜19のいずれか1項に記載の宿
主細胞。
21. The host cell of any one of claims 16-19, wherein expression of the nucleic acid molecule regulates fatty acid or lipid production from the cell.
【請求項22】 前記核酸分子が発現することにより、前記細胞からの多不
飽和脂肪酸の産生が調節される、請求項16〜19のいずれか1項に記載の宿主
細胞。
22. The host cell of any one of claims 16-19, wherein expression of the nucleic acid molecule regulates polyunsaturated fatty acid production from the cell.
【請求項23】 前記多不飽和脂肪酸がアラキドン酸またはエイコサペンタ
エン酸である、請求項16〜19のいずれか1項に記載の宿主細胞。
23. The host cell of any one of claims 16-19, wherein the polyunsaturated fatty acid is arachidonic acid or eicosapentaenoic acid.
【請求項24】 請求項16〜23のいずれか1項に記載された宿主細胞に
由来する子孫、種子または繁殖可能な細胞体。
24. Progeny, seed or fertile cell body derived from the host cell according to any one of claims 16 to 23.
【請求項25】 請求項16〜19のいずれか1項に記載された宿主細胞を
適切な培養培地において培養し、これによりポリペプチドを産生させるポリペプ
チドの製造方法。
25. A method for producing a polypeptide, which comprises culturing the host cell according to any one of claims 16 to 19 in an appropriate culture medium to thereby produce the polypeptide.
【請求項26】 蘚類または藻類に由来する単離されたLMRPポリペプチ
ドまたはその一部分。
26. An isolated LMRP polypeptide or portion thereof derived from moss or algae.
【請求項27】 微生物または菌類に由来する単離されたLMRPポリペプ
チドまたはその一部分。
27. An isolated LMRP polypeptide or portion thereof derived from a microorganism or fungus.
【請求項28】 植物に由来する単離されたLMRPポリペプチドまたはそ
の一部分。
28. An isolated LMRP polypeptide derived from a plant or a portion thereof.
【請求項29】 前記ポリペプチドがファインケミカルの産生に関与してい
る、請求項26〜28のいずれか1項に記載のポリペプチド。
29. The polypeptide according to any one of claims 26 to 28, wherein the polypeptide is involved in production of fine chemicals.
【請求項30】 前記ポリペプチドが、膜貫通輸送を助けることに関与して
いる、請求項26〜28のいずれか1項に記載のポリペプチド。
30. The polypeptide of any one of claims 26-28, wherein the polypeptide is involved in facilitating transmembrane transport.
【請求項31】 付表Bに示される配列からなる群から選択されるアミノ酸
配列を含む単離されたポリペプチド。
31. An isolated polypeptide comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of the sequences shown in Appendix B.
【請求項32】 付表Bに示される配列からなる群から選択されるアミノ酸
配列を含むポリペプチドの天然に存在する対立遺伝子変異体を含む単離されたポ
リペプチドまたはその一部分。
32. An isolated polypeptide comprising a naturally occurring allelic variant of a polypeptide comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of the sequences set forth in Appendix B, or a portion thereof.
【請求項33】 異種のアミノ酸配列をさらに含む、請求項26〜32のい
ずれかに記載の単離されたポリペプチド。
33. The isolated polypeptide of any of claims 26-32, further comprising a heterologous amino acid sequence.
【請求項34】 付表Aに示される配列からなる群から選択される核酸に対
する相同性が少なくとも50%であるヌクレオチド配列を含む核酸分子によって
コードされる単離されたポリペプチド。
34. An isolated polypeptide encoded by a nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence having at least 50% homology to a nucleic acid selected from the group consisting of the sequences set forth in Appendix A.
【請求項35】 付表Bに示される配列からなる群から選択されるアミノ酸
配列に対する相同性が少なくとも50%であるアミノ酸配列を含む単離されたポ
リペプチド。
35. An isolated polypeptide comprising an amino acid sequence that is at least 50% homologous to an amino acid sequence selected from the group consisting of the sequences set forth in Appendix B.
【請求項36】 請求項26〜35のいずれか1項に記載されたLMRPポ
リペプチドまたはその一部分に対して特異的に結合する抗体。
36. An antibody that specifically binds to the LMRP polypeptide of any one of claims 26-35 or a portion thereof.
【請求項37】 脂肪酸または脂質の合成に関与する他の核酸分子の同定お
よび/またはクローニングを行うか、あるいは他の細胞種または他の生物におけ
る膜輸送の支援に関与するためのプローブまたはプライマーとして使用される請
求項1〜12のいずれか1項に記載された核酸分子、その一部分および/または
相補体を含む試験キット。
37. As a probe or primer for identifying and / or cloning other nucleic acid molecules involved in the synthesis of fatty acids or lipids, or for participating in assisting membrane trafficking in other cell types or other organisms. A test kit comprising the nucleic acid molecule according to any one of claims 1 to 12 to be used, a part and / or a complement thereof.
【請求項38】 他の細胞種または生物における他のLMRP分子またはそ
のフラグメントを同定および/または精製するための、請求項36に記載された
LMRP抗体を含む試験キット。
38. A test kit comprising the LMRP antibody of claim 36 for identifying and / or purifying other LMRP molecules or fragments thereof in other cell types or organisms.
【請求項39】 請求項14または15に記載されたベクターを含有する細
胞を、ファインケミカルが産生されるように培養することを含む、ファインケミ
カルの製造方法。
39. A method for producing a fine chemical, which comprises culturing cells containing the vector according to claim 14 or 15 so that the fine chemical is produced.
【請求項40】 前記培養物から前記ファインケミカルを回収する工程をさ
らに含む、請求項39に記載の方法。
40. The method of claim 39, further comprising recovering the fine chemical from the culture.
【請求項41】 請求項14または15に記載されたベクターで前記細胞を
形質転換して、前記ベクターを含有する細胞を得る工程をさらに含む、請求項3
9または40に記載の方法。
41. The method further comprising the step of transforming the cell with the vector according to claim 14 or 15 to obtain a cell containing the vector.
The method according to 9 or 40.
【請求項42】 前記細胞が微生物である、請求項39〜41のいずれか1
項に記載の方法。
42. The method according to claim 39, wherein the cells are microorganisms.
The method described in the section.
【請求項43】 前記細胞がコリネバクテリウム(Corynebacte
rium)属またはブレビバクテリウム(Brevibacterium)属に
属する、請求項39〜41のいずれか1項に記載の方法。
43. The cells are Corynebacte.
42. The method according to any one of claims 39 to 41, which belongs to the genus Rium or the genus Brevibacterium.
【請求項44】 前記細胞が蘚類属または藻類属に属する、請求項39〜4
1のいずれか1項に記載の方法。
44. The method according to claim 39, wherein the cell belongs to the genus Moss or the genus Algae.
The method according to any one of 1.
【請求項45】 前記細胞が植物細胞である、請求項39〜41のいずれか
1項に記載の方法。
45. The method according to any one of claims 39 to 41, wherein the cells are plant cells.
【請求項46】 前記核酸分子が前記ベクターから発現することにより、前
記ファインケミカルの産生が調節される、請求項39〜45のいずれか1項に記
載の方法。
46. The method according to any one of claims 39 to 45, wherein expression of the nucleic acid molecule from the vector regulates production of the fine chemical.
【請求項47】 前記ファインケミカルが、脂質、飽和脂肪酸および不飽和
脂肪酸からなる群から選択される、請求項46に記載の方法。
47. The method of claim 46, wherein the fine chemical is selected from the group consisting of lipids, saturated fatty acids and unsaturated fatty acids.
【請求項48】 前記ファインケミカルが多不飽和脂肪酸である、請求項4
6に記載の方法。
48. The fine chemicals are polyunsaturated fatty acids.
The method according to 6.
【請求項49】 前記アミノ酸が、アラキドン酸またはエイコサペンタエン
酸からなる群から得られる、請求項48に記載の方法。
49. The method of claim 48, wherein the amino acid is obtained from the group consisting of arachidonic acid or eicosapentaenoic acid.
【請求項50】 請求項1〜13のいずれか1項に記載された核酸分子を含
有することによってそのゲノムDNAが変化している細胞を培養するファインケ
ミカルの製造方法。
50. A method for producing a fine chemical, which comprises culturing a cell which contains the nucleic acid molecule according to any one of claims 1 to 13 and whose genomic DNA is changed.
【請求項51】 請求項26〜35のいずれか1項に記載されたポリペプチ
ドを含有することによってその膜が変化している細胞を培養することを含む、請
求項50に記載の方法。
51. The method of claim 50, comprising culturing cells whose membranes are altered by containing the polypeptide of any one of claims 26-35.
【請求項52】 請求項39〜51のいずれか1項に記載された方法によっ
て製造されるファインケミカル。
52. A fine chemical produced by the method according to any one of claims 39 to 51.
【請求項53】 別のファインケミカルを製造するための、請求項52に記
載されたファインケミカルまたは請求項26〜35のいずれか1項に記載された
ポリペプチドの使用法。
53. Use of the fine chemical according to claim 52 or the polypeptide according to any one of claims 26 to 35 for the production of another fine chemical.
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