JP2004329143A - Cyclic nucleotide derived from mold of genus aspergillus, method for producing self-cloning strain of mold of genus aspergillus and self-cloning strain - Google Patents

Cyclic nucleotide derived from mold of genus aspergillus, method for producing self-cloning strain of mold of genus aspergillus and self-cloning strain Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently producing a self-cloning strain of a mold of the genus Aspergillus, a cyclic nucleotide to be used in the method and a self-cloning strain of a mold of the genus Aspergillus. <P>SOLUTION: The cyclic nucleotide contains a marker gene derived from a mold (A) of the genus Aspergillus and selected from niaD, argB, sC, ptrA, pyrG, amdS, aureobasidin resistance gene, benomyl resistance gene and hygromycin resistance gene and the objective gene expression cassette derived from the mold (A) of the genus Aspergillus. The invention further provides a method for producing a self-cloning strain by the transformation of the mold (A) of the genus Aspergillus with the cyclic nucleotide. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術的分野】
本発明は、アスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株の作製に用いられる環状ヌクレオチド、この環状ヌクレオチドを用いてアスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株を製造する方法、及びこの方法により得られるセルフクローニング株に関する。
【0002】
【従来の技術】
アスペルギルス属糸状菌は、種々の酵素源、種々の2次代謝産物源として世界中の産業で利用されている。特に麹菌の代表的な菌種であるアスペルギルスオリザ(Aspergillus oryzae)は我が国の代表的な食品微生物であり、長年の間清酒、醤油、味噌、味醂、焼酎などの醸造産業で利用されてきた。
【0003】
アスペルギルスオリザは、高いタンパク質生産能と醸造微生物としての安全性とから、異種タンパク質生産の宿主として注目されている。また、遺伝子組み換えを行うことにより、効率よく、各種タンパク質などの生産量が数百倍となった菌種を得ることができる。
【0004】
近年では、麹菌アスペルギルスオリザが有する優れた蛋白質分泌生産能を利用して、遺伝子組み換え麹菌を用いて工業用酵素剤が生産されている(非特許文献1、特許文献1)。麹菌の形質転換方法としては、硝酸還元酵素遺伝子のniaDを利用した方法が確立されている(非特許文献2)。また、本発明者らは、宿主としてアスペルギルスオリザを用いた異種タンパク質の生産においては、アスペルギルス属の他の種のような近縁の種由来の遺伝子を用いることにより一層高い生産量が得られること、及び、特にアスペルギルスオリザ由来の遺伝子をアスペルギルスオリザの高発現プロモーターの制御下で発現させた場合に非常に大量のタンパク質が生産されることを報告している(特許文献2)。
【0005】
しかし、効率よく遺伝子組み換えを行うために、通常大腸菌ベクター/宿主としての大腸菌の系が用いられることから、これらの方法により得られる組み換え体は、大腸菌ベクターや大腸菌由来のマーカー遺伝子などの異種生物由来の配列を含む。麹菌アスペルギルスオリザは食品産業に利用されることが多いところ、我が国では食品への遺伝子組み換え体の利用は依然として多くの消費者から敬遠されている。
【0006】
このため、麹菌の育種は、主に、旧来の変異剤や紫外線を用いた変異法で行われている。変異法は、目的とするタンパク質を高発現する菌種を得る方法として非常に効率が悪い。また、タンパク質生産量も数倍程度にしか向上しない。
【0007】
そこで、目的とするタンパク質を高発現し、かつ麹菌アスペルギルスオリザ由来のDNAのみ含む遺伝子組み換え体を実用化するためには、育種法は遺伝子組み換えであるが、得られた形質転換体は麹菌由来のDNAしか含まないセルフクローニング株又はナチュラルオカレンスの株であることが望ましい。セルフクローニングとは、宿主、ベクター及び挿入DNAが全て同一種に属する場合を指す。またナチュラルオカレンスの株とは、組み換え体と同等の遺伝子構成を有する生細胞が自然界に存在するものを指す(http://www.mhlw.go.jp/topics/idenshi/anzen/tuuchi2.html)。
【0008】
セルフクローニング株は、大腸菌由来のベクター遺伝子や抗生物質耐性遺伝子、その他の異種生物由来の蛋白質や低分子化合物を含まない点で、旧来の変異剤や紫外線を用いた変異法で得られる株と変わりがない。また、その酵素生産量は、遺伝子組み換え体の生産量と同等で、変異法では得られないほど高い生産量となる。
【0009】
このようなセルフクローニング微生物としては出芽酵母や乳酸菌での育種例が知られている。これらは遺伝子組み換え体を構築後、感受性遺伝子を利用して不要な異種遺伝子のみを染色体からループアウトさせて除去する手法で作製されている(非特許文献3)。
【0010】
しかし、麹菌アスペルギルスオリザを含むアスペルギルス属糸状菌では、全ての株に有効なセルフクローニング株の育種方法は報告されていない。このようなセルフクローニング技術を麹菌アスペルギルスオリザあるいは工業用に利用される他のアスペルギルス属糸状菌向けに開発できれば、食品産業に適用することができる。
【0011】
【特許文献1】
特開昭62−272988号公報
【0012】
【特許文献2】
特開平11−154271
【0013】
【非特許文献1】
Biotechnology, vol6, p1419 (1988)
【0014】
【非特許文献2】
Mol.Gen.Genet.,vol218,p99−104(1989)
【0015】
【非特許文献3】
Yeast, vol15,p1−10, (1999)
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、アスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株の効率的な生産方法、この方法に使用する環状ヌクレオチド、及び、アスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株を提供することを主目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明者は研究を重ね、以下の知見を得た。
▲1▼ niaD、argB、sC、ptrA、pyrG、amdS、オーレオバシジン耐性遺伝子、ベノミル耐性遺伝子及びハイグロマイシン耐性遺伝子からなる群より選ばれるアスペルギルス属糸状菌(A)種由来のマーカー遺伝子と、その糸状菌(A)種由来の目的遺伝子発現カセットとを含む環状ヌクレオチドを用いて糸状菌(A)種を形質転換することにより、非常に効率よく、糸状菌(A)種の染色体DNAのそのマーカー遺伝子部位で挿入型の相同組み換えが起こり、その結果、糸状菌(A)種の染色体DNAの当該マーカー遺伝子部位に目的遺伝子が挿入された形質転換体が効率よく得られる。
【0018】
この方法では、マーカー遺伝子として上記9種のいずれかの遺伝子を用いること、及び、マーカー遺伝子と目的遺伝子発現カセットとを含むDNAを環状にすることが、形質転換の効率を向上させるために重要である。
▲2▼ 目的遺伝子発現カセットに糸状菌(A)種由来の高発現エンハンサーを含ませることにより、この形質転換体は目的遺伝子を高発現するものとなる。また、この形質転換体は、異種生物由来のDNAを含まないため、食品産業を始めとする様々な産業において利用する場合にも従来の変異株と同等の安全性を確保できるとともに、その物質生産性は従来の変異株では得られない程高く遺伝子組換え体と同程度であることが期待される。
【0019】
本発明は上記知見に基づき完成されたものであり、以下の環状ヌクレオチド等を提供する。
【0020】
項1. niaD、argB、sC、ptrA、pyrG、amdS、オーレオバシジン耐性遺伝子、ベノミル耐性遺伝子及びハイグロマイシン耐性遺伝子からなる群より選ばれるアスペルギルス属糸状菌(A)種由来のマーカー遺伝子と、アスペルギルス属糸状菌(A)種由来の目的遺伝子発現カセットとを含む環状ヌクレオチド。
【0021】
項2. マーカー遺伝子がniaDである項1に記載の環状ヌクレオチド。
【0022】
項3. アスペルギルス属糸状菌(A)種に由来するヌクレオチドのみからなる項1又は2に記載の環状ヌクレオチド。
【0023】
項4. アスペルギルス属糸状菌(A)種のセルフクローニング株を作製するための、項1、2又は3に記載の環状ヌクレオチド。
【0024】
項5. 項1から4のいずれかに記載の環状ヌクレオチドを用いてアスペルギルス属糸状菌(A)種を形質転換するアスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株の製造方法。
【0025】
項6. (i) 項1から4のいずれかに記載の環状ヌクレオチドを用いて、その環状ヌクレオチドに含まれるマーカー遺伝子が変異したアスペルギルス属糸状菌(A)種の変異株を形質転換する工程と、
(ii) そのマーカー遺伝子の発現を指標にその環状ヌクレオチド中の目的遺伝子が導入された形質転換体を選択する工程と
を含むアスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株の製造方法。
【0026】
項7. 項1から4のいずれかに記載の環状ヌクレオチドを用いてアスペルギルス属糸状菌(A)種を形質転換することにより得られるアスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株。
【0027】
項8. アスペルギルス属糸状菌(A)種の染色体DNA中に、アスペルギルス属糸状菌(A)種由来の目的遺伝子発現カセットが、アスペルギルス属糸状菌(A)種由来の二つの同一マーカー遺伝子に挟まれた状態で存在し、そのマーカー遺伝子がniaD、argB、sC、ptrA、pyrG、amdS、オーレオバシジン耐性遺伝子、ベノミル耐性遺伝子及びハイグロマイシン耐性遺伝子からなる群より選ばれるものであるアスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株。
【0028】
項9. 二つのマーカー遺伝子の一方が変異したマーカー遺伝子である項8に記載のアスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株。
【0029】
以下、本発明を詳細に説明する。
(I) 環状ヌクレオチド
基本的構成
本発明の環状ヌクレオチドは、niaD、argB、sC、ptrA、pyrG、amdS、オーレオバシジン耐性遺伝子、ベノミル耐性遺伝子及びハイグロマイシン耐性遺伝子からなる群より選ばれるアスペルギルス属糸状菌(A)種由来のマーカー遺伝子と、アスペルギルス属糸状菌(A)種由来の遺伝子発現カセットとを含む環状ヌクレオチドである。
アスペルギルス属糸状菌 (A)
アスペルギルス属糸状菌(A)種は、特に限定されない。例えば、アスペルギルスオリザ(Aspergillus oryzae)、アスペルギルスニガー(Aspergillus niger)、アスペルギルスアワモリ(Aspergillus awamori)、アスペルギルスカワチ(Aspergillus kawachii)、アスペルギルスウサミ(Aspergillus usamii)、アスペルギルスソーヤ(Aspergillus sojae)、アスペルギルスニドランス(Aspergillus nidulans)などの種を使用できる。特に、我が国では長年清酒、醤油、味噌、みりん等の醸造食品に利用されてきた安全な微生物であり我が国の産業上極めて利用頻度が高い宿主である点で、アスペルギルスオリザが好ましい。
マーカー遺伝子
マーカー遺伝子としては、アスペルギルス属糸状菌(A)種由来のマーカー遺伝子であって、niaD(Biosci.Biotechnol.Biochem.,59,1795−1797(1995))、argB (Enzyme Microbiol Technol, 6, 386−389, (1984)), sC (Gene, 84, 329−334, (1989))、ptrA (Biosci Biotechnol Biochem, 64, 1416−1421, (2000))、pyrG (Biochem Biophys Res Commun, 112, 284−289, (1983)), amdS (Gene, 26, 205−221, (1983))、オーレオバシジン耐性遺伝子 (Mol Gen Genet, 261, 290−296, (1999))、ベノミル耐性遺伝子 (Proc Natl Acad Sci USA, 83, 4869−4873, (1986))及びハイグロマイシン耐性遺伝子 (Gene, 57, 21−26, (1987))からなる群より選ばれるマーカー遺伝子を使用する。
【0030】
相同組換えのみ起こる細菌や出芽酵母の形質転換とは異なり、アスペルギルス属糸状菌の形質転換では相同組換え及び非相同組換えの双方が起こり得る。セルフクローニング株を例えば食品産業等に利用する場合には、形質転換に供された遺伝子が宿主染色体上の特定の位置に組み込まれていることが安全性の点で望ましい。上記の特定のマーカー遺伝子を使用することにより、宿主の当該マーカー遺伝子部位への挿入型の相同組み換えが非常に効率的に起こり、その結果、宿主染色体DNA中に非常に効率よく目的遺伝子が挿入される。特に、niaDが好ましい。
【0031】
これらのマーカー遺伝子は、上記文献に記載された配列に基づき設計されたプライマーを用いアスペルギルス属糸状菌(A)種の染色体DNAを鋳型としてPCRを行う方法や、上記文献に記載された配列に基づき設計されたプローブを用いてアスペルギルス属糸状菌(A)種の染色体DNAライブラリーからハイブリダイゼーションにより取得する方法などにより容易に入手できる。
【0032】
本発明において、「アスペルギルス属糸状菌(A)種に由来する」とは、アスペルギルス属糸状菌の特定の(A)種に存在する配列であることを意味する。
目的遺伝子発現カセット
目的遺伝子は、特に限定されず、アスペルギルス属糸状菌(A)種に由来する遺伝子であって、宿主となる糸状菌(A)種に目的とする性質を与えることができる遺伝子であればよい。このような遺伝子として、代表的にはタンパク質(最終的に糖タンパク質になるものを含む)をコードする遺伝子が挙げられ、このような遺伝子を含む環状ヌクレオチドを用いて後述する方法でセルフクローニング株を作製することにより、そのタンパク質をセルフクローニング株に大量に生産させることができるようになる。
【0033】
タンパク質をコードする遺伝子の目的遺伝子発現カセットには、通常、エンハンサー(プロモーター配列を含む)、そのタンパク質の構造遺伝子(オープンリーディングフレーム)及びターミネーターが含まれる。
【0034】
目的遺伝子発現カセットは、アスペルギル属糸状菌(A)種の染色体DNA中に存在する配列のままで使用してもよく、又は、アスペルギルス属糸状菌(A)種の染色体DNA中に互いに離れて存在するプロモーター及びオープンリーディングフレーム、エンハンサー、並びに、ターミネーターなどを別々に単離した後融合して用いてもよい。いずれにしても、目的遺伝子発現カセットがアスペルギルス属糸状菌(A)種に由来する配列からなるものであればよい。
【0035】
構造遺伝子としては、それには限定されないが、例えばフィターゼ、リアーゼ、ペクチナーゼのようなペクチン分解酵素、アミラーゼ、グルコアミラーゼ、α−ガラクトシダーゼ、β−ガラクトシダーゼ、α−グルコシダーゼ、β−グルコシダーゼ、マンノシダーゼ、イソメラーゼ、インベルターゼ、トランスフェラーゼ、リボヌクレアーゼ、デオキシリボヌクレアーゼ、キチナーゼ、カタラーゼ、ラッカーゼ、フェノールオキシダーゼ、オキシダーゼ、オキシドレダクターゼ、セルラーゼ、キシラナーゼ、ペルオキシダーゼ、リパーゼ、ヒドロラーゼ、エステラーゼ、クチナーゼ、プロテアーゼのようなタンパク質分解酵素、アミノペプチダーゼ又はカルボキシペプチダーゼなどのタンパク質の構造遺伝子が挙げられる。
これらの構造遺伝子は、麹菌ESTデータベース(http://www.nrib.go.jp/ken/EST/db/blast.html)を検索する方法で容易に入手できる。なお本発明者は、麹菌アスペルギルスオリザ由来のグルコアミラーゼ遺伝子glaB (Gene, 207, 127−134, (1998)及びglaA (Gene, 108, 145−150, (1992))、フコースレクチン遺伝子fleA(特開2002−112786号)などをクローニングしている。
【0036】
糸状菌由来の遺伝子の発現制御には、転写制御因子が結合するエンハンサーとRNAポリメラーゼなどの基本転写因子が結合するプロモーターが不可欠である。エンハンサー配列は多様であるためあらゆる遺伝子に共通するコンセンサス配列が存在しないが、プロモーター配列は、通常開始コドン上流50−150 bpに存在することが多いTATAモチーフが一般的である(Crit Rev Biochem and Mol Biol, 25, 185−221, (1990))。例えば、glaBエンハンサーでは配列番号4の塩基番号269〜274 のtataaa、sodMエンハンサーでは配列番号15の塩基番号901〜906のtatatt、melOエンハンサーでは配列番号22の塩基番号1037〜1043 のtatttaaがプロモーター配列と推測される。よって、セルフクローニングでの目的遺伝子の発現には、エンハンサー及びプロモーターの両方の配列が必須である。
ターミネーターは、アスペルギルス属糸状菌(A)種由来のターミネーター遺伝子であれば、制限なく使用できる。例えば、グルコアミラーゼglaBターミネーター(配列番号6)などを使用できる。
【0037】
エンハンサーは、アスペルギルス属糸状菌(A)種に由来するエンハンサーであればよく、特に限定されない。例えばα−アミラーゼ遺伝子エンハンサーamyB (Biosci Biotechnol Biochem, 56, 1849−1853, (1992)), グルコアミラーゼ遺伝子エンハンサーglaA(Gene, 108, 145−150, (1992))、α−グルコシダーゼ遺伝子エンハンサーagdA(Curr Genet, 30, 432−438, (1996))、マンガンSOD遺伝子エンハンサーsodM(特開2001−224381)、チロシナーゼ遺伝子エンハンサーmelO(特開2001−046078)、グルコアミラーゼ遺伝子エンハンサーglaB(特開2000−245465、特開平11−243965)等が挙げられる。特に、液体培養特異的高発現エンハンサーである点でsodM又はmelOが好ましく、固体培養特異的高発現エンハンサーである点でglaBが好ましい。
【0038】
エンハンサーの位置は、特に限定されず、構造遺伝子及びターミネーターからなる単位の上流又は下流のいずれに存在していてもよい。また、構造遺伝子、ターミネーター及びエンハンサーは直接連結されていてもよいが、それらの間に1〜2000塩基程度のヌクレオチドが挟まれていてもよい。但し、これらのヌクレオチドの配列はアスペルギルス属糸状菌(A)種由来の配列であることが望ましい。例えば、目的タンパク質が菌体内タンパク質として生産されるものである場合は、目的遺伝子のオープンリーディングフレームに隣接して上流に糸状菌(A)種の既知の分泌タンパク質の遺伝子を配置することにより、目的タンパク質とその分泌タンパク質との融合タンパク質として菌体外に分泌させることができる。
【0039】
また、目的遺伝子発現カセットとしては、その他に、アンチセンス、コサプレッション又はRNAi (相補型2本鎖リボヌクレオチド)などのジーンサイレンシングカセットなどが挙げられる。これらのヌクレオチドもアスペルギルス属糸状菌(A)種由来のものを使用する。アスペルギルス属糸状菌の遺伝子破壊は非常に困難であるところ、目的遺伝子発現カセットとしてジーンサイレンシングカセットを含む環状ヌクレオチドを用いてアスペルギルス属糸状菌(A)種を形質転換することにより、産業上好ましくない酵素などの遺伝子の発現を抑制することができる。例えば、醸造食品の褐変化に関与するチロシナーゼ遺伝子、有用酵素又は有用2次代謝産物の分解に関わる酵素の遺伝子などの発現を抑制することができる。
その他
環状ヌクレオチドには、上記マーカー遺伝子と目的遺伝子発現カセットとが含まれていればよい。他にどのような配列が含まれていてもよいが、アスペルギルス属糸状菌(A)種に由来しない配列(他種生物由来の配列又は人工的な配列)が含まれていないことが望ましい。これにより、形質転換されて得られる糸状菌は安全性が極めて高いものとなる。
【0040】
環状ヌクレオチドの大きさは、通常3000〜20000塩基程度、特に5000〜10000塩基程度であることが好ましい。上記範囲であれば、安定的に分子内結合して環状のヌクレオチドにすることができるとともに、エンハンサー、ターミネーター、プロモーター及び目的遺伝子を広範囲から選択することができる。
環状ヌクレオチドの作製方法
本発明の環状ヌクレオチドは、例えば以下の方法で作製することができる。
【0041】
先ず、アスペルギルス属糸状菌(A)種のマーカー遺伝子(例えばniaD)を大腸菌ベクターに組み込むことにより大腸菌プラスミド(I)を構築する。別途、糸状菌(A)種由来のエンハンサー(プロモーターを含む)、糸状菌(A)種由来の目的遺伝子のオープンリーディングフレーム及び糸状菌(A)種由来のターミネーター遺伝子をコンビネーションPCRで融合し、融合遺伝子としての目的遺伝子発現カセットを得る。次いで、大腸菌プラスミド(I)中のマーカー遺伝子と目的遺伝子発現カセットとが隣接するように、目的遺伝子発現カセットを大腸菌プラスミド(I)に組み込み、大腸菌プラスミド(II)を得る。
【0042】
さらに、大腸菌プラスミド(II)を鋳型として、マーカー遺伝子及び目的遺伝子発現カセットからなる単位をPCRで増幅し、末端をリン酸化及び平滑末端化した後、分子内ライゲーション(セルフライゲーション)により環状ヌクレオチドを得る。
(II) アスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株の製造方法
本発明のアスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株の製造方法は、上記説明した本発明の環状ヌクレオチドを用いてアスペルギルス属糸状菌(A)種を形質転換する方法である。
【0043】
本発明において、「セルフクローニング株」とは、実質的に宿主糸状菌(A)種と同種の生物由来のヌクレオチドから構成される株をいう。糸状菌(A)種に由来しない配列が含まれる場合もせいぜい1〜10塩基程度、特に6〜10塩基程度である。この程度の大きさの挿入配列は、例えば制限酵素部位を導入するために挿入される場合がある。
【0044】
宿主の糸状菌としては、マーカー遺伝子及び目的遺伝子が由来するアスペルギルス属糸状菌(A)種の菌株を用いる。形質転換株を容易に選択できるように、導入するマーカー遺伝子が変異した変異株を用いることが好ましい。この場合は、 (i) 上記説明した環状ヌクレオチドを用いて、その環状ヌクレオチドに含まれるマーカー遺伝子が変異したアスペルギルス属糸状菌(A)種の変異株を形質転換した後、(ii) そのマーカー遺伝子の発現を指標にその環状ヌクレオチド中の目的遺伝子が導入された形質転換体を選択すればよい。
また、マーカー遺伝子が変異していないアスペルギルス属糸状菌(A)種を宿主として用いることもでき、この場合は、目的遺伝子の発現又は目的遺伝子の発現量の増大などを指標に形質転換体を選択すればよい。
形質転換方法は、特に限定されず、PEG−カルシウム法、リン酸カルシウム法、DEAEデキストラン法、エレクトロポレーション法、リポフェクション法、マイクロインジェクション法などの公知の方法を制限なく採用できる。
(III) セルフクローニング株
これにより得られる本発明のセルフクローニング株は、本発明のセルフクローニング株は、アスペルギルス属糸状菌(A)種の染色体DNA中にアスペルギルス属糸状菌(A)種由来の目的遺伝子発現カセットがアスペルギルス属糸状菌(A)種由来の二つの同一マーカー遺伝子に挟まれた状態で存在し、そのマーカー遺伝子はniaD、argB、sC、ptrA、pyrG、amdS、オーレオバシジン耐性遺伝子、ベノミル耐性遺伝子及びハイグロマイシン耐性遺伝子からなる群より選ばれるものである。マーカー遺伝子はniaDが好ましい。
上記説明したセルフクローニング株の製造方法において、使用する環状DNAに含まれるマーカー遺伝子が変異した宿主を使用する場合は、二つのマーカー遺伝子の片方は変異したものとなる。例えば、niaDとglaB発現カセットとを含む環状DNAを使用して、niaDが変異した宿主を形質転換することにより得られるセルフクローニング株は、その染色体DNA中に、変異型niaDと野生型niaDとの間にglaB発現カセットが挟まれた配列を有する。
また、染色体DNA中に大腸菌ベクター等の異種生物由来のヌクレオチドは実質的に存在しない。また、このセルフクローニング株は、エンハンサーを含む環状ヌクレオチドを用いて形質転換を行う場合は、エンハンサーの種類によっても異なるが、目的遺伝子の発現量が野生株の3〜1000倍程度に向上したものとなる。
【0045】
【実施例】
以下、本発明を実施例を示して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
実施例1(glaBエンハンサー支配下でのフコースレクチン生産セルフクローニング株の育種)
<マーカー遺伝子の大腸菌ベクターへの組み込み>
麹菌アスペルギルスオリザ由来の硝酸還元酵素遺伝子niaD(配列番号1)をPstI−HindIII断片となるようにプライマーA(5’−aactgcagaacaggccccaaattcaattaattgca−3’:配列番号2)とプライマーB(5’−cccaagctttggatttcctacgtcttcaatacaaacc−3’:配列番号3)を用いて麹菌ゲノムDNAを鋳型としてLA−Taq(宝ホールディングス)を用いて以下の条件のPCRにより増幅した。
PCR条件
・ 96℃ (5分間)を1サイクル
・ 96℃ (20秒間)、60℃ (30秒間)、 72℃ (5分間) を30サイクル
・72℃ (7分間)を1サイクル
得られたPCR増幅産物を制限酵素PstI−HindIIIで37℃で処理後、アガロースゲル電気泳動で切り出した。切り出しは、QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN)を用いた。大腸菌プラスミドpUC119(宝ホールディングス)にDNA Ligation kit ver.1(宝ホールディングス)を用いてライゲーションし、大腸菌(E. coli )JM109株に形質転換した。その結果、niaDマーカーがサブクローニングされたプラスミドpNIA2を得た。プラスミドpNIA2の構成を図1に示す。
<フコースレクチン遺伝子発現カセットの調製>
グルコアミラーゼ遺伝子glaBのエンハンサー(glaBエンハンサー)0.36−kb(配列番号4)、フコースレクチン遺伝子(fleA)オープンリーディングフレーム1.1−kb(配列番号5)及びグルコースアミラーゼ遺伝子glaBのターミネーター(glaBターミネーター)1.0−kb(配列番号6)からなる融合遺伝子発現カセットの構築を試みた。
【0046】
glaBエンハンサーは、プライマーC(5’−aactgcagccagtgagaactaagagaatggcggcacgg −3’:配列番号7)及びプライマーD(5’− gccaggagtagacatgatggtggtgacttccaagaaacaa −3’:配列番号8)を使用して麹菌ゲノムDNAを鋳型としてLA−Taq(宝ホールディングス)を用いてPCR増幅した。 fleAオープンリーディングフレームは、プライマーE(5’− gaagtcaccaccatcatgtctactcctggcgcccaagaagttcttttcc −3’配列番号9)及びプライマーF(5’− gcactggaaagtacatctactcagccggagggagagcccggcgaccc−3’:配列番号10)を用いて麹菌ゲノムDNAを鋳型としてLA−Taq(宝ホールディングス)を用いてPCR増幅した。glaBターミネーターは、プライマーG(5’−ccctccggctgagtagatgtactttccagtgcgtgtagtc−3’:配列番号11)及びプライマーH(5’− acgcgtcgacgcgaacagagctataccttcacatacc−3’:配列番号12)を用いて麹菌ゲノムDNAを鋳型としてLA−Taq(宝ホールディングス)を用いてPCR増幅した。PCR条件は以下の条件とした。
【0047】
・ 96℃ (5分)を1サイクル
・ 96℃ (20秒)、 60℃ (30秒)、 72℃ (5分)を30サイクル
・72℃ (7分)を1サイクル
得られたPCR増幅産物についてアガロースゲル電気泳動を行い、QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN)を用いて目的断片を切り出した。
【0048】
次に2段階目のPCRとしてこれらの3つのフラグメントを混合し、プライマーC及びプライマーHを用いてLA−Taq(宝ホールディングス)によるPCR増幅を行った。PCR条件は以下の条件とした。
【0049】
・ 96℃ (5分)を1サイクル
・96℃ (20秒)、 68℃ (7分)を30サイクル
・ 68℃ (7分)を1サイクル
上記PCRの結果、約2.5−kbの融合遺伝子産物が増幅した。得られたPCR増幅産物を制限酵素PstI−SalIで37℃で処理後、アガロースゲル電気泳動に供し、QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN)を用いて目的DNA断片を切り出した。
<マーカー遺伝子/目的遺伝子の融合遺伝子の調製>
このDNA断片をpNIA2にDNA Ligation kit ver.1(宝ホールディングス)を用いてライゲーションすることにより、マーカー遺伝子と目的遺伝子発現カセットとの融合遺伝子がサブクローニングされたプラスミドpNBFを得た。このプラスミドで大腸菌E. coli JM109株を形質転換した。
【0050】
次に、本発明の環状ヌクレオチドを得るためのPCRを行った。プラスミドpNBFを鋳型としてプライマーI(5’−gcgaacagagctataccttcacataccttctggacgaa−3’:配列番号13)とプライマーJ(5’− aagctttggatttcctacgtcttcaatacaaaccatcaga−3’:配列番号14)を用いてLA−Taq(宝ホールディングス)によるPCR増幅を行った。PCR条件は以下の条件とした。
【0051】
・ 96℃ (5分)で1サイクル
・ 96℃ (20秒)、 68℃ (10分)で30サイクル
・68℃ (7分)で1サイクル
その結果、約7.6−kbの融合遺伝子産物(マーカー遺伝子/目的遺伝子発現カセット)が増幅した。得られたPCR増幅産物をアガロースゲル電気泳動で切り出し、QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN)で抽出した。
【0052】
本遺伝子をT4 DNAポリヌクレオチドキナーゼ(宝ホールディングス)で37℃1時間処理し、次いでT4 DNAポリヌクレオチドキナーゼ(宝ホールディングス)で37℃1時間処理後、フェノールクロロホルム抽出及びエタノール沈殿した。これをT4 DNAリガーゼで16℃で20時間処理することにより、セルフライゲーションさせた後に、エタノール沈殿させた。これにより、本発明の環状ヌクレオチドが得られた。
<セルフクローニング株の調製>
定法であるPEG−カルシウム法(Mol Gen Genet, 218, 99−104, (1989)により、上記環状ヌクレオチドを用いて、A. oryzaeのniaD変異株(独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターにFERM P−13034として寄託済み)を形質転換した。硝酸を単一窒素源とするツアペクドックス(Czapek−Dox)培地(2%グルコース、0.1%リン酸1水素2カリウム、0.05%塩化カリウム、0.05%硫酸マグネシウム、0.001%硫酸鉄、0.3%硝酸ナトリウム)で生育できる株を選択することにより、fleAを保持する形質転換体を複数得た。
<セルフクローニング株の染色体 DNA の解析>
これらの形質転換体のゲノムDNAを定法により抽出し、SalI処理し、アガロースゲル電気泳動に供し、アガロースゲルからHybond N+メンブレンにアルカリトランスファーし、さらにGene Image kit(アマシャムバイオサイエンス)を用いてサザンブロット解析を行った
サザンブロッティングの結果を図2に示す。niaDをプローブとした場合には、約16−kbの単一バンドが検出され、niaD部位に1コピー形質転換されていることが分かる。また大腸菌ベクターpUC119をプローブとした場合は、いかなるバンドも確認できなかった。このことから、大腸菌由来の遺伝子が存在せずアスペルギルスオリザ由来の遺伝子だけがniaD部位に1コピー導入されたセルフクローニング株が得られたことが分かる。
<セルフクローニング株の目的遺伝子の発現量の確認>
以下のようにして、本セルフクローニング株のフコースレクチン生産性を検討した。glaBエンハンサーは、固体培養特異的に発現するエンハンサーであることから(特開2000−245465、特開平11−243965)、セルフクローニング株を70%精米の米麹を用いた固体培養(30〜35℃で3日間)に供した。得られた米麹10gを水50mlで室温3時間抽出濾過後、その上清50μl相当を濃縮乾固したものをSDS−PAGEに供した。
【0053】
SDS−PAGEの結果を図3に示す。図3から明らかなように、対照とした野生株には認められない分子量35,000のバンドが検出された。このことから、セルフクローニング株では、フコースレクチン(分子量35,000)(Biosci.Biotechnol.Biochem.66,1002−1008(20002))が菌体外に多量に分泌生産されていることが分かる。
【0054】
以上の結果、育種したセルフクローニング株は、麹菌アスペルギルスオリザ由来のDNAしか含んでいないにもかかわらず、野生株に較べてフコースレクチンの生産量が大幅に増加した。フコースレクチンは研究用試薬、臨床用試薬としての用途があることから、得られたセルフクローニング株は、安全な非遺伝子組み換え体として産業上有効に利用可能な株である。
実施例2(sodMエンハンサー支配下でのグルコアミラーゼ生産セルフクローニング株の育種)
<グルコアミラーゼ遺伝子発現カセットの調製>
マンガンSOD遺伝子sodMのエンハンサー(sodMエンハンサー)1.0−kb(配列番号15)、グルコアミラーゼ遺伝子glaBオープンリーディングフレーム1.6−kb(配列番号16)及びグルコアミラーゼ遺伝子glaBのターミネーター1.0−kb(配列番号6)からなる融合遺伝子発現カセットの構築を試みた。
【0055】
sodMエンハンサーは、プライマーK(5’−aactgcagttatgtactccgtactcggttgaattattaatcggg−3’:配列番号17)とプライマーL(5’− gaaggttgttccgcattttgggtggtttggttggtattctggtt −3’:配列番号18)とを使用して、麹菌ゲノムDNAを鋳型としてLA−Taq(宝ホールディングス)を用いてPCR増幅した。glaBオープンリーディングフレームは、プライマーM(5’− ccaaccaaaccacccaaaatgcggaacaaccttcttttttccc −3’:配列番号19)とプライマーN(5’− gcactggaaagtacatctaccacgacccaacagttggggtagt−3’:配列番号20) とを使用して、麹菌ゲノムDNAを鋳型としてLA−Taq(宝ホールディングス)を用いてPCR増幅した。glaBターミネーターは、プライマーO(5’−ctgttgggtcgtggtagatgtactttccagtgcgtgtagtctac−3’:配列番号21)とプライマーH(配列番号12)を用いて、麹菌ゲノムDNAを鋳型としてLA−Taq(宝ホールディングス)を用いてPCR増幅した。PCR条件は以下の条件とした。
【0056】
・ 96℃ (5分)で1サイクル
・ 96℃ (20秒)、 60℃ (30秒)、 72℃ (5分)で 30サイクル
・72℃ (7分)で 1サイクル
得られたPCR増幅産物をアガロースゲル電気泳動に供し、QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN)を用いて目的断片を切り出した。
【0057】
次に2段階目のPCRとしてこれらの3つのフラグメントを混合し、プライマーKとプライマーHを用いてLA−Taq(宝ホールディングス)によるPCR増幅を行った。PCR条件は以下の条件とした。
【0058】
・ 96℃ (5分)で1サイクル
・96℃ (20秒)、 68℃ (7分)で 30サイクル
・ 68℃ (7分)で1サイクル
上記PCRの結果、約3.7−kbの融合遺伝子産物が増幅した。得られたPCR増幅産物を制限酵素PstI−SalIで37℃処理後、アガロースゲル電気泳動に供し、QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN)を用いて目的DNA断片を切り出した。
<マーカー遺伝子/目的遺伝子の融合遺伝子の調製>
このDNA断片を実施例1で得たpNIA2にDNA Ligation kit ver.1(宝ホールディングス)を用いてライゲーションすることにより、マーカー遺伝子と目的遺伝子発現カセットとの融合遺伝子がサブクローニングされたプラスミドpNMBを得た。このプラスミドで大腸菌E. coli JM109株を形質転換した。
【0059】
次に、本発明の環状ヌクレオチドを得るためのPCRを行った。プラスミドpNMBを鋳型としてプライマーIとプライマーJを用いてLA−Taq(宝ホールディングス)によるPCR増幅を行った。PCR条件は以下の条件とした。
【0060】
・ 96℃ (5分)で1サイクル
・ 96℃ (20秒)、 68℃ (10分)で 30サイクル
・68℃ (7分)で 1サイクル
その結果、約8.8−kbの融合遺伝子産物(マーカー遺伝子/目的遺伝子発現カセット)が増幅した。得られたPCR増幅産物をアガロースゲル電気泳動で切り出し、QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN)で抽出した。
【0061】
本遺伝子をT4 DNAポリヌクレオチドキナーゼ(宝ホールディングス)で37℃1時間処理し、T4 DNAポリヌクレオチドキナーゼ(宝ホールディングス)で37℃1時間処理後、フェノールクロロホルム抽出及びエタノール沈殿した。これをT4 DNAリガーゼを用いて16℃で20時間処理することによりセルフライゲーションさせた後に、エタノール沈殿させた。これにより本発明の環状ヌクレオチドが得られた。
<セルフクローニング株の調製>
PEG−カルシウム法により、上記環状ヌクレオチドを用いてA. oryzaeのniaD変異株FERM P−13034を形質転換した。実施例1と同様の硝酸を単一窒素源とする培地で生育できる株を選択することにより、glaB遺伝子を保持する形質転換体を複数得た。
<セルフクローニング株の染色体 DNA の解析>
これらの形質転換体のゲノムDNAを定法により取得し、SalI処理し、アガロースゲル電気泳動に供し、アガロースゲルからHybond N+メンブレンにアルカリトランスファーし、さらにGene Image kit(アマシャムバイオサイエンス)を用いてサザンブロット解析を行った。
【0062】
サザンブロッティングの結果を図4に示す。niaDをプローブとした場合は、約17−kbの単一バンドが検出され、niaD部位に1コピー形質転換されていることが分かる。また大腸菌ベクターpUC119をプローブとした場合は、いかなるバンドも確認できなかった。このことから、大腸菌由来の遺伝子が存在せずアスペルギルスアリザ由来の遺伝子だけがniaD部位に1コピー導入されたセルフクローニング株の取得ができたことが分かる。
<セルフクローニング株の目的遺伝子の発現量の確認>
以下のようにして、本セルフクローニング株のグルコアミラーゼ生産性を検討した。sodMエンハンサーは、液体培養特異的に発現するエンハンサーであることから(特開2001−224381)、本セルフクローニング株を液体培地(デキストリン6%、硫酸マグネシウム0.1%、リン酸水素2カリウム0.1%、塩化カリウム0.05%、硫安0.2%、硫酸鉄0.00001M、pH6.3)中で37℃で3日間培養した。
【0063】
グルコアミラーゼ活性をキッコーマン株式会社製の糖化力測定キットを用いて測定し、測定に当たり標準グルコアミラーゼとして比活性0.36U/mgのグルコアミラーゼを用いた。その結果、菌体外のグルコアミラーゼ生産量は1.2g/1L−brothであった。
【0064】
また得られた培養上清50μl相当を濃縮乾固したものをSDS−PAGEに供した。SDA−PAGEの結果を図5に示す。図5から明らかなように、対照とした野生株には認められない分子量50,000〜100,000のバンドが検出されている。このことから、グルコアミラーゼ(分子量(50,000−100,000)(J.Ferment.Bioeng.,84,532−537,1997))が菌体外に多量に分泌生産されていることが分かる。
【0065】
以上の結果、育種したセルフクローニング株は、麹菌アスペルギルスオリザ由来の遺伝子しか含んでいないにもかかわらず、野生株に較べてグルコアミラーゼの生産量が大幅に増加した。グルコアミラーゼは産業用酵素剤、研究用試薬、臨床用試薬としての用途があることから、得られたセルフクローニング株は、安全な非遺伝子組み換え体として産業上有効に利用可能な株である。
実施例3(melOエンハンサー支配下でのフコースレクチン生産セルフクローニング株の育種)
<フコースレクチン発現カセットの調製>
チロシナーゼ遺伝子melOエンハンサー1.2−kb(配列番号22)、フコースレクチン遺伝子fleAのオープンリーディングフレーム1.1−kb(配列番号5)及びグルコアミラーゼ遺伝子glaBターミネーター1.0−kb(配列番号6)からなる融合遺伝子発現カセットの構築を試みた。
【0066】
melOエンハンサーは、プライマーP(5’−aactgcagttatgtactccgtactcggttgaatgcttgccttggctcaaatcgttcatg−3’:配列番号23)とプライマーQ(5’− cgccaggagtagacattgtgaaccaaagtaatcagaagatg−3’:配列番号24)とを用いて麹菌ゲノムDNAを鋳型としてLA−Taq(宝ホールディングス)を用いてPCR増幅した。fleAオープンリーディングフレームは、プライマーR(5’−gattactttggttcacaatgtctactcctggcgcccaagaagttc−3’:配列番号25)とプライマーFとを用いて麹菌ゲノムDNAを鋳型としてLA−Taq(宝ホールディングス)を用いてPCR増幅した。glaBターミネーターは、プライマーGとプライマーHとを用いて、麹菌ゲノムDNAを鋳型としてLA−Taq(宝ホールディングス)を用いてPCR増幅した。PCR条件は以下の条件とした。
【0067】
・ 96℃ (5分)で1サイクル
・ 96℃ (20秒)、 60℃ (30秒)、 72℃ (5分)で 30サイクル
・72℃ (7分)で 1サイクル
得られたPCR増幅産物をアガロースゲル電気泳動に供し、QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN)を用いて切り出した。
【0068】
次に2段階目のPCRとしてこれらの3つのフラグメントを混合し、プライマーPとプライマーHを用いてLA−Taq(宝ホールディングス)によるPCR増幅を行った。PCR条件は以下の条件とした。
【0069】
・ 96℃ (5分)で1サイクル
・96℃ (20秒)、 68℃ (7分)で 30サイクル
・ 68℃ (7分)で 1サイクル
上記PCRの結果、約3.3−kbの融合遺伝子産物が増幅した。得られたPCR増幅産物を制限酵素PstI−SalIで37℃処理後、アガロースゲル電気泳動に供し、QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN)を用いて目的DNA断片を切り出した。
<マーカー遺伝子/目的遺伝子発現カセットの融合遺伝子の調製>
このDNA断片を実施例1で得たpNIA2にDNA Ligation kit ver.1(宝ホールディングス)を用いてライゲーションすることにより、マーカー遺伝子と目的遺伝子発現カセットとの融合遺伝子がサブクローニングされたプラスミドpNEFを得た。このプラスミドで大腸菌E. coli JM109株を形質転換した。
【0070】
次に、本発明の環状ヌクレオチドを得るためのPCRを行った。プラスミドpNEFを鋳型としてプライマーIとプライマーJとを用いてLA−Taq(宝ホールディングス)によるPCR増幅を行った。PCR条件は以下の条件とした。
【0071】
・ 96℃ (5分)で1サイクル
・ 96℃ (20秒)、 68℃ (10分)で 30サイクル
・68℃ (7分)で 1サイクル
その結果、約8.4−kbの融合遺伝子産物(マーカー遺伝子/目的遺伝子発現カセット)が増幅した。得られたPCR増幅産物をアガロースゲル電気泳動に供し、QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN)で抽出した。
【0072】
本遺伝子をT4 DNAポリヌクレオチドキナーゼ(宝ホールディングス)で37℃1時間処理し、T4 DNAポリヌクレオチドキナーゼ(宝ホールディングス)で37℃1時間処理後、フェノールクロロホルム抽出及びエタノール沈殿した。これをT4 DNAリガーゼを用いて16℃で20時間処理することにより、セルフライゲーションさせた後に、エタノール沈殿させた。これにより本発明の環状ヌクレオチドが得られた。
<セルフクローニング株の調製>
PEG−カルシウム法により、上記環状ヌクレオチドを用いてA. oryzaeのniaD変異株FERM P−13034を形質転換した。硝酸を単一窒素源とする培地で生育できる株を選択することにより、fleA遺伝子を保持する形質転換体を複数得た。
<セルフクローニング株の染色体 DNA の解析>
これらの形質転換体のゲノムDNAを定法により取得し、SalI処理し、アガロースゲル電気泳動に供し、アがロースゲルをHybond N+メンブレンにアルカリトランスファーし、さらにGene Image kit(アマシャムバイオサイエンス)を用いてサザンブロット解析を行った。
【0073】
サザンブロッティングの結果を図6に示す。niaDをプローブとした場合は、約17−kbの単一バンドが検出され、niaD部位に1コピー形質転換されていることが分かる。また大腸菌ベクターpUC119をプローブとした場合は、いかなるバンドも確認できなかった。このことから、大腸菌由来の遺伝子が存在せず麹菌アスペルギルスオリザ由来の遺伝子だけがniaD部位に1コピー導入されたセルフクローニング株が取得できたことが分かる。
<セルフクローニング株の目的遺伝子の発現量の確認>
以下のようにして、本セルフクローニング株のフコースレクチン生産性を検討した。melOエンハンサーは、液体培養特異的に発現するエンハンサーであることから(特開2001−046078)、本セルフクローニング株を液体培地(グルコース3%、硫酸マグネシウム0.1%、リン酸水素2カリウム0.1%、塩化カリウム0.05%、硫安0.2%、硫酸鉄0.00001M、pH6.3)で37℃で3日間培養した。回収した麹菌培養菌体を海砂で破砕し、PBSにより抽出し、遠心した。得られた粗酵素菌体蛋白質20μg相当をSDS−PAGEに供した。
【0074】
SDS−PAGEの結果を図7に示す。図7から明らかなように、対照とした野生株には認められない分子量35,000のバンドが検出された。このことから、セルフクローニング株では、フコースレクチン(分子量35,000)(Biosci.Biotechnol.Biochem.66,1002−1008(2002))が菌体内に多量に生産されていることが分かる。
【0075】
以上の結果、育種したセルフクローニング株は、麹菌アスペルギルスオリザ由来の遺伝子しか含んでいないにもかかわらず、野生株に較べてフコースレクチンの生産量が大幅に増加した。フコースレクチンは研究用試薬、臨床用試薬としての用途があることから、得られたセルフクローニング株は、安全な非遺伝子組み換え体として産業上有効に利用可能な株である。
【0076】
<形質転換効率の比較>
マーカー遺伝子と目的遺伝子発現カセットとの融合遺伝子を用いてアスペルギルスオリザを形質転換し、形質転換効率を、実施例1〜3のように環状ヌクレオチドを用いる方法、線状ヌクレオチドを用いる方法、及び、大腸菌ベクターに組み込まれた状態のプラスミドを用いる方法の間で比較した。
【0077】
形質転換試験1
実施例1において、niaDとfleA発現カセットとを大腸菌ベクターにサブクローニングしたプラスミドpNBFを鋳型としてPCRで増幅したDNAをセルフライゲーションすることにより得られた環状ヌクレオチド、実施例1において上記セルフライゲーションを行う前の線状DNA、及び、実施例1で調製した大腸菌プラスミドpNBFを用いて、実施例1と同じ条件でアスペルギルスオリザniaD変異株(FERMP−13034)を形質転換した。
【0078】
形質転換試験2
実施例2において、niaDとglaB発現カセットとを大腸菌ベクターにサブクローニングしたプラスミドpNBFを鋳型としてPCRで増幅したDNAをセルフライゲーションすることにより得られた環状ヌクレオチド、実施例2において上記セルフライゲーションを行う前の線状DNA、及び、実施例2で調製した大腸菌プラスミドpNBFを用いて、実施例2と同じ条件でアスペルギルスオリザniaD変異株(FERMP−13034)を形質転換した。
【0079】
形質転換試験3
実施例3において、niaDとfleA発現カセットとを大腸菌ベクターにサブクローニングしたプラスミドpNBFを鋳型としてPCRで増幅したDNAをセルフライゲーションすることにより得られた環状ヌクレオチド、実施例3において上記セルフライゲーションを行う前の線状DNA、及び、実施例3で調製した大腸菌プラスミドpNBFを用いて、実施例3と同じ条件でアスペルギルスオリザniaD変異株(FERMP−13034)を形質転換した。
【0080】
上記形質転換試験1〜3において、形質転換に供したDNAの1μg当たりに得られる形質転換体の個数を形質転換効率とした。結果を以下の表1に示す。
【0081】
【表1】

Figure 2004329143
【0082】
表1から、形質転換により目的遺伝子が導入されたセルフクローニング株を得るに当たり、目的遺伝子を線状のままで用いると実質的に形質転換は起こらないが、環状ヌクレオチドの形にすることにより極めて高効率で形質転換が起こることが分かる。また、その効率は目的遺伝子を大腸菌ベクターに組み込んで用いる場合よりはるかに高いことも分かる。
【0083】
【発明の効果】
本発明によれば、アスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株の効率的な生産方法、この方法に使用する環状ヌクレオチド、及び、アスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株が提供された。
さらにいえば、麹菌アスペルギルスオリザに代表されるアスペルギルス属糸状菌の育種は取得効率の低い変異法、又は、取得効率はよいが食品産業でパブリックアクセプタンスが低い遺伝子組み換え法に依存していた。このことから、食品産業界では、遺伝子組み換え法のような簡便な技術を用いて、異種生物の遺伝子を含まないセルフクローニング株を育種することが長年にわたり渇望されてきた。本発明によれば、目的とする性質を、非常に簡便に、効率的かつ安全な方法でアスペルギルス属糸状菌に導入することができた。
【0084】
【配列表】
Figure 2004329143
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【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1において得たプラスミドpNIA2の構成を示す図である。
【図2】実施例1において得られた形質転換株の染色体DNAにfleAが組み込まれていることを示す図である。
【図3】実施例1において得られた形質転換株がフコースレクチンを大量に生産していることを示す図である。
【図4】実施例2において得られた形質転換体の染色体DNAにglaBが組み込まれていることを示す図である。
【図5】実施例2において得られた形質転換株がグルコアミラーゼを大量に生産していることを示す図である。
【図6】実施例3において得られた形質転換体の染色体DNAにfleAが組み込まれていることを示す図である。
【図7】実施例3において得られた形質転換株がフルコースクチンを大量に生産していることを示す図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cyclic nucleotide used for preparing a self-cloning strain of Aspergillus filamentous fungus, a method for producing a self-cloning strain of Aspergillus filamentous fungus using this cyclic nucleotide, and a self-cloning strain obtained by this method.
[0002]
[Prior art]
Aspergillus filamentous fungi are used in industries around the world as various enzyme sources and various secondary metabolite sources. In particular, Aspergillus oryzae, a typical strain of koji mold, is a representative food microorganism in Japan, and has been used in the brewing industry for sake, soy sauce, miso, mirin, shochu, and the like for many years.
[0003]
Aspergillus oryzae has attracted attention as a host for heterologous protein production because of its high protein-producing ability and safety as a brewing microorganism. In addition, by performing genetic recombination, it is possible to efficiently obtain bacterial species whose production amounts of various proteins and the like have increased several hundred times.
[0004]
In recent years, industrial enzyme agents have been produced using genetically modified koji molds, utilizing the excellent protein secretory production ability of Aspergillus oryzae aspergillus (Non-Patent Document 1, Patent Document 1). As a method for transforming Aspergillus oryzae, a method using niaD of a nitrate reductase gene has been established (Non-Patent Document 2). In addition, the present inventors have found that in the production of a heterologous protein using Aspergillus oryzae as a host, a higher production amount can be obtained by using a gene derived from a closely related species such as another species of the genus Aspergillus. It is reported that a very large amount of protein is produced when a gene derived from Aspergillus oryzae is expressed under the control of a high expression promoter of Aspergillus oryzae (Patent Document 2).
[0005]
However, since an E. coli vector / E. Coli system is usually used as a host for efficient gene recombination, recombinants obtained by these methods are derived from heterologous organisms such as E. coli vectors and E. coli-derived marker genes. Including the sequence of Aspergillus oryzae is often used in the food industry, but in Japan, the use of genetically modified organisms in food is still shunned by many consumers.
[0006]
For this reason, breeding of Aspergillus is mainly performed by a conventional mutagen or a mutation method using ultraviolet rays. The mutagenesis method is very inefficient as a method for obtaining a bacterial strain that highly expresses a target protein. In addition, protein production is improved only several times.
[0007]
Therefore, in order to commercialize a gene recombinant containing only the DNA derived from Aspergillus aspergillus oryzae and expressing the desired protein at a high level, the breeding method is genetically modified, but the resulting transformant is derived from Aspergillus oryzae. Desirably, it is a self-cloning strain or a natural occurrence strain that contains only DNA. Self-cloning refers to the case where the host, vector and inserted DNA all belong to the same species. A natural occurrence strain refers to a strain in which living cells having a gene constitution equivalent to that of a recombinant exist in the natural world (http://www.mhlw.go.jp/topics/idenshi/anzen/tuchi2.html). .
[0008]
The self-cloning strain is different from the strain obtained by the conventional mutagenesis method or the mutation method using ultraviolet light in that it does not contain vector genes derived from Escherichia coli, antibiotic resistance genes, other proteins derived from heterologous organisms, or low molecular weight compounds. There is no. In addition, the production of the enzyme is equivalent to the production of the genetically modified product, and is a production that is too high to be obtained by the mutation method.
[0009]
Examples of such self-cloning microorganisms include breeding examples using budding yeast and lactic acid bacteria. These are produced by a method of constructing a genetically modified product and then using a susceptibility gene to loop out and remove only unnecessary heterologous genes from the chromosome (Non-Patent Document 3).
[0010]
However, as for Aspergillus fungi including Aspergillus oryzae, a method of breeding a self-cloning strain effective for all strains has not been reported. If such a self-cloning technique can be developed for Aspergillus oryzae or other Aspergillus filamentous fungi used for industry, it can be applied to the food industry.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-62-272988
[0012]
[Patent Document 2]
JP-A-11-154271
[0013]
[Non-patent document 1]
Biotechnology, vol 6, p1419 (1988).
[0014]
[Non-patent document 2]
Mol. Gen. Genet. , Vol 218, p99-104 (1989).
[0015]
[Non-Patent Document 3]
Yeast, vol 15, p1-10, (1999)
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method for efficiently producing a self-cloning strain of Aspergillus genus fungi, a cyclic nucleotide used in this method, and a self-cloning strain of Aspergillus genus fungi.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventor has repeated studies and obtained the following findings.
{Circle around (1)} A marker gene derived from a filamentous Aspergillus (A) species selected from the group consisting of niaD, argB, sC, ptrA, pyrG, amdS, aureobasidin resistance gene, benomyl resistance gene and hygromycin resistance gene, and the like. By transforming a filamentous fungus (A) species with a cyclic nucleotide containing a target gene expression cassette derived from the filamentous fungus (A) species, the marker of the chromosomal DNA of the filamentous fungus (A) species can be very efficiently used. Insertion type homologous recombination occurs at the gene site, and as a result, a transformant having the target gene inserted into the marker gene site of the chromosomal DNA of the filamentous fungus (A) species can be efficiently obtained.
[0018]
In this method, it is important to use any one of the above nine genes as a marker gene and to circularize the DNA containing the marker gene and the target gene expression cassette in order to improve the efficiency of transformation. is there.
{Circle around (2)} By including the high expression enhancer derived from the filamentous fungus (A) species in the target gene expression cassette, this transformant can express the target gene with high expression. In addition, since this transformant does not contain DNA derived from a heterologous organism, it can ensure the same safety as a conventional mutant strain when used in various industries such as the food industry, and can also produce the substance. The sex is expected to be so high that it cannot be obtained with the conventional mutant strain and to be comparable to that of the genetically modified product.
[0019]
The present invention has been completed based on the above findings, and provides the following cyclic nucleotides and the like.
[0020]
Item 1. niaD, argB, sC, ptrA, pyrG, amdS, an aureobasidin resistance gene, a benomyl resistance gene, a hygromycin resistance gene, a marker gene derived from a filamentous Aspergillus (A) species, and a filamentous fungus of the genus Aspergillus (A) a cyclic nucleotide containing a target gene expression cassette derived from a species;
[0021]
Item 2. Item 2. The cyclic nucleotide according to Item 1, wherein the marker gene is niaD.
[0022]
Item 3. Item 3. The cyclic nucleotide according to Item 1 or 2, consisting only of nucleotides derived from the filamentous fungus (A) of the genus Aspergillus.
[0023]
Item 4. Item 4. The cyclic nucleotide according to item 1, 2 or 3, for producing a self-cloning strain of Aspergillus spp.
[0024]
Item 5. Item 5. A method for producing a self-cloning strain of Aspergillus spp., Which transforms Aspergillus spp. Filamentous fungus (A) using the cyclic nucleotide according to any one of Items 1 to 4.
[0025]
Item 6. (I) using the cyclic nucleotide according to any one of items 1 to 4 to transform a mutant strain of Aspergillus spp. (A) in which a marker gene contained in the cyclic nucleotide is mutated;
(Ii) selecting a transformant in which the target gene in the cyclic nucleotide has been introduced using the expression of the marker gene as an index;
A method for producing a self-cloning strain of a filamentous fungus of the genus Aspergillus comprising:
[0026]
Item 7. Item 5. A self-cloning strain of Aspergillus spp. Obtained by transforming Aspergillus spp. Filamentous fungus (A) with the cyclic nucleotide according to any one of Items 1 to 4.
[0027]
Item 8. A state in which a target gene expression cassette derived from a filamentous Aspergillus (A) species is sandwiched between two identical marker genes derived from a filamentous Aspergillus (A) species in the chromosomal DNA of the filamentous Aspergillus (A) species. Wherein the marker gene is selected from the group consisting of niaD, argB, sC, ptrA, pyrG, amdS, aureobasidin resistance gene, benomyl resistance gene and hygromycin resistance gene. stock.
[0028]
Item 9. Item 9. A self-cloning strain of Aspergillus spp. According to Item 8, wherein one of the two marker genes is a mutated marker gene.
[0029]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(I) Cyclic nucleotide
Basic configuration
The cyclic nucleotide of the present invention is a marker derived from a filamentous Aspergillus (A) species selected from the group consisting of niaD, argB, sC, ptrA, pyrG, amdS, aureobasidin resistance gene, benomyl resistance gene, and hygromycin resistance gene. It is a cyclic nucleotide containing a gene and a gene expression cassette derived from a filamentous fungus (A) of the genus Aspergillus.
Aspergillus fungi (A) seed
Aspergillus spp. Filamentous fungus (A) species is not particularly limited. For example, Aspergillus oryzae (Aspergillus oryzae), Aspergillus niger (Aspergillus niger), Aspergillus awamori (Aspergillus awamori), Aspergillus kawachii (Aspergillus kawachii), Aspergillus Usami (Aspergillus usamii), Aspergillus sojae (Aspergillus sojae), Aspergillus nidulans (Aspergillus nidulans ) Can be used. In particular, Aspergillus oryzae is preferred because it is a safe microorganism that has been used in brewed foods such as sake, soy sauce, miso, and mirin in Japan for many years and is a host that is extremely frequently used in Japanese industry.
Marker gene
The marker gene is a marker gene derived from a filamentous fungus of the genus Aspergillus (A), and includes niaD (Biosci. Biotechnol. Biochem., 59, 1795-1797 (1995)) and argB (Enzyme Microbiol Technology, 6, 386-386). 389, (1984)), sC (Gene, 84, 329-334, (1989)), ptrA (Biosci Biotechnol Biochem, 64, 1416-14211, (2000)), pyrG (Biochem Biophys Res. 289, (1983)), amdS (Gene, 26, 205-221, (1983)), aureobasidin resistance gene (Mol en Genet, 261, 290-296, (1999)), benomyl resistance gene (Proc Natl Acad Sci USA, 83, 4869-4873, (1986)) and hygromycin resistance gene (Gene, 57, 21-26, (1987)). )), A marker gene selected from the group consisting of:
[0030]
Unlike the transformation of bacteria and budding yeast that only cause homologous recombination, transformation of filamentous fungi of the genus Aspergillus can involve both homologous recombination and non-homologous recombination. When the self-cloning strain is used in, for example, the food industry, it is desirable from the viewpoint of safety that the transformed gene is integrated at a specific position on the host chromosome. By using the specific marker gene described above, insertion type homologous recombination into the marker gene site of the host occurs very efficiently, and as a result, the target gene is inserted into the host chromosomal DNA very efficiently. You. Particularly, niaD is preferable.
[0031]
These marker genes can be obtained by a method of performing PCR using chromosomal DNA of Aspergillus spp. Filamentous fungus (A) as a template using primers designed based on the sequence described in the above-mentioned document, or a method based on the sequence described in the above-mentioned document. It can be easily obtained from the chromosomal DNA library of Aspergillus spp. (A) using the designed probe by a method such as hybridization.
[0032]
In the present invention, “derived from a filamentous fungus of the genus Aspergillus (A)” means that the sequence is present in a specific species (A) of the filamentous bacterium of the genus Aspergillus.
Target gene expression cassette
The target gene is not particularly limited, and may be a gene derived from a filamentous fungus (A) of the genus Aspergillus, as long as it can impart the desired properties to the filamentous fungus (A) serving as a host. Typical examples of such a gene include a gene encoding a protein (including a protein that eventually becomes a glycoprotein). A self-cloning strain is prepared using a cyclic nucleotide containing such a gene by the method described below. This will allow the protein to be produced in large quantities by self-cloning strains.
[0033]
The target gene expression cassette of a gene encoding a protein usually includes an enhancer (including a promoter sequence), a structural gene (open reading frame) of the protein, and a terminator.
[0034]
The gene expression cassette of interest may be used as it is in the sequence present in the chromosomal DNA of Aspergillus spp. (A), or may be present in the chromosomal DNA of Aspergillus spp. Promoter, open reading frame, enhancer, terminator, etc., may be separately isolated and then fused. In any case, it is sufficient that the target gene expression cassette is composed of a sequence derived from the filamentous fungus (A) of the genus Aspergillus.
[0035]
Examples of the structural gene include, but are not limited to, phytase, lyase, pectin degrading enzymes such as pectinase, amylase, glucoamylase, α-galactosidase, β-galactosidase, α-glucosidase, β-glucosidase, mannosidase, isomerase, invertase. , Transferase, ribonuclease, deoxyribonuclease, chitinase, catalase, laccase, phenol oxidase, oxidase, oxidoreductase, cellulase, xylanase, peroxidase, lipase, hydrolase, esterase, cutinase, protease such as protease, aminopeptidase or carboxypeptidase, etc. And the structural gene of the protein.
These structural genes can be easily obtained by searching the koji mold EST database (http://www.nrib.go.jp/ken/EST/db/blast.html). In addition, the present inventor has proposed a glucoamylase gene glaB (Gene, 207, 127-134, (1998) and glA (Gene, 108, 145-150, (1992)) derived from Aspergillus oryzae aspergillus and a fucose lectin gene fleA (JP 2002-112786) and the like.
[0036]
For controlling the expression of a gene derived from a filamentous fungus, an enhancer to which a transcription control factor binds and a promoter to which a basic transcription factor such as RNA polymerase binds are indispensable. Although enhancer sequences are diverse, there is no consensus sequence common to all genes, but promoter sequences are generally TATA motifs, which are often located 50-150 bp upstream of the start codon (Crit Rev Biochem and Mol). Biol, 25, 185-221 (1990)). For example, in the case of the glaB enhancer, tataaa of base numbers 269 to 274 of SEQ ID NO: 4, in the sodM enhancer, tattat of base numbers 901 to 906 of SEQ ID NO: 15, and in the melO enhancer, the tatttaa of base numbers 1037 to 1043 of SEQ ID NO: 22 correspond to the promoter sequence. Guessed. Therefore, both the enhancer and promoter sequences are essential for the expression of the target gene in self-cloning.
The terminator can be used without limitation as long as it is a terminator gene derived from a filamentous fungus of the genus Aspergillus (A). For example, glucoamylase glaB terminator (SEQ ID NO: 6) can be used.
[0037]
The enhancer is not particularly limited as long as it is derived from a filamentous fungus (A) of the genus Aspergillus. For example, α-amylase gene enhancer amyB (Biosci Biotechnol Biochem, 56, 1849-1853, (1992)), glucoamylase gene enhancer glaA (Gene, 108, 145-150, (1992)), α-glucosidase gene enhancer agdA (Cur). Genet, 30, 432-438, (1996)), manganese SOD gene enhancer sodM (JP-A-2001-224381), tyrosinase gene enhancer melO (JP-A-2001-0446078), glucoamylase gene enhancer glaB (JP-A-2000-245465, JP-A-11-243965) and the like. In particular, sodM or melO is preferable in that it is a liquid culture-specific high expression enhancer, and glaB is preferable in that it is a solid culture-specific high expression enhancer.
[0038]
The position of the enhancer is not particularly limited, and may be located upstream or downstream of the unit comprising the structural gene and the terminator. The structural gene, the terminator and the enhancer may be directly linked, or a nucleotide of about 1 to 2000 bases may be interposed between them. However, the sequence of these nucleotides is preferably a sequence derived from a filamentous fungus (A) of the genus Aspergillus. For example, when the target protein is to be produced as an intracellular protein, a known secretory protein gene of a filamentous fungus (A) species is placed upstream adjacent to the open reading frame of the target gene, thereby obtaining the target protein. It can be secreted outside the cells as a fusion protein of the protein and its secretory protein.
[0039]
In addition, examples of the target gene expression cassette include a gene silencing cassette such as antisense, cosuppression, or RNAi (complementary double-stranded ribonucleotide). These nucleotides also use those derived from the filamentous fungus (A) of the genus Aspergillus. Although gene disruption of Aspergillus fungi is extremely difficult, transformation of Aspergillus species (A) using a cyclic nucleotide containing a gene silencing cassette as a target gene expression cassette is industrially undesirable. Expression of genes such as enzymes can be suppressed. For example, the expression of a tyrosinase gene involved in browning of brewed food, a gene of a useful enzyme, or a gene of an enzyme involved in decomposition of a useful secondary metabolite can be suppressed.
Other
The cyclic nucleotide may include the marker gene and the target gene expression cassette. Any other sequence may be included, but it is preferable that a sequence not derived from the filamentous fungus (A) of Aspergillus species (a sequence derived from an organism of another species or an artificial sequence) is not included. As a result, the filamentous fungus obtained by the transformation has extremely high safety.
[0040]
The size of the cyclic nucleotide is usually about 3,000 to 20,000 bases, particularly preferably about 5,000 to 10,000 bases. Within the above range, a cyclic nucleotide can be stably formed by intramolecular bonding, and an enhancer, a terminator, a promoter and a target gene can be selected from a wide range.
Method for producing cyclic nucleotide
The cyclic nucleotide of the present invention can be produced, for example, by the following method.
[0041]
First, an Escherichia coli plasmid (I) is constructed by incorporating a marker gene (for example, niaD) of Aspergillus spp. Separately, an enhancer (including a promoter) derived from a filamentous fungus (A) species, an open reading frame of a target gene derived from a filamentous fungus (A) species, and a terminator gene derived from a filamentous fungus (A) species are fused by combination PCR. A target gene expression cassette as a gene is obtained. Next, the target gene expression cassette is incorporated into the Escherichia coli plasmid (I) so that the marker gene and the target gene expression cassette in the Escherichia coli plasmid (I) are adjacent to each other to obtain the Escherichia coli plasmid (II).
[0042]
Further, using Escherichia coli plasmid (II) as a template, a unit consisting of a marker gene and a target gene expression cassette is amplified by PCR, the ends are phosphorylated and blunt-ended, and then cyclic nucleotides are obtained by intramolecular ligation (self-ligation). .
(II) Method for producing self-cloning strain of Aspergillus filamentous fungus
The method for producing the self-cloning strain of Aspergillus filamentous fungus of the present invention is a method of transforming Aspergillus species (A) using the cyclic nucleotide of the present invention described above.
[0043]
In the present invention, the “self-cloning strain” refers to a strain substantially composed of nucleotides derived from the same organism as the species of the host filamentous fungus (A). Even when a sequence not derived from the filamentous fungus (A) species is contained, it is at most about 1 to 10 bases, particularly about 6 to 10 bases. Insertion sequences of this size may be inserted, for example, to introduce restriction enzyme sites.
[0044]
As the host filamentous fungus, a strain of Aspergillus species filamentous fungus (A) from which the marker gene and the target gene are derived is used. It is preferable to use a mutant in which a marker gene to be introduced is mutated so that a transformant can be easily selected. In this case, (i) using the above-described cyclic nucleotide to transform a mutant of Aspergillus sp. (A) in which the marker gene contained in the cyclic nucleotide is mutated, and then (ii) using the marker gene Transformants in which the target gene in the cyclic nucleotide has been introduced may be selected by using the expression of the as an index.
Alternatively, a filamentous fungus (A) of the genus Aspergillus in which the marker gene is not mutated can also be used as a host. do it.
The transformation method is not particularly limited, and a known method such as a PEG-calcium method, a calcium phosphate method, a DEAE dextran method, an electroporation method, a lipofection method, and a microinjection method can be adopted without limitation.
(III) Self-cloning strain
The self-cloning strain of the present invention thus obtained is a self-cloning strain of the present invention, wherein the expression gene cassette of the Aspergillus spp. (A) is contained in the chromosomal DNA of the Aspergillus spp. Exists between two identical marker genes derived from a filamentous fungus (A) species, and the marker genes are niaD, argB, sC, ptrA, pyrG, amdS, aureobasidin resistance gene, benomyl resistance gene, and hygromycin It is selected from the group consisting of resistance genes. The marker gene is preferably niaD.
In the above-described method for producing a self-cloning strain, when a host in which the marker gene contained in the circular DNA used is mutated is used, one of the two marker genes is mutated. For example, a self-cloning strain obtained by transforming a host in which niaD has been mutated using a circular DNA containing niaD and a glaB expression cassette has a mutant niaD and a wild-type niaD in its chromosomal DNA. It has a sequence in which the glaB expression cassette is interposed.
In addition, nucleotides derived from a heterologous organism such as an E. coli vector are not substantially present in the chromosomal DNA. In addition, when the self-cloning strain is transformed using a cyclic nucleotide containing an enhancer, the expression level of the target gene is improved to about 3 to 1000 times that of a wild-type strain, depending on the type of the enhancer. Become.
[0045]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1 (Breeding of fucose lectin-producing self-cloning strain under the control of glaB enhancer)
<Incorporation of marker gene into E. coli vector>
The nitrate reductase gene niaD (SEQ ID NO: 1) derived from Aspergillus oryzae Aspergillus oryzae was converted into a PstI-HindIII fragment by using primers A (5′-aactgcagaacagccccaaattcaattataattgca-3 ′: SEQ ID NO: 2) and primer B (5′-cccagattctactcctactg). : SEQ ID NO: 3) and amplified by PCR under the following conditions using LA-Taq (Takara Holdings) using koji mold genomic DNA as a template.
PCR conditions
・ One cycle of 96 ° C (5 minutes)
・ 30 cycles of 96 ° C (20 seconds), 60 ° C (30 seconds), 72 ° C (5 minutes)
・ One cycle of 72 ° C (7 minutes)
The obtained PCR amplification product was treated at 37 ° C. with a restriction enzyme PstI-HindIII, and then cut out by agarose gel electrophoresis. For cutting out, a QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN) was used. Escherichia coli plasmid pUC119 (Takara Holdings) was ligated with DNA Ligation kit ver. 1 (Takara Holdings) and transformed into Escherichia coli (E. coli) strain JM109. As a result, a plasmid pNIA2 in which the niaD marker was subcloned was obtained. The construction of plasmid pNIA2 is shown in FIG.
<Preparation of fucose lectin gene expression cassette>
The glucoamylase gene glaB enhancer (glaB enhancer) 0.36-kb (SEQ ID NO: 4), the fucose lectin gene (fleA) open reading frame 1.1-kb (SEQ ID NO: 5) and the glucose amylase gene glaB terminator (glaB terminator) ) An attempt was made to construct a fusion gene expression cassette consisting of 1.0-kb (SEQ ID NO: 6).
[0046]
The glaB enhancer was prepared by using primer C (5'-aactgcagcgaggtagactagaagaatgcgggacacgg-3 ': SEQ ID NO: 7) and primer D (5'-gccaggagtagagacatatgatggtgctgaagaqAqaac-Aqaac-Aqaac-Aqaac-Aqaac-Aqaac-Aqaac-Aqaac-Aqaac-qaac-qaac-qaac-qaac-qaac-aac-qaac-aacAqaac-Aqaac-qaacqaacAqaacAqaacAqaqaacAqaacAqaacAqaacAqaacAqaacAqaacAqaacAqaacAcaAqaacAqaacAqaacAqaacAcaAqaacAqaacAqaacAqaacAqaacAacAacAacAacAacAacAacAacAacAacAacAga with a DNA sequence of a bacterium and a germ line with a DNA sequence as a genomic sequence. Holdings). fleA open reading frame, primers E (5'- gaagtcaccaccatcatgtctactcctggcgcccaagaagttcttttcc -3 'SEQ ID NO: 9) and primer F (5'- gcactggaaagtacatctactcagccggagggagagcccggcgaccc-3': LA-Taq (Takara the Aspergillus genomic DNA as a template using the SEQ ID NO: 10) Holdings). The glaB terminator was prepared by using primer G (5′-cccctcggtagtagattacttttcccagtgcgtgtagtagcc-3 ′: SEQ ID NO: 11) and primer H (5′-acgcgtcgacgcgaacagctcatacctTacactAq using the template as a genomic strain, and using a KojigaagcctaccacctTacactAq as a sequence for the Koji Lactase gene. ) Was used for PCR amplification. The PCR conditions were as follows.
[0047]
・ One cycle of 96 ° C (5 minutes)
・ 30 cycles of 96 ° C (20 seconds), 60 ° C (30 seconds), 72 ° C (5 minutes)
・ One cycle of 72 ° C (7 minutes)
The obtained PCR amplification product was subjected to agarose gel electrophoresis, and the target fragment was cut out using QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN).
[0048]
Next, as a second stage PCR, these three fragments were mixed, and PCR amplification by LA-Taq (Takara Holdings) was performed using primer C and primer H. The PCR conditions were as follows.
[0049]
・ One cycle of 96 ° C (5 minutes)
・ 30 cycles of 96 ° C (20 seconds) and 68 ° C (7 minutes)
・ One cycle of 68 ° C (7 minutes)
As a result of the PCR, an approximately 2.5-kb fusion gene product was amplified. The obtained PCR amplification product was treated with a restriction enzyme PstI-SalI at 37 ° C., then subjected to agarose gel electrophoresis, and a target DNA fragment was cut out using a QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN).
<Preparation of fusion gene of marker gene / target gene>
This DNA fragment was transferred to pNIA2 using DNA Ligation kit ver. By ligation using No. 1 (Takara Holdings), a plasmid pNBF into which a fusion gene of the marker gene and the target gene expression cassette was subcloned was obtained. This plasmid is used for E. coli E. coli. coli JM109 strain was transformed.
[0050]
Next, PCR for obtaining the cyclic nucleotide of the present invention was performed. Using plasmid pNBF as a template, primer I (5'-gcgaacagctcatacctctcatacctttctggacgaa-3 ': SEQ ID NO: 13) and primer J (5'-actctttggattttcctactctctcaataccaqatAq-Aq with PCRAqaq-AqAq-qqqqqqqqqAqAq-qqqAqqqqqqqqqAqqAqqqqqAqqqqqAqqqqqqqqq8a9) went. The PCR conditions were as follows.
[0051]
・ One cycle at 96 ° C (5 minutes)
・ 30 cycles at 96 ° C (20 seconds) and 68 ° C (10 minutes)
・ One cycle at 68 ° C (7 minutes)
As a result, an approximately 7.6-kb fusion gene product (marker gene / target gene expression cassette) was amplified. The obtained PCR amplification product was cut out by agarose gel electrophoresis, and extracted with QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN).
[0052]
This gene was treated with T4 DNA polynucleotide kinase (Takara Holdings) for 1 hour at 37 ° C., followed by treatment with T4 DNA polynucleotide kinase (Takara Holdings) for 1 hour at 37 ° C., followed by phenol chloroform extraction and ethanol precipitation. This was treated with T4 DNA ligase at 16 ° C. for 20 hours to allow self-ligation, followed by ethanol precipitation. Thereby, the cyclic nucleotide of the present invention was obtained.
<Preparation of self-cloning strain>
Using the above-mentioned cyclic nucleotide, a niaD mutant of A. oryzae (Patent Depositary of the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST) was obtained by the conventional PEG-calcium method (Mol Gen Genet, 218, 99-104, (1989)). (Deposited as FERM P-13034) in a Czapek-Dox medium (2% glucose, 0.1% dipotassium hydrogen phosphate, 0.1% phosphate, 0.05% nitrate). % Of potassium chloride, 0.05% magnesium sulfate, 0.001% iron sulfate, 0.3% sodium nitrate) to obtain a plurality of transformants retaining fleA.
<Chromosome of self-cloning strain DNA Analysis>
The genomic DNA of these transformants was extracted by a conventional method, treated with SalI, subjected to agarose gel electrophoresis, alkali-transferred from the agarose gel to Hybond N + membrane, and further subjected to Southern blotting using Gene Image kit (Amersham Bioscience). Analyzed
FIG. 2 shows the results of Southern blotting. When niaD was used as a probe, a single band of about 16-kb was detected, indicating that one copy was transformed at the niaD site. When the E. coli vector pUC119 was used as a probe, no band could be confirmed. This indicates that a self-cloning strain was obtained in which no gene derived from Escherichia coli was present and only one gene derived from Aspergillus oryzae was introduced into the niaD site by one copy.
<Confirmation of expression level of target gene in self-cloning strain>
The fucose lectin productivity of this self-cloning strain was examined as follows. Since the glaB enhancer is an enhancer that is specifically expressed in solid culture (JP-A-2000-245465, JP-A-11-243965), the self-cloning strain is cultured in solid culture using rice koji (30-35 ° C.) with 70% polished rice. For 3 days). 10 g of the obtained rice koji was extracted and filtered with 50 ml of water at room temperature for 3 hours, and 50 μl of the supernatant was concentrated to dryness and subjected to SDS-PAGE.
[0053]
FIG. 3 shows the results of SDS-PAGE. As is apparent from FIG. 3, a band having a molecular weight of 35,000, which was not observed in the wild strain used as a control, was detected. This indicates that in the self-cloning strain, fucose lectin (molecular weight: 35,000) (Biosci. Biotechnol. Biochem. 66, 1002-1008 (20002)) is secreted and produced in large amounts outside the cells.
[0054]
As a result, although the bred self-cloning strain contained only DNA derived from Aspergillus oryzae aspergillus, the production of fucose lectin was significantly increased as compared with the wild strain. Since fucose lectin has uses as a research reagent and a clinical reagent, the obtained self-cloning strain is a strain that can be industrially effectively used as a safe non-genetically modified product.
Example 2 (Breeding of glucoamylase-producing self-cloning strain under the control of sodM enhancer)
<Preparation of glucoamylase gene expression cassette>
Manganese SOD gene sodM enhancer (sodM enhancer) 1.0-kb (SEQ ID NO: 15), glucoamylase gene glaB open reading frame 1.6-kb (SEQ ID NO: 16) and glucoamylase gene glaB terminator 1.0-kb An attempt was made to construct a fusion gene expression cassette consisting of (SEQ ID NO: 6).
[0055]
The sodM enhancer is composed of primer K (5'-aactgcagttatgtactccgtactcggttgaattattataatcgggg-3 ': SEQ ID NO: 17) and primer L (5'-gaaggttgttctggtTgtgtgtgtgtgttgtgtgtgttgtgtgtgttgttgttgt). (Takara Holdings). The glaB open reading frame was prepared using primer M (5′-ccaccaccacaccaccaaaatgcggaacacctttctttttttccc-3 ′: SEQ ID NO: 19), primer N (5′-gcactggaagagttactatgccDNActgctAggtggDNA sequence using Kg. -PCR was amplified using Taq (Takara Holdings). The glaB terminator was obtained by PCR using LA-Taq (Takara Holdings) using primer O (5′-ctgttgggtcgtggttagattgtacttcccagtgcgtgttagtctact-3 ′: SEQ ID NO: 21) and primer H (SEQ ID NO: 12) with Koji mold genomic DNA as a template. . The PCR conditions were as follows.
[0056]
・ One cycle at 96 ° C (5 minutes)
・ 30 cycles at 96 ° C (20 seconds), 60 ° C (30 seconds), 72 ° C (5 minutes)
・ One cycle at 72 ° C (7 minutes)
The obtained PCR amplification product was subjected to agarose gel electrophoresis, and a target fragment was cut out using a QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN).
[0057]
Next, as a second stage PCR, these three fragments were mixed, and PCR amplification by LA-Taq (Takara Holdings) was performed using primer K and primer H. The PCR conditions were as follows.
[0058]
・ One cycle at 96 ° C (5 minutes)
・ 30 cycles at 96 ° C (20 seconds) and 68 ° C (7 minutes)
・ One cycle at 68 ° C (7 minutes)
As a result of the PCR, a fusion gene product of about 3.7-kb was amplified. The obtained PCR amplification product was treated with a restriction enzyme PstI-SalI at 37 ° C., subjected to agarose gel electrophoresis, and a target DNA fragment was cut out using a QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN).
<Preparation of fusion gene of marker gene / target gene>
This DNA fragment was added to pNIA2 obtained in Example 1 using DNA Ligation kit ver. By ligation using No. 1 (Takara Holdings), a plasmid pNMB in which a fusion gene of the marker gene and the target gene expression cassette was subcloned was obtained. This plasmid is used for E. coli E. coli. coli JM109 strain was transformed.
[0059]
Next, PCR for obtaining the cyclic nucleotide of the present invention was performed. PCR amplification by LA-Taq (Takara Holdings) was performed using primer I and primer J with plasmid pNMB as a template. The PCR conditions were as follows.
[0060]
・ One cycle at 96 ° C (5 minutes)
30 cycles at 96 ° C (20 seconds) and 68 ° C (10 minutes)
・ One cycle at 68 ° C (7 minutes)
As a result, a fusion gene product (marker gene / target gene expression cassette) of about 8.8-kb was amplified. The obtained PCR amplification product was cut out by agarose gel electrophoresis, and extracted with QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN).
[0061]
This gene was treated with T4 DNA polynucleotide kinase (Takara Holdings) for 1 hour at 37 ° C., and treated with T4 DNA polynucleotide kinase (Takara Holdings) for 1 hour at 37 ° C., followed by phenol chloroform extraction and ethanol precipitation. This was treated with T4 DNA ligase at 16 ° C. for 20 hours to allow self-ligation, followed by ethanol precipitation. Thereby, the cyclic nucleotide of the present invention was obtained.
<Preparation of self-cloning strain>
The PEG-calcium method was used to obtain A. oryzae niaD mutant strain FERM P-13034 was transformed. By selecting a strain capable of growing in a medium using nitric acid as the sole nitrogen source as in Example 1, a plurality of transformants carrying the glaB gene were obtained.
<Chromosome of self-cloning strain DNA Analysis>
Genomic DNAs of these transformants were obtained by a conventional method, treated with SalI, subjected to agarose gel electrophoresis, alkali-transferred from the agarose gel to Hybond N + membrane, and further subjected to Southern blot using Gene Image kit (Amersham Bioscience). Analysis was performed.
[0062]
FIG. 4 shows the results of Southern blotting. When niaD was used as a probe, a single band of about 17-kb was detected, indicating that one copy was transformed at the niaD site. When the E. coli vector pUC119 was used as a probe, no band could be confirmed. This indicates that a self-cloning strain in which one copy of the gene derived from Aspergillus aliza was introduced into the niaD site without the gene derived from Escherichia coli was obtained.
<Confirmation of expression level of target gene in self-cloning strain>
Glucoamylase productivity of this self-cloning strain was examined as follows. Since the sodM enhancer is an enhancer that is specifically expressed in liquid culture (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-224381), the present self-cloning strain is transformed into a liquid medium (dextrin 6%, magnesium sulfate 0.1%, dipotassium hydrogen phosphate 0.5%). 1%, potassium chloride 0.05%, ammonium sulfate 0.2%, iron sulfate 0.00001M, pH 6.3) and cultured at 37 ° C. for 3 days.
[0063]
Glucoamylase activity was measured using a saccharification power measurement kit manufactured by Kikkoman Corporation, and glucoamylase having a specific activity of 0.36 U / mg was used as a standard glucoamylase for the measurement. As a result, the extracellular glucoamylase production was 1.2 g / 1 L-broth.
[0064]
The obtained culture supernatant equivalent to 50 μl was concentrated to dryness and subjected to SDS-PAGE. FIG. 5 shows the results of SDA-PAGE. As is clear from FIG. 5, a band having a molecular weight of 50,000 to 100,000, which is not observed in the wild strain used as a control, was detected. This indicates that glucoamylase (molecular weight (50,000-100,000) (J. Ferment. Bioeng., 84, 532-537, 1997)) is secreted and produced in large amounts outside the cells.
[0065]
As a result, although the bred self-cloning strain contained only the gene derived from Aspergillus oryzae aspergillus, the production of glucoamylase was significantly increased as compared with the wild-type strain. Since glucoamylase has uses as an industrial enzyme agent, a research reagent, and a clinical reagent, the obtained self-cloning strain is a strain that can be industrially effectively used as a safe non-genetically modified product.
Example 3(Breeding of fucose lectin-producing self-cloning strain under the control of melO enhancer)
<Preparation of fucose lectin expression cassette>
From the tyrosinase gene melO enhancer 1.2-kb (SEQ ID NO: 22), the open reading frame 1.1-kb of the fucose lectin gene fleA (SEQ ID NO: 5) and the glucoamylase gene glaB terminator 1.0-kb (SEQ ID NO: 6) We tried to construct a fusion gene expression cassette.
[0066]
The melO enhancer is composed of primer P (5'-aactgcagttatgctactccgtactcggttgaatgcttgcctttggtccaatcgttcatg-3 ': SEQ ID NO: 23) and primer Q (5'-cgccaggagtaggag Holdings). The fleA open reading frame was PCR-amplified using primer R (5'-gattacttgtgttcacaattgtctactcctggcgcccagaagagtc-3 ': SEQ ID NO: 25) and primer F and LA-Taq (Takara Holdings) using koji mold genomic DNA as a template. The glaB terminator was PCR-amplified using Primer G and Primer H and LA-Taq (Takara Holdings) using Aspergillus genomic DNA as a template. The PCR conditions were as follows.
[0067]
・ One cycle at 96 ° C (5 minutes)
・ 30 cycles at 96 ° C (20 seconds), 60 ° C (30 seconds), 72 ° C (5 minutes)
・ One cycle at 72 ° C (7 minutes)
The obtained PCR amplification product was subjected to agarose gel electrophoresis, and cut out using a QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN).
[0068]
Next, as a second-stage PCR, these three fragments were mixed, and PCR amplification using LA-Taq (Takara Holdings) was performed using primers P and H. The PCR conditions were as follows.
[0069]
・ One cycle at 96 ° C (5 minutes)
・ 30 cycles at 96 ° C (20 seconds) and 68 ° C (7 minutes)
・ One cycle at 68 ° C (7 minutes)
As a result of the PCR, a fusion gene product of about 3.3-kb was amplified. The obtained PCR amplification product was treated with a restriction enzyme PstI-SalI at 37 ° C., subjected to agarose gel electrophoresis, and a target DNA fragment was cut out using a QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN).
<Preparation of fusion gene of marker gene / target gene expression cassette>
This DNA fragment was added to pNIA2 obtained in Example 1 using DNA Ligation kit ver. By ligation using No. 1 (Takara Holdings), a plasmid pNEF in which a fusion gene of the marker gene and the target gene expression cassette was subcloned was obtained. This plasmid is used for E. coli E. coli. coli JM109 strain was transformed.
[0070]
Next, PCR for obtaining the cyclic nucleotide of the present invention was performed. PCR amplification by LA-Taq (Takara Holdings) was performed using primer p and primer J with plasmid pNEF as a template. The PCR conditions were as follows.
[0071]
・ One cycle at 96 ° C (5 minutes)
30 cycles at 96 ° C (20 seconds) and 68 ° C (10 minutes)
・ One cycle at 68 ° C (7 minutes)
As a result, an approximately 8.4-kb fusion gene product (marker gene / target gene expression cassette) was amplified. The obtained PCR amplification product was subjected to agarose gel electrophoresis, and extracted with QIAquick Gel Extraction kit (QIAGEN).
[0072]
This gene was treated with T4 DNA polynucleotide kinase (Takara Holdings) for 1 hour at 37 ° C., and treated with T4 DNA polynucleotide kinase (Takara Holdings) for 1 hour at 37 ° C., followed by phenol chloroform extraction and ethanol precipitation. This was treated with T4 DNA ligase at 16 ° C. for 20 hours to allow self-ligation, followed by ethanol precipitation. Thereby, the cyclic nucleotide of the present invention was obtained.
<Preparation of self-cloning strain>
The PEG-calcium method was used to obtain A. oryzae niaD mutant strain FERM P-13034 was transformed. By selecting a strain capable of growing on a medium using nitric acid as a single nitrogen source, a plurality of transformants carrying the fleA gene were obtained.
<Chromosome of self-cloning strain DNA Analysis>
The genomic DNAs of these transformants were obtained by a conventional method, treated with SalI, subjected to agarose gel electrophoresis, alkali-transferred the gel to Hybond N + membrane, and further subjected to Southern using Gene Image kit (Amersham Bioscience). Blot analysis was performed.
[0073]
FIG. 6 shows the results of Southern blotting. When niaD was used as a probe, a single band of about 17-kb was detected, indicating that one copy was transformed at the niaD site. When the E. coli vector pUC119 was used as a probe, no band could be confirmed. This shows that a self-cloning strain in which one copy of the gene derived from Aspergillus oryzae was introduced into the niaD site without the gene derived from Escherichia coli was obtained.
<Confirmation of expression level of target gene in self-cloning strain>
The fucose lectin productivity of this self-cloning strain was examined as follows. Since the melO enhancer is an enhancer that is expressed specifically in liquid culture (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-046078), this self-cloning strain is transformed into a liquid medium (glucose 3%, magnesium sulfate 0.1%, dipotassium hydrogen phosphate 0.5%). 1%, potassium chloride 0.05%, ammonium sulfate 0.2%, iron sulfate 0.00001M, pH 6.3) and cultured at 37 ° C. for 3 days. The recovered koji culture cells were crushed with sea sand, extracted with PBS, and centrifuged. 20 μg of the obtained crude enzyme cell protein was subjected to SDS-PAGE.
[0074]
FIG. 7 shows the results of SDS-PAGE. As is clear from FIG. 7, a band having a molecular weight of 35,000, which was not observed in the wild strain used as a control, was detected. This indicates that in the self-cloning strain, fucose lectin (molecular weight 35,000) (Biosci. Biotechnol. Biochem. 66, 1002-1008 (2002)) is produced in large amounts in the cells.
[0075]
As a result, although the bred self-cloning strain contained only the gene derived from Aspergillus oryzae, the production of fucose lectin was significantly increased as compared with the wild strain. Since fucose lectin has uses as a research reagent and a clinical reagent, the obtained self-cloning strain is a strain that can be industrially effectively used as a safe non-genetically modified product.
[0076]
<Comparison of transformation efficiency>
Transform Aspergillus oryzae using a fusion gene of a marker gene and a target gene expression cassette, and determine the transformation efficiency using a cyclic nucleotide as in Examples 1 to 3, a method using a linear nucleotide, and Escherichia coli. Comparisons were made between methods using the plasmid integrated into the vector.
[0077]
Transformation test 1
In Example 1, a cyclic nucleotide obtained by self-ligating DNA amplified by PCR using a plasmid pNBF obtained by subcloning niaD and fleA expression cassette into an Escherichia coli vector as a template, before the self-ligation in Example 1 Using the linear DNA and the E. coli plasmid pNBF prepared in Example 1, an Aspergillus oryzaea niaD mutant (FERMP-13034) was transformed under the same conditions as in Example 1.
[0078]
Transformation test 2
In Example 2, a cyclic nucleotide obtained by self-ligating DNA amplified by PCR using plasmid pNBF obtained by subcloning niaD and glaB expression cassette into an Escherichia coli vector as a template, before the self-ligation in Example 2 Using the linear DNA and the E. coli plasmid pNBF prepared in Example 2, an Aspergillus oryzaea niaD mutant (FERMP-13034) was transformed under the same conditions as in Example 2.
[0079]
Transformation test 3
In Example 3, a cyclic nucleotide obtained by self-ligating DNA amplified by PCR using a plasmid pNBF obtained by subcloning niaD and fleA expression cassette into an Escherichia coli vector as a template, before the self-ligation in Example 3 Using the linear DNA and the E. coli plasmid pNBF prepared in Example 3, an Aspergillus oryzae niaD mutant (FERMP-13034) was transformed under the same conditions as in Example 3.
[0080]
In the above transformation tests 1 to 3, the number of transformants obtained per 1 μg of the DNA subjected to transformation was defined as the transformation efficiency. The results are shown in Table 1 below.
[0081]
[Table 1]
Figure 2004329143
[0082]
From Table 1, it can be seen that in obtaining a self-cloning strain into which a target gene has been introduced by transformation, if the target gene is used in a linear form, substantially no transformation will take place, but by using a cyclic nucleotide form, it will be extremely high. It can be seen that transformation occurs with efficiency. It is also found that the efficiency is much higher than when the target gene is incorporated into an E. coli vector.
[0083]
【The invention's effect】
According to the present invention, a method for efficiently producing a self-cloning strain of Aspergillus genus fungi, a cyclic nucleotide used in the method, and a self-cloning strain of Aspergillus genus fungi are provided.
Furthermore, breeding of Aspergillus genus fungi typified by Aspergillus oryzae depends on a mutation method with low acquisition efficiency or a genetic recombination method with good acquisition efficiency but low public acceptance in the food industry. For this reason, there has been a long-felt desire in the food industry for breeding self-cloning strains that do not contain genes from heterologous organisms using simple techniques such as genetic recombination. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the target property was able to be introduce | transduced into Aspergillus filamentous fungi very simply, efficiently and safely.
[0084]
[Sequence list]
Figure 2004329143
Figure 2004329143
Figure 2004329143
Figure 2004329143
Figure 2004329143
Figure 2004329143
Figure 2004329143
Figure 2004329143
Figure 2004329143
Figure 2004329143
Figure 2004329143
Figure 2004329143
Figure 2004329143
Figure 2004329143
Figure 2004329143
Figure 2004329143

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the structure of a plasmid pNIA2 obtained in Example 1.
FIG. 2 is a diagram showing that fleA has been integrated into chromosomal DNA of the transformant obtained in Example 1.
FIG. 3 is a diagram showing that the transformant obtained in Example 1 produces a large amount of fucose lectin.
FIG. 4 is a diagram showing that glaB is integrated into chromosomal DNA of the transformant obtained in Example 2.
FIG. 5 is a view showing that the transformant obtained in Example 2 produces glucoamylase in large amounts.
FIG. 6 is a diagram showing that fleA has been integrated into chromosomal DNA of the transformant obtained in Example 3.
FIG. 7 is a view showing that the transformant obtained in Example 3 produces a large amount of flucosctin.

Claims (9)

niaD、argB、sC、ptrA、pyrG、amdS、オーレオバシジン耐性遺伝子、ベノミル耐性遺伝子及びハイグロマイシン耐性遺伝子からなる群より選ばれるアスペルギルス属糸状菌(A)種由来のマーカー遺伝子と、アスペルギルス属糸状菌(A)種由来の目的遺伝子発現カセットとを含む環状ヌクレオチド。niaD, argB, sC, ptrA, pyrG, amdS, an aureobasidin resistance gene, a benomyl resistance gene, a hygromycin resistance gene, a marker gene derived from a filamentous Aspergillus (A) species, and a filamentous fungus of the genus Aspergillus (A) a cyclic nucleotide containing a target gene expression cassette derived from a species; マーカー遺伝子がniaDである請求項1に記載の環状ヌクレオチド。The cyclic nucleotide according to claim 1, wherein the marker gene is niaD. アスペルギルス属糸状菌(A)種に由来するヌクレオチドのみからなる請求項1又は2に記載の環状ヌクレオチド。The cyclic nucleotide according to claim 1 or 2, comprising only a nucleotide derived from a filamentous fungus of the genus Aspergillus (A). アスペルギルス属糸状菌(A)種のセルフクローニング株を作製するための、請求項1、2又は3に記載の環状ヌクレオチド。The cyclic nucleotide according to claim 1, 2 or 3, for producing a self-cloning strain of the filamentous fungus (A) of the genus Aspergillus. 請求項1から4のいずれかに記載の環状ヌクレオチドを用いてアスペルギルス属糸状菌(A)種を形質転換するアスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株の製造方法。A method for producing a self-cloning strain of Aspergillus spp., Wherein the Aspergillus spp. Filamentous fungus (A) is transformed using the cyclic nucleotide according to any one of claims 1 to 4. (i) 請求項1から4のいずれかに記載の環状ヌクレオチドを用いて、その環状ヌクレオチドに含まれるマーカー遺伝子が変異したアスペルギルス属糸状菌(A)種の変異株を形質転換する工程と、
(ii) そのマーカー遺伝子の発現を指標にその環状ヌクレオチド中の目的遺伝子が導入された形質転換体を選択する工程と
を含むアスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株の製造方法。
(I) using the cyclic nucleotide according to any one of claims 1 to 4 to transform a mutant of Aspergillus spp. (A) in which a marker gene contained in the cyclic nucleotide is mutated;
(Ii) selecting a transformant in which the target gene in the cyclic nucleotide has been introduced, using the expression of the marker gene as an index, to produce a self-cloning strain of a filamentous fungus of the genus Aspergillus.
請求項1から4のいずれかに記載の環状ヌクレオチドを用いてアスペルギルス属糸状菌(A)種を形質転換することにより得られるアスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株。A self-cloning strain of a filamentous fungus of the genus Aspergillus obtained by transforming a species of the filamentous fungus of the genus Aspergillus (A) using the cyclic nucleotide according to any one of claims 1 to 4. アスペルギルス属糸状菌(A)種の染色体DNA中に、アスペルギルス属糸状菌(A)種由来の目的遺伝子発現カセットが、アスペルギルス属糸状菌(A)種由来の二つの同一マーカー遺伝子に挟まれた状態で存在し、そのマーカー遺伝子がniaD、argB、sC、ptrA、pyrG、amdS、オーレオバシジン耐性遺伝子、ベノミル耐性遺伝子及びハイグロマイシン耐性遺伝子からなる群より選ばれるものであるアスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株。A state in which a target gene expression cassette derived from a filamentous Aspergillus (A) species is sandwiched between two identical marker genes derived from a filamentous Aspergillus (A) species in the chromosomal DNA of the filamentous Aspergillus (A) species. Wherein the marker gene is selected from the group consisting of niaD, argB, sC, ptrA, pyrG, amdS, aureobasidin resistance gene, benomyl resistance gene and hygromycin resistance gene. stock. 二つのマーカー遺伝子の一方が変異したマーカー遺伝子である請求項8に記載のアスペルギルス属糸状菌のセルフクローニング株。9. The self-cloning strain of Aspergillus spp. According to claim 8, wherein one of the two marker genes is a mutated marker gene.
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