JP2010124803A - Method for selecting target gene of antifungal agent and estimating function thereof - Google Patents

Method for selecting target gene of antifungal agent and estimating function thereof Download PDF

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雅之 町田
Koichi Tamano
孝一 玉野
Hideaki Koike
英明 小池
Tomoko Ishii
智子 石井
Tomohiro Ando
朋広 安藤
Junichiro Marui
淳一朗 丸井
Motoaki Sano
元昭 佐野
Ken Oda
健 織田
Akiko Kobayashi
亜紀子 小林
Harue Kitagawa
治恵 北川
Takayoshi Abe
敬悦 阿部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for searching a new target gene for developing a new antifungal agent and a method for estimating the functions of the target gene. <P>SOLUTION: The method for searching the target gene of antifungal agent includes (1) a process for selecting a candidate gene of the target gene, (2) a process for selecting a gene specifically induced by administration of standard enzyme-based inhibitor as the candidate gene of a reporter gene, (3) a process for constructing a vector to which a promoter of the candidate gene and a marker gene are introduced, (4) a process for preparing a transformant to which the vector is introduced, (5) a process for introducing a deletion destruction or conditional destruction to the transformant, and (6) a process for selecting the target gene of antifungal agent by using difference in growth between the strain before and after the deletion destruction or conditional destruction as an index or (6) a process for estimating the function of the target gene of antifungal agent on the basis of difference in amount of expression of the marker gene between the strain before and after the deletion destruction or conditional destruction. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、真菌、より好ましくは植物または動物への感染性真菌に対する阻害活性物質を開発するための標的遺伝子の探索方法、及び探索された標的遺伝子の機能を推定する方法等に関する。 The present invention relates to a method for searching for a target gene for developing an inhibitory active substance against fungi, more preferably an infectious fungus to plants or animals, and a method for estimating the function of the searched target gene.

植物やヒトを含む動物に感染する真核糸状真菌(カビ)は、近年、大きな脅威となっている。例えば、免疫不全の弱点を持つ患者、例えば後天性免疫不全症候群の患者あるいは免疫抑制的治療を受けている患者の数が増加する結果として、真菌症の発生数は増加傾向にある。特にカンジダ・アルビカンス(Candida albicans)やアスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)の感染によって引き起こされる深在性真菌症に対しては、現状はわずかの抗真菌剤、例えばアンフォテリシンB及びフルシトシン、またはアゾール誘導体のフルコナゾールやイトラコナゾール等の抗真菌剤が存在するのみである。 In recent years, eukaryotic fungi (molds) that infect plants and animals including humans have become a major threat. For example, the incidence of mycosis is increasing as a result of an increase in the number of patients with weakness of immunodeficiency, such as patients with acquired immune deficiency syndrome or receiving immunosuppressive treatment. There are currently few antifungal agents, such as amphotericin B and flucytosine, or the azole derivative fluconazole, especially for deep mycoses caused by infection with Candida albicans and Aspergillus fumigatus There are only antifungal agents such as and itraconazole.

植物感染菌としても、葉の病斑(Septoria tritici)、包頴の病斑(Septoria nodorum)、様々なコムギさび病(Puccinia recondita、Puccinia graminis)、ウドンコ病(様々な種)および茎/根茎(stem/stock)の腐敗病(Fusarium spp.)を引き起こすコムギ真菌病原体が挙げられる。その他の特に有害な植物病原体の例としては、ジャガイモ飢饉の原因微生物Phytophthora infestans、オランダエルム病を引き起こす子嚢菌類Ophiostoma ulmi、トウモロコシ黒穂病を引き起こす病原体Ustilago maydis、およびイネいもち病を引き起こす病原体Magnaporthe griseaが挙げられる。 Plant-infecting fungi also include leaf lesions (Septoria tritici), scab lesions (Septoria nodorum), various wheat rust diseases (Puccinia recondita, Puccinia graminis), powdery mildew (various species) and stem / rhizome ( stem / stock) wheat fungal pathogens that cause rot (Fusarium spp.). Examples of other particularly harmful plant pathogens include Phytophthora infestans, the causative agent of potato famine, Ophiostoma ulmi, which causes Dutch elm disease, Ustilago maydis, which causes maize smut, and Magnaporthe grisea, which causes rice blast Can be mentioned.

真菌は真核生物であり、高等植物や動物などの高等真核生物と類似の細胞システムを有しているために、真菌に選択毒性のある薬剤種は限定されている。また、既知の抗真菌剤への抵抗性菌の出現もあり、新規の抗真菌剤の開発需要は高い。 Because fungi are eukaryotes and have similar cellular systems to higher eukaryotes such as higher plants and animals, the species of drugs that are selectively toxic to fungi are limited. In addition, with the emergence of resistant bacteria to known antifungal agents, the demand for development of new antifungal agents is high.

近年の真菌の相同組換え技術に関する研究から、ku70, ku80, ligDといった遺伝子は非相同的な遺伝子組み換えに係ることが明らかとなった(特許文献1,2及び非特許文献1,2,3参照)。これらの遺伝子を破壊した真菌は、野生株と同等の表現系と生育とを示すものの、野生株に比べて非相同組換えの頻度が減少し、従来では困難であった標的の遺伝子だけを効率的に特異的に破壊することが可能となった。
現在までに、カンジダ・アルビカンスやアスペルギルス・フミガーツスで破壊に伴い生育に障害の起こる遺伝子を抗真菌剤の標的遺伝子として見つけ出し、さらに破壊に伴って効力の強まる抗真菌剤を探し出すことで、その抗真菌剤の作用機構に基づいて標的遺伝子の機能を推定する方法は既に報告されている(特許文献3及び非特許文献4参照)。
しかしながら、この方法では標的遺伝子を破壊後の菌に対する抗真菌剤の効力の増大を指標にその遺伝子の機能を推定しているが、その実施において抗真菌剤の添加された寒天培地に菌体(又はその胞子)を植える際の菌体量や菌体の保存期間などでその後の生育は大きく影響されることがあり、その結果、実験誤差が大きくて再現性や正確性に問題があると考えられる。
また、真菌でレポーターを用いた技術として、MAPキナーゼ経路への影響を示すことの出来るレポーターを構築してそれを真菌に導入し、該真菌にMAPキナーゼ経路に働く可能性のある抗カビ剤の候補物質を投与してレポーターの応答を見ることで、MAPキナーゼ経路に働く抗真菌剤(抗カビ剤)をスクリーニングする方法が出願されている(特許文献4参照)。
特許第4050712号明細書 特開2007-300857号公報 特表2005-522980号公報 特開2006-280372号公報 Ishibashiら、Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 103: 14871-14876. 2006 Takahashiら、Mol. Gen. Genomics 275: 460-470. 2006 Mizutaniら、Fungal Genet. Biol. 45: 878-889. 2008 Huら、PLoS Pathog. 3: e42. 2007
Recent studies on fungal homologous recombination technology have revealed that genes such as ku70, ku80, and ligD are related to non-homologous genetic recombination (see Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Documents 1, 2, and 3). ). Although fungi that have disrupted these genes show the same expression system and growth as the wild type, the frequency of non-homologous recombination is reduced compared to the wild type, and only the target gene, which has been difficult in the past, is efficiently used. Can be destroyed specifically.
To date, we have found genes that have impaired growth in Candida albicans and Aspergillus fumigatus as target genes for antifungal agents, and have found antifungal agents that become more effective as a result of their destruction. A method for estimating the function of a target gene based on the action mechanism of the agent has already been reported (see Patent Document 3 and Non-Patent Document 4).
However, in this method, the function of the gene is estimated based on an increase in the efficacy of the antifungal agent against the microorganism after destruction of the target gene, but in the implementation, the fungus body ( The subsequent growth may be greatly affected by the amount of cells and the storage period of the cells at the time of planting, and as a result, the experimental error is large and there is a problem in reproducibility and accuracy. It is done.
In addition, as a technique using a reporter in a fungus, a reporter that can show an influence on the MAP kinase pathway is constructed and introduced into the fungus, and an antifungal agent that may act on the MAP kinase pathway is introduced into the fungus. A method for screening an antifungal agent (antifungal agent) acting on the MAP kinase pathway by administering a candidate substance and observing the reporter response has been filed (see Patent Document 4).
Patent No. 4050712 JP 2007-300857 JP Special Table 2005-522980 JP 2006-280372 A Ishibashi et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103: 14871-14876. 2006 Takahashi et al., Mol. Gen. Genomics 275: 460-470. 2006 Mizutani et al., Fungal Genet. Biol. 45: 878-889. 2008 Hu et al., PLoS Pathog. 3: e42. 2007

上記したことから明らかなように、現在、新規で有用な抗真菌剤の開発が待望されているが、その要望に応えるまでには至ってはいない。すなわち、抗真菌剤の開発においては、その標的となる遺伝子を明らかとすることで、それに対する薬剤の合成が可能となるが、標的遺伝子の発見からそれに対する薬剤を見つけ出すための簡便な評価系は確立されていない。現在、薬剤の選択は、多数の化合物群から成る薬剤ライブラリーを評価することが一般的となっており、高速かつ高効率で膨大な数の薬剤を少量で評価する系の開発をする必要があった。
本発明の課題は、抗真菌剤の標的として最適な遺伝子を、簡便効率的に見い出す手段を提供するとともに、抗真菌剤開発に重要な見い出された標的遺伝子の機能を推定する手段を提供することにある。
As is apparent from the above, development of a new and useful antifungal agent is currently awaited, but it has not yet been met. In other words, in the development of antifungal agents, it is possible to synthesize a drug by clarifying the target gene, but a simple evaluation system for finding a drug for it from the discovery of the target gene is Not established. Currently, it is common to select a drug library consisting of a large number of compound groups, and it is necessary to develop a system that can evaluate a large number of drugs in a small amount at high speed and high efficiency. there were.
An object of the present invention is to provide a means for easily and efficiently finding an optimal gene as a target for an antifungal agent and to provide a means for estimating the function of a found target gene important for the development of an antifungal agent. It is in.

本発明者は、鋭意研究の結果、特定の選定基準により、該遺伝子候補を探索した。また、真菌の生育に障害を与えるが致死に至らしめない濃度で投与された基準酵素系阻害剤により発現が誘導される遺伝子、即ち、該真菌類の基準酵素系が部分的に阻害された時に特異的に発現が誘導される遺伝子を、又は他の生物の遺伝子との相同性解析により基準酵素系で機能すると予測される真菌の遺伝子を、特定の選定基準により見つけ出し、見いだされた遺伝子をレポーター遺伝子の候補遺伝子としてそのプロモーターにマーカー遺伝子を連結して新たなレポーター検出系を構築した。そして、該レポーター検出系を真菌類に導入した後、該真菌類の生育に重要と考えられる候補遺伝子の欠失破壊株あるいは条件破壊株を作製し、該破壊株を完全培地または最少培地あるいはそれらに生育可能な濃度で基準酵素系阻害剤を含有した培地で培養し、同条件で培養した欠失破壊あるいは条件破壊の以前の菌株と生育を比較することにより、抗真菌剤の標的遺伝子を見いだし得ること、及び該マーカー遺伝子の発現を比較することにより標的遺伝子の機能を推定し得ることを確信し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors searched for the gene candidates based on specific selection criteria. In addition, a gene whose expression is induced by a reference enzyme system inhibitor administered at a concentration that does not cause lethality but does not cause lethality, that is, when the reference enzyme system of the fungus is partially inhibited Find genes that are specifically induced in expression or fungal genes that are predicted to function in the reference enzyme system by homology analysis with genes from other organisms using specific selection criteria, and report the found genes to reporters A new reporter detection system was constructed by linking a marker gene to the promoter as a gene candidate gene. Then, after introducing the reporter detection system into a fungus, a deletion-disrupted strain or a conditional-disrupted strain of a candidate gene considered to be important for the growth of the fungus is prepared. The target gene of the antifungal agent was found by culturing it in a medium containing a reference enzyme inhibitor at a concentration that allows it to grow at a high concentration, and comparing the growth with a strain prior to deletion disruption or condition disruption cultured under the same conditions. It was convinced that the function of a target gene could be estimated by obtaining and comparing the expression of this marker gene, and came to complete this invention.

すなわち、本発明は、以下のとおりである。
(1)以下の1)〜6)の工程を少なくとも含むことを特徴とする、抗真菌剤の標的遺伝子の選定方法:
1)上記標的遺伝子の候補遺伝子を選択する工程;
2)基準酵素系阻害剤を真菌に生育に障害を与えるが致死に至らしめない濃度で投与して、これにより発現が誘導される真菌の遺伝子をレポーター遺伝子の候補遺伝子として選択する工程;
3)上記レポーター遺伝子の候補遺伝子のプロモーターを採取し、該プロモーターとそれに機能的に結合したマーカー遺伝子が導入されたベクターを構築する工程;
4)真菌類に上記ベクターを導入して形質転換体を作製する工程;
5)該形質転換体の上記標的遺伝子の候補遺伝子に欠失破壊あるいは条件破壊を導入する工程;及び
6)得られた欠失破壊株あるいは条件破壊株を、条件破壊株の場合は標的遺伝子の候補遺伝子の発現抑制条件として、完全培地または最少培地あるいはそれらに生育可能な濃度で基準酵素系阻害剤を含有した培地で培養し、同条件で培養した欠失破壊あるいは条件破壊の以前の菌株と生育を比較することにより、抗真菌剤の標的遺伝子を選定する工程。
(2)以下の1)〜6)の工程を少なくとも含むことを特徴とする、抗真菌剤の標的遺伝子の機能を推定する方法:
1)を上記標的遺伝子の候補遺伝子を選択する工程;
2)基準酵素系阻害剤を真菌に生育に障害を与えるが致死に至らしめない濃度で投与して、これにより発現が誘導される真菌の遺伝子をレポーター遺伝子の候補遺伝子として選択する工程;
3)上記レポーター遺伝子の候補遺伝子のプロモーターを採取し、該プロモーターとそれに機能的に結合したマーカー遺伝子が導入されたベクターを構築する工程;
4)真菌類に上記ベクターを導入して形質転換体を作製する工程;
5)該形質転換体の上記標的遺伝子の候補遺伝子に欠失破壊あるいは条件破壊を導入する工程;及び
6)得られた欠失破壊株あるいは条件破壊株を、条件破壊株の場合は標的遺伝子の候補遺伝子の発現抑制条件として、完全培地または最少培地あるいはそれらに生育可能な濃度で基準酵素系阻害剤を含有した培地で培養し、同条件で培養した欠失破壊あるいは条件破壊の以前の菌株とマーカー遺伝子の発現量を比較することにより、抗真菌剤の標的遺伝子の機能を推定する工程。
(3)標的遺伝子の候補遺伝子が該真菌の生育に重要な遺伝子である、上記(1)又は(2)記載の方法。
(4)生育に重要な遺伝子が、以下のa)〜e)に示される少なくとも1以上該当する遺伝子であって、該真菌に対する致死性遺伝子あるいは生育障害性遺伝子であることを特徴とする、上記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の方法:
a)近縁の真菌で欠失破壊により致死性または生育条件によって致死性の効果を与える遺伝子のオーソログで、かつ当該真菌のゲノム上にエクストラホモログの存在しない遺伝子;
b)当該真菌への既存の抗真菌剤の添加により特異的に誘導される遺伝子;
c)近縁の真菌で欠失破壊により致死性となる遺伝子のオーソログで、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、マグナポルセ・グリセ(Magnaporthe grisea)、 フサリウム・グラミネラム(Fusarium graminearum)といったゲノムが解読されている糸状菌に共通してオーソログが存在し、ヒト(Homo sapiens)や植物(Arabidopsis thaliana)にはオーソログの無い遺伝子;
d)当該真菌の固体培養で高発現誘導される遺伝子;
e)近縁の真菌のオーソログが欠失破壊により致死の効果を与える遺伝子;及び
f)相同性検索などで機能が予測され、その結果から当該真菌で欠失破壊により致死あるいは生育障害の効果を与えるものと予測される遺伝子。
(5)マーカー遺伝子が、β−グルクロニダーゼ遺伝子、β−ガラクトシダーゼ遺伝子、ルシフェラーゼ遺伝子、緑色又は赤色蛍光蛋白質遺伝子、薬剤耐性遺伝子、及び栄養要求遺伝子からなる群から選択されたものである、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の方法。
(6)プロモーターが、標的遺伝子およびレポーター遺伝子のそれぞれの候補遺伝子の翻訳開始コドンから上流1 kbまでの塩基配列の少なくとも一部からなることを特徴とする、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の方法。
(7) 条件破壊が、標的遺伝子の候補遺伝子のプロモーターをthiAプロモーター、alcAプロモーター、tetAプロモーター、又は、niiAプロモーターといった特定の培養条件で発現制御が可能なプロモーターに置換することによることを特徴とする、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の方法。
(8)基準酵素系阻害剤が、エネルギー代謝、細胞壁形成、細胞骨格形成を阻害する薬剤から選ばれたものであることを特徴とする、上記(1)〜(7)のいずれかに記載の方法。
(9)マーカー遺伝子の発現量を、マーカー遺伝子がコードするタンパク質量、あるいはmRNA量、または蛍光強度を測定することにより行うことを特徴とする、上記(1)〜(8)のいずれかに記載の方法。
(10)上記(1)〜(9)のいずれかに記載の方法に使用するベクターであって、レポーター遺伝子の候補遺伝子又は選択されたレポーター遺伝子のプロモーターとその下流側にマーカー遺伝子が導入されたベクター。
(11)上記(10)に記載のベクターが真菌に導入されていることを特徴とする、形質転換体。
(12)真菌の生育に障害を与えるが致死に至らしめない濃度で投与された基準酵素系阻害剤により発現が誘導される真菌の遺伝子(レポーター遺伝子)のプロモーター、又は他の生物の遺伝子との相同性解析により基準酵素系で機能すると予測される真菌の遺伝子(レポーター遺伝子)のプロモーター。
That is, the present invention is as follows.
(1) A method for selecting a target gene of an antifungal agent, comprising at least the following steps 1) to 6):
1) a step of selecting candidate genes for the target gene;
2) A step of administering a reference enzyme system inhibitor at a concentration that does not cause lethality to the fungus but does not cause lethality, thereby selecting a fungal gene whose expression is induced as a reporter gene candidate gene;
3) collecting a promoter of a candidate gene for the reporter gene and constructing a vector into which the promoter and a marker gene operably linked thereto are introduced;
4) introducing the vector into a fungus to produce a transformant;
5) a step of introducing deletion disruption or conditional disruption into the candidate gene of the target gene of the transformant; and 6) the obtained deletion disruption strain or conditional disruption strain, As a condition for suppressing the expression of a candidate gene, a culture with a complete medium or a minimal medium or a medium containing a reference enzyme inhibitor at a concentration capable of growing in them, A step of selecting a target gene of an antifungal agent by comparing the growth.
(2) A method for estimating the function of a target gene of an antifungal agent, comprising at least the following steps 1) to 6):
1) selecting a candidate gene for the target gene;
2) A step of administering a reference enzyme system inhibitor at a concentration that does not cause lethality to the fungus but does not cause lethality, thereby selecting a fungal gene whose expression is induced as a reporter gene candidate gene;
3) collecting a promoter of a candidate gene for the reporter gene and constructing a vector into which the promoter and a marker gene operably linked thereto are introduced;
4) introducing the vector into a fungus to produce a transformant;
5) a step of introducing deletion disruption or conditional disruption into the candidate gene of the target gene of the transformant; and 6) the obtained deletion disruption strain or conditional disruption strain, As a condition for suppressing the expression of a candidate gene, a culture with a complete medium or a minimal medium or a medium containing a reference enzyme inhibitor at a concentration capable of growing in them, A step of estimating the function of the target gene of the antifungal agent by comparing the expression level of the marker gene.
(3) The method according to (1) or (2) above, wherein the candidate gene of the target gene is a gene important for the growth of the fungus.
(4) The gene important for growth is a gene corresponding to at least one of the following a) to e), which is a lethal gene or a growth disorder gene for the fungus, The method according to any one of (1) to (3):
a) an ortholog of a gene that has a lethal effect by deletion disruption in a related fungus or a lethal effect by growth conditions, and in which no extra homolog exists in the genome of the fungus;
b) a gene specifically induced by the addition of an existing antifungal agent to the fungus;
c) Orthologs of genes that are lethal by deletional disruption in related fungi, including Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Magnaporthe grisea, Fusarium graminearum ) Is an ortholog that is common to filamentous fungi whose genome has been decoded, and human (Homo sapiens) and plants (Arabidopsis thaliana) have no ortholog;
d) a gene that is highly expressed in solid culture of the fungus;
e) a gene in which an ortholog of a related fungus gives a lethal effect by deletion disruption; and f) its function is predicted by homology search, etc., and the result shows that the fungus has a lethal or growth disorder effect by deletion disruption. The gene that is expected to be given.
(5) The above (1), wherein the marker gene is selected from the group consisting of a β-glucuronidase gene, a β-galactosidase gene, a luciferase gene, a green or red fluorescent protein gene, a drug resistance gene, and an auxotrophic gene. The method in any one of-(4).
(6) The promoter according to any one of (1) to (5) above, wherein the promoter consists of at least part of the base sequence from the translation initiation codon of each candidate gene of the target gene and reporter gene to 1 kb upstream. The method of crab.
(7) The conditional disruption is characterized by replacing the promoter of the candidate gene of the target gene with a promoter capable of controlling expression under specific culture conditions such as thiA promoter, alcA promoter, tetA promoter, or niiA promoter. The method according to any one of (1) to (6) above.
(8) The reference enzyme system inhibitor is one selected from drugs that inhibit energy metabolism, cell wall formation, and cytoskeleton formation, according to any one of (1) to (7) above, Method.
(9) The expression level of the marker gene is measured by measuring the amount of protein encoded by the marker gene, the amount of mRNA, or the fluorescence intensity, according to any one of (1) to (8) above the method of.
(10) A vector used in the method according to any one of (1) to (9) above, wherein a reporter gene candidate gene or a promoter of a selected reporter gene and a marker gene are introduced downstream thereof vector.
(11) A transformant, wherein the vector according to (10) is introduced into a fungus.
(12) a promoter of a fungal gene (reporter gene) whose expression is induced by a reference enzyme system inhibitor administered at a concentration that impairs the growth of the fungus but does not cause lethality, or a gene of another organism Promoter of a fungal gene (reporter gene) predicted to function in a reference enzyme system by homology analysis.

本発明は従来の技術とは異なり、遺伝子破壊と各機能に特異的なレポーター検出系を用いて抗真菌剤の標的遺伝子の探索とその機能の推定とを同時に行ない、レポーター検出系の応答を指標とすることを特徴としている。その結果、抗真菌剤の効力の違いによる生育の差を比較するのではなく、菌体の発色や蛍光を見ることで標的遺伝子の機能を推定しており、より正確で再現性の高い結果が得られる。
本発明によって、真菌におけるエネルギー代謝、細胞壁形成、細胞骨格形成に関連する生育に重要な遺伝子、すなわち抗真菌剤の標的となる遺伝子をスクリーニングすることが可能となる。更に、レポーター検出系の使用により、マーカー遺伝子の発現量から、抗真菌剤の標的となる遺伝子の機能を推定することも可能となり、本発明は有用な抗真菌剤の開発に大いに資するものである。
Unlike the conventional technology, the present invention simultaneously searches for a target gene of an antifungal agent and estimates its function using a reporter detection system specific to gene disruption and each function, and indicates the response of the reporter detection system as an index. It is characterized by that. As a result, rather than comparing the difference in growth due to the difference in efficacy of antifungal agents, the function of the target gene is estimated by looking at the color development and fluorescence of the cells, resulting in more accurate and reproducible results. can get.
The present invention makes it possible to screen genes important for growth related to energy metabolism, cell wall formation, and cytoskeleton formation in fungi, that is, genes that are targets of antifungal agents. Furthermore, the use of a reporter detection system makes it possible to estimate the function of a gene targeted by an antifungal agent from the expression level of the marker gene, and the present invention greatly contributes to the development of a useful antifungal agent. .

本発明は、真菌剤の標的となる遺伝子を選定する方法は、以下の1)〜6)の工程を少なくとも含む。
1)標的遺伝子の候補遺伝子を選択する工程、2)基準酵素系阻害剤の投与により特異的に誘導される遺伝子、又は相同性解析により基準酵素系で機能すると予測される遺伝子をレポーター遺伝子の候補遺伝子として選択する工程、3)上記候補遺伝子のプロモーターとマーカー遺伝子が導入されたベクターを構築する工程、4)上記ベクターを導入し形質転換体を作製する工程、5)該形質転換体に欠失破壊または条件破壊を導入する工程、6)欠失破壊あるいは条件破壊の以前の菌株との生育の違いを指標に抗真菌剤の標的遺伝子を選定する工程。
また、本発明は、抗真菌剤の標的遺伝子の機能を推定する方法を含み、該方法は、上記1)〜5)と同様の工程及び6)欠失破壊あるいは条件破壊の以前の菌株との上記マーカー遺伝子の発現量の違いに基づき抗真菌剤の標的遺伝子の機能を推定する工程を含む。
尚、既に特定されているレポーター遺伝子のプロモーターを使用する場合には、本発明の方法において、レポーター遺伝子の候補遺伝子を選択する工程2)は不要である。
以下これらの工程を工程順に説明する。
In the present invention, a method for selecting a gene that is a target of a fungal agent includes at least the following steps 1) to 6).
1) a step of selecting a candidate gene of a target gene, 2) a gene specifically induced by administration of a reference enzyme system inhibitor, or a gene predicted to function in a reference enzyme system by homology analysis, as a reporter gene candidate A step of selecting as a gene, 3) a step of constructing a vector into which the promoter and marker gene of the candidate gene are introduced, 4) a step of producing a transformant by introducing the vector, and 5) a deletion in the transformant. A step of introducing disruption or conditional disruption, 6) a step of selecting a target gene of an antifungal agent using as an index the difference in growth from a strain prior to deletion disruption or conditional disruption.
In addition, the present invention includes a method for estimating the function of a target gene of an antifungal agent, which includes the same steps as in 1) to 5) above and 6) a strain before deletion or conditional destruction. A step of estimating the function of the target gene of the antifungal agent based on the difference in the expression level of the marker gene.
When a reporter gene promoter that has already been identified is used, the step 2) of selecting a reporter gene candidate gene is unnecessary in the method of the present invention.
Hereinafter, these steps will be described in the order of steps.

〔工程1:標的遺伝子の候補遺伝子の選択〕
この工程は、開発しようとする抗真菌剤の標的となる遺伝子を選択するために、その候補となる遺伝子(以下、「候補遺伝子」という。)を選択する工程である。
候補遺伝子は当業者に公知の任意の基準・方法等で選択することが出来るが、真菌、特に感染性真菌の遺伝子であって、該真菌の生育に重要と判断される遺伝子から選択されることが好ましい。
感染性真菌としては、例えば、酵母及び真核糸状真菌等の感染性の真菌類が挙げられ、酵母としては、ヒトにカンジダ症を引き起こすカンジダ(Candida)属、真核糸状真菌としては、例えばアスペルギルス(Aspergillus)属、ペニシリウム(Penicillium)属、トリコデルマ(Trichoderma)属、リゾプス(Rhizopus)属、ムコール(Mucor)属、フミコーラ(Humicola)属、イネいもち病を引き起こすマグナポルサ(Magnaporthe)属、メタリチウム(Metarhizium)属、ノイロスポラ(Neurospora)属、モナスカス(Monascus)属、アクレモニウム(Acremonium)属、コムギの茎/根茎(stem/stock)の腐敗病を引き起こすフザリウム(Fusarium)属、植物に灰色カビ病を引き起こすボトリティス(Botrytis)属、及びトウモロコシ裸黒穂病を引き起こすウスチラーゴ(Ustilago)属、を挙げることが出来る。アスペルギルス(Aspergillus)属には、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)、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)、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)、及びヒトにアスペルギルス症を引き起こすアスペルギルス・フミガートゥス(Aspergillus fumigatus)等が挙げられる。
[Step 1: Selection of Target Gene Candidate Genes]
This step is a step of selecting a candidate gene (hereinafter referred to as “candidate gene”) in order to select a target gene for the antifungal agent to be developed.
Candidate genes can be selected by any standard / method known to those skilled in the art, but should be selected from genes of fungi, particularly infectious fungi, which are judged to be important for the growth of the fungus. Is preferred.
Examples of infectious fungi include infectious fungi such as yeast and eukaryotic filamentous fungi. Examples of yeast include genus Candida that causes candidiasis in humans. Examples of eukaryotic filamentous fungi include Aspergillus. Aspergillus genus, Penicillium genus, Trichoderma genus, Rhizopus genus, Mucor genus, Humicola genus, Magnaporthe genus causing rice blast, Metarhizium ), Neurospora genus, Monascus genus, Acremonium genus, Fusarium genus causing stem / stock rot of wheat, causing gray mold disease in plants Mention may be made of the genus Botrytis and the genus Ustilago which causes corn smut. The genus Aspergillus includes Aspergillus oryzae, Aspergillus sojae, Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Aspergillus niger, Aspergillus sperm Examples include Aspergillus kawachii and Aspergillus fumigatus that cause aspergillosis in humans.

当該真菌の生育に重要な遺伝子は、当該真菌および可能性としてその他の真菌に対する抗真菌剤を開発するための標的遺伝子の候補になりうる。この真菌の生育に重要な遺伝子は、当業者に公知の任意の方法による遺伝子欠失破壊や条件破壊により生育阻害または生育障害を引き起こすことを指標に探索して選定する。
当該真菌の生育に重要と考えられる遺伝子は、例えば、下記のa〜fの遺伝子を対象に上記の実験を行って選択することができる。即ち、該真菌の生育に重要な遺伝子の代表例として該真菌に対する致死性遺伝子又は生育傷害性遺伝子を挙げることが出来る。
a)近縁の真菌で欠失破壊により致死性または生育条件によって致死性の効果を与える遺伝子のオーソログで、かつ当該真菌のゲノム上にエクストラホモログの存在しない遺伝子
b)当該真菌への既存の抗真菌剤の添加により特異的に誘導される遺伝子
c)近縁の真菌で欠失破壊により致死性となる遺伝子のオーソログで、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、マグナポルセ・グリセ(Magnaporthe grisea)、 フサリウム・グラミネラム(Fusarium graminearum)といったゲノムが解読されている糸状菌に共通してオーソログが存在し、ヒト(Homo sapiens)や植物(Arabidopsis thaliana)にはオーソログの無い遺伝子
d)当該真菌の固体培養で高発現誘導される遺伝子
e)近縁の真菌のオーソログが欠失破壊により致死の効果を与える遺伝子
f)相同性検索などで機能が予測され、その結果から当該真菌で欠失破壊により致死あるいは生育障害の効果を与えるものと予測される遺伝子
Genes important for the growth of the fungus can be candidates for target genes for developing antifungal agents against the fungus and possibly other fungi. A gene important for the growth of this fungus is selected by searching for an indicator that causes growth inhibition or growth disorder by gene deletion disruption or conditional disruption by any method known to those skilled in the art.
The gene considered to be important for the growth of the fungus can be selected, for example, by conducting the above experiment for the following genes a to f. That is, as a representative example of a gene important for the growth of the fungus, a lethal gene or a growth damage gene for the fungus can be mentioned.
a) Genes that are orthologous to a related fungus that are lethal by deletion disruption or that are lethal by growth conditions, and that have no extra homologue on the genome of the fungus b) Genes specifically induced by the addition of fungal agents c) Orthologues of genes that are lethal by deletion disruption in related fungi, including Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Magnaporce Orthologs are common to filamentous fungi whose genomes have been decoded, such as Magnaporthe grisea and Fusarium graminearum, and genes without orthologs in humans (Homo sapiens) and plants (Arabidopsis thaliana) Genes that are highly expressed in solid culture of the fungi e) orthologs of related fungi Function, etc. Gene f) homology search that gives the effect of death is expected, genes expected to provide the effect of the lethal or growth disorder by deletion destroyed in the fungus from the result

a)の遺伝子は近縁の真菌で致死または生育条件によって致死の影響を与える遺伝子のオーソログということで当該真菌の生育に重要である可能性が高く、しかも当該真菌に該遺伝子に似た配列の遺伝子が無いことから該遺伝子を標的としてその働きを抑えると真菌の生育が阻害される可能性が高いものと予測されることから選出される。b)の遺伝子は、薬剤を添加すると真菌はそれを分解したり排出したりしてその影響から逃れようとして誘導される遺伝子であると推測され、この誘導された遺伝子の働きを抑えられれば、菌体は薬剤から逃れられず致死に至る可能性があると考えられ、選出される。c)の遺伝子は、近縁の真菌で致死または生育条件によって致死の影響を与える遺伝子のオーソログということで真菌の生育に重要である可能性が高く、しかも複数の真菌でオーソログが存在する一方でヒトや植物にはオーソログが無いことから、真菌に特異的な幅広いスペクトルの抗真菌剤の開発の標的と考えられ、選出される。d)の遺伝子は、真菌の感染は動物の粘膜表面や植物の葉や茎や根の表面などの固体表面で起こることから、固体表面での生育で高く発現誘導されている遺伝子は感染に必要な可能性があり、その働きを抑えることで、感染を防ぐことのできる抗真菌剤を開発できると推測され、選出される。e)の遺伝子は、近縁の真菌のオーソログの欠失が致死性の効果を与えることから、当該真菌においてもそれは欠失により致死性の可能性の高い生育に重要なものと考えられ、選出される。f)の遺伝子は、配列情報を元にした機能予測の結果から当該真菌の生育に重要であるものと推測されるので選出される。   The gene of a) is an ortholog of a gene that is lethal or has a lethal influence on growth conditions in a related fungus, and is likely to be important for the growth of the fungus. Since there is no gene, it is selected because it is predicted that there is a high possibility that fungal growth will be inhibited if its function is suppressed by targeting the gene. The gene of b) is presumed to be a gene that is induced to escape from the effects of fungal degradation and excretion when a drug is added, and if the function of this induced gene is suppressed, Bacteria are selected because they are thought to be potentially lethal without being escaped from the drug. The gene of c) is an ortholog of a gene that is lethal in closely related fungi or has a lethal effect on growth conditions, and is likely to be important for fungal growth, while orthologs exist in multiple fungi Since there is no ortholog in humans and plants, it is considered to be a target for the development of a broad spectrum antifungal agent specific to fungi. As for the gene of d), since fungal infection occurs on the mucosal surface of animals and solid surfaces such as plant leaves, stems and roots, genes that are highly expressed and induced by growth on solid surfaces are necessary for infection. It is speculated that it is possible to develop an antifungal agent that can prevent infection by suppressing its function. Since the deletion of orthologs of closely related fungi gives a lethal effect, the gene of e) is also considered to be important for the growth of the lethality that is likely to be lethal due to the deletion. Is done. The gene of f) is selected because it is presumed to be important for the growth of the fungus from the result of function prediction based on the sequence information.

もし当該真菌が多核で基本的に生育する場合、当該真菌における遺伝子欠失破壊実験において、欠失株がホモカリオンとして得られ、しかも生育が野生株と同様であれば、欠失遺伝子は生育には影響しない、つまり生育には重要で無い遺伝子と考える。一方、欠失株がホモカリオンとして得られたが、生育速度の低下、菌体の形態の変化、薬剤感受性の上昇、の少なくともいずれか一つが生じて野生株に比べて生育が有意に衰えている場合は、欠失遺伝子は欠失により致死性では無いが生育障害をきたす生育障害性遺伝子と考える。欠失株がホモカリオンとして得られない、つまりへテロカリオンとしてしか得られないか、ヘテロカリオンとしても得られない場合は、欠失遺伝子は欠失により致死の影響を与える致死性遺伝子である可能性が高いと考える。従って、これらの致死性遺伝子、及び生育障害性遺伝子が抗真菌剤を開発する上での標的候補となると考える。 If the fungus basically grows multinucleated, in the gene deletion disruption experiment in the fungus, if the deletion strain is obtained as a homokaryon and the growth is similar to the wild strain, It is considered as a gene that does not affect it, that is, it is not important for growth. On the other hand, the deletion strain was obtained as a homokaryon, but at least one of a decrease in growth rate, a change in cell morphology, and an increase in drug sensitivity occurred, and the growth was significantly reduced compared to the wild strain. In some cases, the deleted gene is considered to be a growth-disrupting gene that is not lethal due to deletion but causes growth failure. If the deletion strain cannot be obtained as a homokaryon, that is, it can only be obtained as a heterokaryon, or cannot be obtained as a heterokaryon, the deletion gene may be a lethal gene that has a lethal effect due to the deletion. I think it is expensive. Therefore, it is considered that these lethal genes and growth disorder genes are target candidates for developing antifungal agents.

もし当該真菌が単核で基本的に生育する場合、当該真菌における遺伝子欠失実験において、欠失株が得られない場合は、欠失遺伝子は欠失により致死の影響を与える致死性遺伝子である可能性が高く、抗真菌剤を開発する上での標的候補となると考える。 If the fungus basically grows mononuclear, and the deletion strain is not obtained in the gene deletion experiment in the fungus, the deletion gene is a lethal gene that has a lethal effect due to the deletion. It is highly likely and will be a potential target for developing antifungal agents.

〔工程2:レポーター遺伝子の候補遺伝子の選択〕
レポーター検出系に使用可能な遺伝子(レポ−ター遺伝子)は、阻害する機能(作用部位)が明らかとなっている既存の薬剤(基準酵素系阻害剤)を当該真菌を致死に至らしめない程度、即ち、生育が遅くなるが止まらない程度の濃度で当該真菌に投与し、それにより特異的に誘導される遺伝子、又は他の生物の遺伝子との相同性解析により基準酵素系で機能すると予測される遺伝子から選択することができる。薬剤による選択の際には、機能推定の精度を高めるため、阻害する機能が異なる複数の基準酵素系阻害剤で誘導される遺伝子は除外することが好ましい。
基準酵素系阻害剤の好適例として、エネルギー代謝、細胞壁形成、細胞骨格形成を阻害する薬剤から選ばれたものを挙げることができる。
[Step 2: Selection of Reporter Gene Candidate Genes]
The gene (reporter gene) that can be used in the reporter detection system is an extent to which the existing fungus (reference enzyme inhibitor) whose function to be inhibited (action site) has been clarified cannot cause the fungus to be lethal, That is, it is expected to function in the reference enzyme system by analyzing the homology with the gene specifically induced by the fungus when administered to the fungus at a concentration that does not stop but slows growth. You can select from genes. When selecting with a drug, in order to improve the accuracy of function estimation, it is preferable to exclude genes induced by a plurality of reference enzyme inhibitors having different inhibiting functions.
Preferable examples of the reference enzyme system inhibitor include those selected from drugs that inhibit energy metabolism, cell wall formation, and cytoskeleton formation.

基準酵素系阻害剤によって誘導される遺伝子は、マイクロアレイ、RT-PCR、ノーザンブロットなどの当業者に公知の任意の方法を用いて調べることができる。このようなレポ−ター遺伝子の例として、該真菌のエネルギー代謝、細胞壁形成、細胞骨格形成に関連する各経路に関連する遺伝子を挙げることが出来る。このような各経路に関連する遺伝子には、アスペルギルス(Aspergillus)属(例えば、アスペルギルス・ニドランス、アスペルギルス・オリゼ、アスペルギルス・フミガタス)、ノイロスポラ(Neurospora)属、マグナポルサ(Magnaporthe)属、及び、フザリウム(Fusarium)属等の本発明の真核糸状真菌において、夫々のオーソロガス遺伝子が存在し、それらの同等の機能を有する遺伝子も本発明におけるエネルギー代謝、細胞壁形成、細胞骨格形成に関連する各遺伝子に含まれる。 A gene induced by a reference enzyme system inhibitor can be examined using any method known to those skilled in the art, such as microarray, RT-PCR, and Northern blot. Examples of such reporter genes include genes related to each pathway related to energy metabolism, cell wall formation, and cytoskeleton formation of the fungus. Genes associated with each of these pathways include the genus Aspergillus (eg, Aspergillus nidulans, Aspergillus oryzae, Aspergillus fumigatus), Neurospora, Magnaporthe, and Fusarium. In the eukaryotic fungi of the present invention such as genus, there are respective orthologous genes, and genes having equivalent functions thereof are also included in each gene related to energy metabolism, cell wall formation, and cytoskeleton formation in the present invention. .

〔工程3:レポーター遺伝子のプロモーターの採取及びレポーター遺伝子ベクターの構築〕
レポーター遺伝子のプロモーターに機能的に結合したマーカー遺伝子を含むプラスミドベクター又はウィルスベクター等の適当な組換えベクター(レポーター遺伝子ベクター)は、当業者に公知の任意の方法で作製することができ、該ベクターによって真核糸状真菌を形質転換することによって好適に実施することが出来る。「レポーター遺伝子のプロモーターに機能的に結合したマーカー遺伝子」とは、該プロモーターの転写調節作用によって該マーカー遺伝子が発現することが出来るように、両者がベクター内で結合していることを意味する。形質転換の結果、このような組換えベクターは宿主ゲノム内に組み込まれるか、又は、プラスミド等としてゲノムとは独立して細胞内に存在することができる。従って、本発明は、こうして作製される、エネルギー代謝、細胞壁形成、細胞骨格形成に関連するレポーター遺伝子の5‘上流領域のプロモーターに機能的に結合したマーカー遺伝子を含む組換えベクターによって形質転換された真核糸状真菌自体にも係るものである。尚、このような形質転換菌の宿主となる真核糸状真菌は、各種の栄養要求性株又はその復帰株であっても良い。
[Step 3: Collection of Reporter Gene Promoter and Construction of Reporter Gene Vector]
An appropriate recombinant vector (reporter gene vector) such as a plasmid vector or a viral vector containing a marker gene operably linked to a reporter gene promoter can be prepared by any method known to those skilled in the art. Can be suitably carried out by transforming a eukaryotic filamentous fungus. “A marker gene operably linked to a promoter of a reporter gene” means that both are bound in a vector so that the marker gene can be expressed by the transcriptional regulatory action of the promoter. As a result of transformation, such a recombinant vector can be integrated into the host genome, or can exist in the cell independently of the genome as a plasmid or the like. Therefore, the present invention was transformed with the recombinant vector comprising the marker gene operably linked to the promoter in the 5 ′ upstream region of the reporter gene related to energy metabolism, cell wall formation, and cytoskeleton formation thus produced. It also relates to the eukaryotic filamentous fungus itself. In addition, the eukaryotic filamentous fungus that serves as a host for such a transformed bacterium may be various auxotrophic strains or restored strains thereof.

本明細書において、「プロモーター」とは、真核細胞において一般に転写開始反応の効率に関与するDNA配列を意味し、転写開始位置の40塩基対程度にある転写開始反応自体に関与するDNA領域である狭義のプロモーターに加えて、転写開始反応の効率に影響を与える様々なDNA要素(プロモーター近位配列及び遠位配列(上流制御要素))も含む広義のプロモーターを意味する。このようなプロモーターの一例として、当遺伝子の翻訳開始コドンから上流1 kb内に位置するものを挙げることができる。この領域には、上記広義のプロモーターの各配列が殆ど含まれていると考えられる。但し、本発明で使用する5‘上流領域のプロモーターにこのような要素が全て含まれている必要はない。例えば、上記遺伝子の5‘上流の-600〜-1、-400〜-1、及び-200〜-1領域のような上流1 kb内の領域の一部が欠失した配列にも転写制御に関与する特定のシスエレメントが含まれていると考えられ、そのようなより短い5‘上流領域も本発明のプロモーターに含まれる。 In the present specification, the “promoter” means a DNA sequence generally involved in the efficiency of the transcription initiation reaction in eukaryotic cells, and is a DNA region involved in the transcription initiation reaction itself at about 40 base pairs of the transcription initiation position. In addition to a narrowly defined promoter, it means a broadly defined promoter including various DNA elements (promoter proximal sequence and distal sequence (upstream control element)) that affect the efficiency of the transcription initiation reaction. An example of such a promoter is one located within 1 kb upstream from the translation initiation codon of this gene. This region is considered to contain most of the broad promoter sequences. However, the 5 ′ upstream region promoter used in the present invention does not need to contain all such elements. For example, transcription control is also possible for sequences in which a part of the region within 1 kb upstream is deleted, such as the −600 to −1, −400 to −1, and −200 to −1 regions 5 ′ upstream of the above gene. It is believed that the specific cis elements involved are included, and such shorter 5 ′ upstream regions are also included in the promoters of the present invention.

尚、このような組換えベクター(又は、レポーター遺伝子のプロモーターと機能的に結合したマーカー遺伝子)が複数コピーで宿主ゲノム内に組み込まれることによって、測定感度を更に向上させることが出来る。又は、プロモーター又は該プロモーター中の転写制御に関与する特定のシスエレメントがレポーター遺伝子ベクター中でタンデム化されることにより該レポーター系での検出感度を向上させることも可能である。 In addition, the measurement sensitivity can be further improved by incorporating such a recombinant vector (or a marker gene operably linked to a reporter gene promoter) into the host genome in multiple copies. Alternatively, detection sensitivity in the reporter system can be improved by tandemizing a promoter or a specific cis element involved in transcriptional control in the promoter in a reporter gene vector.

更に、本発明において、5‘上流領域のプロモーターには、上記に挙げられた遺伝子の特定の5‘上流領域のプロモーター配列に限らず、マーカー遺伝子と機能的に結合した場合に、それらと実質的に同等の機能を示すことができる限り、そのような特定の5‘上流領域のプロモーター配列において、例えば、その配列末端等のプロモーターとしての機能に実質的な影響を与えないような部位において、その塩基配列の一部、例えば、数個の塩基が欠失、置換、又は挿入された各種の修飾プロモーター配列も含まれる。 Furthermore, in the present invention, the promoter in the 5 ′ upstream region is not limited to the promoter sequence in the specific 5 ′ upstream region of the genes listed above, but is substantially the same as those when functionally linked to the marker gene. In the promoter sequence of such a specific 5 ′ upstream region, for example, at a site that does not substantially affect the function as a promoter, such as the end of the sequence, Various modified promoter sequences in which a part of the base sequence, for example, several bases are deleted, substituted or inserted are also included.

このような修飾プロモーター配列の例として、上記の特定の5‘上流領域のプロモーター配列の相補鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズできるDNA配列を挙げることが出来る。ここで、「ストリンジェントな条件下」とは、各塩基配列間の相同性の程度が、例えば、全体の平均で約80%以上、好ましくは約90%以上、より好ましくは約95%以上、更に好ましくは約99%以上であるような、高い相同性を有する塩基配列間のみで、特異的にハイブリッドが形成されるような条件を意味する。具体的には、例えば、温度60℃〜68℃において、ナトリウム濃度150〜900 mM、好ましくは600〜900 mM、pH 6〜8であるような条件を挙げることが出来る。 Examples of such modified promoter sequences include DNA sequences that can hybridize under stringent conditions with a complementary strand of the promoter sequence in the specific 5 'upstream region. Here, “under stringent conditions” means that the degree of homology between each base sequence is, for example, about 80% or more, preferably about 90% or more, more preferably about 95% or more on the average on the whole, More preferably, the condition means that a hybrid is specifically formed only between base sequences having high homology, such as about 99% or more. Specifically, for example, the conditions include a sodium concentration of 150 to 900 mM, preferably 600 to 900 mM, and pH 6 to 8 at a temperature of 60 to 68 ° C.

本発明は、例えば、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー(Current protocols in molecular biology(edited by Frederick M. Ausubel et al., 1987))に記載の方法等、当業界で公知の方法あるいはそれに準じる方法に従って行なうことができる。また、市販のライブラリーを使用する場合、添付の使用説明書に記載の方法に従って行なうことができる。 The present invention is, for example, a method known in the art such as a method described in Current protocols in molecular biology (edited by Frederick M. Ausubel et al., 1987) or It can carry out according to the method according to it. Moreover, when using a commercially available library, it can carry out according to the method as described in an attached instruction manual.

エネルギー代謝、細胞壁形成、細胞骨格形成に関連する各経路に関連する遺伝子の5‘上流領域のプロモーター又はそれらの修飾プロモーター配列は、当業者に公知の任意の方法で容易に調製することが出来る。例えば、寄託されている菌株から実施例で記載した方法によって容易にクローニングすることが出来る。或は、各種のデータベースに記載された真核糸状真菌のゲノム情報に基づき、エネルギー代謝、細胞壁形成、細胞骨格形成に関連する各経路に関連する遺伝子の5‘上流領域のプロモーターをPCRにより増幅して調製し、該プロモーターとすることが出来る。 Promoters in the 5 'upstream region of genes related to each pathway related to energy metabolism, cell wall formation, and cytoskeleton formation, or their modified promoter sequences can be easily prepared by any method known to those skilled in the art. For example, it can be easily cloned from the deposited strain by the method described in the Examples. Alternatively, based on the genomic information of eukaryotic filamentous fungi described in various databases, the 5 'upstream promoters of genes related to each pathway related to energy metabolism, cell wall formation, and cytoskeleton formation are amplified by PCR. And can be used as the promoter.

尚、本発明における組換えベクターには、各要素、例えば、エンハンサー、マーカー遺伝子、ターミネーター、及び各種制限酵素部位等の各要素を目的等に応じて適宜含むことが出来る。 The recombinant vector in the present invention can appropriately include various elements such as enhancers, marker genes, terminators, and various restriction enzyme sites according to the purpose.

本発明におけるマーカー遺伝子としては、β−グルクロニダーゼ遺伝子、β−ガラクトシダーゼ遺伝子、ルシフェラーゼ遺伝子、緑色又は赤色蛍光蛋白質遺伝子、EGFP-LacI等の融合体遺伝子、薬剤耐性遺伝子、及び栄養要求遺伝子等の当業者に公知の任意の遺伝子をその目的等に応じて使用することが出来る。β−グルクロニダーゼ遺伝子又はβ−ガラクトシダーゼ遺伝子を使用した場合には、該遺伝子がコードする蛋白質発現量の変化をその酵素活性量を基質の発色反応で測定することにより、それを指標として該遺伝子の発現量を検出することができる。ルシフェラーゼ遺伝子又は緑色若しくは赤色蛍光蛋白質遺伝子を使用した場合には、それがコードする蛋白質が発する蛍光を測定することにより、該遺伝子の発現量の変化を検出することができる。或いは、該レポーター遺伝子がコードする蛋白質とそれに対する特異的抗体との反応を該遺伝子の発現量の変化の指標として検出することもできる。更に、CAT遺伝子をレポーター遺伝子として用いたCATアッセイ(放射能アッセイ)を行うことも出来る。 As marker genes in the present invention, those skilled in the art such as β-glucuronidase gene, β-galactosidase gene, luciferase gene, green or red fluorescent protein gene, fusion gene such as EGFP-LacI, drug resistance gene, auxotrophic gene, etc. Any known gene can be used according to its purpose. When the β-glucuronidase gene or β-galactosidase gene is used, the change in the expression level of the protein encoded by the gene is measured by the color reaction of the substrate, and the expression of the gene is used as an index. The amount can be detected. When a luciferase gene or a green or red fluorescent protein gene is used, a change in the expression level of the gene can be detected by measuring the fluorescence emitted by the protein encoded by the gene. Alternatively, the reaction between the protein encoded by the reporter gene and a specific antibody thereto can be detected as an indicator of the change in the expression level of the gene. Furthermore, a CAT assay (radioactivity assay) using the CAT gene as a reporter gene can also be performed.

〔工程4:レポーター遺伝子ベクターが導入された形質転換体の作製〕
例えば、プロトプラスト−PEG法、エレクトロポレーション法、Ti−プラスミド法、及びパーティクルガン、並びに、例えば、本明細書の実施例中に記載されているような、それらの各種改良法等のような、当該技術分野において周知の様々な技術及び手段を用いた組換え法によって、本発明の真菌を該組換えベクターにより形質転換することによって、本発明の形質転換体を容易に調製することが出来る。
[Step 4: Preparation of transformant introduced with reporter gene vector]
For example, protoplast-PEG method, electroporation method, Ti-plasmid method, and particle gun, and various improved methods thereof as described in the examples of the present specification, etc. The transformant of the present invention can be easily prepared by transforming the fungus of the present invention with the recombinant vector by a recombination method using various techniques and means well known in the art.

〔工程5:形質転換体における標的遺伝子の候補遺伝子の欠失破壊又は条件破壊〕
こうして得られた形質転換体において、標的遺伝子の候補遺伝子である、致死性遺伝子あるいは生育障害性遺伝子等の条件破壊を行う。生育障害性遺伝子は欠失破壊を行うことでも良い。
このような遺伝子破壊は当該技術分野において公知の様々な相同遺伝子組み換え技術を駆使して行なうことが出来る。本明細書において、「条件破壊」とは、遺伝子のプロモーターを発現制御可能なプロモーターに置き換えることで、ある特定の培養条件でその遺伝子の発現を抑制して遺伝子の機能を欠損させることの出来る遺伝子変異、を意味するものであり、「条件特異的抑制」、あるいは「条件特異的な発現抑制」、という用語でも別に表現できる。例えば、これまでに、条件破壊の例としてerg11Aやerg11Bの遺伝子を条件破壊した菌株がConditional mutantとして記載されている(Huら、PLoS Pathog. 3: e42. 2007)。
条件破壊に用いる発現制御の可能なプロモーターとしては、このような機能を有する当業者に公知の任意のプロモーターを使用することができ、例えば、thiA, alcA, tetA, niiAが知られている (特開2004-254670号公報及び特開2007-259787号公報、並びに、上記文献)。
[Step 5: Deletion or conditional destruction of candidate gene of target gene in transformant]
In the transformant thus obtained, conditional destruction of a candidate gene of a target gene, such as a lethal gene or a growth disorder gene, is performed. The growth-disrupting gene may be deleted and destroyed.
Such gene disruption can be performed using various homologous gene recombination techniques known in the art. In this specification, “conditional disruption” refers to a gene that can suppress the expression of the gene under certain specific culture conditions and replace the function of the gene by replacing the promoter of the gene with a promoter capable of controlling expression. Mutation, and can also be expressed separately by the terms “condition-specific suppression” or “condition-specific expression suppression”. For example, as an example of conditional disruption, strains in which the genes of erg11A and erg11B have been conditionally disrupted have been described as conditional mutants (Hu et al., PLoS Pathog. 3: e42. 2007).
As a promoter capable of controlling expression used for conditional disruption, any promoter known to those skilled in the art having such a function can be used.For example, thiA, alcA, tetA, niiA are known (special No. 2004-254670 and Japanese Patent Laid-Open No. 2007-259787, and the above literature).

〔工程6:抗真菌剤の標的遺伝子の選定およびその機能の推定〕
こうして得られた条件破壊又は欠失破壊株を、完全培地または最少培地あるいはそれらに菌体が生育可能な濃度で基準酵素系阻害剤を含有した培地で培養し、同条件で培養した親株(非破壊株)と生育を比較することにより、抗真菌剤の標的遺伝子を選定することが出来る。更に、上記マーカー遺伝子の発現量を指標に作動した上記プロモーターを特定することにより、上記プロモーターの由来に基づき標的遺伝子の機能を推定することができる。条件破壊株の場合には標的遺伝子の候補遺伝子の発現抑制条件で培養することが好ましい。マーカー遺伝子の発現量は当該技術分野において周知の様々な技術及び手段を用いて測定することが出来る。この際、致死性または生育障害性遺伝子の条件破壊または欠失破壊をレポーター検出系導入菌株で行い、菌体の発色または蛍光を調べることが望ましい。
[Step 6: Selection of target gene of antifungal agent and estimation of its function]
The conditioned disruption or deletion disruption strain thus obtained is cultured in a complete medium or a minimal medium or a medium containing a reference enzyme inhibitor at a concentration at which cells can grow on them, and the parent strain (non- The target gene of the antifungal agent can be selected by comparing the growth with the disrupted strain. Furthermore, the function of the target gene can be estimated based on the origin of the promoter by specifying the promoter that has been activated using the expression level of the marker gene as an index. In the case of a condition-disrupted strain, it is preferable to culture under conditions for suppressing the expression of the candidate gene for the target gene. The expression level of the marker gene can be measured using various techniques and means well known in the art. In this case, it is desirable to perform conditional disruption or deletion disruption of a lethal or growth-damaging gene with a reporter detection system-introduced strain and examine the color development or fluorescence of the bacterial cell.

更に、本発明において、マーカー遺伝子が、エネルギー代謝、細胞壁形成、細胞骨格形成に関連する各経路に関連するレポーター遺伝子のプロモーターにより転写制御される遺伝子である場合には、それらの転写量の変化を、該遺伝子のmRNA量の変化として検出することも可能である。より具体的には、PCRを利用する方法としては、例えば、競合的PCR又はリアルタイムPCR(定量RT-PCR)並びにそれらの各種改良方法等の当業者に公知の方法を挙げることが出来る。或いは、ハイブリダイゼーシンを利用したDNAチップ又はマイクロアレイ等によって、エネルギー代謝、細胞壁形成、細胞骨格形成に関連する各経路に関連する遺伝子のmRNA量の変化を検出することも可能である。 Furthermore, in the present invention, when the marker gene is a gene that is transcriptionally controlled by a promoter of a reporter gene associated with each pathway related to energy metabolism, cell wall formation, and cytoskeleton formation, changes in the transcription amount thereof are measured. It can also be detected as a change in the mRNA level of the gene. More specifically, examples of methods using PCR include methods known to those skilled in the art such as competitive PCR or real-time PCR (quantitative RT-PCR) and various improved methods thereof. Alternatively, it is also possible to detect changes in the amount of mRNA of a gene related to each pathway related to energy metabolism, cell wall formation, and cytoskeleton formation, using a DNA chip or a microarray using hybrididin.

以下、実施例に即して本発明を具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの記載によって何等制限されるものではない。尚、実施例における各種遺伝子操作は、Current protocols in molecular biology (edited by Fredrick M. Ausubel et al., 1987)に記載されている方法に従った。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the technical scope of the present invention is not limited to these descriptions. Various gene manipulations in the examples were performed according to the methods described in Current protocols in molecular biology (edited by Fredrick M. Ausubel et al., 1987).

アスペルギルス・オリゼは、ゲノム情報が明らかとなっていること(Machidaら, 2005)、他の真核糸状真菌に比べて二次代謝系が発達していること、高い抗真菌剤耐性を有していること、取り扱いが安全な菌であること、遺伝子操作が可能であること、高効率相同組換え実験系が利用可能であること、発明者らが過去にゲノムを解読して特許出願しておりゲノム情報の研究目的の利用に制限が無いこと、などの理由から抗真菌剤を開発するための良いモデル生物になると考えた。 Aspergillus oryzae has known genomic information (Machida et al., 2005), has a developed secondary metabolic system compared to other eukaryotic fungi, and has high antifungal resistance. That they are safe to handle, that they can be genetically manipulated, that high-efficiency homologous recombination experiments are available, and that the inventors have applied for patents by decoding the genome in the past. We thought that it would be a good model organism for developing antifungal agents due to the fact that there are no restrictions on the use of genomic information for research purposes.

アスペルギルス・オリゼの生育に重要な遺伝子は、アスペルギルス・オリゼを含む真核糸状真菌に対する抗真菌剤を開発するための標的遺伝子の候補遺伝子になると考えた。 The genes important for the growth of Aspergillus oryzae were considered to be candidate genes for target genes for developing antifungal agents against eukaryotic filamentous fungi containing Aspergillus oryzae.

アスペルギルス・オリゼの生育に重要な遺伝子を、欠失破壊や条件破壊により生育に致死または障害を引き起こす遺伝子を探すことで、調べた。 The genes important for the growth of Aspergillus oryzae were examined by searching for genes that cause lethality or damage to the growth by deletion disruption or conditional disruption.

アスペルギルス・オリゼの生育に重要と考えられる下記のa〜fに記載の基準で種類の遺伝子を選択した。
a)酵母Saccharomyces cerevisiaeで欠失破壊により致死性または生育条件によって致死性の効果を与える遺伝子のオーソログで、かつアスペルギルス・オリゼのゲノム上にエクストラホモログの存在しない84種類の遺伝子
b)アスペルギルス・オリゼに既存の抗真菌剤の添加により特異的に誘導される89種類の遺伝子
c)酵母で欠失破壊により致死性となる遺伝子のオーソログで、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、マグナポルセ・グリセ(Magnaporthe grisea)、 フサリウム・グラミネラム(Fusarium graminearum)の全ての糸状菌でオーソログが存在し、ヒト(Homo sapiens)や植物(Arabidopsis thaliana)にはオーソログの無い33種類の遺伝子
d)アスペルギルス・オリゼの小麦フスマを用いた固体培養(Tamanoら, 2007)で高発現誘導される26種類の遺伝子(そのうち植物(Arabidopsis thaliana)にオーソログが無い遺伝子は6個存在)
e)近縁の糸状真核真菌であるアスペルギルス・ニドランス(Aspergillus nidulans)あるいはアスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)のオーソログが欠失破壊により致死の効果を与えるアスペルギルス・オリゼの11種類の遺伝子
f)相同性検索などで機能が予測され、その結果からアスペルギルス・オリゼで欠失破壊により致死あるいは生育障害の効果を与えるものと予測される8種類の遺伝子
Kinds of genes were selected according to the criteria described in the following a to f considered to be important for the growth of Aspergillus oryzae.
a) 84 genes that are orthologs of genes that are lethal by deletion disruption in yeast Saccharomyces cerevisiae or that have a lethal effect depending on growth conditions and that do not have extra homologues on the genome of Aspergillus oryzae b) Aspergillus oryzae 89 genes specifically induced by the addition of existing antifungal agents c) Orthologs of genes that become lethal by deletion disruption in yeast, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger , Magnaporthe grisea, Fusarium graminearum, and orthologs are present in all filamentous fungi. Humans (Homo sapiens) and plants (Arabidopsis thaliana) have 33 genes that do not have orthologs d) Aspergillus・ Solid culture using oryzae wheat bran (Tamano et al., 2007) In 26 kinds of genes induced high expression (of which plant (Arabidopsis thaliana) no orthologs in gene 6 present)
e) Eleven genes of Aspergillus oryzae that have lethal effects due to deletional destruction by orthologs of Aspergillus nidulans or Aspergillus fumigatus, which are closely related filamentous eukaryotic fungi f) Homology Eight types of genes whose functions are predicted by searching, etc., and from which the results of Aspergillus oryzae are predicted to give lethal or growth damage effects by deletion disruption

遺伝子欠失破壊用DNA断片の作製
上記の251種類の遺伝子の中から更に4種類の遺伝子(AO090005000456(GenBank Gene ID: 169766099), AO090005000363(GenBank Gene ID: 169765933), AO090005000301(GenBank Gene ID: 169765821), AO090005000125(GenBank Gene ID: 169765533))を選択して、それらの欠失破壊を作製した。最初に欠失破壊用DNA断片を作製した。欠失破壊を試みる遺伝子の開始コドンから5’側上流領域(5’-UTR)と終止コドンから3’側下流領域(3’-UTR)の各1.2〜1.5kbのDNA領域を、5’側上流領域はLUプライマーとLLプライマーとを、3’側上流領域はRUプライマーとRLプライマーとを用いてPCRで増幅した。また、欠失破壊株の選択用マーカーとしてウラシル合成に関連するpyrG栄養要求性マーカー遺伝子もPUプライマーとPLプライマーとを用いてPCRで増幅した。各遺伝子についてのLU, LL, PU, PL, RU, RLプライマーの配列を以下の表1(配列番号1〜24)に記した。
Preparation of DNA fragments for gene deletion disruption Four more genes (AO090005000456 (GenBank Gene ID: 169766099), AO090005000363 (GenBank Gene ID: 169765933), AO090005000301 (GenBank Gene ID: 169765821) from the above 251 genes , AO090005000125 (GenBank Gene ID: 169765533)) were selected to create their deletion disruption. First, a DNA fragment for deletion destruction was prepared. 5 'upstream region (5'-UTR) from the start codon and 5' downstream region (3'-UTR) from the stop codon The upstream region was amplified by PCR using LU primer and LL primer, and the 3 ′ upstream region was amplified by PCR using RU primer and RL primer. In addition, the pyrG auxotrophic marker gene related to uracil synthesis was amplified by PCR using PU and PL primers as a selection marker for deletion-disrupted strains. The sequences of LU, LL, PU, PL, RU, and RL primers for each gene are shown in Table 1 below (SEQ ID NOs: 1 to 24).

その後、5’-UTR, pyrG, 3’-UTRを混合してPCRを行い、5’-UTR, pyrG, 3’-UTRの順にDNA断片をつなぎ合わせた欠失破壊用DNA断片をFusion PCRにより作製することになるが、その模式図を図2に記す。
Fusion PCRに用いる5’-UTR, pyrG, 3’-UTRの各DNA断片の作製の際に、Fusion PCRで隣り合うDNA断片との連結部になる位置にアニールするプライマー(LL, PU, PL, RU)のテール部に、連結先のDNA断片の末端の配列を13〜18 base導入した。
After that, 5'-UTR, pyrG, 3'-UTR was mixed and PCR was performed, and the DNA fragment for deletion disruption in which 5'-UTR, pyrG, 3'-UTR were joined in the order of 5'-UTR, pyrG, 3'-UTR was analyzed by Fusion PCR. A schematic diagram is shown in FIG.
Primers (LL, PU, PL, etc.) that anneal to the position to be a junction with adjacent DNA fragments in Fusion PCR when preparing 5'-UTR, pyrG, 3'-UTR DNA fragments used in Fusion PCR In the tail part of (RU), 13 to 18 bases of the terminal sequence of the DNA fragment to be ligated were introduced.

・1st PCR
5’-UTR, pyrG, 3’-UTRの各DNA断片の作製は、Expand High Fidelity PLUS (ロシュ・ダイアグノスティックス)またはKOD PLUS, Version 1(東洋紡)で増幅した。テンプレートは全てアスペルギルス・オリゼ野生株RIB40の染色体DNAを用いた。以下の表2及び表3の組成で反応を行った。
・ 1st PCR
The 5′-UTR, pyrG, and 3′-UTR DNA fragments were amplified by Expand High Fidelity PLUS (Roche Diagnostics) or KOD PLUS, Version 1 (Toyobo). All templates used chromosomal DNA of Aspergillus oryzae wild strain RIB40. Reaction was carried out with the compositions shown in Tables 2 and 3 below.

上記の反応液50 μlを0.2 ml反応チューブ中で混合してDNA Thermal Cyclerにセットし、以下のような温度設定によりPCRを行った。

94℃、40秒 1サイクル
94℃、15秒 63℃、30秒 68℃、2分30秒 35サイクル
68℃、2分30秒 4℃、〜O/N 1サイクル
50 μl of the above reaction mixture was mixed in a 0.2 ml reaction tube and set in the DNA Thermal Cycler, and PCR was performed with the following temperature settings.

94 ° C, 40 seconds, 1 cycle
94 ° C, 15 seconds 63 ° C, 30 seconds 68 ° C, 2 minutes 30 seconds 35 cycles
68 ° C, 2 minutes 30 seconds 4 ° C, ~ O / N 1 cycle

PCR反応液50μlに6×Loading Bufferを10μl添加して混和後、ウェル幅が1 cm程度のコームで作製した0.7%アガロースゲルに30 μlずつ2レーンにサンプルを電気泳動した。目的のDNA断片のバンドを含むゲルを切り出し、Wizard(登録商標)SV Gel and PCR Clean-Up System (プロメガ)を用いて、Nuclease Free Waterを50 μlずつ2回カラムに通し、カラムからDNAを完全に溶出させ、DNA断片を精製した。 After adding 10 μl of 6 × Loading Buffer to 50 μl of the PCR reaction solution, 30 μl of the sample was electrophoresed in 2 lanes on a 0.7% agarose gel prepared with a comb having a well width of about 1 cm. Cut out the gel containing the desired DNA fragment band and pass 50 μl of Nuclease Free Water twice through the column using the Wizard (registered trademark) SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega). And the DNA fragment was purified.

・Fusion PCR
精製した5’-UTR, pyrG, 3’-UTRの各DNA断片を並べてアガロースゲルで泳動し、バンドの濃さを参考にDNA断片のモル比が5’-UTR断片:pyrG断片:3’-UTR断片=1:3:1となるようにして、かつこれらの3つのDNA断片の合計液量が12 μl以内として、DNA断片を混合し、以下の表4の反応系でFusion PCRを行った。
・ Fusion PCR
Purified 5'-UTR, pyrG, 3'-UTR DNA fragments were lined up and run on an agarose gel, and the molar ratio of DNA fragments was 5'-UTR fragment: pyrG fragment: 3'- The DNA fragments were mixed so that the UTR fragment was 1: 3: 1 and the total solution volume of these three DNA fragments was within 12 μl, and Fusion PCR was performed in the reaction system shown in Table 4 below. .

上記の反応液100 μlを0.2 ml反応チューブ中で混合してDNA Thermal Cyclerにセットし、以下のような温度設定によりPCRを行った。
94℃、2分 1サイクル
94℃、15秒 66℃、30秒 68℃、6分 35サイクル
68℃、7分 4℃、〜O/N 1サイクル
100 μl of the above reaction solution was mixed in a 0.2 ml reaction tube and set in the DNA Thermal Cycler, and PCR was performed with the following temperature settings.
94 ° C, 2 minutes, 1 cycle
94 ° C, 15 seconds 66 ° C, 30 seconds 68 ° C, 6 minutes 35 cycles
68 ° C, 7 minutes 4 ° C, ~ O / N 1 cycle

Fusion PCRで5.0〜6.0kbの遺伝子欠失破壊用DNA断片を増幅した。その後、必要により再PCRやNested PCRを行い、目的のDNA断片がメジャーバンドで最も多く増幅しており、非特異増幅したDNA断片がほとんど無い状態とした。また、上記のPCRを2チューブ以上用いて行うことにより、遺伝子欠失破壊用DNA断片を20マイクログラム程度作製した。PCR反応液は、Wizard SV Gel and PCR Clean-Up Systemで処理し、欠失破壊用DNA断片を精製した。当DNA断片は形質転換に使用するので、コンタミがおこらないよう、DNA溶出には滅菌水を用いた。 A 5.0 to 6.0 kb DNA fragment for gene deletion disruption was amplified by fusion PCR. Thereafter, if necessary, rePCR or Nested PCR was performed to obtain a state in which the target DNA fragment was most amplified in the major band and there was almost no non-specifically amplified DNA fragment. In addition, by carrying out the above PCR using two or more tubes, about 20 micrograms of DNA fragments for gene deletion disruption were prepared. The PCR reaction solution was treated with Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System to purify the DNA fragment for deletion destruction. Since this DNA fragment is used for transformation, sterilized water was used for DNA elution to prevent contamination.

形質転換
アスペルギルス・オリゼRIB40 ku70::ptrA ΔpyrG株の分生子懸濁液を、ウリジンを20 mM添加したポリペプトン−デキストリン液体培地(4 g デキストリン水和物(和光純薬), 2 g ポリペプトン(日本製薬), 0.2 g カザミノ酸(ディフコ), 1 g KH2PO4, 0.2 g NaNO3, 0.2 g MgSO4・7H2O, pH 6.0)に植菌し、30℃、24時間振盪培養した。17G1滅菌済ガラスフィルターを用いて集菌後、菌体を滅菌水2回、滅菌0.8 M NaClで1回洗浄した。その後、菌体を30 mlのプロトプラスト化溶液(0.8 M NaCl, 10 mM NaH2PO4, 100 mg/30 ml Lysing enzyme (シグマ), 50 mg/30 ml Cellulase Onozuka R-10 (ヤクルト薬品), 100 mg/30 ml Yatalase (タカラバイオ))の入った50 ml容の滅菌済遠心チューブに移して懸濁し、30℃、50 rpm、2.5時間振盪しプロトプラスト化反応を行った。滅菌した17G3ガラスフィルターにて濾過し、濾液中のプロトプラストを3,000xg、4℃、5分間遠心分離して沈澱として得た。Solution B(1.2 M Sorbitol, 50 mM CaCl2, 10mM Tris-HCl、pH 7.5)にて3回プロトプラストを洗浄し、3,000xg、4℃、5分間遠心分離することで沈澱として得た。このプロトプラストをSolution B 1 mlで懸濁した。プロトプラスト懸濁液を200 μlずつ滅菌した1.5 mlエッペンドルフチューブに移し、それぞれにSolution C(50%(w/v) PEG♯3350, 50 mM CaCl2, 10 mM Tris-HCl、pH 7.5)25 μlと前述の形質転換用DNA溶液各10 μl(DNA量として20μg)を加えよく混合し、氷中で30分間放置した。15 ml容の遠心チューブに2 mlのSolution Bと1 mlのSolution Cとを加え混合し、そこにプロトプラスト懸濁液を加えて懸濁した。そして、70℃に温めておいたソルビトールを1.2 Mの濃度で添加したCzapek−Dox(CD)軟寒天最少培地10〜25 mlをそこに加えて混合し、ソルビトールを1.2 Mの濃度で添加したCD寒天培地に重層した。その後、30℃で分生子を形成するまで培養した。
形質転換後に再生した菌体のうちシングルコロニーを形成した菌体の分性子を単離し、CD寒天培地の全体に植え継いだ。その後、30℃で分生子を形成するまで培養した。
Transformation Aspergillus oryzae RIB40 ku70 :: ptrA ΔpyrG conidia suspension in a polypeptone-dextrin liquid medium supplemented with 20 mM uridine (4 g dextrin hydrate (Wako Pure Chemicals), 2 g Polypeptone (Nippon Pharmaceutical), 0.2 g casamino acid (Difco), 1 g KH 2 PO 4 , 0.2 g NaNO 3 , 0.2 g MgSO 4 · 7H 2 O, pH 6.0), inoculated at 30 ° C for 24 hours with shaking did. After collection using a 17G1 sterilized glass filter, the cells were washed twice with sterilized water and once with sterilized 0.8 M NaCl. After that, the cells were mixed with 30 ml of protoplast solution (0.8 M NaCl, 10 mM NaH 2 PO 4 , 100 mg / 30 ml Lysing enzyme (Sigma), 50 mg / 30 ml Cellulase Onozuka R-10 (Yakult Yakuhin), 100 The suspension was transferred to a 50 ml sterilized centrifuge tube containing mg / 30 ml Yatalase (Takara Bio), suspended, and shaken at 30 ° C., 50 rpm for 2.5 hours to carry out a protoplast reaction. The solution was filtered through a sterilized 17G3 glass filter, and the protoplast in the filtrate was centrifuged at 3,000 × g, 4 ° C. for 5 minutes to obtain a precipitate. The protoplasts were washed three times with Solution B (1.2 M Sorbitol, 50 mM CaCl 2 , 10 mM Tris-HCl, pH 7.5), and centrifuged at 3,000 × g, 4 ° C. for 5 minutes to obtain a precipitate. This protoplast was suspended in 1 ml of Solution B. Transfer 200 μl of the protoplast suspension to a sterile 1.5 ml Eppendorf tube and add 25 μl of Solution C (50% (w / v) PEG # 3350, 50 mM CaCl 2 , 10 mM Tris-HCl, pH 7.5) to each. 10 μl of each of the above DNA solutions for transformation (20 μg of DNA amount) was added and mixed well, and the mixture was left on ice for 30 minutes. To a 15 ml centrifuge tube, 2 ml of Solution B and 1 ml of Solution C were added and mixed, and protoplast suspension was added and suspended therein. Then, 10 to 25 ml of Czapek-Dox (CD) soft agar minimal medium added with sorbitol warmed to 70 ° C. at a concentration of 1.2 M was added and mixed, and CD with sorbitol added at a concentration of 1.2 M Overlaid on agar medium. Thereafter, the cells were cultured at 30 ° C. until conidia were formed.
Of the cells regenerated after transformation, the conidia of the cells that formed a single colony were isolated and transferred to the entire CD agar medium. Thereafter, the cells were cultured at 30 ° C. until conidia were formed.

単核分性子濃縮法による核の純化
アスペルギルス・オリゼの菌糸及び分生子は複数の核を有する多核の形態をとり、外から導入したDNAは一部の核の染色体だけに組み込まれる場合がある。従って、欠失破壊株を作製する場合、当該遺伝子が欠失破壊された核だけが細胞に存在するホモカリオンとして純化することが必要である。その際に、形質転換候補株中に存在する単核の分生子を選抜し継代すれば、目的の遺伝子が欠失破壊された核のみを持つ株を純化できる確率が高くなる。そこで、単核の分生子は多核のそれと比較して大きさが小さいという特性を生かして、メンブランフィルターを通すことで単核の分生子を濃縮し、それらからコロニーが形成されるよう継代培養を行った。
方法は、Haraら(2002)の方法を参考にして、滅菌した0.01% Tween 20溶液に分生子を懸濁し、それをフィルターホルダーにセットした孔径5 μm、直径25 mmのISOPORETM MEMBRANE FILTER(ミリポア)にシリンジを用いて通した。この操作により、通過した分生子の約80%が単核の分生子からなる濃縮画分を調製した。これを適宜希釈して1つの分生子から1つのコロニーが形成されるようにCD寒天培地に撒いた。その後、30℃で分生子を形成するまで培養した。
Nuclei purification by mononuclear conidia enrichment Mycelium and conidia of Aspergillus oryzae take the form of multinuclei having multiple nuclei, and DNA introduced from outside may be incorporated only into the chromosomes of some nuclei. Therefore, when preparing a deletion-disrupted strain, it is necessary to purify it as a homokaryon in which only the nucleus from which the gene has been deleted and destroyed is present in the cell. At that time, if a mononuclear conidia present in the transformation candidate strain is selected and subcultured, the probability that the strain having only the nucleus in which the target gene has been deleted and destroyed is increased. Therefore, taking advantage of the small size of mononuclear conidia compared to that of polynuclear cells, the mononuclear conidia are concentrated by passing through a membrane filter, and subculture is performed so that colonies are formed from them. Went.
For the method, referring to the method of Hara et al. (2002), the conidia was suspended in a sterilized 0.01% Tween 20 solution, and the ISOPORE TM MEMBRANE FILTER (Millipore) having a pore diameter of 5 μm and a diameter of 25 mm set in a filter holder was used. ) Using a syringe. By this operation, a concentrated fraction was prepared in which about 80% of the conidia that passed through consisted of mononuclear conidia. This was diluted appropriately and seeded on a CD agar medium so that one colony was formed from one conidia. Thereafter, the cells were cultured at 30 ° C. until conidia were formed.

遺伝子欠失破壊株の確認
形質転換体からの遺伝子欠失破壊株の確認は、Fusion PCRに用いたLUとRLのプライマーを用いて形質転換体のゲノムDNAに対してPCRを行い、欠失破壊用DNA断片に相当する大きさのDNA断片の増幅のみが見られたものをホモ欠失破壊株、野生株の場合と同じ大きさのDNA断片の増幅のみが見られたものはpyrGが染色体にectopicに取り込まれた非欠失破壊株、これらの両方のDNA断片の増幅が見られたものはヘテロ欠失破壊株とした(図3)。
ホモ欠失破壊株が得られ、しかも生育が野生株と同様であれば、欠失破壊遺伝子は生育には影響しない、つまり生育には重要で無い遺伝子とした。一方、ホモ欠失破壊株が野生株に比べ生育が衰えている場合は、欠失破壊遺伝子は欠失破壊により致死性では無いが生育障害をきたす生育障害性遺伝子とした。ホモ欠失破壊株が得られない、つまりへテロ欠失破壊株または非欠失破壊株としてしか得られない場合は、欠失破壊遺伝子は欠失破壊により致死の影響を与える致死性の可能性が高いと考えた。致死性の可能性が高い遺伝子および生育障害性遺伝子が、抗真菌剤を開発する上での標的候補となると考えた。
選択された4遺伝子の欠失破壊の場合、いずれも欠失破壊株はホモカリオンとして得られたが、そのうちAO090005000456遺伝子とAO090005000125遺伝子の各欠失破壊株はそれぞれ遺伝子欠失前の菌株に比べて生育が衰えていることが確認された。このことからAO090005000456遺伝子とAO090005000125遺伝子は欠失破壊により生育障害をきたしたため、真菌の生育障害性遺伝子とあると認められ、真菌の生育に重要な遺伝子として抗真菌剤開発の標的の候補遺伝子である可能性が考えられた。
Confirmation of the gene deletion disruption strain Confirmation of the gene deletion disruption strain from the transformant was performed by PCR on the genomic DNA of the transformant using the LU and RL primers used in Fusion PCR. A homozygous deletion-destructed strain, a DNA fragment of the same size as that of a wild-type strain was observed only when amplification of a DNA fragment having a size corresponding to the deletion-destructive DNA fragment was observed. Non-deletion-disrupted strains in which pyrG was incorporated into ectopic into the chromosome, and those in which amplification of both of these DNA fragments were observed were designated as hetero-deleted-disrupted strains (FIG. 3).
If a homo-deletion-disrupted strain was obtained and the growth was similar to that of the wild-type strain, the deletion-disrupted gene was determined to be a gene that does not affect growth, that is, is not important for growth. On the other hand, when the homo-deficient disruption strain was weaker than the wild strain, the deletion-disrupted gene was a growth-disrupting gene that was not lethal due to the deletion disruption but caused a growth disorder. If homozygous disruption strains cannot be obtained, that is, they can only be obtained as heterozygous or non-deletion disruption strains, the deletion disruption gene may be lethal due to deletion disruption. Thought it was expensive. It was considered that genes that are highly lethal and growth-disruptive genes are potential targets for developing antifungal agents.
In the case of the deletion disruption of the selected 4 genes, the deletion disruption strains were obtained as homokaryons, but the deletion disruption strains of the AO090005000456 gene and AO090005000125 gene each grew compared to the strain before the gene deletion. Was confirmed to be declining. Based on this, the AO090005000456 gene and AO090005000125 gene have been found to be fungal growth-damaging genes due to growth disruption due to deletion disruption, and they are candidate genes for the development of antifungal agents as important genes for fungal growth. The possibility was considered.

欠失破壊より致死の影響を与える遺伝子の条件破壊
生育に重要と考えられる遺伝子の中で、その欠失破壊により致死の影響を与える遺伝子は、抗真菌剤を開発するための有効な標的となると考えられるが、一方で欠失破壊株が得られないことから、欠失破壊株を用いた機能解析が出来ない。また、いくつかの遺伝子は、ホモロジー解析やモチーフ検索といった比較ゲノム的手法により機能予測が可能であるものの、実際にその予測が正しいかは実験により解析しないとわからない。そして、生育に重要と考えられる遺伝子の機能を明らかに出来なければ、それに対する薬剤を開発することは困難である。そこで、当遺伝子の発現を抑制し、当遺伝子が十分に機能し無い状態、すなわち致死に至らないが生育に障害をきたした状態で菌を生育させ、当遺伝子の機能推定を試みた。この目的の遺伝子の発現抑制を制御できるようにした株を条件破壊株と呼ぶ。
条件破壊により機能推定を行う遺伝子は、前記の(a)〜(e)の基準で選ばれた243種類の遺伝子のうち欠失破壊実験で生育に重要の可能性が高いと考えられ、しかもヒト(Homo sapiens)や植物(Arabidopsis thaliana)にオーソログが無い真核糸状真菌特異的なもので、これまでにアスペルギルス・オリゼで機能が明らかとされていない30種類の遺伝子とした。また、上記の(f)の基準で選ばれた相同性検索などで機能の予測が可能であり、その結果からアスペルギルス・オリゼで欠失破壊により致死あるいは生育障害の効果を与えるものと予測された8遺伝子についても、今回の機能推定方法で機能を正しく明らかとできるかを調べるコントロールとして、致死性の遺伝子は条件破壊、生育障害性の遺伝子は条件破壊あるいは欠失破壊を行った。
条件破壊方法として、機能を調べたい生育に重要と考えられる遺伝子のプロモーターを、チアミン添加により人為的な発現抑制の制御が可能と報告(Shojiら, 2005)されているthiA遺伝子のプロモーターと置き換え、チアミン添加によりその発現抑制を試みる方法を用いた(図4)。このthiAプロモーターのチアミン添加による抑制制御は、チアミンがmRNAのプロモーター領域に直接結合することにより、プロモーターでのスプライシングを阻害し、結果として翻訳が正しく行えなくするという原理で、リボスイッチと呼ばれるものである(Kuboderaら, 2003)。
条件破壊実験は、目的の遺伝子の開始コドンから3’下流側の約1 kbと5’-UTRの約2 kbとの計約3 kbのDNA配列のうち、開始コドンから5’-UTRに約1 kbのDNA配列を、thiAプロモーターとpyrGマーカーとをタンデムにつなぎ合わせたDNA配列に置き換えたDNA断片を作製し、これをアスペルギルス・オリゼに導入して相同性組換えにより行うこととした。
遺伝子条件破壊用DNA断片の作製は、前述の遺伝子欠失破壊用DNA断片の作製と同様にFusion PCRにより行った。1st PCRとFusion PCRの反応液組成、反応プログラム、前後のDNA断片精製は遺伝子欠失破壊の場合と同様に行ったが、遺伝子条件破壊用という用途の違いから下記の3点について遺伝子欠失破壊の場合からDNA断片作製法を変更した。
1. pyrGマーカーDNA断片を、逆方向のアスペルギルス・ニドランスのpyrGマーカーDNAと順方向のthiAプロモーター約1 kbとをタンデムに連結したものにした点。
2. 5’-UTR 1.2〜1.5 kbのDNA断片を、開始コドンから5’上流に1 kb遡ったところから更に5’上流に1.2-1.5 kbのDNA領域の断片に変更した点。
3. 3’UTR 1.2〜1.5 kbのDNA断片を、開始コドンから3’下流に1.2〜1.5 kbのDNA領域の断片に変更した点。
上記の1.にあるpyrGとthiAプロモーターとを連結したDNA断片は、予め適当なベクターにそのように連結された状態でクローニングしたものを鋳型としてPCRにより増幅した。
遺伝子条件破壊用DNA断片は、アスペルギルス・オリゼNS4 ligD::ptrA pyrG::sC株のレポーター検出系導入株に導入した。形質転換、純化、及び条件破壊された核のPCR確認は前述の方法により行った。その結果、破壊が致死性と考えられる遺伝子のうち約3分の1の遺伝子についてチアミン添加による条件破壊の効果が生じ生育抑制が起こった。しかし、条件破壊を行った残りの約3分の2の遺伝子については、チアミン添加による発現抑制の結果としての生育抑制が観察されなかった。原因としては、本来のプロモーターとthiAプロモーターとの間の発現レベルの違いや、タンパク質の発現抑制のdose responseが最も考えられるが、これまでのDNAマイクロアレイによる解析では、条件破壊の成功と遺伝子の発現レベルの相関関係は見いだされていない。thiAプロモーターは全ての遺伝子の条件破壊に有効ではなかったものの、条件破壊が有効であったいくつかの遺伝子についてはレポーターを用いた機能推定に適用可能であった。
ホモ欠失破壊株が得られなかったことから致死性の可能性が高いと考えられたAO090003000174遺伝子(GenBank Gene ID: 169769850)の条件破壊の結果を記す。AO090003000174遺伝子の5’-UTRおよび開始コドンから3’下流に1.2 kbのDNA領域を、LUプライマー5’-ACCGTCTTCATCCGACTGATTCTAGC-3’(配列番号25)とLLプライマー5’-AGACAAGCACTGAGGCTCTAGAAGAGTAACGACAATGTC-3’ (配列番号26)との組み合わせおよびRUプライマー5’-TGCAACTTGAAACATGGTTGCCACATCTGTGAATCGCAC-3’ (配列番号27)とRLプライマー5’-GAGACCAATGCACTTGGCGTAGCAAC-3’ (配列番号28)との組み合わせで、それぞれ麹菌の染色体DNAを鋳型としてPCRで増幅した。また、逆方向のアスペルギルス・ニドランスのpyrGマーカーDNAと順方向のthiAプロモーター約1 kbとをタンデムに連結したDNA断片をクローニングしたプラスミドDNAを鋳型として、PUプライマー5'-ACTCTTCTAGAGCCTCAGTGCTTGTCTACCAGATTAGG-3'(配列番号29)とPLプライマー5'-GTGGCAACCATGTTTCAAGTTGCAATGACTATCATC-3'(配列番号30)とを用いて逆方向のアスペルギルス・ニドランスのpyrGマーカーDNAと順方向のthiAプロモーター約1 kbとをタンデムに連結したDNA断片をPCRで増幅した。その後は、これらの増幅した3つのDNA断片について実施例2に記載された方法と同様にしてFusion PCRで1つのDNA断片として連結し、それでNS4 ligD::ptrA pyrG::sC株を形質転換した。その結果、ホモカリオンとして得られたAO090003000174遺伝子条件破壊株について、チアミンを2 μM の濃度で加えたCD軟寒天最少培地とチアミン無添加のCD軟寒天最少培地のそれぞれで培養し生育を比較した。その結果、チアミン添加した場合、それにより生育が衰えることが確認された。これは、前述のリボスイッチによりAO090003000174遺伝子の発現が抑制された結果であると考えられ、AO090003000174遺伝子は麹菌の生育に重要な致死性の遺伝子であることが確認された。
Conditional disruption of genes that are more lethal than deletion disruption <br/> Among genes that are considered important for growth, genes that affect lethality due to their deletion disruption are effective for developing antifungal agents. However, since a deletion-disrupted strain cannot be obtained, functional analysis using the deletion-disrupted strain cannot be performed. Some genes can be predicted by comparative genomic methods such as homology analysis and motif search, but it is not possible to analyze whether the prediction is actually correct by experiments. If the function of a gene considered to be important for growth cannot be clarified, it is difficult to develop a drug for it. Therefore, the expression of the gene was suppressed, and the fungus was grown in a state where the gene did not function sufficiently, that is, it was not lethal but the growth was impaired, and an attempt was made to estimate the function of the gene. A strain in which suppression of expression of the target gene can be controlled is called a condition-disrupted strain.
Genes whose functions are estimated by conditional disruption are considered to be highly likely to be important for growth in deletion disruption experiments among 243 genes selected based on the criteria (a) to (e) above, and humans (Homo sapiens) and plants (Arabidopsis thaliana) are eukaryotic filamentous fungus-free genes that have no orthologues, and 30 genes that have not been clarified in Aspergillus oryzae so far. In addition, it is possible to predict the function by homology search etc. selected based on the above criteria (f), and as a result, it was predicted that Aspergillus oryzae would give lethal or growth disorder effects by deletion disruption. As for the control of 8 genes, lethal disruption of the lethal genes and conditional disruption or deletion disruption of the growth-disrupting genes were conducted as controls for examining whether the function could be correctly clarified by the present function estimation method.
As a conditional disruption method, we replaced the promoter of the gene thought to be important for growth whose function is to be investigated with the thiA gene promoter reported to be capable of artificially suppressing expression suppression by addition of thiamine (Shoji et al., 2005) A method of trying to suppress its expression by adding thiamine was used (FIG. 4). This thiA promoter is regulated by thiamine addition, which is called a riboswitch based on the principle that thiamine directly binds to the promoter region of mRNA, thereby inhibiting splicing at the promoter and consequently preventing correct translation. Yes (Kubodera et al., 2003).
Conditional disruption experiments were conducted in a DNA sequence of about 3 kb, about 1 kb 3 'downstream from the start codon of the target gene and about 2 kb of 5'-UTR, about 5 kb from the start codon to 5'-UTR. A DNA fragment was prepared by replacing the 1 kb DNA sequence with a DNA sequence in which the thiA promoter and the pyrG marker were connected in tandem, and this was introduced into Aspergillus oryzae and homologous recombination was performed.
The DNA fragment for gene condition disruption was prepared by Fusion PCR in the same manner as the preparation of the gene deletion disruption DNA fragment described above. The reaction solution composition, reaction program, and purification of DNA fragments before and after 1st PCR and Fusion PCR were performed in the same way as in the case of gene deletion disruption. The method for preparing DNA fragments was changed from the above case.
1. The pyrG marker DNA fragment is a tandem ligation of the reverse Aspergillus nidulans pyrG marker DNA and the forward thiA promoter of about 1 kb.
2. The 5′-UTR 1.2-1.5 kb DNA fragment was changed to a fragment of the 1.2-1.5 kb DNA region 5 ′ upstream from a position 1 kb back 5 ′ upstream from the start codon.
3. The 3 ′ UTR 1.2-1.5 kb DNA fragment was changed to a 1.2-1.5 kb DNA region fragment 3 ′ downstream from the start codon.
The DNA fragment obtained by linking the pyrG and thiA promoter in 1. above was amplified by PCR using a template previously cloned in such a state as linked to an appropriate vector.
The DNA fragment for gene condition disruption was introduced into a reporter detection system introduction strain of Aspergillus oryzae NS4 ligD :: ptrA pyrG :: sC strain. Transformation, purification, and PCR confirmation of conditionally disrupted nuclei were performed by the methods described above. As a result, about one-third of the genes considered to be lethal to disruption had the effect of condition disruption by addition of thiamine, resulting in growth suppression. However, about the remaining two-thirds of the genes that had undergone conditional destruction, growth suppression as a result of suppression of expression by addition of thiamine was not observed. The most likely cause is the difference in the expression level between the original promoter and the thiA promoter, and the dose response for suppressing protein expression. No level correlation has been found. Although the thiA promoter was not effective for conditional disruption of all genes, some genes for which conditional disruption was effective were applicable to function estimation using a reporter.
The result of conditional disruption of the AO090003000174 gene (GenBank Gene ID: 169769850), which was considered to be highly lethal because a homo-deficient disruption strain was not obtained, is described. 5'-UTR of AO090003000174 gene and a 1.2 kb DNA region 3 'downstream from the start codon, LU primer 5'-ACCGTCTTCATCCGACTGATTCTAGC-3' (SEQ ID NO: 25) and LL primer 5'-AGACAAGCACTGAGGCTCTAGAAGAGTAACGACAATGTC-3 '(SEQ ID NO: 26 ) And RU primer 5'-TGCAACTTGAAACATGGTTGCCACATCTGTGAATCGCAC-3 '(SEQ ID NO: 27) and RL primer 5'-GAGACCAATGCACTTGGCGTAGCAAC-3' (SEQ ID NO: 28), each amplified by PCR using the chromosomal DNA of Aspergillus oryzae as a template. did. In addition, using a plasmid DNA obtained by cloning a DNA fragment tandemly linked to the reverse Aspergillus nidulans pyrG marker DNA and the forward thiA promoter of about 1 kb as a template, the PU primer 5'-ACTCTTCTAGAGCCTCAGTGCTTGTCTACCAGATTAGG-3 '(SEQ ID NO: 29) and PL primer 5'-GTGGCAACCATGTTTCAAGTTGCAATGACTATCATC-3 '(SEQ ID NO: 30), PCR was performed in tandem with a reverse direction Aspergillus nidulans pyrG marker DNA and a forward thiA promoter of about 1 kb. Amplified with Thereafter, these amplified three DNA fragments were ligated as one DNA fragment by Fusion PCR in the same manner as described in Example 2, and NS4 ligD :: ptrA pyrG :: sC strain was transformed therewith. . As a result, AO090003000174 gene conditionally disrupted strains obtained as homokaryons were cultured in a CD soft agar minimal medium added with thiamine at a concentration of 2 μM and a CD soft agar minimal medium not added with thiamine, and the growth was compared. As a result, it was confirmed that when thiamine was added, the growth was reduced. This is considered to be a result of the expression of the AO090003000174 gene being suppressed by the riboswitch described above, and it was confirmed that the AO090003000174 gene is a lethal gene important for the growth of Aspergillus oryzae.

細胞システムモニター用レポーター検出系の作製
致死性の可能性が高い遺伝子および生育障害性遺伝子の機能が、ホモロジー検索やモチーフ解析などにより予測できない場合、その大まかな機能推定にレポーター検出系を用いることとした。この簡便な機能推定方法は、菌の発色や蛍光で遺伝子の機能を表示するというものである。レポーター検出系を導入した麹菌で、致死性の可能性が高い遺伝子の場合はその発現を抑制的に制御可能な遺伝子改変、すなわち条件破壊を行い、生育障害性遺伝子の場合は条件破壊または欠失破壊を行う。これにより、致死性の可能性が高い遺伝子および生育障害性遺伝子の機能の低下又は欠損によるレポーターの応答を見ることで、その遺伝子の機能を大まかに推定することができ、抗真菌剤を開発するための重要な情報が得られる。
機能推定を希望する細胞システムとして、エネルギー代謝、細胞壁形成、細胞骨格形成の各細胞システムとし、これについてレポーター検出系の作製を試みた。
レポーター検出系は、GUSやEGFPの開始コドン〜(終止コドン)〜ターミネーターまでのDNA断片に、レポーターとして機能推定に使用可能な遺伝子のプロモーターのDNA断片を連結し、この連結型のDNA断片をアスペルギルス・オリゼに導入することで作製した。レポーターとして機能推定に使用可能な遺伝子のプロモーターは、阻害する機能が明らかとなっている薬剤(基準酵素系阻害剤)をアスペルギルス・オリゼに死なない程度、つまり生育が遅くなるが止まらない程度の以下の表5に記した濃度で投与した。
Preparation of reporter detection system for cell system monitoring If the functions of highly lethal and potentially impaired genes cannot be predicted by homology search or motif analysis, the reporter detection system can be used to roughly estimate the function. It was decided to use. This simple function estimation method is to display the function of a gene by the coloration or fluorescence of bacteria. In the case of gonococci introduced with a reporter detection system, if the gene has a high possibility of lethality, the gene is modified so that its expression can be controlled repressively, that is, the gene is conditionally disrupted. Destroy. This allows the function of the gene to be roughly estimated by looking at the response of the reporter due to a decrease or deletion of the function of a gene that is highly lethal and a growth disorder gene, and develops an antifungal agent Important information for getting.
As cell systems for which functional estimation is desired, energy metabolism, cell wall formation, and cytoskeleton formation were used, and a reporter detection system was prepared for this.
The reporter detection system links the DNA fragment of the promoter of a gene that can be used for function estimation as a reporter to the DNA fragment from the start codon to (stop codon) to terminator of GUS or EGFP, and this ligated DNA fragment is Aspergillus. -Made by introducing into Orize. The promoter of a gene that can be used for function estimation as a reporter is a level that does not cause Aspergillus oryzae to die of a drug whose inhibitory function is known (reference enzyme inhibitor), that is, growth is slow but not stopped The concentrations described in Table 5 were administered.

表5の濃度での薬剤の投与により誘導される遺伝子を、アスペルギルス・オリゼのゲノム上の全ての遺伝子のプローブが載ったマイクロアレイを用いて調べた。そして、阻害する機能が異なる複数の薬剤のどちらでも誘導される遺伝子は除外することで、レポーターとして機能推定に使用の可能性が考えられるプロモーターを持つ遺伝子を選択した。また、マイクロアレイのデータを参照せずに、相同性解析から基準酵素系で機能するものと予測された遺伝子からレポーターとして機能推定に使用の可能性が考えられるプロモーターを持つ遺伝子も併せて選択した。以下の表6に選択した遺伝子を記す。 Genes induced by administration of drugs at the concentrations in Table 5 were examined using a microarray carrying probes for all genes on the Aspergillus oryzae genome. Then, by excluding genes induced by any of a plurality of drugs having different inhibiting functions, a gene having a promoter that could be used for function estimation as a reporter was selected. Also, without referring to the microarray data, genes having promoters that could be used for function estimation as reporters were also selected from genes predicted to function in the standard enzyme system from homology analysis. Table 6 below lists the selected genes.

表6に記したレポーターとして選択した遺伝子のプロモーターDNAとGUSやEGFPの開始コドン〜(終止コドン)〜ターミネーターまでのDNAとを連結したレポーター検出系DNA断片を作製し、これをアスペルギルス・オリゼに導入してレポーター検出系導入麹菌を作製した。
この連結は、GUSの場合、既にGUSの開始コドン〜(終止コドン)〜ターミネーターまでのDNA を組み込んでいるpNGGプラスミドのPstI, NotI, SalIのいずれかの制限酵素サイトに、選択した遺伝子のテールにPstI, NotI, SalIのいずれかの制限酵素サイトを持つプライマー対で増幅した約1 kbの5'-UTRのDNA断片の制限酵素消化したものをクローニングすることにより行った(図5)。
エネルギー代謝系レポーターのAO090003000310(GenBank Gene ID: 169770082), AO090003000174(GenBank Gene ID: 169769850), AO090005001430(GenBank Gene ID: 169767769)の3遺伝子と細胞壁形成系レポーターのAO090005000560(GenBank Gene ID: 169766275)遺伝子での実施例を記す。AO090003000310, AO090003000174, AO090005001430, AO090005000560の各プロモーターを以下の表7に記したFwdとRevのプライマー(配列番号31〜38)を用いてPCRにより増幅した。
A reporter detection system DNA fragment is prepared by linking the promoter DNA of the gene selected as the reporter listed in Table 6 and the DNA from the start codon to (stop codon) to terminator of GUS or EGFP, and this is introduced into Aspergillus oryzae. Thus, a reporter detection system introduced gonococcus was prepared.
In the case of GUS, this ligation is performed on the tail of the selected gene at the PstI, NotI, or SalI restriction enzyme site of the pNGG plasmid that has already incorporated DNA from the GUS start codon to (stop codon) to the terminator. This was carried out by cloning a restriction enzyme-digested DNA fragment of about 1 kb 5′-UTR amplified with a primer pair having a restriction enzyme site of PstI, NotI, or SalI (FIG. 5).
AO090003000310 (GenBank Gene ID: 169770082), AO090003000174 (GenBank Gene ID: 169769850), AO090005001430 (GenBank Gene ID: 169767769) and the cell wall-forming reporter AO090005000560 (GenBank Gene ID: 169766275) genes Examples are described. Each promoter of AO090003000310, AO090003000174, AO090005001430, AO090005000560 was amplified by PCR using Fwd and Rev primers (SEQ ID NOs: 31 to 38) described in Table 7 below.

増幅した各プロモーターのDNA断片をPstIとSalIで制限酵素消化し、同じくPstIとSalIとで制限酵素消化したpNGGプラスミドとともにDNA断片をアガロースゲル電気泳動に供して、それぞれを含むゲルを切り出して、Wizard SV Gel and PCR Clean-Up Systemを用いて滅菌水50 μlにDNAを抽出した。これらを、それぞれ挿入用ベクター及び挿入DNA断片とした。次に、このベクターDNA断片1 μgと挿入DNA断片1.5 μgとをDNA Ligation kit, Version 1(タカラバイオ)により連結反応を行い、この反応液で大腸菌を形質転換し、各レポーター遺伝子のプロモーターをクローニングしたpNGGプラスミドを得た。次に、この作製したレポーター導入用ベクターをXcmIによりniaD栄養要求性マーカー遺伝子の中央部で切断し、その断片をアガロースゲル電気泳動に供して、これを含むゲルを切り出して、Wizard SV Gel and PCR Clean-Up Systemを用いてDNAを滅菌水50 μlに抽出した。これを、前述の形質転換法によりアスペルギルス・オリゼniaD300株に導入した。
実際に、当レポーター検出系DNA断片のアスペルギルス・オリゼ導入株が、目的の機能推定のために正常に機能することを、致死性あるいは生育障害性遺伝子の機能推定を行う前に予め確認した(図6)。エネルギー代謝系レポーターAO090003000310, AO090003000174, AO090005001430の作動の確認は、クレソキシムメチル20 μg/ml、ジフルメトリム1 μg/ml、またはオリゴマイシン20 μg/mlの濃度で各阻害剤を菌体培養液に添加して、β-glucuronidase活性の増加を観察することによって行った。細胞壁形成系レポーターAO090005000560の作動の確認は、フルジオキソニル20 μg/mlの濃度で各阻害剤を菌体培養液に添加して、β-glucuronidase活性の増加を観察することによって行った。β-glucuronidaseの活性測定方法は以下の通り実施した。
The amplified DNA fragments of each promoter were digested with PstI and SalI, and the DNA fragments were subjected to agarose gel electrophoresis together with the pNGG plasmid, which was also digested with PstI and SalI. DNA was extracted into 50 μl of sterile water using SV Gel and PCR Clean-Up System. These were used as an insertion vector and an insertion DNA fragment, respectively. Next, 1 μg of this vector DNA fragment and 1.5 μg of the inserted DNA fragment are ligated using the DNA Ligation kit, Version 1 (Takara Bio), E. coli is transformed with this reaction solution, and the promoter of each reporter gene is cloned. PNGG plasmid was obtained. Next, the prepared reporter introduction vector was cleaved with XcmI at the center of the niaD auxotrophic marker gene, the fragment was subjected to agarose gel electrophoresis, the gel containing this was excised, and Wizard SV Gel and PCR DNA was extracted into 50 μl of sterilized water using Clean-Up System. This was introduced into the Aspergillus oryzae niaD300 strain by the aforementioned transformation method.
Actually, it was confirmed in advance that the Aspergillus oryzae-introduced strain of this reporter detection system DNA fragment functions normally for the purpose of function estimation before performing the function estimation of a lethal or growth-damaged gene (Fig. 6). Confirmation of the operation of the energy metabolism reporters AO090003000310, AO090003000174, AO090005001430 was made by adding each inhibitor to the cell culture medium at a concentration of cresoxime methyl 20 μg / ml, diflumetrim 1 μg / ml, or oligomycin 20 μg / ml, This was done by observing an increase in β-glucuronidase activity. Confirmation of the operation of the cell wall-forming reporter AO090005000560 was performed by adding each inhibitor to the cell culture medium at a concentration of 20 μg / ml fludioxonil and observing an increase in β-glucuronidase activity. The β-glucuronidase activity was measured as follows.

・β-glucuronidase活性測定によるレポーター応答の確認
レポーター導入株の分生子を2×106個分生子/mlになるように、200 mlのCD最少液体培地を入れた500 ml容フラスコに接種し次の条件で培養した。
(条件1)30℃、24時間培養
(条件2)30℃、24時間培養した後、表5に記した濃度で薬剤を添加し、さらに30℃で4〜8時間培養
・ Confirmation of reporter response by measuring β-glucuronidase activity <br/> 500 ml flask containing 200 ml of CD minimal liquid medium so that the conidia of the reporter-introduced strain becomes 2 × 10 6 conidia / ml And inoculated under the following conditions.
(Condition 1) Culture at 30 ° C for 24 hours
(Condition 2) After culturing at 30 ° C. for 24 hours, the drug is added at the concentrations shown in Table 5, and further culturing at 30 ° C. for 4 to 8 hours.

菌体をガラスフィルターで集菌し、この回収した菌を乳鉢中で液体窒素を注ぎながらパウダー状になるまで破砕した。500 μlのLysis buffer (10 mM EDTA, 0.1% (w/v) Triton X-100, 10 mM 2-メルカプトエタノール, 50 mM リン酸カリウム, 0.5 mg Sarkosyl, pH 7.0)を入れた1.5 mlのエッペンドルフチューブにパウダー状の菌体を移し懸濁した。氷上に30分間静置後4℃で15,000×g,10分間遠心し、上清を菌体内粗酵素液とした。
酵素抽出液のタンパク定量を行い、タンパク濃度を測定した。タンパク濃度100μg/100μl以下になるように、濃度高いものは希釈した。その後、酵素反応液を作製し、混和した後、37℃で10分間反応させた。酵素反応液の組成を下記の表8に記した。
The cells were collected with a glass filter, and the collected bacteria were crushed in a mortar until pouring with liquid nitrogen. 1.5 ml Eppendorf tube containing 500 μl Lysis buffer (10 mM EDTA, 0.1% (w / v) Triton X-100, 10 mM 2-mercaptoethanol, 50 mM potassium phosphate, 0.5 mg Sarkosyl, pH 7.0) The powdered cells were transferred and suspended. The mixture was allowed to stand on ice for 30 minutes, and centrifuged at 15,000 × g for 10 minutes at 4 ° C., and the supernatant was used as a crude enzyme solution in the cells.
The protein concentration of the enzyme extract was measured and the protein concentration was measured. Those with high concentrations were diluted so that the protein concentration was 100 μg / 100 μl or less. Thereafter, an enzyme reaction solution was prepared, mixed, and reacted at 37 ° C. for 10 minutes. The composition of the enzyme reaction solution is shown in Table 8 below.

その後、80 μl Termination solutionを加えて反応を停止し、反応で生成したp-nitorophenol量を415 nmの波長の吸光度で測定した。
上記の測定に用いた溶液のうちReaction bufferの組成は下記の表9、p-nitorophenyl-β-D-glucuronide solutionの組成は下記の表10、Termination solutionの組成は下記の表11の通りである。
Thereafter, 80 μl Termination solution was added to stop the reaction, and the amount of p-nitorophenol produced by the reaction was measured by absorbance at a wavelength of 415 nm.
Among the solutions used for the above measurements, the composition of Reaction buffer is shown in Table 9 below, the composition of p-nitorophenyl-β-D-glucuronide solution is shown in Table 10 below, and the composition of Termination solution is shown in Table 11 below. .

菌体内粗酵素液のタンパク質濃度の測定はBCA Protein Assay Reagent Kit(ピアス)を用い、添付のマニュアルに従った。 BCA Protein Assay Reagent Kit (Pierce) was used to measure the protein concentration of the crude enzyme solution in the microbial cell, and the attached manual was followed.

作製したレポーター検出系のうち感度の上昇を試みる際は、GUSではなく、より感度の高いEGFPをレポーター検出系に用いた。
このレポーター検出形の作製は、EGFPの開始コドン〜終止コドンまでのDNA を組み込んでいるpEGFPプラスミドのNotIまたはPstIの制限酵素サイトに、選択した遺伝子のテールにNotIまたはPstIの制限酵素サイトを持つプライマー対で増幅した約1 kbの5'-UTRのDNA断片のNotIまたはPstIの制限酵素消化したものをクローニングすることにより行った(図7)。
エネルギー代謝系レポーターのAO090011000022(GenBank Gene ID: 169782511)遺伝子および細胞骨格形成系レポーターのAO090124000010(GenBank Gene ID: 169778459)遺伝子についての実施例を記す。AO090011000022およびAO090124000010の各プロモーターを以下の表12に記したFwdとRevのプライマー(配列番号39〜42)を用いてPCRにより増幅した。
When trying to increase the sensitivity of the prepared reporter detection system, EGFP with higher sensitivity was used for the reporter detection system instead of GUS.
This reporter detection form was created by using primers that have NotI or PstI restriction enzyme sites in the tail of the selected gene at the NotI or PstI restriction enzyme sites of the pEGFP plasmid that incorporates the DNA from the start codon to the stop codon of EGFP. It was carried out by cloning a restriction fragment digested with NotI or PstI of a DNA fragment of about 1 kb of 5′-UTR amplified in pairs (FIG. 7).
Examples of the energy metabolism reporter AO090011000022 (GenBank Gene ID: 169782511) gene and the cytoskeleton formation reporter AO090124000010 (GenBank Gene ID: 169778459) gene will be described. Each promoter of AO090011000022 and AO090124000010 was amplified by PCR using Fwd and Rev primers (SEQ ID NOs: 39 to 42) described in Table 12 below.

増幅したAO090011000022プロモーターのDNA断片をNotI、AO090124000010プロモーターのDNA断片をPstIで制限酵素消化し、NotIまたはPstIで制限酵素消化したpEGFPプラスミドとともにDNA断片をアガロースゲル電気泳動に供して、それぞれを含むゲルを切り出して、Wizard SV Gel and PCR Clean-Up Systemを用いて滅菌水50 μlにDNAを抽出した。これらを、それぞれ挿入用ベクター及び挿入DNA断片とした。次に、このベクターDNA断片1 μgと挿入DNA断片1.5 μgとをDNA Ligation kit, Version 1(タカラバイオ)により連結反応を行い、この反応液で大腸菌を形質転換し、各レポーター遺伝子のプロモーターをクローニングしたpEGFPプラスミドを得た。次に、この作製したレポーター導入用ベクターをXcmIによりniaD栄養要求性マーカーの中央部で切断し、その断片をアガロースゲル電気泳動に供して、これを含むゲルを切り出して、Wizard SV Gel and PCR Clean-Up Systemを用いてDNAを滅菌水50 μlに抽出した。これを、前述の形質転換法によりアスペルギルス・オリゼniaD300株に導入した。
当レポーター検出系DNA断片のアスペルギルス・オリゼ導入株が、目的の機能推定のために正常に機能することを、致死性あるいは生育障害性遺伝子の機能推定を行う前に予め確認した。レポーター作動の確認は、AO090011000022レポーター遺伝子については、エネルギー代謝系に作用する薬剤のジフルメトリムを1 μg/mlの濃度で菌体培養液に添加してそれに伴うegfp遺伝子発現の増大を定量RT-PCRで確認するとともに、0 μg/mlから1 μg/mlまで段階的に菌体培養液に添加して、ジフルメトリム濃度が増大するに伴い菌体がEGFPにより蛍光を呈することを蛍光顕微鏡観察することにより行った(図8)。AO090124000010レポーター遺伝子については、細胞骨格形成系に作用する薬剤のベノミルを1 μg/ml及び20 μg/mlの濃度で菌体培養液にそれぞれ添加してそれに伴うegfp遺伝子発現の増大を定量RT-PCRで確認するとともに、0 μg/mlから10 μg/mlまで段階的に菌体培養液に添加して、ベノミル濃度が増大するに伴い菌体がEGFPにより蛍光を呈することを蛍光顕微鏡観察することにより行った(図9)。
The amplified AO090011000022 promoter DNA fragment was digested with NotI, the AO090124000010 promoter DNA fragment was digested with PstI, and the DNA fragment was subjected to agarose gel electrophoresis together with the pEGFP plasmid digested with NotI or PstI. The DNA was excised and extracted into 50 μl of sterilized water using Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System. These were used as an insertion vector and an insertion DNA fragment, respectively. Next, 1 μg of this vector DNA fragment and 1.5 μg of the inserted DNA fragment are ligated using the DNA Ligation kit, Version 1 (Takara Bio), E. coli is transformed with this reaction solution, and the promoter of each reporter gene is cloned. PEGFP plasmid was obtained. Next, this prepared reporter introduction vector was cleaved with XcmI at the center of the niaD auxotrophic marker, the fragment was subjected to agarose gel electrophoresis, the gel containing this was excised, and Wizard SV Gel and PCR Clean DNA was extracted into 50 μl of sterile water using -Up System. This was introduced into the Aspergillus oryzae niaD300 strain by the aforementioned transformation method.
It was confirmed in advance that the Aspergillus oryzae-introduced strain of this reporter detection system DNA fragment normally functions for the purpose of function estimation before performing the function estimation of a lethal or growth disorder gene. Confirmation of reporter activity was confirmed by quantitative RT-PCR for the AO090011000022 reporter gene by adding diflumetrim, a drug that acts on the energy metabolism system, to the cell culture medium at a concentration of 1 μg / ml. Confirmation and stepwise addition to the cell culture solution from 0 μg / ml to 1 μg / ml, and observation by fluorescence microscopy that the cells exhibit fluorescence due to EGFP as the diflumetrim concentration increases (FIG. 8). For the AO090124000010 reporter gene, quantitative addition of benomil, a drug that acts on the cytoskeleton formation system, to the cell culture medium at concentrations of 1 μg / ml and 20 μg / ml, and quantitative increase in egfp gene expression associated therewith RT-PCR By adding to the cell culture solution step by step from 0 μg / ml to 10 μg / ml, and observing the cell fluorescence by EGFP as the benomyl concentration increases Performed (FIG. 9).

生育に重要と考えられる遺伝子のレポーターによる機能推定
生育に重要と考えられる遺伝子の機能の推定は、これまでに作製を行ったレポーター検出系のアスペルギルス・オリゼ導入株において、機能を推定したい生育に重要と考えられる遺伝子のうち前述の条件破壊が有効とわかった遺伝子について条件破壊または欠失破壊を行い、遺伝子破壊時のレポーター応答を見ることにより行った。
まず、構築した表6のレポーター検出系について、遺伝子破壊のためのpyrG栄養要求性マーカーが使用できるNS4 ligD::ptrA pyrG::sC株にレポーター検出系を導入した株を作製した。この際、NS4 ligD::ptrA pyrG::sC株にレポーター検出系は表6のどれか一つを入れることになるので、エネルギー代謝、細胞壁形成、細胞骨格形成の3種類の細胞機能について推定するために少なくとも3種類のレポーター導入麹菌株を作製した。
チューブリンをコードするものとしてアミノ酸配列の相同性解析により予測された(即ち、条件fを満たす)AO090009000281(GenBank Gene ID: 169764582)遺伝子欠失破壊に伴う細胞骨格形成系レポーターAO090124000010の応答、およびATPaseをコードするものとしてアミノ酸配列の相同性解析により予測された(即ち、条件fを満たす)AO090020000403(GenBank Gene ID: 169780523)遺伝子の条件破壊に伴う2種類のエネルギー代謝系レポーターAO090005001430とAO090003000310の応答の結果を示す。麹菌NS4 ligD::ptrA pyrG::sC株に実施例4に記載した方法でレポーターを導入した菌株について、細胞骨格形成系レポーターAO090124000010導入株でAO090009000281遺伝子の欠失破壊、エネルギー代謝系レポーターAO090005001430およびAO090003000310の各導入株でAO090020000403遺伝子の条件破壊を実施した菌株を例2に記載したものと同様の方法により作製した。使用したプライマーの配列(配列番号43〜54)を以下の表13に記す。
Estimating the function of a gene considered to be important for growth using a reporter <br/> The estimation of the function of a gene considered important for growth was estimated in the Aspergillus oryzae-introduced strain of the reporter detection system that has been prepared so far Among the genes considered to be important for growth, conditional disruption or deletion disruption was performed on the genes for which conditional disruption was found to be effective, and the reporter response at the time of gene disruption was observed.
First, for the constructed reporter detection system of Table 6, a strain was prepared by introducing a reporter detection system into the NS4 ligD :: ptrA pyrG :: sC strain that can use a pyrG auxotrophic marker for gene disruption. At this time, NS4 ligD :: ptrA pyrG :: sC strain contains any one of the reporter detection systems listed in Table 6, so we estimate three types of cell functions: energy metabolism, cell wall formation, and cytoskeleton formation. Therefore, at least three types of reporter introduced strains were prepared.
AO090009000281 (GenBank Gene ID: 169764582) cytoskeletal reporter AO090124000010 response to gene deletion disruption predicted by homology analysis of amino acid sequence as coding for tubulin (ie, satisfying condition f), and ATPase AO090020000403 (GenBank Gene ID: 169780523) predicted by homology analysis of amino acid sequences as coding for AO090020000403 (GenBank Gene ID: 169780523) of two types of energy metabolic reporters AO090005001430 and AO090003000310 Results are shown. For strains in which the reporter was introduced into the Neisseria gonorrhoeae NS4 ligD :: ptrA pyrG :: sC strain by the method described in Example 4, the deletion disruption of the AO090009000281 gene, the energy metabolism reporters AO090005001430 and AO090003000310 were introduced in the AO090124000010 introduced strain. A strain in which the AO090020000403 gene was conditionally disrupted in each of the introduced strains was prepared in the same manner as described in Example 2. The primer sequences (SEQ ID NOs: 43-54) used are listed in Table 13 below.

細胞骨格形成系レポーターAO090124000010を導入した菌株でAO090009000281遺伝子の欠失破壊を行うと、AO090009000281遺伝子欠失株は遺伝子欠失前の親株に比べ生育が遅くなるとともに、欠失破壊前の親株では応答しない低濃度のベノミルに応答して蛍光を発した(図10)。このことから、AO090009000281遺伝子は生育に重要であって抗真菌剤を開発するための標的になる可能性があり、しかも細胞骨格の形成に機能する可能性があることを、遺伝子欠失破壊とレポーター検出系との組合せで示すことができた。
また、エネルギー代謝系のレポーターAO090005001430およびAO090003000310をそれぞれ導入した菌株でAO090020000403遺伝子の条件破壊を行うと、菌体はAO090020000403発現抑制時に非発現抑制時に比べて生育が遅くなるとともに、非発現抑制時や条件破壊前の親株には見られない菌体の周囲にGUS活性による5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-β-D-グルクロン酸 (X-Gluc) の分解による青色の発色を呈した(図11)。このことから、AO090020000403遺伝子は生育に重要であって抗真菌剤を開発するための標的になる可能性があり、しかもエネルギー代謝に機能する可能性があることを、遺伝子条件破壊とレポーター検出系との組合せで示すことができた。
When deletion disruption of AO090009000281 gene is carried out in a strain introduced with cytoskeleton-forming reporter AO090124000010, AO090009000281 gene deletion strain grows slower than parent strain before gene deletion and does not respond in parent strain before deletion Fluorescence was emitted in response to low concentrations of benomyl (FIG. 10). This indicates that the AO090009000281 gene is important for growth and may be a target for the development of antifungal agents and may function in the formation of the cytoskeleton. It could be shown in combination with the detection system.
In addition, when the AO090020000403 gene was disrupted under conditions where the energy metabolic reporters AO090005001430 and AO090003000310 were introduced, the cells grew slower than the non-expression-suppressed strain when the AO090020000403 expression was suppressed, Around the cells not seen in the parental strain before destruction, a blue color developed due to the degradation of 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-glucuronic acid (X-Gluc) by GUS activity ( FIG. 11). This indicates that the AO090020000403 gene is important for growth and may be a target for developing antifungal agents, and may function in energy metabolism. It was possible to show by the combination of.

上記実施例で作製したAO090003000310, AO090003000174, AO090005001430, AO090005000560,AO090011000022,及びAO090124000010各遺伝子のプロモーターは、本発明の真菌に生育に障害を与えるが致死に至らしめない濃度で投与された基準酵素系阻害剤により発現が誘導される真菌の遺伝子(レポーター遺伝子)、又は他の生物の遺伝子との相同性解析により基準酵素系で機能すると予測される真菌の遺伝子(レポーター遺伝子)のプロモーターの代表例である。それらの塩基配列を配列番号55〜60で示す。 AO090003000310, AO090003000174, AO090005001430, AO090005000560, AO090011000022, and AO090124000010 promoters produced in the above Examples are reference enzyme inhibitors administered at concentrations that impair growth of the fungus of the present invention but do not cause lethality This is a representative example of a promoter of a fungal gene (reporter gene) whose expression is induced by, or a fungal gene (reporter gene) predicted to function in a reference enzyme system by homology analysis with a gene of another organism. Their base sequences are shown in SEQ ID NOs: 55-60.

AO090003000310プロモーター(配列番号55):5’- atcacattactgttgcccaaaggccaccaaatgcactgtggaggtgtatacttgagtcccgttacctaggaatcgactcaatcaagatatttctacttctcggccgggaaaagtgaaactcatgatgttactaaagtagtacgaagggtatccatattagaagttcggggtctgctgtacgtaaggagttcgtggctgaagaaaatttgcaagggatctgacgtatggagagcccgatagtccgtaactatacgagtgaatcaatcaaagacaatcggttccgagtcgattcggaggtcaagcttcggcatcgcgttgagtcagacgccgttccggtttccaccgaagtcatctgcccgccccttcgtatatttaaaattacacaagccgtatcaatctgtaatatacggtatctcgccgctgaatgacctgattctttctcgggcatagggataatggggagacttttaaattcgcttttacttcagtcgcataaagaatacagcggggttcctttattaaacatcttaattgagattcctaggtgtcgagaggatgttcgcgatggttgcttccatgtaacttcggtgtaacttctagagccttgaaagcttggtccctaagggacccgccaagaaaaccagttccagaatcttggatgtcctttgaaaggcatgttagaatcccgcaaacggatcttagttggtcgtcccggtgtagctcagggtcgttctaattgtcagcctgttctggcgagaagattttgcgccctatgacagtatattgttctcatttggttccggccttattccgatttctgccataagcttcttatccaggactatatatagatagactgtagaggcgtagcttcccaatgtccagtaaacagcaagccttttgtgatcaaagcacgactctttctactactacttcaccccaagaccattaatcagtttatctaataacgtatactcgg-3’ AO090003000310 promoter (SEQ ID NO: 55): 5'- atcacattactgttgcccaaaggccaccaaatgcactgtggaggtgtatacttgagtcccgttacctaggaatcgactcaatcaagatatttctacttctcggccgggaaaagtgaaactcatgatgttactaaagtagtacgaagggtatccatattagaagttcggggtctgctgtacgtaaggagttcgtggctgaagaaaatttgcaagggatctgacgtatggagagcccgatagtccgtaactatacgagtgaatcaatcaaagacaatcggttccgagtcgattcggaggtcaagcttcggcatcgcgttgagtcagacgccgttccggtttccaccgaagtcatctgcccgccccttcgtatatttaaaattacacaagccgtatcaatctgtaatatacggtatctcgccgctgaatgacctgattctttctcgggcatagggataatggggagacttttaaattcgcttttacttcagtcgcataaagaatacagcggggttcctttattaaacatcttaattgagattcctaggtgtcgagaggatgttcgcgatggttgcttccatgtaacttcggtgtaacttctagagccttgaaagcttggtccctaagggacccgccaagaaaaccagttccagaatcttggatgtcctttgaaaggcatgttagaatcccgcaaacggatcttagttggtcgtcccggtgtagctcagggtcgttctaattgtcagcctgttctggcgagaagattttgcgccctatgacagtatattgttctcatttggttccggccttattccgatttctgccataagcttcttatccaggactatatatagatagactgtagaggcgtagcttcccaatgtccagtaaacagcaagccttttgtgatcaaagcacgactctttctactactacttcacc ccaagaccattaatcagtttatctaataacgtatactcgg-3 ’

AO090003000174プロモーター(配列番号56):5’- accgaatgactaacagcatgcctaaaggaggaaagcgtcattgaaatgatgaacgggaacccgagacttcagccggggtttcgtcatgagcacgtctcttttggctaggatgaagtgattattggtttctattgattgttaccctaaagaggggctaaagataggcactctctgggggcgatactgcgccacctgggcatttcgacattgtcgttactcttctagagcgtttgctttcacccatgtggtctcgagctcccccggtccggcagcaaaaggtctagccgaaaatgttctccccgcaatttgggtcttggccgcttgaaccaaacaaaatagaacaaaaagagtagactgagatcattcaacgtcaccactttgctgacttttccctctgcccgcataaaccctggagactgattgatcgaattctttgtagaaaaagtaaatacagagggaacatactttggggattgtgtaatggcaaacgaatgtaagacataaataattggtaggcaagctgtcgtttgcagcggtactttcagcctgtcctaaacatagtttgcattcctgcgcctgggcacccacacccacgcactaaaactcatttacacctgcattttgctcctgcatgagacatttcttgactggataccatccgcgcgttatcataatccagagacacacccctttattttcattccgaaaatcgcattttcttgcttctagttggtgcacccgaccggttttcccggaaccacttcgtgcctacatctggggttcggaacaagtcggagaacccacaagaggcattttacacactccagagtccacggttaccaacgctgcctcagcccggtcttcagccccgacatctcccgtcaaactgtggagaagcatatcggagtcgaagactgaaacgccttctggacttactttgctgtgatcatggctcctgctgaaaacattaatataccccgtgcttccccagtagaaccaggtcctctctacacagatttcttccaacaacaagtcgcaaagcagcgcaacaataactatcactccacatcattaagaaac-3’ AO090003000174 promoter (SEQ ID NO: 56): 5'- accgaatgactaacagcatgcctaaaggaggaaagcgtcattgaaatgatgaacgggaacccgagacttcagccggggtttcgtcatgagcacgtctcttttggctaggatgaagtgattattggtttctattgattgttaccctaaagaggggctaaagataggcactctctgggggcgatactgcgccacctgggcatttcgacattgtcgttactcttctagagcgtttgctttcacccatgtggtctcgagctcccccggtccggcagcaaaaggtctagccgaaaatgttctccccgcaatttgggtcttggccgcttgaaccaaacaaaatagaacaaaaagagtagactgagatcattcaacgtcaccactttgctgacttttccctctgcccgcataaaccctggagactgattgatcgaattctttgtagaaaaagtaaatacagagggaacatactttggggattgtgtaatggcaaacgaatgtaagacataaataattggtaggcaagctgtcgtttgcagcggtactttcagcctgtcctaaacatagtttgcattcctgcgcctgggcacccacacccacgcactaaaactcatttacacctgcattttgctcctgcatgagacatttcttgactggataccatccgcgcgttatcataatccagagacacacccctttattttcattccgaaaatcgcattttcttgcttctagttggtgcacccgaccggttttcccggaaccacttcgtgcctacatctggggttcggaacaagtcggagaacccacaagaggcattttacacactccagagtccacggttaccaacgctgcctcagcccggtcttcagccccgacatctcccgtcaaactgtggagaagcatatcggagtcgaagactgaaacgccttctggacttacttt gctgtgatcatggctcctgctgaaaacattaatataccccgtgcttccccagtagaaccaggtcctctctacacagatttcttccaacaacaagtcgcaaagcagcgcaacaataactatcactccacatcattaagaaac-3 '

AO090005001430プロモーター(配列番号57):5’- ggcagcagacacggaatctgattctttgatagttccttctttcaaaagctgcttgagccggggaatgctgaggtagccaagtagggatcgtttcgtagaagaggtgaccgttaaatgagtgaaatcacgttcgtaggctgcgagcatggcggaggagactaagtcgttaggtgagacagacagtgccggaggggggtccagatcttcgacagtagcctagatttttttttcatcggtaagtagggaatgacaatagggtctatgcagttgggcgtgtaatgccatcatagagtggtaactaacccctcggtacttgtctgcccacgatgacggggaagtggactgttccgcagtagaagagagcttttcgcgggcaaatgcctcgctgccggtcgaataggaagccatatccactgagtgattcacaggaggggcggcaaaggcgatgaggaggggtacgaagaggggccaactataatgttcaattggcgatagtaacggcgtcaaatcgggacaccaagtattacagggtaaactcggagaaacacggttatgcgagcactaagagcaaacgatacgaggtaaggaggccggttcgtgttttgacaatatcgcaaggtgaggtctgttccaatggacgataaatttatcgattgcggcccacgagagccttagtctccgccctctaagcggatcgggtttggcgccaaccagaagtgggtgagacgataccattcgacgtcattgccggccgctaccgcagtgtcagatctctcttcctttcggttgttcggactgagtcacttgtcattttactatttatactgtcatactgctcctttaacatttttgaatgaagaaaaaagtcggtagttcgagtggttcgtgtcccaactgtttttgtactcattgagataccagttgccctacaagtggggacgatcttctctatagatatacaacccccagtacgtgcggtctggtcctgtggagacctctcaacttacgataaacccaatattttgacacggctcaactaggaaatccctcgccaag-3’ AO090005001430 promoter (SEQ ID NO: 57): 5'- ggcagcagacacggaatctgattctttgatagttccttctttcaaaagctgcttgagccggggaatgctgaggtagccaagtagggatcgtttcgtagaagaggtgaccgttaaatgagtgaaatcacgttcgtaggctgcgagcatggcggaggagactaagtcgttaggtgagacagacagtgccggaggggggtccagatcttcgacagtagcctagatttttttttcatcggtaagtagggaatgacaatagggtctatgcagttgggcgtgtaatgccatcatagagtggtaactaacccctcggtacttgtctgcccacgatgacggggaagtggactgttccgcagtagaagagagcttttcgcgggcaaatgcctcgctgccggtcgaataggaagccatatccactgagtgattcacaggaggggcggcaaaggcgatgaggaggggtacgaagaggggccaactataatgttcaattggcgatagtaacggcgtcaaatcgggacaccaagtattacagggtaaactcggagaaacacggttatgcgagcactaagagcaaacgatacgaggtaaggaggccggttcgtgttttgacaatatcgcaaggtgaggtctgttccaatggacgataaatttatcgattgcggcccacgagagccttagtctccgccctctaagcggatcgggtttggcgccaaccagaagtgggtgagacgataccattcgacgtcattgccggccgctaccgcagtgtcagatctctcttcctttcggttgttcggactgagtcacttgtcattttactatttatactgtcatactgctcctttaacatttttgaatgaagaaaaaagtcggtagttcgagtggttcgtgtcccaactgtttttgtactcattgagataccagttgccctacaagtgggga cgatcttctctatagatatacaacccccagtacgtgcggtctggtcctgtggagacctctcaacttacgataaacccaatattttgacacggctcaactaggaaatccctcgccaag-3 ’

AO090005000560プロモーター(配列番号58):5’- gttgggtgatggcaagtcttagctatttttgaatctgttgagttatcatatttactaaataaaattttcacttttgatcattgttaaaatcactagccatcttttctattcttttccaacaaaccacgctaacttaggcgcttcaaagtgctggcgtagacacactgactgggcttaactagcgctaccaaaaatactacaaaagttcgagacttcaagtgaaccaagtggggttcgagttcccgattcatccaccaagtcaaataaatccgagaacgctgggagattcggaccacggaaaaaatacttttttttttgagaaagagatttgtttcaaatggcatttcgaaacacatttgcatatcagaattcgccaatgaagattgttgtcaatggatgtggactttgacgtgtatgacagtgtggtcttgttagggcaaagggcgggagaaaactcaagcgaggcatacgtatgctccgatatcagatttcgggcaaccacgcaagccgcagtgtcaaccacaaaagtcaagctttgaacgggatccacttctcataggctacaacaatacttttagcgattgttttcagtctccccactgttcatggccaattgacaagcctcggcctgaatgccacgactacggttaggatgtctttgcatcgcatggctggaagcgggccggcaaacataagatgttatgactcgatgcatccaatggccagtgtgcatactttgtatatccatggtttatagtccaacaaacttgggaagaactagtattagcagatctcttgccaagttgccacttccgactgatgggtacgaggcctgtacaaggtccaagatttgtcttactcttatctccgatcagtcaaaattcttatccatctcccagccatatgctttacgttccccgtatgcctatacttatatagtttgtccttgttcatctagcacgtccttagctgcataggttgcctctcttcaatccacccacagtgaccaacaccatccctcggcacaaaactctaac-3’ AO090005000560 promoter (SEQ ID NO: 58): 5'- gttgggtgatggcaagtcttagctatttttgaatctgttgagttatcatatttactaaataaaattttcacttttgatcattgttaaaatcactagccatcttttctattcttttccaacaaaccacgctaacttaggcgcttcaaagtgctggcgtagacacactgactgggcttaactagcgctaccaaaaatactacaaaagttcgagacttcaagtgaaccaagtggggttcgagttcccgattcatccaccaagtcaaataaatccgagaacgctgggagattcggaccacggaaaaaatacttttttttttgagaaagagatttgtttcaaatggcatttcgaaacacatttgcatatcagaattcgccaatgaagattgttgtcaatggatgtggactttgacgtgtatgacagtgtggtcttgttagggcaaagggcgggagaaaactcaagcgaggcatacgtatgctccgatatcagatttcgggcaaccacgcaagccgcagtgtcaaccacaaaagtcaagctttgaacgggatccacttctcataggctacaacaatacttttagcgattgttttcagtctccccactgttcatggccaattgacaagcctcggcctgaatgccacgactacggttaggatgtctttgcatcgcatggctggaagcgggccggcaaacataagatgttatgactcgatgcatccaatggccagtgtgcatactttgtatatccatggtttatagtccaacaaacttgggaagaactagtattagcagatctcttgccaagttgccacttccgactgatgggtacgaggcctgtacaaggtccaagatttgtcttactcttatctccgatcagtcaaaattcttatccatctcccagccatatgctttacgttccccgtatgcctatacttatatag tttgtccttgttcatctagcacgtccttagctgcataggttgcctctcttcaatccacccacagtgaccaacaccatccctcggcacaaaactctaac-3 '

AO090011000022プロモーター(配列番号59):5’- ggcgtggagtatgtggtagaaacattatggccacatcaagccttctgttggtgtgtcgagtcattagagagaatccacgacgacgaacaaaaacaaagggatggaggaaatgcgtcacgtgctgcttatctcagcagaatatcgacccttctcttccacacgagaccaacatcgcaaccatcatagcgccctgtctgttctgcagtggccctccttgtacagagcatgttattgtgatgtgaagttcactcgacaccgtgagtaaaacgtgacccatctagtgaagggactcccgattgcgaacatttcggtgttagctcggcgtctcatcccgagagactaccgacgaatcctagattgtccgaccagctggattagggttttcgaaatagaaaatcactaatcgaatcccggttggttctgagatctgcattgtcatcataaatttaagttgcgaacatgatcgcggctgcagtgtacagcacatcctgccctggtgcaggacccggggtacgcggtagaccagagaacatgggggtcgaccaagaaagttaacgacgagattctagcctcctatccgcttgatgccctctaactggttattgtctcagttgatgctcccggggaatcttcgtcgtgctgcaacggggatcctcaacataccctcaacgacaactagtgactcactggttggttcgcaaggatggtgcgtcaatcggggtagactatggctagaacctgggggtaaagcgccagcactacagcccaatctctctccatgcggtgggtgtgtggacaggttgatgggcactccctgagctcgaggctctcgtcgtactcttggcctggctgcgcagtccgttacctataaatatctggacgtcctgtactctcagggaagacagaaagacatcaccgggcttcaatgtgtctactactctgaatacataccctttccacttgacctatcgcgctgtactctttctcatctgtcagcc-3’ AO090011000022 promoter (SEQ ID NO: 59): 5'- ggcgtggagtatgtggtagaaacattatggccacatcaagccttctgttggtgtgtcgagtcattagagagaatccacgacgacgaacaaaaacaaagggatggaggaaatgcgtcacgtgctgcttatctcagcagaatatcgacccttctcttccacacgagaccaacatcgcaaccatcatagcgccctgtctgttctgcagtggccctccttgtacagagcatgttattgtgatgtgaagttcactcgacaccgtgagtaaaacgtgacccatctagtgaagggactcccgattgcgaacatttcggtgttagctcggcgtctcatcccgagagactaccgacgaatcctagattgtccgaccagctggattagggttttcgaaatagaaaatcactaatcgaatcccggttggttctgagatctgcattgtcatcataaatttaagttgcgaacatgatcgcggctgcagtgtacagcacatcctgccctggtgcaggacccggggtacgcggtagaccagagaacatgggggtcgaccaagaaagttaacgacgagattctagcctcctatccgcttgatgccctctaactggttattgtctcagttgatgctcccggggaatcttcgtcgtgctgcaacggggatcctcaacataccctcaacgacaactagtgactcactggttggttcgcaaggatggtgcgtcaatcggggtagactatggctagaacctgggggtaaagcgccagcactacagcccaatctctctccatgcggtgggtgtgtggacaggttgatgggcactccctgagctcgaggctctcgtcgtactcttggcctggctgcgcagtccgttacctataaatatctggacgtcctgtactctcagggaagacagaaagacatcaccgggcttcaatgtgtctactact ctgaatacataccctttccacttgacctatcgcgctgtactctttctcatctgtcagcc-3 ’

AO090124000010プロモーター(配列番号60):5’- ctgcagatgaatcttctactacaacagcggtttggtcgtctgagatccggtaaatcacgaatgttggctttttcgcccctcttccggaacggagttgcttgtaggtggtgatgcattcatccgctatggaaacgctgttaatagctcagttagtaaggagccgggaatgtgtaatgtactaataaagggtggtatatatagcaacataccccgatggcatctacaagagtcaagacggacctgggtaagcgaaagtcttcagggacgaggacgatacataccgacatattgatcgctagaaactgaaataggtcaaagactgataaagtgcttgtctgccaatcactgaatccgataagtgactctcactttatatgatggttctggttaggctgctttattccatagaaaaatgaatgcctaaggaaggctgcgctgatttgcttggcggatacctgcggccgcgcaatccgggatgccgagcaggtataacgaccatgaaccctaactcatcctcattgcgacgcgcaatcaatgttacgaagggtctgttgcctggagatgttattgcgtattcacattcatctacgtcgtgaattcatgatgctatcctgagtatttgggcagcctagactaaaccatttaggcatttacgttattttatctataagtacgttgtagctatcgccatatttgcgaggaagttcgcataccgtggctacctctgatctcatcatttggtctatcgttcttatagttcagtgtcgacagactctatctgtattcgaagctccctgattcggtaggacgatcacatcagatccatc-3’ AO090124000010 promoter (SEQ ID NO: 60): 5'- ctgcagatgaatcttctactacaacagcggtttggtcgtctgagatccggtaaatcacgaatgttggctttttcgcccctcttccggaacggagttgcttgtaggtggtgatgcattcatccgctatggaaacgctgttaatagctcagttagtaaggagccgggaatgtgtaatgtactaataaagggtggtatatatagcaacataccccgatggcatctacaagagtcaagacggacctgggtaagcgaaagtcttcagggacgaggacgatacataccgacatattgatcgctagaaactgaaataggtcaaagactgataaagtgcttgtctgccaatcactgaatccgataagtgactctcactttatatgatggttctggttaggctgctttattccatagaaaaatgaatgcctaaggaaggctgcgctgatttgcttggcggatacctgcggccgcgcaatccgggatgccgagcaggtataacgaccatgaaccctaactcatcctcattgcgacgcgcaatcaatgttacgaagggtctgttgcctggagatgttattgcgtattcacattcatctacgtcgtgaattcatgatgctatcctgagtatttgggcagcctagactaaaccatttaggcatttacgttattttatctataagtacgttgtagctatcgccatatttgcgaggaagttcgcataccgtggctacctctgatctcatcatttggtctatcgttcttatagttcagtgtcgacagactctatctgtattcgaagctccctgattcggtaggacgatcacatcagatccatc-3 '

本発明は、新規の抗真菌剤を高効率に開発するためのストラテジー(Strategy)を提供するものである。 The present invention provides a strategy for developing a novel antifungal agent with high efficiency.

参考文献
(1)Ausubelら、1987. Current protocols in molecular biology. John Wiley & Sons, New York.
(2)Haraら、Biosci. Biotechnol. Biochem. 66: 693-696. 2002
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(6)Machidaら、Nature 438: 1157-1161. 2005
(7)Mizutaniら、Fungal Genet. Biol. 45: 878-889. 2008
(8)Shojiら、FEMS Microbiol. Lett. 244: 41-46. 2005
(9)Takahashiら、Mol. Gen. Genomics 275: 460-470. 2006
(10)Tamanoら、Fungal Genet. Biol. 45: 139-151. 2008
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(9) Takahashi et al., Mol. Gen. Genomics 275: 460-470. 2006
(10) Tamano et al., Fungal Genet. Biol. 45: 139-151. 2008

発明した抗真菌剤開発方法の概要の模式図を示す。The schematic diagram of the outline | summary of the antifungal agent development method invented is shown. Fusion PCRによる遺伝子欠失破壊用DNA断片の作製の模式図を示す。A schematic diagram of the preparation of a DNA fragment for gene deletion disruption by fusion PCR is shown. PCRによる遺伝子欠失破壊の確認の実施例を示す。An example of confirmation of gene deletion disruption by PCR is shown. 遺伝子の条件破壊方法の模式図を示す。The schematic diagram of the gene condition destruction method is shown. GUSベクターpNGGとそれにレポーター用遺伝子プロモーターを挿入する模式図を示す。A schematic diagram in which a GUS vector pNGG and a reporter gene promoter are inserted is shown. エネルギー代謝系レポーターおよび細胞骨格形成系レポーターのGUS活性による菌体の発色を指標とした薬剤ストレス応答の検出の実施例を示す。An example of detection of drug stress response using the color development of cells by GUS activity of an energy metabolism reporter and a cytoskeleton formation reporter as an index is shown. EGFPベクターpEGFPとそれにレポーター用遺伝子プロモーターを挿入する模式図を示す。A schematic diagram of inserting an EGFP vector pEGFP and a reporter gene promoter therein is shown. AO090011000022遺伝子プロモーターを用いたエネルギー代謝系レポーターのEGFPによる菌体の蛍光提示を指標とした薬剤ストレス応答の検出の実施例を示す。An example of detection of drug stress response using as an index fluorescence display of bacterial cells by EGFP, an energy metabolism reporter using the AO090011000022 gene promoter, is shown. AO090124000010遺伝子プロモーターを用いた細胞骨格形成系レポーターのEGFPによる菌体の蛍光提示を指標とした薬剤ストレス応答の検出の実施例を示す。An example of drug stress response detection using as an index fluorescence display of bacterial cells by EGFP, a cytoskeleton-forming reporter using the AO090124000010 gene promoter, is shown. AO090009000281遺伝子について、遺伝子欠失破壊とレポーター検出系との組み合わせで抗真菌剤開発の標的の判断とその機能の推定とを同時に行った実施例を示す。CD最少液体培地で30℃、24時間 前培養後、薬剤添加して6時間培養して写真撮影した。For the AO090009000281 gene, an example is shown in which judgment of the target of antifungal agent development and estimation of its function are simultaneously performed by a combination of gene deletion disruption and a reporter detection system. After pre-culture in CD minimal liquid medium at 30 ° C. for 24 hours, the drug was added and the mixture was cultured for 6 hours and photographed. AO090020000403遺伝子について、遺伝子条件破壊とレポーター検出系との組み合わせで抗真菌剤開発の標的の判断とその機能の推定とを同時に行った実施例を示す。フィルター上30℃で2日間培養し、フィルターを非抑制または抑制条件の培地(X-gluc (25μg/ml) 含む)に移植し、30℃で4日間培養して写真撮影した。Regarding the AO090020000403 gene, an example is shown in which judgment of the target of antifungal agent development and estimation of its function are simultaneously performed by a combination of gene condition disruption and a reporter detection system. After culturing on the filter at 30 ° C. for 2 days, the filter was transferred to a medium (containing X-gluc (25 μg / ml)) of non-suppressed or suppressed conditions, cultured at 30 ° C. for 4 days, and photographed.

Claims (12)

以下の1)〜6)の工程を少なくとも含むことを特徴とする、抗真菌剤の標的遺伝子の選定方法:
1)上記標的遺伝子の候補遺伝子を選択する工程;
2)基準酵素系阻害剤を真菌に生育に障害を与えるが致死に至らしめない濃度で投与して、これにより発現が誘導される真菌の遺伝子、又は他の生物の遺伝子との相同性解析により基準酵素系で機能すると予測される真菌の遺伝子をレポーター遺伝子の候補遺伝子として選択する工程;
3)上記レポーター遺伝子の候補遺伝子のプロモーターを採取し、該プロモーターとそれに機能的に結合したマーカー遺伝子が導入されたベクターを構築する工程;
4)真菌類に上記ベクターを導入して形質転換体を作製する工程;
5)該形質転換体の上記標的遺伝子の候補遺伝子に欠失破壊あるいは条件破壊を導入する工程;及び
6)得られた欠失破壊株あるいは条件破壊株を、条件破壊株の場合は標的遺伝子の候補遺伝子の発現抑制条件として、完全培地または最少培地あるいはそれらに生育可能な濃度で基準酵素系阻害剤を含有した培地で培養し、同条件で培養した欠失破壊あるいは条件破壊の以前の菌株と生育を比較することにより、抗真菌剤の標的遺伝子を選定する工程。
A method for selecting a target gene of an antifungal agent, comprising at least the following steps 1) to 6):
1) a step of selecting candidate genes for the target gene;
2) By administering a reference enzyme system inhibitor at a concentration that does not cause lethality to fungi but does not cause lethality, and the expression is induced thereby, or by homology analysis with genes of other organisms Selecting a fungal gene predicted to function in the reference enzyme system as a reporter gene candidate gene;
3) collecting a promoter of a candidate gene for the reporter gene and constructing a vector into which the promoter and a marker gene operably linked thereto are introduced;
4) introducing the vector into a fungus to produce a transformant;
5) a step of introducing deletion disruption or conditional disruption into the candidate gene of the target gene of the transformant; and 6) the obtained deletion disruption strain or conditional disruption strain, As a condition for suppressing the expression of a candidate gene, a culture with a complete medium or a minimal medium or a medium containing a reference enzyme inhibitor at a concentration capable of growing in them, A step of selecting a target gene of an antifungal agent by comparing the growth.
以下の1)〜6)の工程を少なくとも含むことを特徴とする、抗真菌剤の標的遺伝子の機能を推定する方法:
1)上記標的遺伝子の候補遺伝子を選択する工程;
2)基準酵素系阻害剤を真菌に生育に障害を与えるが致死に至らしめない濃度で投与して、これにより発現が誘導される真菌の遺伝子、又は他の生物の遺伝子との相同性解析により基準酵素系で機能すると予測される真菌の遺伝子をレポーター遺伝子の候補遺伝子として選択する工程;
3)上記レポーター遺伝子の候補遺伝子のプロモーターを採取し、該プロモーターとそれに機能的に結合したマーカー遺伝子が導入されたベクターを構築する工程;
4)真菌類に上記ベクターを導入して形質転換体を作製する工程;
5)該形質転換体の上記標的遺伝子の候補遺伝子に欠失破壊あるいは条件破壊を導入する工程;及び
6)得られた欠失破壊株あるいは条件破壊株を、条件破壊株の場合は標的遺伝子の候補遺伝子の発現抑制条件として、完全培地または最少培地あるいはそれらに生育可能な濃度で基準酵素系阻害剤を含有した培地で培養し、同条件で培養した欠失破壊あるいは条件破壊の以前の菌株とマーカー遺伝子の発現量を比較することにより、抗真菌剤の標的遺伝子の機能を推定する工程。
A method for estimating the function of a target gene of an antifungal agent, comprising at least the following steps 1) to 6):
1) a step of selecting candidate genes for the target gene;
2) By administering a reference enzyme system inhibitor at a concentration that does not cause lethality to fungi but does not cause lethality, and the expression is induced thereby, or by homology analysis with genes of other organisms Selecting a fungal gene predicted to function in the reference enzyme system as a reporter gene candidate gene;
3) collecting a promoter of a candidate gene for the reporter gene and constructing a vector into which the promoter and a marker gene operably linked thereto are introduced;
4) introducing the vector into a fungus to produce a transformant;
5) a step of introducing deletion disruption or conditional disruption into the candidate gene of the target gene of the transformant; and 6) the obtained deletion disruption strain or conditional disruption strain, As a condition for suppressing the expression of a candidate gene, a culture with a complete medium or a minimal medium or a medium containing a reference enzyme inhibitor at a concentration capable of growing in them, A step of estimating the function of the target gene of the antifungal agent by comparing the expression level of the marker gene.
標的遺伝子の候補遺伝子が該真菌の生育に重要な遺伝子である、請求項1又は2記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the target gene candidate gene is a gene important for the growth of the fungus. 該真菌の生育に重要な遺伝子が、以下のa)〜f)に示されるいずれか1以上該当する遺伝子であって、該真菌に対する致死性遺伝子又は生育障害性遺伝子であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法:
a)近縁の真菌で欠失破壊により致死性または生育条件によって致死性の効果を与える遺伝子のオーソログで、かつ当該真菌のゲノム上にエクストラホモログの存在しない遺伝子;
b)当該真菌への既存の抗真菌剤の添加により特異的に誘導される遺伝子;
c)近縁の真菌で欠失破壊により致死性となる遺伝子のオーソログで、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、マグナポルセ・グリセ(Magnaporthe grisea)、 フサリウム・グラミネラム(Fusarium graminearum)といったゲノムが解読されている糸状菌に共通してオーソログが存在し、ヒト(Homo sapiens)や植物(Arabidopsis thaliana)にはオーソログの無い遺伝子;
d)当該真菌の固体培養で高発現誘導される遺伝子;
e)近縁の真菌のオーソログが欠失破壊により致死の効果を与える遺伝子;及び
f)相同性検索などで機能が予測され、その結果から当該真菌で欠失破壊により致死あるいは生育障害の効果を与えるものと予測される遺伝子。
The gene important for the growth of the fungus is a gene corresponding to any one or more of the following a) to f), which is a lethal gene or a growth disorder gene for the fungus: A method according to any one of claims 1-3.
a) an ortholog of a gene that has a lethal effect by deletion disruption in a related fungus or a lethal effect by growth conditions, and in which no extra homolog exists in the genome of the fungus;
b) a gene specifically induced by the addition of an existing antifungal agent to the fungus;
c) Orthologs of genes that are lethal by deletional disruption in related fungi, including Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Magnaporthe grisea, Fusarium graminearum ) Is an ortholog that is common to filamentous fungi whose genome has been decoded, and human (Homo sapiens) and plants (Arabidopsis thaliana) have no ortholog;
d) a gene that is highly expressed in solid culture of the fungus;
e) a gene in which an ortholog of a related fungus gives a lethal effect by deletion disruption; and f) its function is predicted by homology search, etc., and the result shows that the fungus has a lethal or growth disorder effect by deletion disruption. The gene that is expected to be given.
マーカー遺伝子が、β−グルクロニダーゼ遺伝子、β−ガラクトシダーゼ遺伝子、ルシフェラーゼ遺伝子、緑色又は赤色蛍光蛋白質遺伝子、薬剤耐性遺伝子、及び栄養要求遺伝子からなる群から選択されたものである、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。   5. The marker gene according to claim 1, wherein the marker gene is selected from the group consisting of a β-glucuronidase gene, a β-galactosidase gene, a luciferase gene, a green or red fluorescent protein gene, a drug resistance gene, and an auxotrophic gene. The method of crab. プロモーターが、標的遺伝子およびレポーター遺伝子のそれぞれの候補遺伝子の翻訳開始コドンから上流1 kbまでの塩基配列の少なくとも一部からなることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the promoter comprises at least part of a base sequence from the translation initiation codon of each candidate gene of the target gene and reporter gene to 1 kb upstream. 条件破壊が、標的遺伝子の候補遺伝子のプロモーターをthiAプロモーター、alcAプロモーター、tetAプロモーター、又は、niiAプロモーターに置換することによることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the conditional disruption is performed by replacing a promoter of a candidate gene of a target gene with a thiA promoter, an alcA promoter, a tetA promoter, or a niiA promoter. 基準酵素系阻害剤が、エネルギー代謝、細胞壁形成、細胞骨格形成を阻害する薬剤から選ばれたものであることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the reference enzyme system inhibitor is selected from drugs that inhibit energy metabolism, cell wall formation, and cytoskeleton formation. マーカー遺伝子の発現量を、マーカー遺伝子がコードするタンパク質量、あるいはmRNA量、または蛍光強度を測定することにより行うことを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the expression level of the marker gene is measured by measuring the amount of protein encoded by the marker gene, the amount of mRNA, or the fluorescence intensity. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法に使用するベクターであって、レポーター遺伝子の候補遺伝子又は選択されたレポーター遺伝子のプロモーターとその下流側にマーカー遺伝子が導入されたベクター。 A vector used in the method according to any one of claims 1 to 9, wherein a promoter gene of a reporter gene candidate gene or a selected reporter gene and a marker gene are introduced downstream thereof. 請求項10に記載のベクターが真菌に導入されていることを特徴とする、形質転換体。 A transformant, wherein the vector according to claim 10 is introduced into a fungus. 真菌の生育に障害を与えるが致死に至らしめない濃度で投与された基準酵素系阻害剤により発現が誘導される真菌の遺伝子、又は他の生物の遺伝子との相同性解析により基準酵素系で機能すると予測される真菌の遺伝子のプロモーター。 Functions in the reference enzyme system by analyzing homology with fungal genes or genes of other organisms whose expression is induced by a reference enzyme inhibitor administered at a concentration that impairs fungal growth but does not cause lethality The promoter of the expected fungal gene.
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