JP2006288266A - Method for producing fusant of yeast - Google Patents

Method for producing fusant of yeast Download PDF

Info

Publication number
JP2006288266A
JP2006288266A JP2005112987A JP2005112987A JP2006288266A JP 2006288266 A JP2006288266 A JP 2006288266A JP 2005112987 A JP2005112987 A JP 2005112987A JP 2005112987 A JP2005112987 A JP 2005112987A JP 2006288266 A JP2006288266 A JP 2006288266A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fusion
yeast
protoplast
solution
frozen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2005112987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazumasa Konishi
一誠 小西
Kaoru Furuya
加夫留 古家
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Corp filed Critical Asahi Kasei Corp
Priority to JP2005112987A priority Critical patent/JP2006288266A/en
Publication of JP2006288266A publication Critical patent/JP2006288266A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently producing a fusant by fusing cells by using a frozen protoplast of a yeast. <P>SOLUTION: The method for fusing the cells by electrical fusion of the frozen protoplast of the yeast, finished by discovering that the fusing rate is extremely increased by the electrical fusing method when fusing the frozen protoplast is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、酵母の融合体の製造方法に関し、詳しくは、凍結保存した酵母のプロトプラストを電気的融合により細胞融合し、酵母の育種を行うための、効率的な融合体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a yeast fusion, and more particularly to an efficient method for producing a yeast fusion for cell fusion of cryopreserved yeast protoplasts by electrical fusion and breeding of the yeast.

微生物の育種手段として広く用いられているプロトプラスト融合法は、複数の遺伝子が関与する形質を導入するのに適した方法であると言われ、様々な産業上有用な菌株の育種に用いられている。
また、近年、プロトプラスト融合法を応用したゲノムシャッフリング法(非特許文献1) のように多数のプロトプラスト細胞を同時に融合する育種も注目されている。
しかしながら、プロトプラスト融合を行うには少なくとも二つ以上のプロトプラスト体を同時に準備する必要があることや、実験のたびにプロトプラストの調整及びその分離操作を行うという多大な労力と時間を費やさなければならず、プロトプラスト融合の実施には様々な障害が存在した。これら諸問題を解決するためにプロトプラスト保存法の開発が行われてきており、いくつかの菌株でプロトプラストの凍結保存が試みられてきた(非特許文献2)が、凍結保存したプロトプラストは再生率や融合率の低さといった問題を抱える事が多く、実際の育種に利用することは非常に困難であった。このことは、遺伝的マーカーや栄養要求性を付与した菌株の融合を行う際には、その融合率はそれほど問題とならないが、一般産業用に利用されている微生物は遺伝的マーカーを持っていないことが多いため、その融合率が低いと、融合体の選択が極めて困難となり致命的であった。このように、プロトプラストを凍結保存し、それを高効率にプロトプラスト融合させることができれば非常に有意義である。
しかしながら、未凍結のプロトプラストを用いた場合、汎用的な細胞融合法であるPEG法で効率的にプロトプラスト融合ができたにも関わらず、凍結されたプロトプラストに適用した場合、著しく融合率が落ちるため、酵母の凍結されたプロトプラストを細胞融合による育種に利用することができなかった。
Ying-Xin Zhang, Kim Perry, Victor A. Vinci, Keith Powell, Willem P. C. Stemmer and Stephen B. del Cardayre (2002) Nature 415, 644-646 K. Kuwano, Y. Aruga and N. Saga (1996) Plant Science 116, 117-124
The protoplast fusion method, which is widely used as a means of breeding microorganisms, is said to be a suitable method for introducing traits involving multiple genes, and is used for breeding various industrially useful strains. .
In recent years, breeding that simultaneously fuses a large number of protoplast cells, such as a genome shuffling method (Non-patent Document 1) applying the protoplast fusion method, has attracted attention.
However, in order to perform protoplast fusion, it is necessary to prepare at least two protoplasts at the same time, and it takes a lot of labor and time to adjust the protoplast and to separate the protoplasts for each experiment. There were various obstacles to the implementation of protoplast fusion. In order to solve these problems, protoplast preservation methods have been developed, and cryopreservation of protoplasts has been attempted in several strains (Non-patent Document 2). There were many problems such as low fusion rate, and it was very difficult to use for actual breeding. This means that when a genetic marker or auxotrophic strain is fused, the fusion rate does not matter so much, but microorganisms used for general industries do not have a genetic marker. In many cases, if the fusion rate is low, selection of the fusion is extremely difficult and fatal. Thus, it is very significant if protoplasts can be stored frozen and protoplasts can be fused with high efficiency.
However, when unfrozen protoplasts are used, the fusion rate drops significantly when applied to frozen protoplasts, even though protoplast fusion, which is a general cell fusion method, has been achieved efficiently. However, frozen protoplasts of yeast could not be used for breeding by cell fusion.
Ying-Xin Zhang, Kim Perry, Victor A. Vinci, Keith Powell, Willem PC Stemmer and Stephen B. del Cardayre (2002) Nature 415, 644-646 K. Kuwano, Y. Aruga and N. Saga (1996) Plant Science 116, 117-124

本発明は、凍結した酵母のプロトプラストを用いて細胞融合させ、効率的に融合体を製造することを課題とする。   It is an object of the present invention to efficiently produce a fusion by cell fusion using frozen yeast protoplasts.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ね、凍結プロプラストの融合に際し、電気的融合法が著しく融合率の向上を図ることができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち本発明は凍結した酵母のプロトプラストを電気的融合により細胞融合し、効率的に融合体を製造する方法を提供するものである。
すなわち本願発明は、以下の構成を有する。
(1)酵母の凍結されたプロトプラストを用いた酵母の融合体の製造方法であって、凍結されたプロトプラストを溶解し、これを電気的融合により細胞融合することを特徴とする酵母の融合体の製造方法。
(2)酵母の凍結されたプロトプラストを用いた酵母の融合体の製造方法であって、少なくとも以下のa) 〜 c)の工程を含む酵母の融合体の製造方法。
a) 酵母のプロトプラストを製造する工程
b) a)のプロトプラストを凍結する工程
c) b)の凍結されたプロトプラストを溶解後、電気的融合により細胞融合し、融合体を得る工程
(3)酵母が、Sporobolomyces 属の酵母である上記(1)又は(2)に記載の酵母の融合体の製造方法。
(4)a)の工程が、Sporobolomyces属の酵母を細胞壁の合成を阻害する条件下において培養した後に、当該酵母を含む溶液に2種以上の細胞壁溶解酵素を添加する工程からなる上記(3)に記載の酵母の融合体の製造方法。
(5)上記(1)〜(4)のいずれかに記載の製造方法により製造される融合体。
(6)上記(5)に記載の融合体の生産する生産物。
The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above-mentioned problems, and found that the electrical fusion method can remarkably improve the fusion rate during the fusion of frozen proplasts, thereby completing the present invention.
That is, the present invention provides a method for efficiently producing a fusion by cell fusion of frozen yeast protoplasts by electrofusion.
That is, the present invention has the following configuration.
(1) A method for producing a yeast fusion using a frozen protoplast of yeast, which comprises lysing a frozen protoplast and fusing it with cells by electric fusion. Production method.
(2) A method for producing a yeast fusion using frozen yeast protoplasts, comprising at least the following steps a) to c):
a) Process for producing yeast protoplasts
b) Freezing the protoplast of a)
c) Step of obtaining a fusion by lysing the frozen protoplast of b) and then performing cell fusion by electrofusion (3) The yeast according to (1) or (2) above, wherein the yeast is a yeast of the genus Sporobolomyces A method for producing a fusion product.
(4) The step (a) comprises the step of culturing a yeast of the genus Sporobolomyces under conditions that inhibit cell wall synthesis, and then adding two or more cell wall lytic enzymes to the solution containing the yeast. A method for producing a yeast fusion according to claim 1.
(5) A fusion produced by the production method according to any one of (1) to (4) above.
(6) A product produced by the fusion according to (5) above.

本発明は、これまで高い融合率で細胞融合することはできないと考えられていた酵母の凍結されたプロトプラストを高効率に融合する方法であり、本発明によれば凍結プロトプラストを用いた融合体を効率的に得ることができる。
特に、遺伝子的選択マーカーを持たない酵母又は栄養要求性を有しない酵母等にも適用することができ、このような酵母の細胞融合による育種を容易にすることができる。
さらに、本方法により凍結プロトプラストを用いて効率よく融合体を製造することが可能となったため、プロトプラストの保存方法として実用的な凍結保存方法により保存されたプロトプラストを使うことが実質的に可能となった。
The present invention is a method of efficiently fusing a frozen protoplast of yeast, which has been thought to be unable to fuse cells at a high fusion rate, and according to the present invention, a fusion using a frozen protoplast is obtained. Can be obtained efficiently.
In particular, it can also be applied to yeast that does not have a genetic selection marker or yeast that does not have auxotrophy, and breeding of such yeast by cell fusion can be facilitated.
Furthermore, since the present method enables efficient production of a fusion using frozen protoplasts, it is practically possible to use a protoplast stored by a practical cryopreservation method as a protoplast storage method. It was.

(プロトプラストの製造)
酵母のプロトプラストはいずれを用いても良く、例えばSporobolomyces 属の酵母のプロトプラストは以下のように作成される。Sporobolomyces 属の酵母はまず、YPD培地を用いて28℃で24時間培養した後、この培養液500μLをプロトプラスト化用培地50mLに植菌し、20時間後2-D-デオキシグルコース6.5%溶液を500μL添加し、48〜96時間培養を行う。
次に、こうして得られた培養液を遠心分離し、菌体を100mMリン酸緩衝溶液(pH7に調整)で洗浄後、さらにプロトプラスト化用バッファーで2回洗浄する。
洗浄後、プロトプラスト化用バッファー中にWestase(0.5%, Takara製)とCellulase ONOZUKA R-10(2.5%, ヤクルト薬品製)を含んだ細胞壁酵素処理溶液で、菌体濃度がOD4程度になるように菌体を懸濁して、30℃で3〜5時間ゆるやかに浸とうする。これらの処理によりプロトプラスト化率99%以上のプロトプラスト溶液を得ることができる。
(Protoplast production)
Any yeast protoplast may be used. For example, a yeast protoplast of the genus Sporobolomyces is prepared as follows. Sporobolomyces genus yeast was first cultured in YPD medium at 28 ° C for 24 hours, and then 500 μL of this culture was inoculated into 50 mL of protoplasting medium, and 20 hours later, 500 μL of 2-D-deoxyglucose 6.5% solution was inoculated. Add and incubate for 48-96 hours.
Next, the culture solution thus obtained is centrifuged, and the cells are washed with a 100 mM phosphate buffer solution (adjusted to pH 7), and further washed twice with a protoplastization buffer.
After washing, use a cell wall enzyme treatment solution containing Westase (0.5%, manufactured by Takara) and Cellulase ONOZUKA R-10 (2.5%, manufactured by Yakult Yakuhin) in the protoplastization buffer so that the cell concentration is about OD4. Suspend the cells and gently immerse them at 30 ° C for 3-5 hours. By these treatments, a protoplast solution having a protoplast conversion rate of 99% or more can be obtained.

また、例えば、Saccharomyces属に属する酵母ではArthrobacterなどに由来するエンド−β−1,3−グルカナーゼ、ホスホマンナーゼ、プロテアーゼ等を用いて細胞壁を溶解し、プロトプラストを得ることができる(Kitamura, K. Arch. Biochem. Biophys., 153, 403〜406 (1972)、参照)。   Further, for example, in yeast belonging to the genus Saccharomyces, protoplasts can be obtained by lysing the cell wall using endo-β-1,3-glucanase, phosphomannase, protease, etc. derived from Arthrobacter (Kitamura, K. Arch. Biochem. Biophys., 153, 403-406 (1972)).

ここで示すプロトプラスト化率は次の方法により確認した。すなわち、顕微鏡により細胞壁が溶解・除去されたことを確認し、さらに浸透圧ショック法により低浸透圧感受性の細胞数を求め、次式によりプロトプラスト化率を算出した。
より詳細には、本願において等張液とは浸透圧調整剤を添加して細胞内液と等張となった緩衝液を表し、低張液とは蒸留水のことを表す。同量の等張液および低張液中に、同数の細胞を入れ、1分経過後のそれぞれの液体中における細胞数をカウントし、以下の式(1)に従って、プロトプラスト化率を算出した。
The protoplastization rate shown here was confirmed by the following method. That is, it was confirmed that the cell wall was dissolved and removed with a microscope, the number of cells with low osmotic pressure sensitivity was determined by the osmotic shock method, and the protoplastization rate was calculated by the following formula.
More specifically, in the present application, an isotonic solution represents a buffer solution that is made isotonic with an intracellular solution by adding an osmotic pressure adjusting agent, and a hypotonic solution represents distilled water. The same number of cells were put in the same amount of isotonic solution and hypotonic solution, the number of cells in each fluid after 1 minute was counted, and the protoplastization rate was calculated according to the following formula (1).

プロトプラスト化率 (%)= (等張液中の細胞数−低張液中の細胞数)/等張液中の細胞数×100(1) Protoplastification rate (%) = (number of cells in isotonic solution−number of cells in hypotonic solution) / number of cells in isotonic solution × 100 (1)

これらのプロトプラストは、そのままでも凍結保存することはできるが、凍結保存する前に凍結保護剤(グリセロールやトレハロ−スなど)を添加したバッファーに置換した後、凍結保存することが好ましい。   Although these protoplasts can be cryopreserved as they are, it is preferable to cryopreserve them after substituting them with a buffer to which a cryoprotectant (such as glycerol or trehalose) is added before cryopreservation.

本発明に用いるSporobolomyces属に属する酵母とは、Sporobolomyces属であればいずれでもよいが、コエンザイムQ10、カロテノイド類、又はL-カルニチンなどの有用物質を高効率で生産する能力を有する菌が望ましい.具体的には、Sporobolomyces sp. NY205株(受領番号 FERM AP-20491として平成17年4月7日、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受領された。)が挙げられる。   The yeast belonging to the genus Sporobolomyces used in the present invention may be any genus as long as it belongs to the genus Sporobolomyces, but bacteria having the ability to produce useful substances such as coenzyme Q10, carotenoids, or L-carnitine with high efficiency are desirable. Specifically, Sporobolomyces sp. NY205 strain (received as the receipt number FERM AP-20491 on April 7, 2005 at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Biological Depositary).

(プロトプラストの電気融合)
凍結プロトプラストは融解後、電気融合するためのバッファーで数回洗浄を行った後、等量ずつ両プロトプラストを混合する。電気融合するためのバッファーは適宜選択可能であるが、例えば、1.4M Sorbitol、0.1mM CaCl2、0.5mM MgCl2からなるバッファーが例示される。プロトプラスト混合溶液は細胞融合装置を用いて、高周波電界を加え、次いで高電圧パルスを加えることにより融合を行うことができる。高周波電界を加える条件としては、周波数が0.25〜2.0MHz、交流電圧が10〜40Vで、そして高周波を加える時間はプロトプラストがパールチェーンを形成するまでの時間であり、一般に5〜90秒である。次に高電圧パルスが加えられるがその電界強度は0.1〜20kV/cmで、パルス幅が5〜500μsである。この際、高電圧パルスを加えた後にポストフュージョン(postfusion)を1〜10秒程度行うことは好ましい。また、電気的融合処理後、10分以上静置し、融合株を安定化させることが好ましい。
なお、融解は、自然融解が望ましく、電気融合は、融解後、融合すべき2種の液体を混合し、直ちに行うことが望ましい。
(Protoplast electrofusion)
Frozen protoplasts are thawed, washed several times with a buffer for electrofusion, and then mixed in equal amounts with both protoplasts. A buffer for electrofusion can be selected as appropriate, and for example, a buffer composed of 1.4 M Sorbitol, 0.1 mM CaCl 2 , and 0.5 mM MgCl 2 is exemplified. The protoplast mixed solution can be fused using a cell fusion device by applying a high frequency electric field and then applying a high voltage pulse. The conditions for applying the high-frequency electric field are a frequency of 0.25 to 2.0 MHz, an AC voltage of 10 to 40 V, and the time of applying the high frequency is the time until the protoplast forms a pearl chain, generally 5 to 90 seconds. Next, a high voltage pulse is applied, but the electric field strength is 0.1 to 20 kV / cm, and the pulse width is 5 to 500 μs. At this time, it is preferable to perform postfusion for about 1 to 10 seconds after applying a high voltage pulse. Moreover, it is preferable that the fusion strain is stabilized by allowing it to stand for 10 minutes or more after the electrofusion treatment.
The melting is desirably natural melting, and the electrofusion is desirably performed immediately after melting by mixing two liquids to be fused.

(融合プロトプラストの再生)
本発明に準じて融合したプロトプラストを、浸透圧調整剤を含む再生培地を用いて再生させることにより融合体を得ることができる。より具体的には、例えば、まず融合したプロトプラストを、栄養源を含むアガーを用いてできる限り低温に保ちつつ包埋し、その後プレートをインキュベーターなどで3〜20日間培養することで融合体を得ることができる。得られた融合体は両親株との栄養要求性や薬剤耐性の相違、生産物の組成や含量の相違などを目安に選択することができる。栄養要求性を目安とする場合は各種アミノ酸などが利用でき、薬剤耐性の場合はアミノ酸アナログ(β-2-チエニルアラニン、エチオニン、5-メチルトリプトファンなど)や核酸関連物質アナログ(6-メルカプトプリン、2,6-ジアミノプリン、5-フルオロウラシル)などが利用できる。
以下、本発明について実施例により具体的に説明するが、本発明は実施例に何ら限定されるものではない。
(Regeneration of fusion protoplasts)
A fusion can be obtained by regenerating protoplasts fused according to the present invention using a regeneration medium containing an osmotic pressure regulator. More specifically, for example, the fused protoplast is first embedded using an agar containing a nutrient source while keeping the temperature as low as possible, and then the plate is cultured in an incubator for 3 to 20 days to obtain a fusion. be able to. The obtained fusion can be selected based on differences in auxotrophy and drug resistance from the parent strain, differences in the composition and content of the product, and the like. Various amino acids can be used when auxotrophy is used as a guide, and amino acid analogs (β-2-thienylalanine, ethionine, 5-methyltryptophan, etc.) and nucleic acid analogs (6-mercaptopurine, 2,6-diaminopurine, 5-fluorouracil) can be used.
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to an Example at all.

(凍結保存法)
Sporobolomyces sp. NY205株(FERM AP-20491)をYPD培地に接種し、28℃で24時間培養した。次に、この培養液500μLを下記プロトプラスト化用培地50mLに植菌し、20時間後2-D-デオキシグルコース6.5%溶液を500μL添加し、48〜96時間培養を行った。
培養液を遠心分離して得られた菌体を100mMリン酸緩衝溶液(pH7に調整)で洗浄後、さらにプロトプラスト化用バッファーで2回洗浄した。洗浄後、プロトプラスト化用バッファー中にWestase(0.5%)とCellulase ONOZUKA R-10(2.5%)を含んだ細胞壁酵素処理溶液で、菌体濃度がOD4程度になるように菌体を懸濁して、3〜5時間30℃でゆるやかに浸とうした。この処理によるプロトプラスト化率は99%以上だった。次いで、このプロトプラストを凍結保存用バッファーに懸濁し、-80℃フリーザーで徐々に凍結させることで安定にプロトプラストを保存する。プロトプラスト融解後、プロトプラスト懸濁液をプロトプラスト化用バッファーで適当な濃度に希釈し、希釈液100μL中のプロトプラスト細胞数(A)を血球計算盤を用いて数えた。また、同希釈液100μLを41〜43℃に保温したYPD上層アガーに入れ、下層アガーの上に流し込むことで包埋させ、4〜8日間で28℃でインキュベートして生育するコロニー数(B)をカウントした。(A)及び(B)の値を用いて、次式(2)により再生率を算出したところ、20%という高い再生率を示した。
(Freezing preservation method)
Sporobolomyces sp. NY205 strain (FERM AP-20491) was inoculated into YPD medium and cultured at 28 ° C. for 24 hours. Next, 500 μL of this culture solution was inoculated into 50 mL of the following protoplast-forming medium, and 20 hours later, 500 μL of a 2-D-deoxyglucose 6.5% solution was added and cultured for 48 to 96 hours.
The cells obtained by centrifuging the culture solution were washed with a 100 mM phosphate buffer solution (adjusted to pH 7), and further washed twice with a protoplastization buffer. After washing, in the cell wall enzyme treatment solution containing Westase (0.5%) and Cellulase ONOZUKA R-10 (2.5%) in the protoplastization buffer, suspend the cells so that the cell concentration is about OD4, Soaked gently at 30 ° C for 3-5 hours. Protoplast conversion rate by this treatment was over 99%. Subsequently, the protoplast is suspended in a cryopreservation buffer and gradually frozen in a -80 ° C freezer to stably store the protoplast. After protoplast thawing, the protoplast suspension was diluted to an appropriate concentration with a protoplastization buffer, and the number of protoplast cells (A) in 100 μL of the diluted solution was counted using a hemocytometer. In addition, 100 μL of the same diluted solution is placed in a YPD upper layer agar kept at 41 to 43 ° C., embedded by pouring on the lower layer agar, and incubated at 28 ° C. for 4 to 8 days (B) Counted. Using the values of (A) and (B), the regeneration rate was calculated by the following equation (2), and a high regeneration rate of 20% was shown.

再生率(%) = (B)/(A) × 100 (2)             Regeneration rate (%) = (B) / (A) x 100 (2)

本実施例及び比較例で用いられる培地及びバッファーの組成は特に断らない限り、以下のものを用いた。
YPD培地
酵母エキス1%、ポリペプトン2%、グルコース2%
プロトプラスト化用培地
グルコース 1%
酵母エキス 0.15%
DL-メチオニン 0.02%
DL-ホモシステイン 0.025%
L-システイン 0.15%
KH2PO4 0.35%
Na2HPO412H2O 0.25%
NH4Cl 0.15%
MgSO47H2O 0.02%
CaCl22H2O 0.001%
FeCl36H2O 0.0008%
ZnSO47H2O 0.00001%
プロトプラスト凍結保存用バッファー
0.037Mクエン酸、0.126M Na2HPO412H2O、0.5M tartrate、15重量%グリセロール
プロトプラスト化用バッファー
0.037Mクエン酸、0.126M Na2HPO412H2O、0.5M tartrate
YPDアガー
酵母エキス1%、ポリペプトン2%、グルコース2%、0.6M Sorbitol、2%Agar
YPD上層アガー
酵母エキス1%、ポリペプトン2%、グルコース2%、0.6M Sorbitol、1.5%Agar
YPD下層アガー
酵母エキス1%、ポリペプトン2%、グルコース2%、0.6M Sorbitol、2%Agar
SD培地
0.67% Yeast nitrogen base without amino acids (Difco, 0919-15-3)、2%グルコース、2%アガー
Unless otherwise specified, the following media and buffers were used in the examples and comparative examples.
YPD medium 1% yeast extract, 2% polypeptone, 2% glucose
Protoplast medium Glucose 1%
Yeast extract 0.15%
DL-methionine 0.02%
DL-homocysteine 0.025%
L-cysteine 0.15%
KH 2 PO 4 0.35%
Na 2 HPO 4 12H 2 O 0.25%
NH 4 Cl 0.15%
MgSO 4 7H 2 O 0.02%
CaCl 2 2H 2 O 0.001%
FeCl 3 6H 2 O 0.0008%
ZnSO 4 7H 2 O 0.00001%
Protoplast cryopreservation buffer
0.037M citric acid, 0.126M Na 2 HPO 4 12H 2 O, 0.5M tartrate, 15 wt% glycerol protoplastization buffer
0.037M citric acid, 0.126M Na 2 HPO 4 12H 2 O, 0.5M tartrate
YPD Agar Yeast Extract 1%, Polypeptone 2%, Glucose 2%, 0.6M Sorbitol, 2% Agar
YPD Upper Agar Yeast Extract 1%, Polypeptone 2%, Glucose 2%, 0.6M Sorbitol, 1.5% Agar
YPD lower layer agar yeast extract 1%, polypeptone 2%, glucose 2%, 0.6M Sorbitol, 2% Agar
SD medium
0.67% Yeast nitrogen base without amino acids (Difco, 0919-15-3), 2% glucose, 2% agar

(変異株の作成)
Sporobolomyces sp. NY205株をYPD培地で28℃で24時間培養し、集菌後、100mMリン酸緩衝溶液(pH7に調整)で2回洗浄した後、本バッファー20mLに懸濁する。600μLのEthyl methanesulfonateを添加し、懸濁液を激しく攪拌した後、28℃で1時間ゆるやかに浸とうした。変異処理1時間後、集菌した菌体を5%チオ硫酸ナトリウムで2回洗浄し、菌体を1mLの滅菌蒸留水に懸濁し、希釈懸濁液100μLをYPDプレートに塗布して、28℃で72〜120時間培養し、変異株のコロニーを得た。得られたコロニーのアミノ酸要求性を調査したところ、ロイシン要求性株、リジン要求性株、メチオニン要求性株、アルギニン要求性株を取得した。各要求性株はYPDアガーには生育可能であるが、SD培地には生育不可能であった。
なお、それぞれロイシン要求性株のロイシン生産能自然復帰率、リジン要求性株のリジン生産能自然復帰率、メチオニン要求性株のメチオニン生産能自然復帰率、アルギニン要求性株のアルギニン生産能自然復帰率は共に、1/105以下であった。
(Create mutant strain)
Sporobolomyces sp. NY205 strain is cultured in YPD medium at 28 ° C. for 24 hours, collected, washed twice with 100 mM phosphate buffer solution (adjusted to pH 7), and suspended in 20 mL of this buffer. After adding 600 μL of Ethyl methanesulfonate and stirring the suspension vigorously, the suspension was gently soaked at 28 ° C. for 1 hour. One hour after the mutation treatment, the collected cells were washed twice with 5% sodium thiosulfate, the cells were suspended in 1 mL of sterile distilled water, 100 μL of the diluted suspension was applied to the YPD plate, and 28 ° C. For 72 to 120 hours to obtain mutant colonies. When the obtained colonies were examined for amino acid requirements, leucine-requiring strains, lysine-requiring strains, methionine-requiring strains, and arginine-requiring strains were obtained. Each auxotrophic strain can grow on YPD agar but cannot grow on SD medium.
In addition, the leucine-producing ability spontaneous recovery rate of the leucine-requiring strain, the lysine-requiring strain spontaneous recovery rate, the methionine-requiring strain methionine-producing ability spontaneous recovery rate, and the arginine-requiring strain arginine-producing ability spontaneous recovery rate Both were less than 1/10 5 .

(凍結したプロトプラストの融合)
作出したNY205変異株であるロイシン要求性株及びリジン要求性株を実施例1に記載の手法でプロトプラスト化させ、凍結保存した。融解後、それぞれのプロトプラストを等量混ぜ合わせ、電気融合用バッファー(1.4M Sorbitol、0.1mM CaCl2、0.5mM MgCl2)で2回洗浄後、本バッファーでプロトプラスト濃度が108個/mLになるように調整した。プロトプラスト溶液を電極間0.5mmのセルに加え、細胞融合装置(ネッパジーン製、LF101)を用いて、周波数1MHz、交流電圧15Vを10秒間かけた後、直流電圧を600V(パルス幅 10μsec)で2回(パルス間隔 0.1sec)かけ、ポストフュージョンを2秒間行った。このときの高電圧パルスの電界強度は12,000V/cmであった。10分間静置した後、細胞融合後の溶液を適当な濃度に希釈して、その希釈液を41〜43℃に保温したYPD上層アガーに入れ、下層アガーの上に流し込み、4〜10日間、28℃でインキュベートして細胞融合後のプロトプラストを生育させた。これらのプレートに生育したコロニーを細胞融合しなかったプロトプラストが生育できないSDプレートへ植菌した。28℃で2〜5日間培養し、SDプレートに生育してきた融合体のコロニー数(X)をカウントし、全植菌数(Y)を用いて、次式(3)により融合率を算出したところ、これらの融合実験は4%以上の高い融合率を示した。
(Fused protoplast fusion)
The produced NY205 mutants, leucine-requiring strain and lysine-requiring strain, were protoplasted by the method described in Example 1 and stored frozen. After thawing, mix equal amounts of each protoplast, wash twice with electrofusion buffer (1.4 M Sorbitol, 0.1 mM CaCl 2 , 0.5 mM MgCl 2 ), and then use this buffer to give a protoplast concentration of 10 8 cells / mL. Adjusted as follows. Add the protoplast solution to the 0.5 mm cell between the electrodes, apply a 1 MHz frequency, 15 V AC voltage for 10 seconds using a cell fusion device (Neppagene, LF101), then apply DC voltage twice at 600 V (pulse width 10 μsec). (Pulse interval 0.1 sec) was applied and post-fusion was performed for 2 seconds. The electric field intensity of the high voltage pulse at this time was 12,000 V / cm. After standing for 10 minutes, dilute the solution after cell fusion to an appropriate concentration, put the diluted solution in a YPD upper layer agar kept at 41-43 ° C, and pour it on the lower layer agar for 4-10 days. The protoplasts after cell fusion were grown by incubating at 28 ° C. Colonies that grew on these plates were inoculated into SD plates where protoplasts that did not fuse cells could not grow. After culturing at 28 ° C. for 2 to 5 days, the number of colonies (X) of the fusion grown on the SD plate was counted, and the fusion rate was calculated by the following formula (3) using the total number of inoculated bacteria (Y). However, these fusion experiments showed a high fusion rate of 4% or more.

融合率(%) = (X)/(Y) × 100 (3)                 Fusion rate (%) = (X) / (Y) x 100 (3)

比較例1Comparative Example 1

(従来PEG法による凍結したプロトプラストの融合)
実施例2に記載の手法により作出したNY205変異株であるロイシン要求性株及びアルギニン要求性株を実施例1に記載の手法でプロトプラスト化させ、凍結保存した。融解後、それぞれのプロトプラストを等量混ぜ合わせ、遠心した後、上澄みを除去した。このプロトプラストをプロトプラスト細胞濃度が108個/mLになるようにPEG4000溶液(100mM Tris、50mM CaCl2、35重量%PEG4000、pH7.5)を加え、30℃で20分間静置した。細胞融合した溶液は適当な濃度に希釈して、その希釈液を41〜43℃に保温したYPD上層アガーに入れ、下層アガーの上に流し込み、4〜10日間、28℃でインキュベートして融合株生育させた。この手法による融合率は0.05%以下であった。
(Fusion of frozen protoplasts by conventional PEG method)
The leucine-requiring strain and arginine-requiring strain, which are NY205 mutants produced by the method described in Example 2, were protoplasted by the method described in Example 1 and stored frozen. After thawing, an equal amount of each protoplast was mixed and centrifuged, and then the supernatant was removed. A PEG4000 solution (100 mM Tris, 50 mM CaCl 2 , 35 wt% PEG4000, pH 7.5) was added to the protoplast so that the protoplast cell concentration was 10 8 cells / mL, and the mixture was allowed to stand at 30 ° C. for 20 minutes. The cell-fused solution is diluted to an appropriate concentration, and the diluted solution is put into a YPD upper layer agar kept at 41 to 43 ° C, poured onto the lower layer agar, and incubated at 28 ° C for 4 to 10 days. Grow. The fusion rate by this method was less than 0.05%.

比較例2Comparative Example 2

(従来PEG法による凍結したプロトプラストの融合)
PEG8000溶液、PEG6000溶液、PEG3350溶液、PEG6000S6溶液、PEG6000S3溶液、PEG6000K3溶液、PEG4000S6溶液、PEG4000S3溶液あるいはPEG4000K3溶液を用いて融合する以外は比較例1と同様の方法で凍結したプロトプラストの融合を行い、融合株を生育させたところ、これら9種の方法ともすべて、0.05%以下の融合率であった。
(Fusion of frozen protoplasts by conventional PEG method)
Fused protoplasts were fused in the same manner as in Comparative Example 1 except that PEG8000 solution, PEG6000 solution, PEG3350 solution, PEG6000S6 solution, PEG6000S3 solution, PEG6000K3 solution, PEG4000S6 solution, PEG4000S3 solution or PEG4000K3 solution were used for fusion. When the strains were grown, all these 9 methods showed a fusion rate of 0.05% or less.

上記比較例2で用いた各PEG溶液の組成を以下に示す。
PEG8000溶液(100 mM Tris、50mM CaCl2、35重量%PEG8000、pH7.5)
PEG6000溶液(100 mM Tris、50mM CaCl2、35重量%PEG6000、pH7.5)
PEG3350溶液(100 mM Tris、50mM CaCl2、35重量%PEG3350、pH7.5)
PEG6000S6溶液(100 mM Tris、50mM CaCl2、35重量%PEG6000、0.6M Sorbitol、pH7.5)
PEG6000S3溶液(100 mM Tris、50mM CaCl2、35重量%PEG6000、0.3M Sorbitol、pH7.5)
PEG6000K3溶液(100 mM Tris、50mM CaCl2、35重量%PEG6000、0.3M KCl、pH7.5)
PEG4000S6溶液(100 mM Tris、50mM CaCl2、35重量%PEG4000、0.6M Sorbitol、pH7.5)
PEG4000S3溶液(100 mM Tris、50mM CaCl2、35重量%PEG4000、0.3M Sorbitol、pH7.5)
PEG4000K3溶液(100 mM Tris、50mM CaCl2、35重量%PEG4000、0.3M KCl、pH7.5)
The composition of each PEG solution used in Comparative Example 2 is shown below.
PEG8000 solution (100 mM Tris, 50mM CaCl 2 , 35 wt% PEG8000, pH 7.5)
PEG6000 solution (100 mM Tris, 50mM CaCl 2 , 35 wt% PEG6000, pH 7.5)
PEG3350 solution (100 mM Tris, 50mM CaCl 2 , 35 wt% PEG3350, pH 7.5)
PEG6000S6 solution (100 mM Tris, 50mM CaCl 2 , 35 wt% PEG6000,0.6M Sorbitol, pH7.5)
PEG6000S3 solution (100 mM Tris, 50mM CaCl 2 , 35 wt% PEG6000,0.3M Sorbitol, pH7.5)
PEG6000K3 solution (100 mM Tris, 50mM CaCl 2 , 35 wt% PEG6000,0.3M KCl, pH7.5)
PEG4000S6 solution (100 mM Tris, 50mM CaCl 2 , 35 wt% PEG4000,0.6M Sorbitol, pH7.5)
PEG4000S3 solution (100 mM Tris, 50mM CaCl 2 , 35 wt% PEG4000,0.3M Sorbitol, pH7.5)
PEG4000K3 solution (100 mM Tris, 50mM CaCl 2 , 35 wt% PEG4000,0.3M KCl, pH7.5)

比較例3Comparative Example 3

(プロトプラスト融合)
実施例2に記載の手法により作出したNY205変異株であるメチオニン要求性株及びアルギニン要求性株を用いた以外は、比較例1と同様の方法でプロトプラストの融合を行い、融合株を生育させたところ、この手法による融合率は1.04%であった。
(Protoplast fusion)
The fusion strain was grown by fusing protoplasts in the same manner as in Comparative Example 1 except that the methionine-requiring strain and arginine-requiring strain, which were NY205 mutants produced by the method described in Example 2, were used. However, the fusion rate by this method was 1.04%.

本発明は、これまで高い融合率で細胞融合することはできないと考えられていた酵母の凍結されたプロトプラストを高効率に融合する細胞融合法を提供するものであり、特に、遺伝子的選択マーカーを持たない酵母又は栄養要求性を有しない酵母にも適用することが出来、このような酵母の細胞融合による育種を容易にすることができる。   The present invention provides a cell fusion method for efficiently fusing a frozen protoplast of yeast, which has been thought to be unable to fuse cells at a high fusion rate, and in particular, a genetic selection marker. It can also be applied to yeasts that do not have them or those that do not have auxotrophy, and breeding by cell fusion of such yeasts can be facilitated.

Claims (6)

酵母の凍結されたプロトプラストを用いた酵母の融合体の製造方法であって、凍結されたプロトプラストを溶解し、これを電気的融合により細胞融合することを特徴とする酵母の融合体の製造方法。   A method for producing a yeast fusion using a frozen protoplast of yeast, which comprises lysing the frozen protoplast and fusing it with cells by electrofusion. 酵母の凍結されたプロトプラストを用いた酵母の融合体の製造方法であって、少なくとも以下のa) 〜 c)の工程を含む酵母の融合体の製造方法。
a) 酵母のプロトプラストを製造する工程
b) a)のプロトプラストを凍結する工程
c) b)の凍結されたプロトプラストを溶解後、電気的融合により細胞融合し、融合体を得る工程
A method for producing a yeast fusion using a frozen protoplast of yeast, comprising at least the following steps a) to c):
a) Process for producing yeast protoplasts
b) Freezing the protoplast of a)
c) Step of lysing the frozen protoplast of b) and cell fusion by electrofusion to obtain a fusion product
酵母が、Sporobolomyces 属の酵母である請求項1又は2に記載の酵母の融合体の製造方法。   The method for producing a yeast fusion according to claim 1 or 2, wherein the yeast is a yeast belonging to the genus Sporobolomyces. a)の工程が、Sporobolomyces属の酵母を細胞壁の合成を阻害する条件下において培養した後に、当該酵母を含む溶液に2種以上の細胞壁溶解酵素を添加する工程からなる請求項3に記載の酵母の融合体の製造方法。   The yeast according to claim 3, wherein the step a) comprises the step of culturing a yeast of the genus Sporobolomyces under conditions that inhibit cell wall synthesis, and then adding two or more cell wall lytic enzymes to the solution containing the yeast. A method for producing a fusion product. 請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法により製造される融合体。   The fusion body manufactured by the manufacturing method in any one of Claims 1-4. 請求項5に記載の融合体の生産する生産物。



A product produced by the fusion according to claim 5.



JP2005112987A 2005-04-11 2005-04-11 Method for producing fusant of yeast Withdrawn JP2006288266A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005112987A JP2006288266A (en) 2005-04-11 2005-04-11 Method for producing fusant of yeast

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005112987A JP2006288266A (en) 2005-04-11 2005-04-11 Method for producing fusant of yeast

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006288266A true JP2006288266A (en) 2006-10-26

Family

ID=37409565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005112987A Withdrawn JP2006288266A (en) 2005-04-11 2005-04-11 Method for producing fusant of yeast

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006288266A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013192466A (en) * 2012-03-16 2013-09-30 Tottori Univ Method of preservation for microcell
JP2015022622A (en) * 2013-07-22 2015-02-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 Automotive electronic controller

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013192466A (en) * 2012-03-16 2013-09-30 Tottori Univ Method of preservation for microcell
JP2015022622A (en) * 2013-07-22 2015-02-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 Automotive electronic controller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ruthe et al. Fusion of bacterial spheroplasts by electric fields
Hui et al. Food biotechnology: microorganisms
JP7473137B2 (en) A novel strain of Pseudozyma antarctica
WO2019128454A1 (en) Novel trichoderma and application thereof
CN106957878A (en) A kind of method that living things catalysis produces 2 benzyl carbinols
JP2006288266A (en) Method for producing fusant of yeast
US9255276B2 (en) Method of transferring gene into algal cell involving utilizing multiple square-wave pulses in three steps
Kordowska-Wiater et al. Protoplast fusion of Rhizopus oryzae and Rhizopus microsporus for enhanced fumaric acid production from glycerol
Harris Spontaneous disaggregation of Methanosarcina mazei S-6 and its use in the development of genetic techniques for Methanosarcina spp
JP2006288267A (en) Method for producing protoplast of yeast belonging to genus sporobolomyces
Xu et al. Efficient transformation of Rhizopus delemar by electroporation of germinated spores
US5643719A (en) Intersexual heterozygous phycomyces
Cernak et al. Engineering Kluyveromyces marxianus as a robust synthetic biology platform host. mBio 9: e01410-18
CN104862299A (en) Bacillus subtilis heterologous protein expression quantity improving method
Stahl et al. Plasmids in Methylomonas clara, a methylotrophic producer of single cell protein
Zhao et al. Improvement in γ-decalactone production by Yarrowia sp. after genome shuffling
JP6627336B2 (en) Eukaryotic microalgal lipase mutants
CN110423784A (en) A kind of method for transformation for bacillus amyloliquefaciens
Chagnaud et al. Construction of a new shuttle vector for Lactobacillus
JPH0126675B2 (en)
Meza et al. Transfer of a benomyl resistance marker by heat-inactivated Trichoderma reesei protoplasts
EP0587872B1 (en) Intersexual heterozygous phycomyces
Karagiosis et al. 13 Trichoderma and the Biorefinery: From Plant Health to Enzymes to Biofuel Production
El-Bondkly et al. Application and comparison of two different intraspecific protoplast fusion methods in Trichoderma harzianum and their effect on β-glucosidase activity
CN111235185B (en) Method for realizing gene editing and screening based on LAC4 gene

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080701