JP2010220590A - Screening method using new reporter gene - Google Patents

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Marie Nishimura
麻里江 西村
Takashi Fujikawa
貴史 藤川
Akihiro Moriwaki
明弘 森脇
Takayoshi Abe
敬悦 阿部
Kei Yoshimi
啓 吉見
Daisuke Hagiwara
大祐 萩原
Tomonori Fujioka
智則 藤岡
Kiyoshi Kawai
清 河合
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Tohoku University NUC
National Institute of Agrobiological Sciences
Kumiai Chemical Industry Co Ltd
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Tohoku University NUC
National Institute of Agrobiological Sciences
Kumiai Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for screening a candidate substance to a well-known antibacterial agent or a substance having equivalent antibacterial actions to a well-known antibacterial agent by specifying a gene specifically expressed in adding various antibacterial actions and using the gene as a reporter gene. <P>SOLUTION: The method comprises a step of measuring expression of a specific gene in a cell acted by a test substance; and a step of identifying the test substance as a candidate substance of antibacterial agent when expression of the gene varies as compared to expression produced in the case of not acting the test substance on a cell. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、作用物質による刺激により特異的に発現する遺伝子をレポーター遺伝子として使用するスクリーニング方法及び当該遺伝子の発現を制御するプロモータに関する。   The present invention relates to a screening method using a gene that is specifically expressed by stimulation with an active substance as a reporter gene, and a promoter that controls the expression of the gene.

微生物は、高浸透圧、高温、栄養飢餓、酸化、創傷といった様々な環境ストレスに曝される。これら環境ストレスに微生物が曝されると、特定の遺伝子発現といった生化学的、生理学的及び分子的な反応が誘導され、環境ストレスに対する応答性及び順応性を示すことが知られている。このような反応は、微生物細胞内における刺激の認識及びシグナル伝達の結果として進行する。抗菌剤への暴露も環境ストレスの1つであり、特定の遺伝子発現が誘導されることが示唆されるが、抗菌剤の抗菌作用と、当該抗菌作用の付加時に特異的に発現誘導される遺伝子との関係は多くの知見がないのが現状である。   Microorganisms are exposed to various environmental stresses such as high osmotic pressure, high temperature, nutrient starvation, oxidation, and wounds. When microorganisms are exposed to these environmental stresses, it is known that biochemical, physiological, and molecular reactions such as specific gene expression are induced and show responsiveness and adaptability to environmental stresses. Such reactions proceed as a result of stimulus recognition and signal transduction in microbial cells. Exposure to antibacterial agents is one of environmental stresses, suggesting that specific gene expression is induced, but the antibacterial effect of antibacterial agents and genes that are specifically induced when the antibacterial effect is added The current situation is that there is not much knowledge about the relationship.

例えば、呼吸は生物にとって生存に必須であり、呼吸鎖阻害剤は抗菌剤として高い効果を示す。したがって、公知の呼吸鎖阻害剤と同様の抗菌作用を示す物質について、更なる開発が望まれている。   For example, respiration is essential for living organisms, and respiratory chain inhibitors are highly effective as antibacterial agents. Therefore, further development is desired for substances that exhibit antibacterial activity similar to known respiratory chain inhibitors.

また、エルゴステロールは真菌に特有の細胞膜の成分で、生存に必須であり、エルゴステロール生合成阻害剤は抗菌剤として高い効果を示す。したがって、公知のエルゴステロール生合成阻害剤と同様の抗菌作用を示す物質について、更なる開発が望まれている。   In addition, ergosterol is a component of a cell membrane peculiar to fungi and essential for survival, and an ergosterol biosynthesis inhibitor exhibits a high effect as an antibacterial agent. Therefore, further development is desired for substances exhibiting the same antibacterial action as known ergosterol biosynthesis inhibitors.

さらに、グルカン、キチンなどから成る細胞壁は真菌に特有の成分で、生存に必須であり、細胞壁生合成阻害剤は抗菌剤として高い効果を示す。したがって、公知の細胞壁生合成阻害剤と同様の抗菌作用を示す物質について、更なる開発が望まれている。   Furthermore, the cell wall composed of glucan, chitin, etc. is a component unique to fungi and is essential for survival, and cell wall biosynthesis inhibitors are highly effective as antibacterial agents. Therefore, further development is desired for substances exhibiting the same antibacterial action as known cell wall biosynthesis inhibitors.

さらにまた、cell wall integrity経路は、BckA(MAPKKK)→MkkA(MAPKK)→MpkA(MAPK)からなるMAP キナーゼシグナル伝達経路を中心とした細胞壁構築制御経路であり、真菌類に広く保存されている生体システムであり、細胞壁生合成阻害剤への暴露などにより細胞壁に損傷を受けると本経路が活性化し、細胞壁生合成関連遺伝子の転写を制御して細胞壁の再構築が行われることが知られている。cell wall integrity経路の遮断または構成的な活性化は細胞に重篤な障害を引き起こすことから、cell wall integrity経路阻害薬は抗菌剤として高い効果を示すと考えられる。したがって、cell wall integrity経路阻害薬の開発が望まれている。   Furthermore, the cell wall integrity pathway is a cell wall building control pathway centered on the MAP kinase signaling pathway consisting of BckA (MAPKKK) → MkkA (MAPKK) → MpkA (MAPK), and is a biologically conserved organism that is widely conserved in fungi. It is a system, and it is known that this pathway is activated when the cell wall is damaged by exposure to a cell wall biosynthesis inhibitor, etc., and the cell wall is reconstructed by controlling the transcription of cell wall biosynthesis related genes. . Since blocking or constitutive activation of the cell wall integrity pathway causes serious damage to cells, it is considered that cell wall integrity pathway inhibitors are highly effective as antibacterial agents. Therefore, development of cell wall integrity pathway inhibitors is desired.

さらにまた、MpkB経路は、出芽酵母のSte11(MAPKKK)→Ste7(MAPKK)→Fus3/Kss1(MAPK)からなるMAP キナーゼシグナル伝達経路の相同経路で、真菌類に広く保存されている生体システムであり、多くの植物病原菌において、本経路が病原性に必須であることが報告されていることから、MpkB経路阻害薬は抗菌剤として高い効果を示すと考えられる。したがって、MpkB経路阻害薬の開発が望まれている。   Furthermore, the MpkB pathway is a homologous pathway of the MAP kinase signaling pathway consisting of Saccharomyces cerevisiae Ste11 (MAPKKK) → Ste7 (MAPKK) → Fus3 / Kss1 (MAPK) and is a biological system that is widely conserved in fungi. In many plant pathogens, it has been reported that this pathway is essential for pathogenicity. Therefore, it is considered that MpkB pathway inhibitors exhibit high effects as antibacterial agents. Accordingly, development of MpkB pathway inhibitors is desired.

さらにまた、HOG経路は、出芽酵母のSsk2/22(MAPKKK)→Pbs2(MAPKK)→Hog1(MAPK)からなるMAP キナーゼシグナル伝達経路の相同経路で、真菌類に広く保存されている生体システムであり、多くの植物病原菌において、本経路が病原性に必須であることが報告されている。HOG経路の上流には、ヒスチジンキナーゼ→リン酸基仲介因子→レスポンスレギュレーターからなる二成分性情報伝達系が存在し、このヒスチジンキナーゼに作用してHOG経路を構成的に活性化することで抗菌活性を示す薬剤が農薬の有効成分として実用化もされており、HOG経路作動薬は抗菌剤として高い効果を示す。したがって、公知のHOG経路作動薬と同様の抗菌作用を示す物質について、更なる開発が望まれていることから、本経路を標的とする薬剤の開発が望まれている。   Furthermore, the HOG pathway is a homologous pathway of the MAP kinase signaling pathway consisting of the budding yeast Ssk2 / 22 (MAPKKK) → Pbs2 (MAPKK) → Hog1 (MAPK), and is a biological system that is widely conserved in fungi. In many plant pathogens, it is reported that this pathway is essential for pathogenicity. Upstream of the HOG pathway, there is a two-component signal transduction system consisting of histidine kinase → phosphate group mediator → response regulator, and acts on this histidine kinase to constitutively activate the HOG pathway for antibacterial activity. Drugs that show a practical use as an active ingredient of agricultural chemicals, HOG pathway agonists are highly effective as antibacterial agents. Therefore, since further development is desired for substances exhibiting antibacterial activity similar to known HOG pathway agonists, development of drugs targeting this pathway is desired.

そこで、本発明は、上述したような実情に鑑み、種々の抗菌作用を付加した際に特異的に発現する遺伝子を特定し、当該遺伝子をレポーター遺伝子として用いることで、公知の抗菌剤の候補物質或いは公知の抗菌剤と同等の抗菌作用を有する物質をスクリーニングする方法を提供することを目的とする。   Therefore, in view of the above situation, the present invention specifies a gene that is specifically expressed when various antibacterial actions are added, and uses the gene as a reporter gene, thereby known candidate substances for antibacterial agents Alternatively, it is an object to provide a method for screening a substance having an antibacterial activity equivalent to that of a known antibacterial agent.

また、本発明は、種々の抗菌作用を付加した際に特異的に発現する遺伝子及び当該遺伝子の発現を制御するプロモータ領域を特定し、種々の抗菌作用を付加したときに発現を誘導するといった特徴を有するプロモータを提供することを目的とする。   In addition, the present invention specifies a gene that is specifically expressed when various antibacterial actions are added and a promoter region that controls the expression of the gene, and induces expression when various antibacterial actions are added. It aims at providing the promoter which has.

上述した目的を達成した本発明は以下を包含する。
本発明に係るスクリーニング方法は、被検物質を作用させた細胞における、表1に示すGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子群から選ばれる少なくとも1種の遺伝子の発現を測定する工程と、上記遺伝子の発現が、上記被検物質を作用させない場合の発現と比較して変動した場合に当該被検物質を呼吸鎖阻害剤の候補物質として同定する工程とを含んでいる。
The present invention that has achieved the above-described object includes the following.
The screening method according to the present invention comprises a step of measuring the expression of at least one gene selected from a gene group identified by a Genbank accession number shown in Table 1 in a cell on which a test substance is allowed to act; And the step of identifying the test substance as a respiratory chain inhibitor candidate substance when the expression fluctuates in comparison with the expression when the test substance is not allowed to act.

Figure 2010220590
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また、本発明に係るスクリーニング方法は、被検物質を作用させた細胞における、表2に示すGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子群から選ばれる少なくとも1種の遺伝子の発現を測定する工程と、上記遺伝子の発現が、上記被検物質を作用させない場合の発現と比較して変動した場合に当該被検物質をエルゴステロール生合成阻害剤の候補物質として同定する工程とを含んでいる。   Moreover, the screening method according to the present invention comprises a step of measuring the expression of at least one gene selected from the gene group specified by the Genbank accession number shown in Table 2 in a cell on which a test substance is allowed to act; Identifying the test substance as a candidate substance for an ergosterol biosynthesis inhibitor when the expression of the gene fluctuates in comparison with the expression when the test substance is not allowed to act.

Figure 2010220590
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さらに、本発明に係るスクリーニング方法は、被検物質を作用させた細胞における、表3に示すGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子群から選ばれる少なくとも1種の遺伝子の発現を測定する工程と、上記遺伝子の発現が、上記被検物質を作用させない場合の発現と比較して変動した場合に当該被検物質を細胞壁生合成阻害剤の候補物質として同定する工程とを含んでいる。   Furthermore, the screening method according to the present invention comprises a step of measuring the expression of at least one gene selected from the gene group specified by the Genbank accession number shown in Table 3 in the cell on which the test substance is allowed to act; Identifying the test substance as a candidate substance for a cell wall biosynthesis inhibitor when the expression of the gene fluctuates in comparison with the expression when the test substance is not allowed to act.

Figure 2010220590
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さらにまた、本発明に係るスクリーニング方法は、被検物質を作用させた細胞における、スーパーオキシドデスムターゼ遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_653297、配列番号71)の発現を測定する工程と、上記遺伝子の発現が、上記被検物質を作用させない場合の発現と比較して変動した場合に当該被検物質をMpkB経路阻害剤の候補物質として同定する工程とを含んでいる。   Furthermore, the screening method according to the present invention comprises a step of measuring the expression of a superoxide desmutase gene (Genbank accession number: XM_653297, SEQ ID NO: 71) in a cell to which a test substance is allowed to act, and expression of the gene However, the method includes a step of identifying the test substance as a candidate substance for the MpkB pathway inhibitor when the test substance varies compared to the expression when the test substance is not allowed to act.

さらにまた、本発明に係るスクリーニング方法は、被検物質を作用させた細胞における、表4に示すGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子群から選ばれる少なくとも1種の遺伝子の発現を測定する工程と、上記遺伝子の発現が、上記被検物質を作用させない場合の発現と比較して変動した場合に当該被検物質を細胞壁構築(cell wall integrity)経路阻害剤の候補物質として同定する工程とを含んでいる。   Furthermore, the screening method according to the present invention comprises a step of measuring the expression of at least one gene selected from the gene group specified by the Genbank accession number shown in Table 4 in the cells to which the test substance is allowed to act. Identifying the test substance as a candidate substance for a cell wall integrity pathway inhibitor when the expression of the gene fluctuates in comparison with the expression when the test substance is not allowed to act. It is out.

Figure 2010220590
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さらにまた、被検物質を作用させた細胞における、agsA遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_658397、配列番号83)及び/又はagsB遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_655819、配列番号84)の発現を測定する工程と、上記遺伝子の発現が、上記被検物質を作用させない場合の発現と比較して変動した場合に当該被検物質を細胞壁構築(cell wall integrity)経路阻害剤の候補物質として同定する工程とを含んでいる。   Furthermore, a step of measuring the expression of the agsA gene (Genbank accession number: XM_658397, SEQ ID NO: 83) and / or the agsB gene (Genbank accession number: XM_655819, SEQ ID NO: 84) in the cells to which the test substance is allowed to act. And identifying the test substance as a candidate substance for a cell wall integrity pathway inhibitor when the expression of the gene fluctuates in comparison with the expression when the test substance is not allowed to act. Contains.

さらにまた、本発明に係るスクリーニング方法は、被検物質を作用させた細胞における、cat1遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_365841、配列番号85)の発現を測定する工程と、上記遺伝子の発現が、上記被検物質を作用させない場合の発現と比較して変動した場合に当該被検物質を浸透圧応答(HOG: high osmolarity glycerol)経路活性化剤の候補物質として同定する工程とを含んでいる。   Furthermore, the screening method according to the present invention comprises a step of measuring the expression of the cat1 gene (Genbank accession number: XM_365841, SEQ ID NO: 85) in a cell to which a test substance is allowed to act, And identifying the test substance as a candidate substance for an osmotic response (HOG: high osmolarity glycerol) pathway activator when the test substance changes compared to the expression when the test substance is not allowed to act.

以上のように、本発明に係るスクリーニング方法によれば、呼吸鎖阻害剤の候補物質、エルゴステロール生合成阻害剤の候補物質、細胞壁生合成阻害剤の候補物質、MpkB経路阻害剤の候補物質、細胞壁構築(cell wall integrity)経路阻害剤の候補物質又は浸透圧応答(HOG: high osmolarity glycerol)経路活性化剤の候補物質を同定することができる。すなわち、本発明によれば、上記の各種抗菌作用に対する簡便な評価系を確立することができ、多数の化合物群からなる薬剤ライブラリーから候補物質を、高速かつ高効率で同定することができる。   As described above, according to the screening method of the present invention, a candidate substance for respiratory chain inhibitor, a candidate substance for ergosterol biosynthesis inhibitor, a candidate substance for cell wall biosynthesis inhibitor, a candidate substance for MpkB pathway inhibitor, Candidate substances for cell wall integrity pathway inhibitors or osmotic response (HOG: high osmolarity glycerol) pathway activators can be identified. That is, according to the present invention, a simple evaluation system for the various antibacterial effects described above can be established, and candidate substances can be identified at high speed and with high efficiency from a drug library consisting of a large number of compound groups.

シアン耐性呼吸酵素遺伝子(AOX)(上段)及びNADH-デヒドロゲナーゼ遺伝子(下段)についてRT-PCRにより測定した発現量をactin当たりの発現量として示す特性図である。It is a characteristic view which shows the expression level measured by RT-PCR about the cyan resistance respiratory enzyme gene (AOX) (upper stage) and the NADH-dehydrogenase gene (lower stage) as an expression level per actin. 糸状菌形質転換ベクターpCH11の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a filamentous fungus transformation vector pCH11. FIG. pCH11-EGFP-LacIの概略構成図である。It is a schematic block diagram of pCH11-EGFP-LacI. pCH11-PrAOX-EGFP-LacIプラスミドを導入したマグナポルテ・グリセアに対して、呼吸鎖阻害剤及び比較薬剤を処理した時のEGFPの蛍光を観察した結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the result of having observed the fluorescence of EGFP when a respiratory chain inhibitor and a comparison chemical | medical agent were processed with respect to the Magnaporte glycea which introduce | transduced the pCH11-PrAOX-EGFP-LacI plasmid. Cytochrome P450ステロール14αジメチラーゼ(MGG_04628、上段)及びステロール24Cメチルトランスフェラーゼ(MGG_10860、下段)についてRT-PCRにより測定した発現量をactin当たりの発現量として示す特性図である。It is a characteristic view which shows the expression level measured by RT-PCR about Cytochrome P450 sterol 14 (alpha) dimethylase (MGG_04628, the upper stage) and sterol 24C methyltransferase (MGG_10860, the lower stage) as an expression level per actin. pCH11- Cyp51-EGFP-LacIプラスミドを導入したマグナポルテ・グリセアに対して、エルゴステロール生合成阻害剤及び比較薬剤を処理した時のEGFPの蛍光を観察した結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the result of having observed the fluorescence of EGFP when a ergosterol biosynthesis inhibitor and a comparison chemical | medical agent were processed with respect to the Magnaporte glycea which introduce | transduced the pCH11-Cyp51-EGFP-LacI plasmid. MGG_02004(上段の左)、MGG_00692(上段の右)、MGG_04943(中段の左)、MGG_09639(中段の右)、MGG_05133(下段の左)及びMGG_02773(下段の右)についてRT-PCRにより測定した発現量をactin当たりの発現量として示す特性図である。Expression levels measured by RT-PCR for MGG_02004 (upper left), MGG_00692 (upper right), MGG_04943 (middle left), MGG_09639 (middle right), MGG_05133 (lower left) and MGG_02773 (lower right) Is a characteristic diagram showing as an expression level per actin. pNA(N)EGFPの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of pNA (N) EGFP. FIG. pMSTU1-EGFP及びpAGS1-EGFPを導入したマグナポルテ・グリセアに対して、細胞壁生合成阻害剤を処理した時のEGFPの蛍光を観察した結果を示す特性図である。It is a characteristic diagram which shows the result of having observed the fluorescence of EGFP when a cell wall biosynthesis inhibitor was processed with respect to Magnaporte glycea which introduce | transduced pMSTU1-EGFP and pAGS1-EGFP. mpkBΔ株におけるsodM遺伝子の発現量をHistone H2B当たりの発現量として示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the expression level of the sodM gene in the mpkBΔ strain as the expression level per Histone H2B. PagsB-EGFP形質転換体及びPagsA-EGFP形質転換体について、蛍光を観察した結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the result of having observed fluorescence about the PagsB-EGFP transformant and the PagsA-EGFP transformant. いもち病菌におけるcat1遺伝子についてRT-PCRにより測定した発現量をβ-tubulin当たりの発現量として示す特性図である。It is a characteristic view which shows the expression level measured by RT-PCR about the cat1 gene in blast fungus as an expression level per β-tubulin.

以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明に係るスクリーニング方法は、種々の被検物質の中から、呼吸鎖阻害剤の候補物質、エルゴステロール生合成阻害剤の候補物質、細胞壁生合成阻害剤の候補物質、MpkB経路阻害剤の候補物質、細胞壁構築(cell wall integrity)経路阻害剤の候補物質又は浸透圧応答(HOG: high osmolarity glycerol)経路活性化剤の候補物質を同定する方法である。ここで、被験物質としては、特に限定されず如何なる物質であってもよい。被験物質としては、単独の物質であってもよいし、複数の構成成分からなる混合物であってもよい。被験物質としては、例えば植物からの抽出物のように未同定の物質を含むような構成であってもよいし、既知の組成物を所定の組成比で含むような構成であってもよい。また、被験物質としては、タンパク質、核酸、脂質、多糖類、有機化合物及び無機化合物のいずれでもよい。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The screening method according to the present invention includes a respiratory chain inhibitor candidate substance, an ergosterol biosynthesis inhibitor candidate substance, a cell wall biosynthesis inhibitor candidate substance, and a MpkB pathway inhibitor candidate among various test substances. It is a method for identifying substances, candidate substances for cell wall integrity pathway inhibitors or candidate substances for osmotic response (HOG: high osmolarity glycerol) pathway activators. Here, the test substance is not particularly limited and may be any substance. The test substance may be a single substance or a mixture composed of a plurality of components. As a test substance, the structure which contains an unidentified substance like the extract from a plant, for example may be sufficient, and the structure which contains a known composition by a predetermined composition ratio may be sufficient. The test substance may be any of protein, nucleic acid, lipid, polysaccharide, organic compound, and inorganic compound.

また、本明細書において、呼吸鎖阻害剤とは、微生物、より好ましくは植物または動物への感染性微生物における呼吸鎖を阻害する抗菌作用を有する物質を意味する。また、エルゴステロール生合成阻害剤とは、真菌、より好ましくは植物または動物への感染性真菌におけるエルゴステロール生合成を阻害する抗菌作用を有する物質を意味する。細胞壁生合成阻害剤とは、真菌、より好ましくは植物または動物への感染性真菌における細胞壁生合成を阻害する抗菌作用を有する物質を意味する。MpkB経路阻害剤とは、真菌、より好ましくは植物または動物への感染性真菌におけるMpkBが関与するMAPキナーゼシグナル伝達経路(MpkB経路)を阻害する抗菌作用を有する物質を意味する。細胞壁構築経路阻害剤とは、細胞壁の損傷時に活性化するcell wall integrity経路を阻害する抗菌作用を有する物質を意味する。HOG経路活性化剤とは、HOG経路を活性化することで抗菌作用を有する物資を意味する。   In the present specification, the respiratory chain inhibitor means a substance having an antibacterial action that inhibits the respiratory chain in microorganisms, more preferably infectious microorganisms to plants or animals. The ergosterol biosynthesis inhibitor means a substance having an antibacterial action that inhibits ergosterol biosynthesis in fungi, more preferably infective fungi to plants or animals. The cell wall biosynthesis inhibitor means a substance having an antibacterial action that inhibits cell wall biosynthesis in fungi, more preferably fungi infecting plants or animals. The MpkB pathway inhibitor means a substance having an antibacterial action that inhibits the MAP kinase signal transduction pathway (MpkB pathway) involving MpkB in fungi, more preferably fungi infecting plants or animals. The cell wall construction pathway inhibitor means a substance having an antibacterial action that inhibits the cell wall integrity pathway activated when the cell wall is damaged. The HOG pathway activator means a substance having an antibacterial action by activating the HOG pathway.

本発明に係るスクリーニング方法により同定された候補物質は、その抗菌作用により種々の微生物、好ましくは感染性微生物に対する抗菌剤として使用することができる。感染性微生物としては例えば、いもち病菌(Magnaporthe grisea)を挙げることができる。すなわち、本発明に係るスクリーニング方法によれば、いもち病菌(Magnaporthe grisea)等の感染性微生物に対する抗菌剤の候補物質を同定することができる。   Candidate substances identified by the screening method according to the present invention can be used as antibacterial agents against various microorganisms, preferably infectious microorganisms, due to their antibacterial action. Examples of infectious microorganisms include blast fungus (Magnaporthe grisea). That is, according to the screening method of the present invention, a candidate substance for an antibacterial agent against infectious microorganisms such as blast fungus (Magnaporthe grisea) can be identified.

本発明に係るスクリーニング方法は、呼吸鎖阻害剤の指標となる遺伝子、エルゴステロール生合成阻害剤の指標となる遺伝子、細胞壁生合成阻害剤の指標となる遺伝子、MpkB経路阻害剤の指標となる遺伝子、細胞壁構築(cell wall integrity)経路阻害剤の指標となる遺伝子、及びHOG経路活性化剤の指標となる遺伝子を使用した方法(スクリーニング方法1)並びにこれら遺伝子の発現を制御するプロモータ領域及び公知のレポーター遺伝子を使用した方法(スクリーニング方法2)に大別される。   The screening method according to the present invention includes a gene serving as an index of a respiratory chain inhibitor, a gene serving as an index of an ergosterol biosynthesis inhibitor, a gene serving as an index of a cell wall biosynthesis inhibitor, and a gene serving as an index of an MpkB pathway inhibitor , Genes that serve as indicators of cell wall integrity pathway inhibitors, and methods that use genes that serve as indicators of HOG pathway activators (screening method 1), promoter regions that control the expression of these genes, and known methods It is roughly classified into a method using a reporter gene (screening method 2).

まず、これら抗菌剤の指標となる遺伝子について説明する。
呼吸鎖阻害剤の指標となる遺伝子
呼吸鎖阻害剤の指標となる遺伝子は、従来公知の呼吸鎖阻害剤をいもち病菌(Magnaporthe grisea)に接触させた時に特異的に発現が亢進する遺伝子として見いだされた遺伝子である。ここで従来公知の呼吸鎖阻害剤とは、特に限定されないが、ジフルメトリム及びテブフェンピラド等のComplex1阻害剤、メプロニル等のComplex2阻害剤、クレソキシムメチル及びピリベンカルブ等のComplex3阻害剤、オリゴマイシン等のComplex5(F1Fo ATPase)阻害剤、フルアジナム等の電子伝達に作用してATP合成を阻害する脱共役作用剤を挙げることができる。
First, genes that serve as indices for these antibacterial agents will be described.
Genes that serve as indicators of respiratory chain inhibitors Genes that serve as indicators of respiratory chain inhibitors have been found as genes whose expression is specifically enhanced when a known respiratory chain inhibitor is brought into contact with Magnaporthe grisea. Gene. Here, conventionally known respiratory chain inhibitors are not particularly limited, but include Complex 1 inhibitors such as diflumetrim and tebufenpyrad; Complex 2 inhibitors such as mepronil; Complex 3 inhibitors such as cresoxime methyl and pyribencarb; Complex 5 (F1Fo ATPase such as oligomycin) ) Inhibitors, such as fluazinam, can include uncoupling agents that act on electron transfer and inhibit ATP synthesis.

呼吸鎖阻害剤の指標となる遺伝子は、下記表5に列挙したGenbankアクセッション番号によって特定される遺伝子である。下記表5における「CDS塩基配列」の欄には、Genbankアクセッション番号で特定される遺伝子のCDS領域の塩基配列を示す配列番号を記載している。また、下記表5における「BROAD ID Ver6」の欄には、Broad Instituteのマグナポルテ・グリセア(Magnaporthe grisea)ゲノムデータベースの登録番号を記載している。   A gene serving as an index of a respiratory chain inhibitor is a gene identified by a Genbank accession number listed in Table 5 below. In the column of “CDS base sequence” in Table 5 below, a sequence number indicating the base sequence of the CDS region of the gene specified by the Genbank accession number is described. In addition, in the column of “BROAD ID Ver6” in Table 5 below, the registration number of the Magnaporthe grisea genome database of Broad Institute is described.

Figure 2010220590
Figure 2010220590

エルゴステロール生合成阻害剤の指標となる遺伝子
エルゴステロール生合成阻害剤の指標となる遺伝子は、従来公知のエルゴステロール生合成阻害剤をいもち病菌(Magnaporthe grisea)に接触させた時に特異的に発現が亢進する遺伝子として見いだされた遺伝子である。ここで従来公知のエルゴステロール生合成阻害剤とは、特に限定されないが、オキスポコナゾール・フマル酸塩及びフェンヘキサミドを挙げることができる。
Genes that serve as indicators of ergosterol biosynthesis inhibitors Genes that serve as indicators of ergosterol biosynthesis inhibitors are specifically expressed when a known ergosterol biosynthesis inhibitor is brought into contact with Magnaporthe grisea. It is a gene that was found as an enhanced gene. Here, conventionally known ergosterol biosynthesis inhibitors are not particularly limited, and examples thereof include oxpoconazole fumarate and fenhexamide.

エルゴステロール生合成阻害剤の指標となる遺伝子は、下記表6に列挙したGenbankアクセッション番号によって特定される遺伝子である。下記表6における「CDS塩基配列」の欄には、Genbankアクセッション番号で特定される遺伝子のCDS領域の塩基配列を示す配列番号を記載している。また、下記表6における「BROAD ID Ver6」の欄には、Broad Instituteのマグナポルテ・グリセア(Magnaporthe grisea)ゲノムデータベースの登録番号を記載している。   The gene serving as an index of an ergosterol biosynthesis inhibitor is a gene identified by the Genbank accession number listed in Table 6 below. In the column of “CDS base sequence” in Table 6 below, a sequence number indicating the base sequence of the CDS region of the gene specified by the Genbank accession number is described. Also, in the column of “BROAD ID Ver6” in Table 6 below, the registration number of the Broad Institute's Magnaporthe grisea genome database is described.

Figure 2010220590
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細胞壁生合成阻害剤の指標となる遺伝子
細胞壁生合成阻害剤の指標となる遺伝子は、従来公知の細胞壁生合成阻害剤をいもち病菌(Magnaporthe grisea)に接触させた時に特異的に発現が亢進する遺伝子として見いだされた遺伝子である。ここで従来公知の細胞壁生合成阻害剤とは、特に限定されないが、ミカファンギン及びカルコフロール・ホワイトを挙げることができる。
Genes that are indicators of cell wall biosynthesis inhibitors Genes that are indicators of cell wall biosynthesis inhibitors are genes whose expression is specifically enhanced when a known cell wall biosynthesis inhibitor is brought into contact with Magnaporthe grisea. It was found as a gene. Here, conventionally known cell wall biosynthesis inhibitors are not particularly limited, and examples thereof include Micafungin and calcoflor white.

細胞壁生合成阻害剤の指標となる遺伝子は、下記表7に列挙したGenbankアクセッション番号によって特定される遺伝子である。下記表7における「CDS塩基配列」の欄には、Genbankアクセッション番号で特定される遺伝子のCDS領域の塩基配列を示す配列番号を記載している。また、下記表7における「BROAD ID Ver6」の欄には、Broad Instituteのマグナポルテ・グリセア(Magnaporthe grisea)ゲノムデータベースの登録番号を記載している。   The gene that serves as an indicator of a cell wall biosynthesis inhibitor is a gene identified by the Genbank accession number listed in Table 7 below. In the column of “CDS base sequence” in Table 7 below, a sequence number indicating the base sequence of the CDS region of the gene specified by the Genbank accession number is described. In addition, in the column of “BROAD ID Ver6” in Table 7 below, the registration number of the Magnaporthe grisea genome database of Broad Institute is described.

Figure 2010220590
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MpkB経路阻害剤の指標となる遺伝子
MpkB経路阻害剤の指標となる遺伝子は、アスペルギルス・ニドランス(Aspergillus nidulans)の野生株と、mpkB遺伝子破壊株とにおける遺伝子の発現パターンを測定し、mpkB遺伝子破壊株において特異的に発現が亢進する遺伝子として見いだされた遺伝子である。
MpkB経路阻害剤の指標となる遺伝子は、スーパーオキシドデスムターゼ遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_653297、配列番号71)である。
Genes that serve as indicators of MpkB pathway inhibitors
The gene that is an indicator of the MpkB pathway inhibitor is a gene whose expression is specifically increased in the mpkB gene disruption strain by measuring the gene expression pattern in the wild strain of Aspergillus nidulans and the mpkB gene disruption strain. It was found as a gene.
A gene that serves as an indicator of an MpkB pathway inhibitor is a superoxide desmutase gene (Genbank accession number: XM — 653297, SEQ ID NO: 71).

細胞壁構築経路阻害剤の指標となる遺伝子
細胞壁構築経路阻害剤の指標となる遺伝子は、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)の野生株と、cell wall integrity経路に関与するmpkA遺伝子破壊株とにおける遺伝子の発現パターンを測定し、mpkA遺伝子破壊株において特異的に発現が亢進する遺伝子又は特異的に発現が低減する遺伝子として見いだされた遺伝子である。なお、mpkA遺伝子を破壊した株では、cell wall integrity経路が阻害されることとなる。
Genes that serve as indicators of cell wall assembly pathway inhibitors Genes that serve as indicators of cell wall assembly pathway inhibitors are gene expression in wild strains of Aspergillus oryzae and mpkA gene disruption strains involved in the cell wall integrity pathway The gene was found as a gene whose expression is specifically increased or specifically decreased in the mpkA gene-disrupted strain by measuring the pattern. In a strain in which the mpkA gene is disrupted, the cell wall integrity pathway is inhibited.

細胞壁構築経路阻害剤の指標となる遺伝子は、下記表8に列挙したGenbankアクセッション番号によって特定される遺伝子である。下記表8における「CDS塩基配列」の欄には、Genbankアクセッション番号で特定される遺伝子のCDS領域の塩基配列を示す配列番号を記載している。また、下記表8における「DOGAN ID」の欄には、独立行政法人 製品評価技術基盤機構のDOGANデータベースの登録番号を記載している。   A gene that serves as an indicator of a cell wall assembly pathway inhibitor is a gene identified by the Genbank accession number listed in Table 8 below. In the column of “CDS base sequence” in Table 8 below, a sequence number indicating the base sequence of the CDS region of the gene specified by the Genbank accession number is described. In addition, the “DOGAN ID” column in Table 8 below shows the registration number of the DOGAN database of the National Institute of Technology and Evaluation.

Figure 2010220590
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なお、表8のうち、XM_001825115、XM_001820488、XM_001817008及びXM_001822481の遺伝子は、mpkA遺伝子破壊株において特異的に発現が亢進する遺伝子である。また、表8のうち、XM_001820375、XM_001727556、XM_001727176、XM_001727558、XM_001727555、XM_001820346及びXM_001827554の遺伝子は、mpkA遺伝子破壊株において特異的に発現が低減する遺伝子である。   In Table 8, the genes XM_001825115, XM_001820488, XM_001817008 and XM_001822481 are genes whose expression is specifically enhanced in the mpkA gene-disrupted strain. In Table 8, the genes XM — 001820375, XM — 001727556, XM — 001727176, XM — 001727558, XM — 001727555, XM — 001820346, and XM — 001827554 are genes whose expression is specifically reduced in the mpkA gene disruption strain.

また、細胞壁構築経路阻害剤の指標となる遺伝子は、Fujioka et al.(2007) Eukaryotic Cell 6: 1497-1510 の論文中に記載されている、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)のMpkA破壊株と野生株における転写解析のデータに基づいて選択したagsA遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_658397、配列番号83)及びagsB遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_655819、配列番号84)である。   In addition, genes that serve as indicators for cell wall assembly pathway inhibitors include the MpkA-disrupted strain of Aspergillus oryzae and wild-type strain described in the paper of Fujioka et al. (2007) Eukaryotic Cell 6: 1497-1510. These are the agsA gene (Genbank accession number: XM_658397, SEQ ID NO: 83) and agsB gene (Genbank accession number: XM_655819, SEQ ID NO: 84) selected based on the transcription analysis data in the strain.

HOG経路活性化剤の指標となる遺伝子
HOG経路活性化剤の指標となる遺伝子は、アカパンカビ (Neurospora crassa)に関する研究でHOG経路の活性化により発現亢進することが知られるカタラーゼ遺伝子に対する、いもち病菌における相同遺伝子として見いだされた遺伝子である。また、当該相同遺伝子は、フルジオキソニル及びイプロジオン等の公知のHOG経路活性化剤に接触させた時に特異的に発現が亢進することを確認している。
HOG経路活性化剤の指標となる遺伝子cat1遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_365841、配列番号85)である。
Genes that serve as indicators of HOG pathway activators
A gene that serves as an index of an HOG pathway activator is a gene found as a homologous gene in blast fungus to a catalase gene that is known to be upregulated by activation of the HOG pathway in research on Neurospora crassa. In addition, it has been confirmed that the homologous gene is specifically enhanced when it is brought into contact with known HOG pathway activators such as fludioxonil and iprodione.
It is a gene cat1 gene (Genbank accession number: XM_365841, SEQ ID NO: 85) which serves as an index of an HOG pathway activator.

以上のように、異なる抗菌作用を有する抗菌剤の指標となる遺伝子を、Genbankアクセッション番号及び具体的な配列番号によって特定して説明したが、抗菌剤の指標となる遺伝子はCDS領域の塩基配列が上記配列番号に記載された具体的な塩基配列からなるものに限定されるものではなく、当該遺伝子に対する相同遺伝子も含む意味である。相同遺伝子とは、一般的に、共通の祖先遺伝子から進化分岐した遺伝子を意味しており、2種類の種の相同遺伝子(オルソログ(ortholog))及び同一種内で重複分岐により生じた相同遺伝子(パラログ(paralog))を含む意味である。   As described above, the genes that are indicators of antibacterial agents having different antibacterial actions have been described by specifying the Genbank accession number and specific sequence number, but the genes that are indicators of antibacterial agents are the nucleotide sequences of the CDS region. Is not limited to the specific base sequence described in the above SEQ ID NO, but also includes homologous genes for the gene. The homologous gene generally means a gene that has evolved and branched from a common ancestral gene. Two kinds of homologous genes (orthologs) and homologous genes (due to overlapping branches in the same species) ( Meaning to include paralog).

より具体的には、上記配列番号に示す塩基配列に対して70%以上、好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、最も好ましくは98%以上の類似度(Similarity)を有する塩基配列を含むCDS領域を有する遺伝子も、抗菌剤の指標となる遺伝子に含まれる。ここで、類似度の値は、BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)プログラムを実装したコンピュータプログラム及び遺伝子配列情報を格納したデータベースを用いてデフォルトの設定で求められる値を意味する。   More specifically, a similarity degree of 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and most preferably 98% or more with respect to the base sequence shown in the above SEQ ID NO ( A gene having a CDS region containing a base sequence having a similarity) is also included in a gene serving as an index of an antibacterial agent. Here, the value of similarity means a value obtained by default setting using a computer program in which a BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) program is installed and a database storing gene sequence information.

また、より具体的には、上記配列番号に示す塩基配列に対して相補的な塩基配列を有するポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするcDNA又はゲノム領域から特定される遺伝子も、抗菌剤の指標となる遺伝子に含まれる。ここで、ストリンジェントな条件とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。例えば、45℃、6×SSC(塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム)でのハイブリダイゼーション、その後の50〜65℃、0.2〜1×SSC、0.1%SDSでの洗浄が挙げられ、或いはそのような条件として、65〜70℃、1×SSCでのハイブリダイゼーション、その後の65〜70℃、0.3×SSCでの洗浄を挙げることができる。ハイブリダイゼーションは、J. Sambrook et al. Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory(1989)に記載されている方法等、従来公知の方法で行うことができる。   More specifically, an antibacterial agent is also a gene identified from a cDNA or genomic region that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide having a base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: Included in genes that are indicators of Here, stringent conditions refer to conditions under which so-called specific hybrids are formed and non-specific hybrids are not formed. For example, hybridization at 45 ° C. and 6 × SSC (sodium chloride / sodium citrate), followed by washing at 50 to 65 ° C., 0.2 to 1 × SSC, 0.1% SDS, or such conditions And hybridization at 65 to 70 ° C. and 1 × SSC, and subsequent washing at 65 to 70 ° C. and 0.3 × SSC. Hybridization can be performed by a conventionally known method such as the method described in J. Sambrook et al. Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory (1989).

スクリーニング方法1
次に、上述したスクリーニング方法1について説明する。被検物質が上述した抗菌作用を有するか評価するには、先ず、供試された被検物質を例えば感染性微生物に接触させ、被検物質の存在下における上記遺伝子の発現量と、被検物質の非存在下における発現量とを比較する。そして、公知の抗菌剤(呼吸鎖阻害剤、エルゴステロール生合成阻害剤、細胞壁生合成阻害剤、HOG経路活性化剤)を作用させた時と同様に又はmpkB遺伝子破壊株若しくはmpkA遺伝子破壊株と同様に、当該所定の遺伝子の発現量が変動している場合、当該被検物質は、上述した抗菌作用を有するものとして同定することができる。
Screening method 1
Next, the screening method 1 described above will be described. In order to evaluate whether the test substance has the above-described antibacterial action, first, the test substance to be tested is brought into contact with, for example, an infectious microorganism, the expression level of the gene in the presence of the test substance, and the test The expression level in the absence of the substance is compared. And in the same manner as when a known antibacterial agent (respiratory chain inhibitor, ergosterol biosynthesis inhibitor, cell wall biosynthesis inhibitor, HOG pathway activator) is allowed to act or with an mpkB gene disruption strain or mpkA gene disruption strain Similarly, when the expression level of the predetermined gene varies, the test substance can be identified as having the antibacterial action described above.

上述した遺伝子の発現量は、従来公知の手法により測定することができる。遺伝子の発現量を測定する手法としては、何ら限定されないが、例えばリアルタイム PCR法を適用することができる。また、マイクロアレイを用いて上述した遺伝子の発現量を測定しても良い。   The expression level of the gene described above can be measured by a conventionally known method. The technique for measuring the expression level of the gene is not limited at all, but, for example, a real-time PCR method can be applied. Alternatively, the expression level of the gene described above may be measured using a microarray.

例えば、表5に示したGenbankアクセッション番号によって特定される遺伝子のうち少なくとも1以上、好ましくは5以上、より好ましくは10以上の遺伝子について、被検物質の存在下における発現量が亢進していた場合には、当該被検物質を呼吸鎖阻害剤の候補物質として同定することができる。特に、呼吸鎖阻害剤の候補物質を同定する場合、表5に示した遺伝子のうちXM_001403469で特定される遺伝子の発現量を検討することが好ましい。XM_001403469で特定される遺伝子について被検物質の存在下における発現量が亢進していた場合には、当該被検物質を呼吸鎖阻害剤の候補物質としての蓋然性が非常に高いと判断できる。   For example, the expression level in the presence of the test substance was increased for at least one gene identified by the Genbank accession numbers shown in Table 5, preferably 5 or more, more preferably 10 or more. In this case, the test substance can be identified as a candidate substance for respiratory chain inhibitor. In particular, when identifying candidate substances for respiratory chain inhibitors, it is preferable to examine the expression level of the gene identified by XM_001403469 among the genes shown in Table 5. If the expression level of the gene specified by XM_001403469 is increased in the presence of the test substance, it can be determined that the test substance has a very high probability of being a candidate substance for a respiratory chain inhibitor.

また、例えば、表6に示したGenbankアクセッション番号によって特定される遺伝子のうち少なくとも1以上、好ましくは3以上、より好ましくは5以上の遺伝子について、被検物質の存在下における発現量が亢進していた場合には、当該被検物質をエルゴステロール生合成阻害剤の候補物質として同定することができる。特に、エルゴステロール生合成阻害剤の候補物質を同定する場合、表6に示した遺伝子のうちXM_362183で特定される遺伝子の発現量を検討することが好ましい。XM_362183で特定される遺伝子について被検物質の存在下における発現量が亢進していた場合には、当該被検物質をエルゴステロール生合成阻害剤の候補物質としての蓋然性が非常に高いと判断できる。   In addition, for example, the expression level in the presence of the test substance is increased for at least one gene identified by the Genbank accession number shown in Table 6, preferably 3 or more, more preferably 5 or more. If so, the test substance can be identified as a candidate substance for an ergosterol biosynthesis inhibitor. In particular, when identifying a candidate substance for an ergosterol biosynthesis inhibitor, it is preferable to examine the expression level of the gene specified by XM_362183 among the genes shown in Table 6. When the expression level of the gene specified by XM_362183 is increased in the presence of the test substance, it can be determined that the test substance is very likely to be a candidate substance for an ergosterol biosynthesis inhibitor.

さらに、例えば、表7に示したGenbankアクセッション番号によって特定される遺伝子のうち少なくとも1以上、好ましくは5以上、より好ましくは10以上、更に好ましくは20以上の遺伝子について、被検物質の存在下における発現量が亢進していた場合には、当該被検物質を細胞壁生合成阻害剤の候補物質として同定することができる。特に、細胞壁生合成阻害剤の候補物質を同定する場合、表7に示した遺伝子のうちXM_364794で特定される遺伝子及び/又はXM_368552で特定される遺伝子の発現量を検討することが好ましい。XM_364794で特定される遺伝子又はXM_368552で特定される遺伝子について被検物質の存在下における発現量が亢進していた場合には、当該被検物質を細胞壁生合成阻害剤の候補物質としての蓋然性が非常に高いと判断できる。   Furthermore, for example, at least one gene, preferably 5 or more, more preferably 10 or more, and still more preferably 20 or more genes among the genes specified by the Genbank accession numbers shown in Table 7 in the presence of the test substance. If the expression level in is increased, the test substance can be identified as a candidate substance for a cell wall biosynthesis inhibitor. In particular, when identifying candidate substances for cell wall biosynthesis inhibitors, it is preferable to examine the expression level of the gene specified by XM_364794 and / or the gene specified by XM_368552 among the genes shown in Table 7. When the expression level of the gene specified by XM_364794 or the gene specified by XM_368552 is increased in the presence of the test substance, the test substance is very likely to be a candidate for a cell wall biosynthesis inhibitor. It can be judged that it is very high.

さらにまた、例えば、Genbankアクセッション番号XM_653297で特定されるスーパーオキシドデスムターゼ遺伝子について被検物質の存在下における発現量が亢進していた場合には、当該被検物質をMpkB経路阻害剤の候補物質として同定することができる。   Furthermore, for example, when the expression level of the superoxide desmutase gene specified by Genbank accession number XM_653297 is increased in the presence of the test substance, the test substance is a candidate substance for an MpkB pathway inhibitor. Can be identified as

さらにまた、例えば、表8に示したGenbankアクセッション番号によって特定される遺伝子のうち少なくとも1以上、好ましくは3以上、より好ましくは5以上の遺伝子について、被検物質の存在下における発現量が変動していた場合には、当該被検物質を細胞壁構築経路阻害剤の候補物質として同定することができる。より具体的に、XM_001825115で特定される遺伝子、XM_001820488で特定される遺伝子、XM_001817008で特定される遺伝子及びXM_001822481で特定される遺伝子については、被検物質の存在下における発現量が亢進していた場合には、当該被検物質を細胞壁構築経路阻害剤の候補物質として同定することができる。また、XM_001820375で特定される遺伝子、XM_001727556で特定される遺伝子、XM_001727176で特定される遺伝子、XM_001727558で特定される遺伝子、XM_001727555で特定される遺伝子、XM_001820346で特定される遺伝子及びXM_001827554で特定される遺伝子については、被検物質の存在下における発現量が減少していた場合には、当該被検物質を細胞壁構築経路阻害剤の候補物質として同定することができる。特に、細胞壁構築経路阻害剤の候補物質を同定する場合、表8に示した遺伝子のうちXM_001825115で特定される遺伝子の発現量を検討することが好ましい。XM_001825115で特定される遺伝子について被検物質の存在下における発現量が亢進していた場合には、当該被検物質を細胞壁構築経路阻害剤の候補物質としての蓋然性が非常に高いと判断できる。   Furthermore, for example, the expression level in the presence of the test substance varies for at least one gene identified by the Genbank accession number shown in Table 8, preferably 3 or more, more preferably 5 or more. If so, the test substance can be identified as a candidate substance for a cell wall assembly pathway inhibitor. More specifically, for the gene identified by XM_001825115, the gene identified by XM_001820488, the gene identified by XM_001817008, and the gene identified by XM_001822481, the expression level in the presence of the test substance was increased In this case, the test substance can be identified as a candidate substance for a cell wall assembly pathway inhibitor. In addition, a gene identified by XM_001820375, a gene identified by XM_001727556, a gene identified by XM_001727176, a gene identified by XM_001727558, a gene identified by XM_001727555, a gene identified by XM_001820346, and a gene identified by XM_001827554 When the expression level in the presence of the test substance is decreased, the test substance can be identified as a candidate substance for a cell wall construction pathway inhibitor. In particular, when identifying candidate substances for cell wall assembly pathway inhibitors, it is preferable to examine the expression level of the gene specified by XM — 001825115 among the genes shown in Table 8. If the expression level of the gene specified by XM — 001825115 is increased in the presence of the test substance, it can be determined that the test substance has a very high probability of being a candidate substance for a cell wall construction pathway inhibitor.

さらにまた、Genbankアクセッション番号XM_658397で特定されるagsA遺伝子及び/又はGenbankアクセッション番号XM_655819で特定されるagsB遺伝子について、被検物質の存在下における発現量が亢進していた場合には、当該被検物質を細胞壁構築経路阻害剤の候補物質として同定することができる。   Furthermore, if the expression level of the agsA gene specified by Genbank accession number XM_658397 and / or the agsB gene specified by Genbank accession number XM_655819 is increased in the presence of the test substance, A test substance can be identified as a candidate substance for a cell wall assembly pathway inhibitor.

さらにまた、Genbankアクセッション番号XM_365841で特定されるcat1遺伝子について、被検物質の存在下における発現量が亢進していた場合には、当該被検物質をHOG経路活性化剤の候補物質として同定することができる。   Furthermore, if the expression level of the cat1 gene specified by Genbank accession number XM_365841 is increased in the presence of the test substance, the test substance is identified as a candidate substance for the HOG pathway activator. be able to.

以上のように、種々の被検物質について、各種の抗菌作用を遺伝子発現パターンによって判定することで、抗菌剤の候補物質をスクリーニングすることができる。ただし、本スクリーニング方法においては、ある候補物質について特定の抗菌作用の有無を判定しても良いが、ある候補物質について、呼吸鎖阻害作用、エルゴステロール生合成阻害作用、細胞壁生合成阻害作用、MpkB経路阻害作用、細胞壁構築経路阻害作用及びHOG経路活性化作用のうち何れの抗菌作用を有するのかを判定しても良い。候補物質によっては、上述した各種抗菌作用のうち複数の抗菌作用を有するものとしてスクリーニングされる場合もある。   As described above, candidate substances for antibacterial agents can be screened by determining various antibacterial actions of various test substances based on gene expression patterns. However, in this screening method, the presence or absence of a specific antibacterial action may be determined for a candidate substance, but for a candidate substance, respiratory chain inhibitory action, ergosterol biosynthesis inhibitory action, cell wall biosynthesis inhibitory action, MpkB It may be determined which antibacterial effect is selected from the pathway inhibitory action, cell wall construction pathway inhibitory action, and HOG pathway activation action. Some candidate substances may be screened as having a plurality of antibacterial actions among the various antibacterial actions described above.

スクリーニング方法2
次に、上述したスクリーニング方法2について説明する。スクリーニング方法2は、スクリーニング方法1とは異なり、上述したGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子そのものの発現量を測定するのではなく、上述したGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子のプロモータ領域を利用する方法である。詳細には、当該プロモータ領域と当該プロモータ領域の制御下に発現可能なレポーター遺伝子とを連結した組換えDNAを使用する。この組換えDNAはベクターに組み込まれて保存・使用することができる。ベクターとしては、何ら限定されないが、導入対象の微生物において複製可能なタイプのベクターを適宜選択して使用することが好ましい。
Screening method 2
Next, the screening method 2 described above will be described. Unlike screening method 1, screening method 2 does not measure the expression level of the gene itself specified by the above-mentioned Genbank accession number, but uses the promoter region of the gene specified by the above-mentioned Genbank accession number. It is a method to do. Specifically, a recombinant DNA in which the promoter region and a reporter gene that can be expressed under the control of the promoter region are linked is used. This recombinant DNA can be stored and used by being incorporated into a vector. The vector is not limited in any way, but it is preferable to select and use a type of vector that can be replicated in the microorganism to be introduced.

上述したGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子のプロモータ領域は、当該遺伝子の発現を制御するため、当該プロモータ領域はレポーター遺伝子についても同様に発現制御する。この組換えDNAを感染性微生物に導入した形質転換細胞に対して、候補物質を接触させ、被検物質の存在下におけるレポーター遺伝子の発現量と、被検物質の非存在下における発現量とを比較する。そして、公知の抗菌剤(呼吸鎖阻害剤、エルゴステロール生合成阻害剤、細胞壁生合成阻害剤、HOG経路活性化剤)を作用させた時と同様に又はmpkB遺伝子破壊株若しくはmpkA遺伝子破壊株と同様に、当該レポーター遺伝子の発現量が変動している場合、当該被検物質は、上述した抗菌作用を有するものとして同定することができる。   Since the promoter region of the gene specified by the above Genbank accession number controls the expression of the gene, the promoter region also controls the expression of the reporter gene. A candidate substance is brought into contact with a transformed cell having this recombinant DNA introduced into an infectious microorganism, and the expression level of the reporter gene in the presence of the test substance and the expression level in the absence of the test substance are determined. Compare. And in the same manner as when a known antibacterial agent (respiratory chain inhibitor, ergosterol biosynthesis inhibitor, cell wall biosynthesis inhibitor, HOG pathway activator) is allowed to act or with an mpkB gene disruption strain or mpkA gene disruption strain Similarly, when the expression level of the reporter gene varies, the test substance can be identified as having the antibacterial action described above.

ここで、プロモータ領域とは、上述したGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子の開始コドンから上流の領域に存在し、転写因子が結合する領域を意味する。より具体的に、プロモータ領域は、上述したGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子の開始コドンの上流2kbの領域、好ましくは上流1.5kbの領域に含まれている。さらに具体的に、配列番号1〜84に示した84個の遺伝子の開始コドンの上流2kbの領域の塩基配列を配列番号86〜169に示す。また、配列番号85に示した遺伝子の開始コドンの上流1.5kbの領域の塩基配列を配列番号170に示す。   Here, the promoter region means a region that exists in a region upstream from the start codon of the gene specified by the above-mentioned Genbank accession number and to which a transcription factor binds. More specifically, the promoter region is contained in a 2 kb region upstream of the initiation codon of the gene specified by the above-mentioned Genbank accession number, preferably a 1.5 kb region upstream. More specifically, SEQ ID NOs: 86 to 169 show the base sequences of the 2 kb region upstream of the start codon of 84 genes shown in SEQ ID NOs: 1 to 84, respectively. The base sequence of the 1.5 kb region upstream of the start codon of the gene shown in SEQ ID NO: 85 is shown in SEQ ID NO: 170.

本スクリーニング方法において、プロモータ領域としては、配列番号86〜170に示した塩基配列からなるポリヌクレオチドを使用することができる。また、プロモータ領域としては、配列番号86〜170に示した塩基配列に対して70%以上、好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、最も好ましくは98%以上の類似度(Similarity)を有する塩基配列からなるポリヌクレオチドを使用することができる。なお、類似度(Similarity)は、上述した定義と同様である。さらに、プロモータ領域としては、配列番号86〜170に示した塩基配列に対して相補的な塩基配列を有するポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズするポリヌクレオチドを使用することができる。なお、ストリンジェントな条件は、上述した定義と同様である。   In this screening method, as the promoter region, a polynucleotide consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 86 to 170 can be used. The promoter region is 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and most preferably 98% or more with respect to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NOs: 86 to 170. A polynucleotide having a base sequence having a similarity of 1 to 5 can be used. Note that the similarity is the same as the definition described above. Furthermore, as the promoter region, a polynucleotide that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide having a base sequence complementary to the base sequences shown in SEQ ID NOs: 86 to 170 can be used. Stringent conditions are the same as those defined above.

ここで、レポーター遺伝子としては、いわゆるレポーターアッセイに使用されるものであれば特に限定されず、如何なる遺伝子を使用しても良い。レポーター遺伝子としては、例えば、CAT遺伝子、lacZ遺伝子、ルシフェラーゼ遺伝子、β-グルクロニダーゼ遺伝子(GUS)及びGFP遺伝子等を挙げることができる。レポーター遺伝子は、上述したプロモータ領域の制御下に発現可能なように当該プロモータ領域と連結される。換言すると、プロモータ領域に転写因子が結合することにより、レポーター遺伝子の発現が誘導されるように、プロモータ領域とレポーター遺伝子とを結合する。   Here, the reporter gene is not particularly limited as long as it is used in a so-called reporter assay, and any gene may be used. Examples of the reporter gene include CAT gene, lacZ gene, luciferase gene, β-glucuronidase gene (GUS), and GFP gene. The reporter gene is linked to the promoter region so that it can be expressed under the control of the promoter region described above. In other words, the promoter region and the reporter gene are bound so that expression of the reporter gene is induced by binding of the transcription factor to the promoter region.

レポーター遺伝子の発現レベルは、使用するレポーター遺伝子の種類に応じて、当業者に公知の方法により測定することができる。例えば、レポーター遺伝子がCAT遺伝子である場合には、該遺伝子産物によるクロラムフェニコールのアセチル化を検出することによって、レポーター遺伝子の発現レベルを測定することができる。レポーター遺伝子がlacZ遺伝子である場合には、該遺伝子発現産物の触媒作用による色素化合物の発色を検出することにより、また、ルシフェラーゼ遺伝子である場合には、該遺伝子発現産物の触媒作用による蛍光化合物の蛍光を検出することにより、また、β-グルクロニダーゼ遺伝子(GUS)である場合には、該遺伝子発現産物の触媒作用によるGlucuron(ICN社)の発光や5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-β-グルクロニド(X-Gluc)の発色を検出することにより、さらに、GFP遺伝子である場合には、GFPタンパク質による蛍光を検出することにより、レポーター遺伝子の発現レベルを測定することができる。   The expression level of the reporter gene can be measured by methods known to those skilled in the art depending on the type of reporter gene used. For example, when the reporter gene is a CAT gene, the expression level of the reporter gene can be measured by detecting acetylation of chloramphenicol by the gene product. When the reporter gene is a lacZ gene, by detecting the color development of the dye compound catalyzed by the gene expression product, and when the reporter gene is a luciferase gene, the fluorescent compound catalyzed by the gene expression product By detecting fluorescence, and in the case of a β-glucuronidase gene (GUS), luminescence of Glucuron (ICN) or 5-bromo-4-chloro-3-indolyl- By detecting the color development of β-glucuronide (X-Gluc), and in the case of a GFP gene, the expression level of the reporter gene can be measured by detecting fluorescence due to the GFP protein.

本スクリーニング方法においても、上述したスクリーニング方法1と同様に、例えば、表5に示したGenbankアクセッション番号によって特定される遺伝子のうち少なくとも1以上、好ましくは5以上、より好ましくは10以上の遺伝子のプロモータ領域を使用し、被検物質の存在下におけるレポーター遺伝子の発現量が亢進していた場合には、当該被検物質を呼吸鎖阻害剤の候補物質として同定することができる。特に、呼吸鎖阻害剤の候補物質を同定する場合、表5に示した遺伝子のうちXM_001403469で特定される遺伝子のプロモータ領域を用いてレポーター遺伝子の発現量を検討することが好ましい。XM_001403469で特定される遺伝子のプロモータ領域を使用した場合に、被検物質の存在下における発現量が亢進していた場合には、当該被検物質を呼吸鎖阻害剤の候補物質としての蓋然性が非常に高いと判断できる。   Also in this screening method, as in the screening method 1 described above, for example, at least one of the genes specified by the Genbank accession numbers shown in Table 5, preferably 5 or more, more preferably 10 or more genes. When the promoter region is used and the expression level of the reporter gene is increased in the presence of the test substance, the test substance can be identified as a candidate substance for a respiratory chain inhibitor. In particular, when identifying candidate substances for respiratory chain inhibitors, it is preferable to examine the expression level of the reporter gene using the promoter region of the gene identified by XM_001403469 among the genes shown in Table 5. When the promoter region of the gene specified by XM_001403469 is used, if the expression level in the presence of the test substance is increased, the probability that the test substance is a candidate for respiratory chain inhibitor is very high It can be judged that it is very high.

また、例えば、表6に示したGenbankアクセッション番号によって特定される遺伝子のうち少なくとも1以上、好ましくは3以上、より好ましくは5以上の遺伝子のプロモータ領域を使用し、被検物質の存在下におけるレポーター遺伝子の発現量が亢進していた場合には、当該被検物質をエルゴステロール生合成阻害剤の候補物質として同定することができる。特に、エルゴステロール生合成阻害剤の候補物質を同定する場合、表6に示した遺伝子のうちXM_362183で特定される遺伝子のプロモータ領域を用いてレポーター遺伝子の発現量を検討することが好ましい。XM_362183で特定される遺伝子のプロモータ領域を使用した場合に、被検物質の存在下における発現量が亢進していた場合には、当該被検物質をエルゴステロール生合成阻害剤の候補物質としての蓋然性が非常に高いと判断できる。   Further, for example, among the genes specified by the Genbank accession numbers shown in Table 6, at least one, preferably 3 or more, more preferably 5 or more promoter regions of genes are used in the presence of the test substance. When the expression level of the reporter gene is increased, the test substance can be identified as a candidate substance for an ergosterol biosynthesis inhibitor. In particular, when identifying a candidate substance for an ergosterol biosynthesis inhibitor, it is preferable to examine the expression level of the reporter gene using the promoter region of the gene specified by XM_362183 among the genes shown in Table 6. When using the promoter region of the gene identified by XM_362183, if the expression level in the presence of the test substance is increased, the test substance is likely to be a candidate for an ergosterol biosynthesis inhibitor Can be judged to be very high.

さらに、例えば、表7に示したGenbankアクセッション番号によって特定される遺伝子のうち少なくとも1以上、好ましくは5以上、より好ましくは10以上、更に好ましくは20以上の遺伝子のプロモータ領域を使用し、被検物質の存在下におけるレポーター遺伝子の発現量が亢進していた場合には、当該被検物質を細胞壁生合成阻害剤の候補物質として同定することができる。特に、細胞壁生合成阻害剤の候補物質を同定する場合、表7に示した遺伝子のうちXM_364794で特定される遺伝子のプロモータ領域及び/又はXM_368552で特定される遺伝子のプロモータ領域を用いてレポーター遺伝子の発現量を検討することが好ましい。XM_364794で特定される遺伝子のプロモータ領域又はXM_368552で特定される遺伝子のプロモータ領域を使用した場合に、被検物質の存在下における発現量が亢進していた場合には、当該被検物質を細胞壁生合成阻害剤の候補物質としての蓋然性が非常に高いと判断できる。   Further, for example, at least one of the genes specified by the Genbank accession numbers shown in Table 7, preferably 5 or more, more preferably 10 or more, and still more preferably 20 or more promoter regions are used. When the expression level of the reporter gene is increased in the presence of the test substance, the test substance can be identified as a candidate substance for a cell wall biosynthesis inhibitor. In particular, when a candidate substance for a cell wall biosynthesis inhibitor is identified, the promoter region of the gene specified by XM_364794 and / or the promoter region of the gene specified by XM_368552 among the genes shown in Table 7 is used. It is preferable to examine the expression level. When the promoter region of the gene specified by XM_364794 or the promoter region of the gene specified by XM_368552 is used, if the expression level in the presence of the test substance is increased, the test substance is It can be judged that the probability as a candidate substance of a synthesis inhibitor is very high.

さらにまた、例えば、Genbankアクセッション番号XM_653297で特定されるスーパーオキシドデスムターゼ遺伝子のプロモータ領域を使用し、被検物質の存在下におけるレポーター遺伝子の発現量が亢進していた場合には、当該被検物質をMpkB経路阻害剤の候補物質として同定することができる。   Furthermore, for example, when the promoter region of the superoxide desmutase gene specified by Genbank accession number XM_653297 is used and the expression level of the reporter gene is increased in the presence of the test substance, Substances can be identified as candidates for MpkB pathway inhibitors.

さらにまた、例えば、表8に示したGenbankアクセッション番号によって特定される遺伝子のうち少なくとも1以上、好ましくは3以上、より好ましくは5以上の遺伝子のプロモータ領域を使用し、被検物質の存在下におけるレポーター遺伝子の発現量が変動していた場合には、当該被検物質を細胞壁構築経路阻害剤の候補物質として同定することができる。より具体的に、XM_001825115で特定される遺伝子のプロモータ領域、XM_001820488で特定される遺伝子のプロモータ領域、XM_001817008で特定される遺伝子のプロモータ領域及びXM_001822481で特定される遺伝子のプロモータ領域については、被検物質の存在下におけるレポーター遺伝子の発現量が亢進していた場合には、当該被検物質を細胞壁構築経路阻害剤の候補物質として同定することができる。また、XM_001820375で特定される遺伝子のプロモータ領域、XM_001727556で特定される遺伝子のプロモータ領域、XM_001727176で特定される遺伝子のプロモータ領域、XM_001727558で特定される遺伝子のプロモータ領域、XM_001727555で特定される遺伝子のプロモータ領域、XM_001820346で特定される遺伝子のプロモータ領域及びXM_001827554で特定される遺伝子のプロモータ領域については、被検物質の存在下におけるレポーター遺伝子の発現量が減少していた場合には、当該被検物質を細胞壁構築経路阻害剤の候補物質として同定することができる。特に、細胞壁構築経路阻害剤の候補物質を同定する場合、表8に示した遺伝子のうちXM_001825115で特定される遺伝子のプロモータ領域を使用してレポーター遺伝子の発現量を検討することが好ましい。XM_001825115で特定される遺伝子のプロモータ領域を使用して被検物質の存在下におけるレポーター遺伝子の発現量が亢進していた場合には、当該被検物質を細胞壁構築経路阻害剤の候補物質としての蓋然性が非常に高いと判断できる。   Furthermore, for example, using the promoter region of at least one gene identified by the Genbank accession number shown in Table 8, preferably 3 or more, more preferably 5 or more, in the presence of the test substance. When the expression level of the reporter gene in is fluctuated, the test substance can be identified as a candidate substance for a cell wall construction pathway inhibitor. More specifically, for the promoter region of the gene specified by XM_001825115, the promoter region of the gene specified by XM_001820488, the promoter region of the gene specified by XM_001817008, and the promoter region of the gene specified by XM_001822481, the test substance When the expression level of the reporter gene in the presence of is increased, the test substance can be identified as a candidate substance for a cell wall assembly pathway inhibitor. Further, the promoter region of the gene specified by XM_001820375, the promoter region of the gene specified by XM_001727556, the promoter region of the gene specified by XM_001727176, the promoter region of the gene specified by XM_001727558, the promoter of the gene specified by XM_001727555 Region, the promoter region of the gene specified by XM_001820346 and the promoter region of the gene specified by XM_001827554, if the expression level of the reporter gene in the presence of the test substance has decreased, the test substance It can be identified as a candidate substance for a cell wall assembly pathway inhibitor. In particular, when identifying candidate substances for cell wall assembly pathway inhibitors, it is preferable to examine the expression level of the reporter gene using the promoter region of the gene identified by XM_001825115 among the genes shown in Table 8. If the expression level of the reporter gene in the presence of the test substance is increased using the promoter region of the gene specified by XM_001825115, the test substance is likely to be a candidate substance for a cell wall construction pathway inhibitor Can be judged to be very high.

さらにまた、Genbankアクセッション番号XM_658397で特定されるagsA遺伝子のプロモータ領域及び/又はGenbankアクセッション番号XM_655819で特定されるagsB遺伝子のプロモータ領域を使用して、被検物質の存在下におけるレポーター遺伝子の発現量が亢進していた場合には、当該被検物質を細胞壁構築経路阻害剤の候補物質として同定することができる。   Furthermore, using the promoter region of the agsA gene identified by Genbank accession number XM_658397 and / or the promoter region of the agsB gene identified by Genbank accession number XM_655819, expression of the reporter gene in the presence of the test substance If the amount is increased, the test substance can be identified as a candidate substance for a cell wall assembly pathway inhibitor.

さらにまた、Genbankアクセッション番号XM_365841で特定されるcat1遺伝子のプロモータ領域について、被検物質の存在下におけるレポーター遺伝子の発現量が亢進していた場合には、当該被検物質をHOG経路活性化剤の候補物質として同定することができる。   Furthermore, for the promoter region of the cat1 gene identified by Genbank accession number XM_365841, if the expression level of the reporter gene is increased in the presence of the test substance, the test substance is treated as an HOG pathway activator. It can be identified as a candidate substance.

以上のように、種々の被検物質について、各種の抗菌作用をレポーター遺伝子の発現パターンによって判定することで、抗菌剤の候補物質をスクリーニングすることができる。ただし、本スクリーニング方法においては、ある候補物質について特定の抗菌作用の有無を判定しても良いが、ある候補物質について、呼吸鎖阻害作用、エルゴステロール生合成阻害作用、細胞壁生合成阻害作用、MpkB経路阻害作用、細胞壁構築経路阻害作用及びHOG経路活性化作用のうち何れの抗菌作用を有するのかを判定しても良い。候補物質によっては、上述した各種抗菌作用のうち複数の抗菌作用を有するものとしてスクリーニングされる場合もある。   As described above, candidate substances for antibacterial agents can be screened by determining various antibacterial actions for various test substances based on the expression pattern of the reporter gene. However, in this screening method, the presence or absence of a specific antibacterial action may be determined for a candidate substance, but for a candidate substance, respiratory chain inhibitory action, ergosterol biosynthesis inhibitory action, cell wall biosynthesis inhibitory action, MpkB It may be determined which antibacterial effect is selected from the pathway inhibitory action, cell wall construction pathway inhibitory action, and HOG pathway activation action. Some candidate substances may be screened as having a plurality of antibacterial actions among the various antibacterial actions described above.

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
〔実施例1〕
呼吸鎖阻害剤検出マーカーの選抜方法
呼吸鎖にその作用を示す薬剤を検出することのできるマーカー遺伝子の選抜方法を以下に示す。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, the technical scope of this invention is not limited to a following example.
[Example 1]
Selection Method for Respiratory Chain Inhibitor Detection Marker A selection method for a marker gene capable of detecting a drug having an action on the respiratory chain is shown below.

呼吸鎖阻害剤暴露状態でのマイクロアレイによる発現解析
(1)トータルRNA抽出
トータルRNA抽出に用いた菌体は、100mlのYG液体培地を入れた300ml容三角フラスコにマグナポルテ・グリセア野生株Guy11株の分生子を約2×106個分生子になるように接種し、26℃、48時間緩やかに振とう培養後、呼吸鎖Complex1阻害剤としてジフルメトリム及びテブフェンピラド、Complex2阻害剤としてメプロニル、Complex3阻害剤としてクレソキシムメチル及びピリベンカルブ、Complex5(F1Fo ATPase)阻害剤としてオリゴマイシン、電子伝達に作用してATP合成を阻害する脱共役作用剤としてフルアジナムを0.01〜30ppmの濃度添加し、さらに26℃で2時間培養した。本薬剤処理を行った菌体及び無処理菌体は、ミラクロス(CALBIOCHEM社製)で集菌した。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。パウダー状の菌体はRNA Plant Mini Kit(キアゲン社製)を用いて、添付マニュアルに従いトータルRNA抽出を行った。
Microarray expression analysis under respiratory chain inhibitor exposure
(1) Total RNA extraction The cells used for total RNA extraction are about 2 x 10 6 conidia of Magnaporte grisea wild strain Guy11 in a 300 ml Erlenmeyer flask containing 100 ml of YG liquid medium. After incubating with gentle shaking at 26 ° C for 48 hours, diflumetrim and tebufenpyrad as respiratory chain Complex1 inhibitors, mepronil as Complex2 inhibitors, cresoxime methyl and pyribencarb as Complex3 inhibitors, oligos as Complex5 (F1Fo ATPase) inhibitors Fluazinam was added at a concentration of 0.01 to 30 ppm as an uncoupling agent that acts on mycin and electron transfer to inhibit ATP synthesis, and further cultured at 26 ° C. for 2 hours. The cells treated with this drug and the untreated cells were collected with Miracloth (CALBIOCHEM). The collected fungus was crushed in a mortar until it became powdery while pouring liquid nitrogen. The powdered cells were extracted using RNA Plant Mini Kit (Qiagen) according to the attached manual.

(2)マイクロアレイ
マイクロアレイに用いるDNAチップはマグナポルテ・グリセアの10,000遺伝子から設計した60merのオリゴプローブをインクジェット方式でスポットした独自のマイクロアレイを使用し、抽出した薬剤処理区をtestサンプルに、薬剤無処理区を比較対象にCyanine3及びCyanine5を用いた二色法により行った。一回の実験区ごとにCyanine3とCyanine5のカラースワップを行う事により計2回の反復実験を行った。
(2) Microarray The DNA chip used for the microarray uses a unique microarray spotted by inkjet method with a 60mer oligo probe designed from 10,000 genes of Magnaporte Grisea. The two-color method using Cyanine3 and Cyanine5 was used for comparison. A total of two repeated experiments were performed by performing color swap of Cyanine3 and Cyanine5 for each experimental section.

(3)RNAの標識(Cyanine5、Cyanine3)
RNAのCyanine3及びCyanine5標識はmRNAを用いて行い、トータルRNAからのmRNAの精製はOligotex-dT30<super> mRNA purification Kit(タカラバイオ社製)を用い、本キットに添付のマニュアルに従った。mRNAからのcDNAの作製及び標識はCyScribe cDNA Post Labelling Kit(GE helthcare)を用い、本キットに添付のマニュアルに従い行った。
(3) RNA labeling (Cyanine5, Cyanine3)
RNA was labeled with Cyanine3 and Cyanine5 using mRNA, and mRNA was purified from total RNA using Oligotex-dT30 <super> mRNA purification Kit (manufactured by Takara Bio Inc.) according to the manual attached to this kit. Preparation and labeling of cDNA from mRNA were performed using CyScribe cDNA Post Labeling Kit (GE helthcare) according to the manual attached to this kit.

(4)ハイブリダイゼーション
Cyanine3及びCyanine5標識済みcDNA混合サンプルに、表9に示したハイブリダイゼーションBufferを60μl加え溶解後、95℃で5分熱変性を行った。その後30分間室温で保持した後、DNAチップ上に滴下し、カバーガラスをのせた。カバーガラスをのせたDNAチップは温水上に浮かべたhumidity chamber上に置き42℃、一晩インキュベーションすることによりハイブリダイゼーションを行った。
(4) Hybridization
60 μl of hybridization buffer shown in Table 9 was added to the Cyanine3 and Cyanine5 labeled cDNA mixed sample and dissolved, and then heat-denatured at 95 ° C. for 5 minutes. Then, after holding at room temperature for 30 minutes, it was dropped on the DNA chip and a cover glass was placed. The DNA chip on which the cover glass was placed was placed in a humid chamber floated on warm water and incubated overnight at 42 ° C. for hybridization.

Figure 2010220590
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(5)ポストハイブリダイゼーション
42℃で一晩インキュベーション後、DNAチップは表10に示したWash buffer1中でカバーガラスをはずした後、さらに新しいWash Buffer1で15分、次いで表11に示したWash Buffer2で5分、表12に示したWash Buffer3で5分の順に振とうすることにより洗浄を行った。その後、さらにdH2O中で2分間洗浄後800×g、2分の遠心により水分を飛ばしGenePix 4000B(Axon instrument)を用いてスポットのスキャンを行った。
(5) Post-hybridization
After overnight incubation at 42 ° C., the DNA chip was removed from the cover glass in Wash buffer 1 shown in Table 10, then 15 minutes with new Wash Buffer 1, then 5 minutes with Wash Buffer 2 shown in Table 11, and Table 12 Washing was performed by shaking with the indicated Wash Buffer 3 in the order of 5 minutes. Thereafter, after further washing in dH 2 O for 2 minutes, water was removed by centrifugation at 800 × g for 2 minutes, and spot scanning was performed using GenePix 4000B (Axon instrument).

Figure 2010220590
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Figure 2010220590
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マイクロアレイの結果から抽出された呼吸鎖阻害剤処理により共通して発現する遺伝子のうち、呼吸鎖阻害剤及びその他抗菌剤の薬物代謝に関わる遺伝子を除いた遺伝子を呼吸鎖阻害剤の検出マーカー候補とした。以下の表13にその上位10遺伝子のマイクロアレイ解析結果を表示する。値は無処理区と比較した場合の相対値で示し、発現比1.5倍以上の値を網掛けで表示した。   Among the genes commonly expressed by respiratory chain inhibitor treatment extracted from the microarray results, genes excluding respiratory chain inhibitors and other genes related to drug metabolism of antibacterial agents are detected as candidate respiratory chain inhibitor detection markers. did. Table 13 below shows the results of microarray analysis of the top 10 genes. The value was shown as a relative value when compared with the untreated group, and values with an expression ratio of 1.5 times or more were shaded.

Figure 2010220590
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〔実施例2〕
呼吸鎖阻害剤検出マーカー遺伝子の検証
表13に示した遺伝子が呼吸鎖阻害剤を処理したときに、特異的に発現変化があり検出マーカーとして利用可能か否かをMGG_12936シアン耐性呼吸酵素遺伝子(AOX)及びMGG_04999NADH-デヒドロゲナーゼ遺伝子を例に検証した。
[Example 2]
Verification of Respiratory Chain Inhibitor Detection Marker Gene MGG — 12936 Cyan Resistance Respiratory Enzyme Gene (AOX) ) And MGG_04999NADH-dehydrogenase gene.

(1)トータルRNA抽出
トータルRNA抽出に用いた菌体は、100mlのYG液体培地を入れた300ml容三角フラスコにマグナポルテ・グリセア野生株Guy11株の分生子を約2×106個分生子になるように接種し26℃、48時間緩やかに振とう培養。その後、指定の薬剤を各濃度添加し、さらに26℃で30分、2時間及び6時間培養した。薬剤処理に用いた呼吸鎖阻害薬剤及び処理濃度は呼吸鎖Complex1阻害剤としてジフルメトリム、Complex2阻害剤としてメプロニル、Complex3阻害剤としてクレソキシムメチル、Comlex5(F1Fo ATPase)阻害剤としてオリゴマイシン、電子伝達に作用してATP合成を阻害する脱共役作用剤としてフルアジナムをそれぞれ、1ppm、30ppm、20ppm、0.5ppm、0.01ppmとした。その他、対照薬剤として、フラバノン系化合物サクラネチン10ppm、MAPキナーゼシグナリングに作用すると考えられるフルジオキソニル20ppm、プロシミドン10ppm、イプロジオン30ppm、エルゴステロール生合成阻害剤オキスポコナゾール・フマル酸塩1ppmを用いた。本薬剤処理により得た菌体及び無処理菌体は、ミラクロス(CALBIOCHEM社製)で集菌した。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。パウダー状の菌体はRNA Plant Mini Kit(キアゲン社製)を用いて、添付マニュアルに従いトータルRNA抽出を行った。
(1) Total RNA extraction The cells used for total RNA extraction are about 2 x 10 6 conidia of Magnaporte grisea wild strain Guy11 in a 300 ml Erlenmeyer flask containing 100 ml of YG liquid medium. Inoculate and gently shake culture at 26 ° C for 48 hours. Thereafter, each concentration of the specified drug was added, and further cultured at 26 ° C. for 30 minutes, 2 hours, and 6 hours. Respiratory chain inhibitor used for drug treatment and treatment concentration are diflumetrim as a respiratory chain complex 1 inhibitor, mepronil as a complex 2 inhibitor, cresoxime methyl as a complex 3 inhibitor, oligomycin as a complex 5 (F1Fo ATPase) inhibitor, and electron transfer. As the uncoupling agent that inhibits ATP synthesis, fluazinam was adjusted to 1 ppm, 30 ppm, 20 ppm, 0.5 ppm, and 0.01 ppm, respectively. In addition, the flavanone compound sakuranetin 10 ppm, fludioxonil 20 ppm, procymidone 10 ppm, iprodione 30 ppm, ergosterol biosynthesis inhibitor oxpoconazole fumarate 1 ppm, which are considered to act on MAP kinase signaling, were used as control drugs. The microbial cells and non-treated microbial cells obtained by this chemical treatment were collected with Miracloth (CALBIOCHEM). The collected bacteria were crushed in a mortar until pouring with liquid nitrogen. The powdered cells were extracted using RNA Plant Mini Kit (Qiagen) according to the attached manual.

(2)cDNAの合成
cDNAの合成には、トータルRNAを用いた。260 nmにおける吸光度からの計算値で5μg量のトータルRNAをRNase freeの1.5mlチューブに移し、さらにDEPC処理水を加え100μlとした。これにRNase free DNase Iを5unit加え、37℃で1時間反応させ混在するゲノムDNAの分解を行った。その後、ExScript RT reagent Kit(タカラバイオ社製)を用いて添付マニュアルに従って逆転写反応を行いcDNAを得た。
(2) cDNA synthesis
Total RNA was used for cDNA synthesis. Calculated from the absorbance at 260 nm, 5 μg of total RNA was transferred to an RNase free 1.5 ml tube, and DEPC-treated water was added to make 100 μl. To this, 5 units of RNase free DNase I was added and reacted at 37 ° C. for 1 hour to decompose the mixed genomic DNA. Then, reverse transcription reaction was performed using ExScript RT reagent Kit (manufactured by Takara Bio Inc.) according to the attached manual to obtain cDNA.

(3)定量RT-PCR
合成したcDNAの蛍光色素によるラベリング反応には、DyNAmo SYBR Green qPCR Kit (Finnzymes社製)を用いた。スキャナー解析はDNA Engine OPTICON2(MJ Research社製)を、データ解析には解析ソフトOpticon Monitor2 ver.2.02(MJ Research社製)を用いた。反応操作は、DyNAmo SYBR Green qPCR Kit添付マニュアルにしたがった。反応条件は95℃、10分間のヒートショック後、熱変性95℃、10秒、アニーリング60℃、30秒、伸長反応72℃、30秒、プレートリードの反応を40 サイクル行い、60〜95℃のグラジェント(0.2℃おきに1秒間hold)でDissociation Curveの作成を行った。PCRは各cDNA、各標的遺伝子につき三連で行った。
(3) Quantitative RT-PCR
A DyNAmo SYBR Green qPCR Kit (Finnzymes) was used for the labeling reaction of the synthesized cDNA with a fluorescent dye. DNA Engine OPTICON2 (manufactured by MJ Research) was used for scanner analysis, and analysis software Opticon Monitor 2 ver. 2.02 (manufactured by MJ Research) was used for data analysis. The reaction procedure was in accordance with the manual attached to the DyNAmo SYBR Green qPCR Kit. Reaction conditions are 95 ° C, heat shock for 10 minutes, heat denaturation 95 ° C, 10 seconds, annealing 60 ° C, 30 seconds, extension reaction 72 ° C, 30 seconds, plate read reaction 40 cycles, 60-95 ° C A Dissociation Curve was created with a gradient (hold for 1 second every 0.2 ° C). PCR was performed in triplicate for each cDNA and each target gene.

呼吸鎖阻害剤処理cDNAサンプルを用いてシアン耐性呼吸酵素遺伝子(AOX)及びNADH-デヒドロゲナーゼ遺伝子の発現を経時的に調べた。またコントロールとしてActinタンパク質をコードしていると推定される遺伝子の転写量を調べた。それぞれ以下の特異的プライマーを用いた。
Actin-F:ATGCCATCGGAAAGACAGAC(配列番号171)
Actin-R:CAGGAGTCGATCTCCAAAGC(配列番号172)
AOX_RTF:TTGTCGCATACCTCATCAGC(配列番号173)
AOX_RTR:CAATTTCTGGCACCTGGAAC(配列番号174)
NADH_RTF:AATCACCAAGGATGGACGAC(配列番号175)
NADH_RTR:CCTAGGTATGCCATGGTTCC(配列番号176)
The expression of cyanogen resistant respiratory enzyme gene (AOX) and NADH-dehydrogenase gene was examined over time using a respiratory chain inhibitor-treated cDNA sample. As a control, the amount of transcription of a gene presumed to encode the Actin protein was examined. The following specific primers were used respectively.
Actin-F: ATGCCATCGGAAAGACAGAC (SEQ ID NO: 171)
Actin-R: CAGGAGTCGATCTCCAAAGC (SEQ ID NO: 172)
AOX_RTF: TTGTCGCATACCTCATCAGC (SEQ ID NO: 173)
AOX_RTR: CAATTTCTGGCACCTGGAAC (SEQ ID NO: 174)
NADH_RTF: AATCACCAAGGATGGACGAC (SEQ ID NO: 175)
NADH_RTR: CCTAGGTATGCCATGGTTCC (SEQ ID NO: 176)

PCR終了後、専用の解析ソフトOpticon Monitor2 ver.2.02(MJ Research社)を用いて解析を行った。Quantitation画面上で各遺伝子のPCR産物が対数的に増幅し始めるサイクル数(CT)を決定した。この値をもとに各cDNAの標的遺伝子の相対発現量を以下の計算方法から求めた。
a) ΔCT値の算出(各cDNAの標的遺伝子とγ-actinとの差)
ΔCT = (y-x)
ここでxはCT (γ-actin)であり、yはCT(Target gene)である
b) ΔCT値の算出(あるcDNAのΔCTと基準とするcDNAのΔCTとの差)
ΔCT =ΔCT (C) -ΔCT (S)
ここで、CはComparative cDNAであり、SはStandard cDNAである
c) 相対発現量の算出
2-(ΔCT)
After completion of PCR, analysis was performed using dedicated analysis software Opticon Monitor 2 ver. 2.02 (MJ Research). On the Quantitation screen, the number of cycles (CT) at which the PCR product of each gene begins to be amplified logarithmically was determined. Based on this value, the relative expression level of each cDNA target gene was determined by the following calculation method.
a) Calculation of ΔCT value (difference between target gene of each cDNA and γ-actin)
ΔCT = (yx)
Where x is CT (γ-actin) and y is CT (Target gene)
b) Calculation of ΔCT value (difference between ΔCT of a certain cDNA and ΔCT of a reference cDNA)
ΔCT = ΔCT (C) -ΔCT (S)
Where C is Comparative cDNA and S is Standard cDNA
c) Calculation of relative expression level
2- (ΔCT)

RT-PCRの結果をシアン耐性呼吸酵素遺伝子(AOX)については図1の上段に、NADH-デヒドロゲナーゼ遺伝子については図1の下段にactin当たりの発現量をグラフ化したものを示した。野生株を呼吸鎖阻害剤に曝すと、シアン耐性呼吸酵素遺伝子(AOX)及びNADH-デヒドロゲナーゼ遺伝子の転写量は増加していた。一方、呼吸鎖への作用機作を有しない化合物に関しては、それぞれの遺伝子発現の顕著な増加は認められなかった。このことにより、今回例として設定したシアン耐性呼吸酵素遺伝子(AOX)及びNADH-デヒドロゲナーゼ遺伝子は呼吸鎖に作用を及ぼす薬剤特異的に発現が増加していると考えられる。よって、例えば、シアン耐性呼吸酵素遺伝子 (AOX)及びNADH-デヒドロゲナーゼ遺伝子の5'-UTR(5'上流領域のプロモータ領域)はレポーター遺伝子と機能的に結合させることにより、呼吸鎖阻害剤のスクリーニング系として利用できる可能性が確認された。   The RT-PCR results are shown in the upper graph of FIG. 1 for the cyanogenic respiratory enzyme gene (AOX) and the graph of the expression level per actin for the NADH-dehydrogenase gene in the lower graph of FIG. When wild-type strains were exposed to respiratory chain inhibitors, the transcription levels of cyanogen resistant respiratory enzyme gene (AOX) and NADH-dehydrogenase gene increased. On the other hand, no significant increase in gene expression was observed for compounds that have no mechanism of action on the respiratory chain. Thus, it is considered that the expression of the cyanogen-resistant respiratory enzyme gene (AOX) and NADH-dehydrogenase gene, which are set as examples in this example, is increased specifically for the drug acting on the respiratory chain. Thus, for example, the cyanide-resistant respiratory enzyme gene (AOX) and the NADH-dehydrogenase gene 5'-UTR (promoter region in the 5 'upstream region) are functionally linked to the reporter gene to screen for respiratory chain inhibitors. It was confirmed that it could be used as

〔実施例3〕
呼吸鎖阻害剤検出レポーター
実施例2で呼吸鎖阻害剤を暴露した時に特異的な遺伝子の発現増を示すシアン耐性呼吸酵素遺伝子(AOX)を例にして、本遺伝子の5'-UTR(5'上流領域のプロモータ)をレポーター遺伝子と機能的に結合させることによって転写量の呼吸鎖特異的な増加を可視化するシステムを構築した例を示す。
Example 3
Respiratory chain inhibitor detection reporter 5'-UTR (5 ') of this gene, taking as an example the cyan resistant respiratory enzyme gene (AOX), which shows increased expression of a specific gene when exposed to a respiratory chain inhibitor in Example 2. An example is shown in which a system for visualizing a respiratory chain-specific increase in transcription amount is constructed by functionally binding a promoter in the upstream region) to a reporter gene.

(1)シアン耐性呼吸酵素遺伝子(AOX) 5'領域のクローニング
Broad Institute のマグナポルテ・グリセア(Magnaporthe grisea)ゲノムデータベース(http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/magnaporthe_grisea/MultiHome.html)からAOX 遺伝子の5'領域の塩基配列情報を取得し、その配列情報を参考に一組のオリゴヌクレオチドを設計した(5'-CCAAGCTTCCTTCCTCACTA-3'(配列番号177)、5'-CCAAGCTTAAGACGGTACGTTCAGTGT-3'(配列番号178))。マグナポルテ・グリセアGuy11株のゲノムDNAをテンプレートとしてPCR反応を行った。増幅反応は、94℃、3分間鋳型DNAを変性し、94℃、30秒間、55℃、30秒間、72℃、2分間保持するサイクルを35サイクルおこなった後、72℃、5分間で完全伸長させ、4℃で保持した。PCR用装置は、PCR Thermal Cycler PERSONAL (タカラバイオ社製)を用いた。このPCRによる増幅断片をアガロース電気泳動にて確認を行ったところ約889塩基対の増幅が見られた。この増幅断片をアガロースゲル電気泳動に供したゲル中よりGENECLEAN IIIキット(Qbiogene社製)を用いてDNAを抽出し、これを挿入DNA断片とした。この挿入DNA断片をpGEM-T Easy Vector System(Promega社製)を用いてpGEM-T Easy Vectorに連結させ、連結DNA溶液を得た。連結DNA溶液10μlを氷中でよく冷却した後、氷上解凍したコンピテントセルJM109を100μl加え穏やかに撹拌し、氷中で20分間、続いて42℃で45秒ヒートショック処理を行った。これに、400μlのLB液体培地を加え、37℃で1時間培養後、100μg/mlのアンピシリンを添加したLB平板培地にまき、37℃で一晩培養した。目的のプラスミドDNAを用いて形質転換した大腸菌の単一のコロニーを3mlの100μg/mlのアンピシリンを添加したLB液体培地に植菌し、37℃で一晩振盪培養した。1.5mlの培養液を1.5mlのエッペンドルフチューブに移して15,000×gで1分間遠心分離し、沈殿を100μlの氷冷したTEG(25mM Tris-HCl、10mM EDTA、50mM Glucose、pH8.0)で懸濁し、これに200μlの0.2N NaOH-1%SDSを加えて穏やかに撹拌した後、150μlの3M NaOAc(pH5.2)を加えて混合した。これを15,000×g、4℃で5分間遠心分離し上清を回収し450μlのフェノール・クロロホルム・イソアミルアルコール(25:24:1)を加えて激しく撹拌した後、15,000×g、室温で5分間遠心分離し上層を回収した。この溶液に-20℃で氷冷した900μlのエタノールを加えて-20℃で10分間放置後、4℃にて15,000×gで5分間遠心分離した。沈殿を500μlの70%エタノールでリンスしたのち、乾燥させ、最後にRNase(100μg/ml)を含むTE(10mM Tris-HCl、1mM EDTA、pH8.0)50μlに溶解した。得られたプラスミドをHindIIIで切断後、アガロース電気泳動により挿入断片の存在を確認し、このプラスミド中の挿入DNA断片を添付のプロトコールに従い、ABI PRISMTM 377 DNA sequencing system (PE Biosystem社製)にて解析した。889塩基対からなるシアン耐性呼吸酵素遺伝子(AOX)5'上流領域のプロモータの塩基配列を配列番号179に示す。また、本ベクターをpGEM-PrAOXとする。
(1) Cloning of cyanogen resistant respiratory enzyme gene (AOX) 5 'region
Obtain the nucleotide sequence information of the 5 'region of the AOX gene from the Broad Institute's Magnaporthe grisea genomic database (http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/magnaporthe_grisea/MultiHome.html) A set of oligonucleotides was designed with reference to the sequence information (5′-CCAAGCTTCCTTCCTCACTA-3 ′ (SEQ ID NO: 177), 5′-CCAAGCTTAAGACGGTACGTTCAGTGT-3 ′ (SEQ ID NO: 178)). PCR reaction was performed using the genomic DNA of Magnaporte glycea Guy11 strain as a template. Amplification reaction was performed by denaturing the template DNA at 94 ° C for 3 minutes, followed by 35 cycles of holding at 94 ° C for 30 seconds, 55 ° C, 30 seconds, 72 ° C for 2 minutes, followed by complete extension at 72 ° C for 5 minutes. And kept at 4 ° C. PCR Thermal Cycler PERSONAL (manufactured by Takara Bio Inc.) was used as the PCR apparatus. When the amplified fragment by PCR was confirmed by agarose electrophoresis, amplification of about 889 base pairs was observed. The amplified fragment was extracted from the gel subjected to agarose gel electrophoresis using GENECLEAN III kit (manufactured by Qbiogene), and this was used as an inserted DNA fragment. This inserted DNA fragment was ligated to pGEM-T Easy Vector using pGEM-T Easy Vector System (Promega) to obtain a ligated DNA solution. After thoroughly cooling 10 μl of the ligated DNA solution in ice, 100 μl of competent cell JM109 thawed on ice was added and gently agitated, followed by heat shock treatment in ice for 20 minutes and subsequently at 42 ° C. for 45 seconds. 400 μl of LB liquid medium was added thereto and cultured at 37 ° C. for 1 hour, and then plated on LB plate medium supplemented with 100 μg / ml ampicillin and cultured at 37 ° C. overnight. A single colony of E. coli transformed with the target plasmid DNA was inoculated into 3 ml of LB liquid medium supplemented with 100 μg / ml ampicillin and cultured overnight at 37 ° C. with shaking. Transfer 1.5 ml of the culture to a 1.5 ml Eppendorf tube, centrifuge at 15,000 xg for 1 min, and suspend the precipitate in 100 μl ice-cold TEG (25 mM Tris-HCl, 10 mM EDTA, 50 mM Glucose, pH 8.0). The solution became cloudy, and 200 μl of 0.2N NaOH-1% SDS was added thereto and stirred gently, and then 150 μl of 3M NaOAc (pH 5.2) was added and mixed. This was centrifuged at 15,000 × g for 5 minutes at 4 ° C., and the supernatant was collected. After adding 450 μl of phenol / chloroform / isoamyl alcohol (25: 24: 1) and stirring vigorously, 15,000 × g at room temperature for 5 minutes. Centrifugation was performed to recover the upper layer. 900 μl of ethanol cooled with ice at −20 ° C. was added to this solution and allowed to stand at −20 ° C. for 10 minutes, followed by centrifugation at 15,000 × g for 5 minutes at 4 ° C. The precipitate was rinsed with 500 μl of 70% ethanol, dried, and finally dissolved in 50 μl of TE (10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, pH 8.0) containing RNase (100 μg / ml). After the obtained plasmid was cleaved with HindIII, the presence of the inserted fragment was confirmed by agarose electrophoresis, and the inserted DNA fragment in this plasmid was subjected to ABI PRISM TM 377 DNA sequencing system (PE Biosystem) according to the attached protocol. Analyzed. The nucleotide sequence of the promoter of the cyan resistant respiratory enzyme gene (AOX) 5 ′ upstream region consisting of 889 base pairs is shown in SEQ ID NO: 179. This vector is designated as pGEM-PrAOX.

(2)EGFPベクターの作成
pCAMBIA-0380バイナリーベクター(CAMBIAより購入)を骨格にし、薬剤選択マーカーとしてハイグロマイシンB耐性遺伝子Hphを融合することにより作成した糸状菌形質転換ベクターpCH11(図2)をHindIII及びBglIIで消化し、そこにEGFP-LacI-TagdA (p3'SS d EGFPと大腸菌LacI:Lactose operon transcriptional repressor Lac1(E. coli EU337980, 4-1068bp)及びAspergillus oryzae Α-グルコシダーゼ遺伝子agdA ターミネーター(Aspergillus oryzae、Supercontig 6: 3289259-3289838 +)融合体)のHindIII-BglII断片を組み合すことによりEGFPベクター、pCH11-EGFP-LacIを作成した(図3)。
(2) Creation of EGFP vector
A filamentous fungus transformation vector pCH11 (Fig. 2) prepared by fusing the hygromycin B resistance gene Hph as a drug selection marker with the pCAMBIA-0380 binary vector (purchased from CAMBIA) as the backbone, was digested with HindIII and BglII, EGFP-LacI-TagdA (p3'SS d EGFP and E. coli LacI: Lactose operon transcriptional repressor Lac1 (E. coli EU337980, 4-1068 bp) and Aspergillus oryzae Α-glucosidase gene agdA terminator (Aspergillus oryzae, Supercontig 6: 3289259-3289838 An EGFP vector, pCH11-EGFP-LacI was prepared by combining the HindIII-BglII fragment of (+) fusion) (FIG. 3).

(3)AOX-EGFP-LacIレポーター(レポーター遺伝子ベクター)の作製
pCH11-EGFP-LacI(図2)プラスミドをHindIIIで消化し、そこにpGEM-PrAOXをHindIII処理することにより得たシアン耐性呼吸酵素遺伝子(AOX)5'領域を定法により融合した。本レポーターアッセイプラスミドであるAOX-EGFP-LacIレポーターベクターをpCH11-PrAOX-EGFP-LacIと命名した。
(3) Preparation of AOX-EGFP-LacI reporter (reporter gene vector)
The pCH11-EGFP-LacI (FIG. 2) plasmid was digested with HindIII, and the cyan resistant respiratory enzyme gene (AOX) 5 ′ region obtained by treating HindIII with pGEM-PrAOX was fused by a conventional method. This reporter assay plasmid, AOX-EGFP-LacI reporter vector, was named pCH11-PrAOX-EGFP-LacI.

(4) pCH11-PrAOX-EGFP-LacIプラスミドを用いたマグナポルテ・グリセアの形質転換
マグナポルテ・グリセアの形質転換はアグロバクテリウム法(Gento Tsuji,Satoshi Fujii, Naoki Fujihara, Chika Hirose,Seiji Tsuge, Tomonori Shiraishi and Yasuyuki Kubo(2003):Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation for random insertional mutagenesis in Colletorichum lagenarium. Journal of General Plant Pathology 69:230-239)を改良した方法を用いた。得られた菌株へのベクター挿入の確認は、PCR、シークエンス及びサザン解析によって行った。
(4) Transformation of magnaporte glycea using pCH11-PrAOX-EGFP-LacI plasmid Magnaporte glycea was transformed by the Agrobacterium method (Gento Tsuji, Satoshi Fujii, Naoki Fujihara, Chika Hirose, Seiji Tsuge, Tomonori Shiraishi and Yasuyuki Kubo (2003): Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation for random insertional mutagenesis in Colletorichum lagenarium. Journal of General Plant Pathology 69: 230-239). Confirmation of vector insertion into the obtained strain was performed by PCR, sequencing and Southern analysis.

(5)レポーター作動の確認
レポーター作動の確認は、呼吸鎖阻害剤であるジフルメトリム、クレソキシムメチル、オリゴマイシン及び比較薬剤としてオキスポコナゾール、フェンヘキサミド、カルプロパミド、ベノミルで菌体を処理した時のEGFPの蛍光を観察することによって行った。マグナポルテ・グリセアPAOX-NLS株形質転換株の分生子を2×106個分生子/100mlになるように、100mlのYG液体培地を入れた300ml容坂口フラスコに接種し次の条件で培養した。
(条件1) 26℃、24時間培養
(条件2) 26℃、24時間培養した後、上記薬剤を添加し、さらに26℃で6時間培養。
その後、各処理菌株の蛍光を蛍光顕微鏡を用いて観察した。
(5) Confirmation of reporter action Confirmation of reporter action is confirmed by EGFP when the cells are treated with the respiratory chain inhibitors diflumetrim, cresoxime methyl, oligomycin and oxpoconazole, fenhexamide, carpropamide, and benomyl as comparative drugs. This was done by observing the fluorescence. Inoculated into a 300 ml Sakaguchi flask containing 100 ml of YG liquid medium so that the conidia of the transformant of Magnaporte glycea PAOX-NLS was 2 × 10 6 conidia / 100 ml, and cultured under the following conditions.
(Condition 1) Culture at 26 ° C for 24 hours
(Condition 2) After culturing at 26 ° C. for 24 hours, the above-mentioned drug was added, and further cultured at 26 ° C. for 6 hours.
Thereafter, the fluorescence of each treated strain was observed using a fluorescence microscope.

(6)EGFP蛍光観察
スライドガラスに培養後の菌糸体をのせGFPの蛍光観察を行った。各種薬剤添加6時間後、呼吸鎖阻害剤(ジフルメトリム、クレソキシムメチル、オリゴマイシン)処理においてのみ、核に局在した強いEGFP-LacI蛍光が観察され、無処理区及び呼吸鎖阻害剤以外の化合物処理ではEGFP-LacI蛍光はほとんど観察されなかった(図4)。以上の結果から、pAOX-EGFP-LacIレポーターは呼吸鎖阻害剤の特異的スクリーニングに利用できると言える。
(6) EGFP fluorescence observation The mycelium after culture | cultivation was put on the slide glass, and the fluorescence observation of GFP was performed. 6 hours after addition of various drugs, strong EGFP-LacI fluorescence localized in the nucleus was observed only in the treatment of respiratory chain inhibitors (diflumetrim, cresoxime methyl, oligomycin), and in the treatment of compounds other than the untreated group and respiratory chain inhibitors Little EGFP-LacI fluorescence was observed (FIG. 4). From the above results, it can be said that the pAOX-EGFP-LacI reporter can be used for specific screening of respiratory chain inhibitors.

〔実施例4〕
エルゴステロール生合成阻害剤検出マーカーの選抜方法
エルゴステロールの生合成にその作用を示す薬剤を検出することのできるマーカー遺伝子の選抜方法は、呼吸鎖阻害剤の代わりにエルゴステロール生合成阻害剤であるオキスポコナゾール・フマル酸塩を1及び5ppm、フェンヘキサミドを0.5ppmの濃度で使用した以外は実施例1と同様に行った。
Example 4
Method for selecting marker for detection of ergosterol biosynthesis inhibitor The method for selecting a marker gene that can detect a drug that has an effect on the biosynthesis of ergosterol is an ergosterol biosynthesis inhibitor instead of a respiratory chain inhibitor The same procedure as in Example 1 was conducted except that oxpoconazole fumarate was used at a concentration of 1 and 5 ppm and fenhexamide was used at a concentration of 0.5 ppm.

マイクロアレイの結果から抽出されたエルゴステロール生合成阻害剤で共通して発現する遺伝子のうち、エルゴステロール生合成阻害剤及びその他抗菌剤の薬物代謝に関わる遺伝子を除いた遺伝子をエルゴステロール生合成阻害剤の検出マーカー候補とした。以下の表14にその上位5遺伝子のマイクロアレイ解析の結果を表示する。値は無処理区と比較した場合の相対値で示し、発現比1.5倍以上の値を網掛けで表示した。   Among genes commonly expressed in ergosterol biosynthesis inhibitors extracted from microarray results, ergosterol biosynthesis inhibitors are excluded from genes that are related to drug metabolism of ergosterol biosynthesis inhibitors and other antibacterial agents. Detection marker candidates. Table 14 below shows the results of microarray analysis of the top 5 genes. The value was shown as a relative value when compared with the untreated group, and values with an expression ratio of 1.5 times or more were shaded.

Figure 2010220590
Figure 2010220590

〔実施例5〕
エルゴステロール生合成阻害剤検出マーカー遺伝子の検証
表14に示した遺伝子がエルゴステロール生合成阻害剤を処理したときに、特異的に発現変化があり検出マーカーとして利用可能か否か、Cytochrome P450ステロール14αジメチラーゼ(MGG_04628)及びステロール24Cメチルトランスフェラーゼ(MGG_10860)を例に検証した。
Example 5
Validation of Ergosterol Biosynthesis Inhibitor Detection Marker Gene When the gene shown in Table 14 is treated with an ergosterol biosynthesis inhibitor, whether it is specifically altered and can be used as a detection marker, Cytochrome P450 sterol 14α Dimethylase (MGG_04628) and sterol 24C methyltransferase (MGG_10860) were verified as examples.

本実施例では、Cytochrome P450ステロール14αジメチラーゼ(MGG_04628)及びステロール24Cメチルトランスフェラーゼ(MGG_10860)を特に検出するため、以下の特異的プライマーを使用した以外は実施例2と同様にして遺伝子の転写量を調べた。
SteCyp51-F:CCACATGATGATCACGCTTC(配列番号180)
SteCyp51-R:GTCTCCTTGACCACGTTTGC(配列番号181)
24C-F:AACATGCAGACAGCCAAGAC(配列番号182)
24C-R:ATTCGAAATGTTCCCAGCAC(配列番号183)
In this example, Cytochrome P450 sterol 14α dimethylase (MGG_04628) and sterol 24C methyltransferase (MGG_10860) were specifically detected, and the amount of gene transcription was examined in the same manner as in Example 2 except that the following specific primers were used. It was.
SteCyp51-F: CCACATGATGATCACGCTTC (SEQ ID NO: 180)
SteCyp51-R: GTCTCCTTGACCACGTTTGC (SEQ ID NO: 181)
24C-F: AACATGCAGACAGCCAAGAC (SEQ ID NO: 182)
24C-R: ATTCGAAATGTTCCCAGCAC (SEQ ID NO: 183)

RT-PCRの結果をCytochrome P450ステロール14αジメチラーゼ(MGG_04628)については図5の上段に、ステロール24Cメチルトランスフェラーゼ(MGG_10860)については図5の下段にactin 当たりの発現量をグラフ化したものを示した。野生株を各種薬剤に曝すと、Cytochrome P450ステロール14αジメチラーゼ(MGG_04628)及びステロール24Cメチルトランスフェラーゼ(MGG_10860)の転写量はエルゴステロール生合成阻害剤オキスポコナゾール添加後増加していた。このことにより、今回例として設定したCytochromeP450ステロール14αジメチラーゼ(MGG_04628)及びステロール24Cメチルトランスフェラーゼ(MGG_10860)はエルゴステロール生合成に作用を及ぼす薬剤処理下で発現が増加していると考えられる。よって、例えば、Cytochrome P450ステロール14αジメチラーゼ(MGG_04628)及びステロール24Cメチルトランスフェラーゼ(MGG_10860)の5'-UTR(5'上流領域のプロモーター)は、レポーター遺伝子と機能的に結合させることにより、エルゴステロール生合成阻害剤のスクリーニング系として利用できる可能性が確認された。   The RT-PCR results are shown in graphs of expression levels per actin in the upper part of FIG. 5 for Cytochrome P450 sterol 14α dimethylase (MGG_04628) and in the lower part of FIG. 5 for sterol 24C methyltransferase (MGG_10860). When wild-type strains were exposed to various drugs, the transcription amounts of Cytochrome P450 sterol 14α dimethylase (MGG_04628) and sterol 24C methyltransferase (MGG_10860) increased after the addition of oxpoconazole, an ergosterol biosynthesis inhibitor. Thus, it is considered that the expression of Cytochrome P450 sterol 14α dimethylase (MGG_04628) and sterol 24C methyltransferase (MGG_10860) set as an example this time is increased under the treatment with a drug that acts on ergosterol biosynthesis. Thus, for example, Cytochrome P450 sterol 14α dimethylase (MGG_04628) and sterol 24C methyltransferase (MGG_10860) 5′-UTR (promoter in the 5 ′ upstream region) are functionally linked to a reporter gene to ergosterol biosynthesis. The possibility that it could be used as a screening system for inhibitors was confirmed.

〔実施例6〕
エルゴステロール生合成阻害剤検出レポーター
実施例5でエルゴステロール生合成阻害剤を暴露した時に、特異的な遺伝子の発現増を示すCytochromeP450ステロール14αジメチラーゼ(MGG_04628)を例にして、本遺伝子の5'-UTR(5'上流領域のプロモーター)をレポーター遺伝子と機能的に結合させることによって転写量のエルゴステロール生合成阻害剤特異的な増加を可視化するシステムを構築した例を示す。
Example 6
Ergosterol Biosynthesis Inhibitor Detection Reporter Cytochrome P450 sterol 14α dimethylase (MGG_04628), which shows increased expression of a specific gene when exposed to an ergosterol biosynthesis inhibitor in Example 5, was used as an example for 5'- An example is shown in which a system for visualizing an ergosterol biosynthesis inhibitor-specific increase in transcription amount is constructed by functionally binding a UTR (promoter in the 5 ′ upstream region) to a reporter gene.

Broad Instituteのマグナポルテ・グリセア(Magnaporthe grisea)ゲノムデータベース (http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/magnaporthe_grisea/MultiHome.html)からCytochrome P450ステロール14αジメチラーゼ(MGG_04628)の5'領域の塩基配列情報を取得し、その配列情報を参考に一組のオリゴヌクレオチドを設計した(5'-CCAAGCTTATGTGAGCCATCTTCGGATT-3'(配列番号184)、5'-CCAAGCTTGACGATCGGGTAAGGAGACT-3'(配列番号185))。マグナポルテ・グリセアGuy11株のゲノムDNAをテンプレートとしてPCR反応を行った。増幅反応は、94℃、3分間鋳型DNAを変性し、94℃、30秒間、55℃、30秒間、72℃、2分間保持するサイクルを35サイクルおこなった後、72℃、5分間で完全伸長させ、4℃で保持した。PCR用装置はPCR Thermal Cycler PERSONAL(タカラバイオ社製)を用いた。このPCRによる増幅断片をアガロース電気泳動にて確認を行ったところ約1,405塩基対の増幅が見られた。   Base of 5 'region of Cytochrome P450 sterol 14α dimethylase (MGG_04628) from Broad Institute's Magnaporthe grisea genome database (http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/magnaporthe_grisea/MultiHome.html) Sequence information was acquired, and a set of oligonucleotides was designed with reference to the sequence information (5′-CCAAGCTTATGTGAGCCATCTTCGGATT-3 ′ (SEQ ID NO: 184), 5′-CCAAGCTTGACGATCGGGTAAGGAGACT-3 ′ (SEQ ID NO: 185)). PCR reaction was performed using the genomic DNA of Magnaporte glycea Guy11 strain as a template. Amplification reaction was performed by denaturing the template DNA at 94 ° C for 3 minutes, followed by 35 cycles of holding at 94 ° C for 30 seconds, 55 ° C, 30 seconds, 72 ° C for 2 minutes, followed by complete extension at 72 ° C for 5 minutes And kept at 4 ° C. PCR Thermal Cycler PERSONAL (manufactured by Takara Bio Inc.) was used as the PCR apparatus. When the amplified fragment by PCR was confirmed by agarose electrophoresis, amplification of about 1,405 base pairs was observed.

その後、実施例3と同様にしてプロモータ領域の塩基配列を解析した結果を配列番号186に示す。また、本ベクターをpGEM-PrCyp51とする。   Then, the result of analyzing the base sequence of the promoter region in the same manner as in Example 3 is shown in SEQ ID NO: 186. This vector is designated as pGEM-PrCyp51.

また、実施例3と同様にして、Cyp51-EGFP-LacIレポーターを作製し、レポーター作動を確認した。その結果を図6に示した。各種薬剤添加6時間後、オキスポコナゾール・フマル酸塩の処理においてのみ、核に局在した強いEGFP-LacI蛍光が観察され、それ以外の化合物処理ではEGFP-LacI蛍光はほとんど観察されなかった。以上の結果から、pCyp51-EGFP-LacIレポーターシステムはエルゴステロール生合成阻害剤のスクリーニングに利用できると言える。   In addition, a Cyp51-EGFP-LacI reporter was prepared in the same manner as in Example 3, and the reporter operation was confirmed. The results are shown in FIG. Six hours after the addition of various drugs, strong EGFP-LacI fluorescence localized in the nucleus was observed only in the treatment with oxpoconazole fumarate, and almost no EGFP-LacI fluorescence was observed with other compound treatments. . From the above results, it can be said that the pCyp51-EGFP-LacI reporter system can be used for screening of ergosterol biosynthesis inhibitors.

〔実施例7〕
細胞壁生合成阻害剤の検出マーカーの選抜方法
細胞壁の生合成にその作用を示す薬剤を検出することのできるマーカー遺伝子の選抜方法は、呼吸鎖阻害剤の代わりに細胞壁生合成阻害剤である1μgミカファンギン(アステラス製薬)及び1mgカルコフロール・ホワイト(シグマ・アルドリッチ)を使用した以外は実施例1と同様に行った。
Example 7
Cell wall biosynthesis inhibitor detection marker selection method The marker gene selection method that can detect drugs that have an effect on cell wall biosynthesis is 1 μg Micafungin, which is a cell wall biosynthesis inhibitor instead of a respiratory chain inhibitor. (Astellas Pharma) and 1 mg calcoflor white (Sigma Aldrich) were used in the same manner as in Example 1.

マイクロアレイの結果から抽出された細胞壁生合成阻害剤により共通に発現が誘導される、もしくは抑制される遺伝子のうち、細胞壁生合成阻害剤の薬物代謝に関わる遺伝子を除いた遺伝子を細胞壁生合成阻害剤の検出マーカー候補とした。以下の表15にそのマイクロアレイ結果の一部を表示する。値は無処理区と比較した場合の相対値で示した。   Cell wall biosynthesis inhibitors are genes whose expression is commonly induced or suppressed by cell wall biosynthesis inhibitors extracted from microarray results, excluding genes involved in drug metabolism of cell wall biosynthesis inhibitors. Detection marker candidates. Table 15 below lists some of the microarray results. The value is shown as a relative value when compared with the untreated section.

Figure 2010220590
Figure 2010220590

〔実施例8〕
細胞壁生合成阻害剤検出レポーター
表15に示した遺伝子が細胞壁生合成阻害剤を処理したときに、特異的に発現変化があり検出マーカーとして利用可能か否か検証した。本実施例では、以下の特異的プライマーを使用した以外は実施例2と同様にして遺伝子の転写量を調べた。
MGG_02004-F:GGACAAAATGACAGTCCA(配列番号187)
MGG_02004-R:CCAAGTTTTCTTTCGGTTTC(配列番号188)
MGG_00692-F:TACAGACATGCCGCCGGGTGGACAA(配列番号189)
MGG_00692-R:ACGCTTGAGGTCCATCTGACCACTGCT(配列番号190)
MGG_04943-F:CCTTCTCGATCGCATGCT(配列番号191)
MGG_04943-R:ATCTGACCGACGTACTCTTG(配列番号192)
MGG_09639-F:TGTTTTCGTCGCAGTTCGTC(配列番号193)
MGG_09639-R:GCTCCTTTCTAAAGACCTTGGA(配列番号194)
MGG_05133-F:GTTGTTTCTGAGACCGGCCTGGTCTAC(配列番号195)
MGG_05133-R:CCATCGCTGATGGGTCCATGCCTACA(配列番号196)
MGG_02773-F:GATCATGGAACGGCAAAG(配列番号197)
MGG_02773-R:GTACCCCATTTCACCAAAC(配列番号198)
Example 8
Cell wall biosynthesis inhibitor detection reporter When the gene shown in Table 15 was treated with a cell wall biosynthesis inhibitor, it was verified whether or not it was specifically changed and can be used as a detection marker. In this example, the amount of gene transcription was examined in the same manner as in Example 2 except that the following specific primers were used.
MGG_02004-F: GGACAAAATGACAGTCCA (SEQ ID NO: 187)
MGG_02004-R: CCAAGTTTTCTTTCGGTTTC (SEQ ID NO: 188)
MGG_00692-F: TACAGACATGCCGCCGGGTGGACAA (SEQ ID NO: 189)
MGG_00692-R: ACGCTTGAGGTCCATCTGACCACTGCT (SEQ ID NO: 190)
MGG_04943-F: CCTTCTCGATCGCATGCT (SEQ ID NO: 191)
MGG_04943-R: ATCTGACCGACGTACTCTTG (SEQ ID NO: 192)
MGG_09639-F: TGTTTTCGTCGCAGTTCGTC (SEQ ID NO: 193)
MGG_09639-R: GCTCCTTTCTAAAGACCTTGGA (SEQ ID NO: 194)
MGG_05133-F: GTTGTTTCTGAGACCGGCCTGGTCTAC (SEQ ID NO: 195)
MGG_05133-R: CCATCGCTGATGGGTCCATGCCTACA (SEQ ID NO: 196)
MGG_02773-F: GATCATGGAACGGCAAAG (SEQ ID NO: 197)
MGG_02773-R: GTACCCCATTTCACCAAAC (SEQ ID NO: 198)

RT-PCRの結果を図7にactin当たりの発現量をグラフ化したものを示した。野生株を細胞壁ストレス剤に曝すと、マイクロアレイの結果と同様に、4遺伝子(MGG_02004、MGG_00692、MGG_04943及びMGG_09639)の転写量は細胞壁生合成阻害剤添加後増加し、2遺伝子(MGG_05133及びMGG_02773)の転写量は減少していた。このことにより、今回例として設定した上記6遺伝子は細胞壁生合成に作用を及ぼす薬剤特異的に発現が変動していると考えられる。よって、例えば、これらの5'-UTR(5'上流領域のプロモータ)はレポーター遺伝子と機能的に結合させることによって、本発明のスクリーニング方法においてレポーター遺伝子の転写量の変化を検出することにより、細胞壁生合成阻害剤のスクリーニング系として利用できる可能性が確認された。   The RT-PCR results are shown in FIG. 7 as a graph of the expression level per actin. When the wild strain was exposed to a cell wall stress agent, the transcription amount of 4 genes (MGG_02004, MGG_00692, MGG_04943 and MGG_09639) increased after addition of cell wall biosynthesis inhibitors, as in the microarray results, and 2 genes (MGG_05133 and MGG_02773) The amount of transcription decreased. From this, it is considered that the expression of the 6 genes set as an example this time varies in a drug-specific manner that affects cell wall biosynthesis. Thus, for example, these 5′-UTRs (promoters in the 5 ′ upstream region) are functionally linked to the reporter gene, and by detecting changes in the transcription amount of the reporter gene in the screening method of the present invention, the cell wall The possibility that it could be used as a screening system for biosynthesis inhibitors was confirmed.

〔実施例9〕
細胞壁生合成阻害剤のスクリーニングに用いるレポーターアッセイ株の作出
実施例8で細胞壁生合成阻害剤を曝露した時に、特異的な遺伝子の発現増を示す2遺伝子(MGG_00692及びMGG_09639)を例にして、これら遺伝子の5'-UTR(5'上流領域のプロモータ)をレポーター遺伝子と機能的に結合させることによって転写量の細胞壁生合成阻害剤特異的な増加を可視化するシステムを構築した例を示す。
Example 9
Production of reporter assay strains used for screening of cell wall biosynthesis inhibitors In the example 8, two genes (MGG_00692 and MGG_09639) that show increased expression of specific genes when exposed to cell wall biosynthesis inhibitors in Example 8 were used as examples. An example is shown in which a system for visualizing a cell wall biosynthesis inhibitor-specific increase in transcription amount is constructed by functionally binding a gene 5′-UTR (promoter in the 5 ′ upstream region) to a reporter gene.

(1)遺伝子(MGG_00692) 5'領域のクローニング
Broad Instituteのマグナポルテ・グリセア(Magnaporthe grisea)ゲノムデータベース(http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/magnaporthe_grisea/MultiHome.html)から遺伝子(MGG_00692)の5'領域の塩基配列情報を取得し、その配列情報を参考に一組のオリゴヌクレオチドを設計した(5'-CTTAGGCAACCTTGACGGCC-3'(配列番号199)、5'-GTCGTGTCCTTGGTTCATGG-3'(配列番号200))。マグナポルテ・グリセアGuy11株のゲノムDNAをテンプレートとしてPCR反応を行った。増幅反応は、94℃、3分間鋳型DNAを変性し、94℃、30 秒間、55℃、30秒間、72℃、2分間保持するサイクルを35サイクルおこなった後、72℃、5分間で完全伸長させ、4℃で保持した。PCR用装置はPCR Thermal Cycler PERSONAL(タカラバイオ社製)を用いた。このPCRによる増幅断片をアガロース電気泳動にて確認を行ったところ約1,000塩基対の増幅が見られた。
(1) Cloning of gene (MGG_00692) 5 'region
Obtain the nucleotide sequence information of the 5 'region of the gene (MGG_00692) from the Broad Institute's Magnaporthe grisea genome database (http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/magnaporthe_grisea/MultiHome.html) Then, a set of oligonucleotides was designed with reference to the sequence information (5′-CTTAGGCAACCTTGACGGCC-3 ′ (SEQ ID NO: 199), 5′-GTCGTGTCCTTGGTTCATGG-3 ′ (SEQ ID NO: 200)). PCR reaction was performed using the genomic DNA of Magnaporte glycea Guy11 strain as a template. The amplification reaction was performed by denaturing the template DNA at 94 ° C for 3 minutes and performing 35 cycles of holding at 94 ° C for 30 seconds, 55 ° C, 30 seconds, 72 ° C for 2 minutes, and then completely extending at 72 ° C for 5 minutes. And kept at 4 ° C. PCR Thermal Cycler PERSONAL (manufactured by Takara Bio Inc.) was used as the PCR apparatus. When the amplified fragment by PCR was confirmed by agarose electrophoresis, amplification of about 1,000 base pairs was observed.

その後、実施例3と同様にしてプロモータ領域の塩基配列を解析した結果を配列番号201に示す。また、本ベクターをpGEM-MSTU1とする。   Then, the result of analyzing the base sequence of the promoter region in the same manner as in Example 3 is shown in SEQ ID NO: 201. This vector is designated as pGEM-MSTU1.

(2)遺伝子(MGG_09639)5'領域のクローニング
Broad Instituteのマグナポルテ・グリセア(Magnaporthe grisea)ゲノムデータベース (http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/magnaporthe_grisea/MultiHome.html)から遺伝子(MGG_09639)の5'領域の塩基配列情報を取得し、その配列情報を参考に一組のオリゴヌクレオチドを設計した(5'-GTCCCGACAGCCAGTGTGCA-3'(配列番号202)、5'-GTTTTTTTACGATACCACCATAAAGTG-3'(配列番号203))。マグナポルテ・グリセアGuy11株のゲノムDNAをテンプレートとしてPCR反応を行った。増幅反応は、94℃、3分間鋳型DNAを変性し、94℃、30 秒間、55℃、30秒間、72℃、2分間保持するサイクルを35サイクルおこなった後、72℃、5分間で完全伸長させ、4℃で保持した。PCR用装置は PCR Thermal Cycler PERSONAL(タカラバイオ社製)を用いた。このPCRによる増幅断片をアガロース電気泳動にて確認を行ったところ約1,000塩基対の増幅が見られた。
(2) Cloning of gene (MGG_09639) 5 'region
Obtain the nucleotide sequence information of the 5 'region of the gene (MGG_09639) from the Magnaporthe grisea genome database (http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/magnaporthe_grisea/MultiHome.html) from Broad Institute Then, a set of oligonucleotides was designed with reference to the sequence information (5′-GTCCCGACAGCCAGTGTGCA-3 ′ (SEQ ID NO: 202), 5′-GTTTTTTTACGATACCACCATAAAGTG-3 ′ (SEQ ID NO: 203)). PCR reaction was performed using the genomic DNA of Magnaporte glycea Guy11 strain as a template. The amplification reaction was performed by denaturing the template DNA at 94 ° C for 3 minutes and performing 35 cycles of holding at 94 ° C for 30 seconds, 55 ° C, 30 seconds, 72 ° C for 2 minutes, and then completely extending at 72 ° C for 5 minutes. And kept at 4 ° C. PCR Thermal Cycler PERSONAL (manufactured by Takara Bio Inc.) was used as the PCR apparatus. When the amplified fragment by PCR was confirmed by agarose electrophoresis, amplification of about 1,000 base pairs was observed.

その後、実施例3と同様にしてプロモータ領域の塩基配列を解析した結果を配列番号204に示す。また、本ベクターをpGEM-AGS1とする。   Thereafter, the result of analyzing the base sequence of the promoter region in the same manner as in Example 3 is shown in SEQ ID NO: 204. This vector is designated as pGEM-AGS1.

(3)EGFPベクターの作成
Aspergillus nidulans用シャトルベクター pAUR316(タカラバイオ社製)の自律複製AMA配列を除いたpNA316のBgl IIサイトに、EGFP-LacI-NLS-TagdA (p3'SS dEGFPと大腸菌LacI: Lactose operon transcriptional repressor Lac1(E. coli EU337980, 4-1068bp)及びSV40の核局在配列、Aspergillus oryzae Α-グルコシダーゼ遺伝子agdAターミネーター(Aspergillus oryzae、Supercontig 6: 3289259-3289838 +)融合体)を組み合わせたEGFPベクターpNA(N)EGFPを構築した(図8)。
(3) Creation of EGFP vector
EGFP-LacI-NLS-TagdA (p3'SS dEGFP and E. coli LacI: Lactose operon transcriptional repressor Lac1 (E EGFP vector pNA (N) EGFP combined with nuclear localization sequence of SV40, nuclear localization sequence of SV40, and Aspergillus oryzae Α-glucosidase gene agdA terminator (Aspergillus oryzae, Supercontig 6: 3289259-3289838 +) fusion) (Fig. 8).

(4)pMSTU1-EGFPレポーター(レポーター遺伝子ベクター)の作製
pNA(N)EGFP(図8)プラスミドをNotIで消化し、そこにpGEM-MSTU1をNotI処理することにより得た 遺伝子MGG_00692の5'領域を定法により融合した。本レポーターアッセイプラスミドはpMSTU1-EGFPと命名した。
(4) Preparation of pMSTU1-EGFP reporter (reporter gene vector)
The pNA (N) EGFP (FIG. 8) plasmid was digested with NotI, and the 5 ′ region of the gene MGG_00692 obtained by treating NotI with pGEM-MSTU1 was fused by a conventional method. This reporter assay plasmid was named pMSTU1-EGFP.

(5)pAGS1-EGFPレポーター(レポーター遺伝子ベクター)の作製
pNA(N)EGFP(図8)プラスミドをNotIで消化し、そこにpGEM-AGS1をNotI処理することにより得た 遺伝子MGG_09639の5'領域を定法により融合した。本レポーターアッセイプラスミドはpAGS1-EGFPと命名した。
(5) Preparation of pAGS1-EGFP reporter (reporter gene vector)
The pNA (N) EGFP (FIG. 8) plasmid was digested with NotI, and the 5 ′ region of the gene MGG — 09639 obtained by treating NotI with pGEM-AGS1 was fused by a conventional method. This reporter assay plasmid was named pAGS1-EGFP.

(6)pMSTU1-EGFP及びpAGS1-EGFPを用いたマグナポルテ・グリセアの形質転換
マグナポルテ・グリセアの形質転換はPEG-プロトプラスト法(Leung, H., Lehtinen, U., Karjalainen, R., Skinner, D., Tooley, P., Leong, S., Ellingboe, A., 1990. Transformation of the rice blast fungus Magnaporthe grisea to hygromycin B resistance. Curr. Genet. 17, 409-411.)によって行った。得られた菌株へのベクター挿入の確認は、PCR、シークエンス及びサザン解析によって行った。
(6) Transformation of magnaporte glycea using pMSTU1-EGFP and pAGS1-EGFP Magnaporte glycea was transformed by PEG-protoplast method (Leung, H., Lehtinen, U., Karjalainen, R., Skinner, D. , Tooley, P., Leong, S., Ellingboe, A., 1990. Transformation of the rice blast fungus Magnaporthe grisea to hygromycin B resistance. Curr. Genet. 17, 409-411.). Confirmation of vector insertion into the obtained strain was performed by PCR, sequencing and Southern analysis.

(7)レポーター作動の確認
レポーター作動の確認は、実施例3と同様に行った。スライドガラスに培養後の菌糸体をのせGFPの蛍光観察を行った結果を図9に示す。細胞壁生合成阻害剤添加3時間後の処理において核に局在した強い緑色蛍光が観察され、無処理区では緑色蛍光はほとんど観察されなかった。以上の結果から、pMSTU1-EGFPレポーター及びpAGS1-EGFPレポーターは細胞壁生合成阻害剤の特異的スクリーニングに利用できる。
(7) Confirmation of reporter operation Confirmation of reporter operation was performed in the same manner as in Example 3. FIG. 9 shows the result of fluorescence observation of GFP by placing the cultured mycelium on a slide glass. In the treatment 3 hours after addition of the cell wall biosynthesis inhibitor, strong green fluorescence localized in the nucleus was observed, and almost no green fluorescence was observed in the untreated group. From the above results, the pMSTU1-EGFP reporter and the pAGS1-EGFP reporter can be used for specific screening of cell wall biosynthesis inhibitors.

〔実施例10〕
Aspergillus nidulans mpkB遺伝子破壊株の造成
(1)遺伝子欠失破壊用DNA断片の作製
アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)のargB遺伝子を欠失破壊株の選択用マーカーとして選択し、argB遺伝子を含むpAORBプラスミドから以下のように設計したプライマーを用いてargB遺伝子の断片をPCR増幅した(5'-GAATTCCATCCGCTGTGGCCGACTCA-3' (配列番号205)、5'-GGTACCGACGGAGTAACTGGAAAGATACGA-3' (配列番号206))。増幅にはTAKARAのPrimeStar HS DNA polymerase を用い、増幅反応は、95℃、2分間鋳型DNAを変性し、98℃、10秒間、55℃、5秒間、72℃、2分30秒間保持するサイクルを30サイクルおこなった後、72℃、5分間で完全伸長させ、4℃で保持した。このPCRによる増幅断片をアガロースゲル電気泳動にて確認を行ったところ約2700塩基対の増幅が見られた。
Example 10
Construction of Aspergillus nidulans mpkB gene disruption strain (1) Preparation of DNA fragment for gene deletion disruption Select argB gene of Aspergillus oryzae as a marker for selection of deletion disruption strain, and use pAORB plasmid containing argB gene The argB gene fragment was PCR-amplified using primers designed as follows (5′-GAATTCCATCCGCTGTGGCCGACTCA-3 ′ (SEQ ID NO: 205), 5′-GGTACCGACGGAGTAACTGGAAAGATACGA-3 ′ (SEQ ID NO: 206)). TAKARA's PrimeStar HS DNA polymerase is used for amplification, and the amplification reaction is performed by denaturing the template DNA at 95 ° C for 2 minutes and holding at 98 ° C for 10 seconds, 55 ° C for 5 seconds, 72 ° C for 2 minutes 30 seconds. After 30 cycles, the film was completely extended at 72 ° C. for 5 minutes and kept at 4 ° C. When the amplified fragment by PCR was confirmed by agarose gel electrophoresis, amplification of about 2700 base pairs was observed.

次に、Broad Instituteのアスペルギルス属ゲノムデータベース(http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/aspergillus_group/MultiHome.html)からアスペルギルス・ニドランス(Aspergillus nidulans)のmpkB遺伝子を含む上下流域の塩基配列を参考にプライマーを設計し、mpkB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1kbのDNA領域をPCRで増幅した。増幅にはタカラバイオ社製のPrimeStar HS DNA polymeraseを用い、増幅反応は、95℃、2分間鋳型DNAを変性し、98℃、10秒間、55℃、5秒間、72℃、2分間保持するサイクルを30サイクルおこなった後、72℃、5分間で完全伸長させ、4℃で保持した。このPCRによる増幅断片をアガロースゲル電気泳動にて確認を行ったところ約1,000塩基対の増幅が見られた。5'-UTR、前述のargB遺伝子断片、3'-UTRをfusion PCRにより連結する訳であるが、argB遺伝子断片との連結部になる位置にアニールするプライマーのテール部には、argB遺伝子断片の末端の配列を35 base導入した。各プライマーの配列を表16に記した。   Next, the Aspergillus genome database (http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/aspergillus_group/MultiHome.html) from the Broad Institute contains upstream and downstream bases containing the mpkB gene of Aspergillus nidulans. Primers are designed with reference to the sequence, and each 1kb DNA region from the start codon of the mpkB gene to the 5 'upstream region (5'-UTR) and from the stop codon to the 3' downstream region (3'-UTR) is obtained by PCR. Amplified. Amplification reaction is performed using PrimeStar HS DNA polymerase manufactured by Takara Bio Inc., and amplification reaction is performed by denaturing template DNA at 95 ° C for 2 minutes and holding at 98 ° C for 10 seconds, 55 ° C for 5 seconds, 72 ° C for 2 minutes. After 30 cycles, the film was completely extended at 72 ° C. for 5 minutes and kept at 4 ° C. When the amplified fragment by PCR was confirmed by agarose gel electrophoresis, amplification of about 1,000 base pairs was observed. 5'-UTR, the above-mentioned argB gene fragment, and 3'-UTR are ligated by fusion PCR, but in the tail part of the primer that anneals to the position where it will be ligated with the argB gene fragment, A terminal sequence of 35 base was introduced. The sequence of each primer is shown in Table 16.

Figure 2010220590
Figure 2010220590

5'-UTR、argB遺伝子、3'-UTRの各断片をアガロースゲル電気泳動に供したゲル中よりillustra GFX PCR DNA and Gel Band Purification Kit(GE healthcare社製)を用いてDNAを抽出した。これら3断片を等量ずつ混合したDNA溶液をPCRの鋳型とし、fusion PCRを行った。fusion PCRは、両端に位置するANmpkB-5'UTR-FとANmpkB-3'UTR-Rのプライマーを供し、PrimeStar HS DNA polymerase(タカラバイオ社製)を用いて以下に記す増幅反応をおこなった。すなわち、94℃、2分間鋳型DNAを変性し、94℃、30秒間、58℃、45秒間、72℃、5分間保持するサイクルを30サイクルおこなった後、72℃、10分間で完全伸長させ、4℃で保持した。このPCRによる増幅断片をアガロースゲル電気泳動にて確認を行ったところ、3つの断片の合計サイズと同じ約4,700塩基対の増幅が見られた。この断片をアガロースゲル電気泳動に供したゲル中よりillustra GFX PCR DNA and Gel Band Purification Kit(GE healthcare社製)を用いてDNAを抽出し、mpkB遺伝子欠失破壊用DNA断片とした。   DNA was extracted from each gel of 5′-UTR, argB gene, and 3′-UTR using illustra GFX PCR DNA and Gel Band Purification Kit (GE healthcare) from a gel subjected to agarose gel electrophoresis. Fusion PCR was performed using a DNA solution in which these three fragments were mixed in equal amounts as a PCR template. In fusion PCR, primers of ANmpkB-5′UTR-F and ANmpkB-3′UTR-R located at both ends were used, and amplification reactions described below were performed using PrimeStar HS DNA polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.). That is, after denaturing the template DNA at 94 ° C for 2 minutes and performing 30 cycles of holding at 94 ° C for 30 seconds, 58 ° C, 45 seconds, 72 ° C for 5 minutes, complete extension at 72 ° C for 10 minutes, Hold at 4 ° C. When the amplified fragment by PCR was confirmed by agarose gel electrophoresis, amplification of about 4,700 base pairs, which was the same as the total size of the three fragments, was observed. From this gel subjected to agarose gel electrophoresis, DNA was extracted using illustra GFX PCR DNA and Gel Band Purification Kit (manufactured by GE healthcare) to obtain a DNA fragment for mpkB gene deletion disruption.

(2)形質転換
mpkB遺伝子欠失破壊のための形質転換はプロトプラスト-PEG法を改良した方法を用い、形質転換するDNA断片は、上記で作製したmpkB遺伝子欠失破壊用DNA断片を用いた。アスペルギルス・ニドランスABPU1 ΔligD::ptrA(ビオチン(biA1)、アルギニン(argB2)、ウリジン(pyrG89)、ピリドキシン(pyroA4)要求性株(東北大学大学院農学研究科・藤岡智則博士より供与))の分生子懸濁液をYPD培地に植菌し、37℃、20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50 ml容の遠心チューブに移し、滅菌水で洗浄した。その後、菌体を30 mlのプロトプラスト化溶液(0.8M NaCl、10mM NaH2PO4、10mg/ml Lysing enzyme (Sigma Chemical社製)、5mg/ml Cellulase Onozuka R-10 (Yakult Pharmaceutical Ind.社製)、2.5mg/ml Yatalase (タカラバイオ社製)を加え懸濁し、30℃、90rpm、3時間振盪しプロトプラスト化反応を行った。滅菌したMIRACLOTH(CALBIOCHEM社製)にて濾過し、濾液中のプロトプラストを3,000×g、4℃、5分間遠心分離して沈澱として得た。0.8M NaClにて1回プロトプラストを洗浄し、3,000×g、4℃、5分間遠心分離して沈澱させた。このプロトプラストをSolution 1(0.8M NaCl、10mM CaCl2、10mM Tris-HCl、pH8.0)で懸濁した。プロトプラスト懸濁液を200μlずつ15ml容の遠心チューブに移し、それぞれにSolution 2(40%(w/v) PEG♯4000、 50mM CaCl2、50mM Tris-HCl、pH8.0)40μlと前述の形質転換用DNA溶液各5μl(DNA量として5μg)を加えよく混合し、氷中で30分間放置した。1 mlのSol.2を加え混合し、室温で20分間放置した。5mlのSol.1で2回洗浄し、Sol.2をなるべく取り除いた。50℃に温めておいた終濃度0.02μg/mlのビオチン、5mMのウリジン、10mMのウラシル、0.5μg/mlのピリドキシンを添加したCzapek-Dox(CD)軟寒天培地にプロトプラスト縣濁液を加え混合し、終濃度0.02μg/mlのビオチン、5mMのウリジン、10mMのウラシル、0.5μg/mlのピリドキシンを添加した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。形質転換体からのmpkBΔ株の選択は以下のプライマー(5'-ATGCACTGTAAACTTTCGATCCCGTCTTAG-3'(配列番号211)、5'-CTACAGGGTGTGACGCTATGGTCAG-3'(配列番号212))を用いて形質転換体のゲノムDNAに対してPCRを行い、約4,700bpの増幅断片のみがみられたものをmpkBΔ候補株とし、最終的に定量RT-PCRによりmpkB遺伝子が発現していないことを確認した(図10)。
(2) Transformation
The transformation for mpkB gene deletion disruption used a method improved from the protoplast-PEG method, and the DNA fragment to be transformed was the DNA fragment for mpkB gene deletion disruption prepared above. Aspergillus nidulans ABPU1 ΔligD :: ptrA (biotin (biA1), arginine (argB2), uridine (pyrG89), pyridoxine (pyroA4) requirement strains (provided by Tohoku University Graduate School of Agriculture, Dr. Tomonori Fujioka)) The suspension was inoculated into YPD medium and cultured with shaking at 37 ° C. for 20 hours. After collection using a 17G1 sterilized glass filter, the cells were transferred to a 50 ml centrifuge tube and washed with sterilized water. Thereafter, the microbial cells were 30 ml of protoplast solution (0.8 M NaCl, 10 mM NaH 2 PO 4 , 10 mg / ml Lysing enzyme (Sigma Chemical), 5 mg / ml Cellulase Onozuka R-10 (Yakult Pharmaceutical Ind.) 2.5 mg / ml Yatalase (manufactured by Takara Bio Inc.) was suspended and shaken at 30 ° C., 90 rpm for 3 hours to carry out protoplast reaction, filtered through sterilized MIRACLOTH (CALBIOCHEM), and the protoplast in the filtrate. The protoplast was centrifuged at 3,000 × g and 4 ° C. for 5 minutes to obtain a precipitate, washed once with 0.8 M NaCl, and centrifuged at 3,000 × g at 4 ° C. for 5 minutes to precipitate the protoplast. Was suspended in Solution 1 (0.8 M NaCl, 10 mM CaCl 2 , 10 mM Tris-HCl, pH 8.0), 200 μl of each protoplast suspension was transferred to a 15 ml centrifuge tube, and each solution 2 (40% (w / v) PEG♯4000, 50mM CaCl 2 , 50mM Tris-HCl, pH8.0) added 40μl the aforementioned transforming DNA solution each 5 [mu] l (5 [mu] g as the amount of DNA) Mix and leave for 30 minutes in ice, add 1 ml of Sol.2 and mix, let stand for 20 minutes at room temperature, wash twice with 5 ml of Sol.1 and remove Sol.2 as much as possible. Add protoplast suspension to Czapek-Dox (CD) soft agar medium supplemented with 0.02 μg / ml biotin, 5 mM uridine, 10 mM uracil, 0.5 μg / ml pyridoxine, warmed to The cells were overlaid on a CD agar medium supplemented with biotin at a final concentration of 0.02 μg / ml, 5 mM uridine, 10 mM uracil, and 0.5 μg / ml pyridoxine, and then cultured at 30 ° C. until conidia were formed. The mpkBΔ strain was selected from the PCR using the following primers (5′-ATGCACTGTAAACTTTCGATCCCGTCTTAG-3 ′ (SEQ ID NO: 211), 5′-CTACAGGGTGTGACGCTATGGTCAG-3 ′ (SEQ ID NO: 212)). And determine the mpkBΔ candidate strain with only the amplified fragment of about 4,700 bp, and finally quantify It was confirmed by RT-PCR that the mpkB gene was not expressed (FIG. 10).

(3)mpkBΔ株におけるマイクロアレイ解析
アスペルギルス・ニドランスABPU1 ΔligD::ptrA株及びmpkB破壊株の分生子を2x106個分生子/mlになるように、終濃度0.02μg/mlのビオチン、5mMのウリジン、10mMのウラシル、0.5μg/mlのピリドキシンを添加した200mlのCD液体培地を入れた500ml容の三角フラスコに接種し、37℃、24時間振盪培養した。菌体をMIRACLOTH(CALBIOCHEM社製)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粉砕した。10 mlのSepasol-RNA I Super(ナカライテスク社製)を入れた50 ml容チューブにパウダー状の菌体を移し懸濁後、室温にて5分間放置した。9,500×g、4℃、10分間遠心し、水層を15ml容チューブに移し、2 mlのクロロホルムを加え激しく撹拌後、室温にて5分間放置した。11,000×g、4℃、15分間遠心し、水層を別の15ml容チューブに移し、等量の水飽和酸性フェノール:クロロホルム(5:1)を加え激しく撹拌し、室温にて5分間放置した。10,000×g、4℃、10分間遠心し、水層を別の15ml容チューブに移し、半量のイソプロパノール、半量のHigh Salt Precipitation Solution(0.8M Sodium Citrate、1.2M NaCl、DEPC処理済み)を加え、撹拌後、室温にて10分間放置した。10,000×g、4℃、10分間遠心し、上清を捨て、70%エタノールでリンスした。風乾後、適量のDEPC(diethylpyrocarbonate)水に溶解し、total RNA溶液とした。次にoligotex-dt30 〈Super〉mRNA Purification kit (From Total RNA)(タカラバイオ社製)を用い、添付のマニュアルに従いtotal RNAからmRNAを精製した。
(3) Microarray analysis in mpkBΔ strain: Aspergillus nidulans ABPU1 ΔligD :: ptrA strain and mpkB disrupted conidia to 2 × 10 6 conidia / ml, final concentration of 0.02 μg / ml biotin, 5 mM uridine, A 500 ml Erlenmeyer flask containing 200 ml of CD liquid medium supplemented with 10 mM uracil and 0.5 μg / ml pyridoxine was inoculated, and cultured with shaking at 37 ° C. for 24 hours. The cells were collected with MIRACLOTH (manufactured by CALBIOCHEM), and the collected bacteria were pulverized in a mortar while pouring liquid nitrogen into a powder form. The powdered cells were transferred to a 50 ml tube containing 10 ml Sepasol-RNA I Super (manufactured by Nacalai Tesque), suspended, and left at room temperature for 5 minutes. The mixture was centrifuged at 9,500 × g, 4 ° C. for 10 minutes, the aqueous layer was transferred to a 15 ml tube, 2 ml of chloroform was added, and the mixture was vigorously stirred and left at room temperature for 5 minutes. Centrifuge at 11,000 xg, 4 ° C for 15 minutes, transfer the aqueous layer to another 15 ml tube, add equal volume of water-saturated acidic phenol: chloroform (5: 1), stir vigorously, and leave at room temperature for 5 minutes. . Centrifuge at 10,000 xg, 4 ° C for 10 minutes, transfer the aqueous layer to another 15 ml tube, add half of isopropanol, half of High Salt Precipitation Solution (0.8 M Sodium Citrate, 1.2 M NaCl, DEPC-treated) After stirring, the mixture was left at room temperature for 10 minutes. Centrifugation was performed at 10,000 × g and 4 ° C. for 10 minutes, and the supernatant was discarded and rinsed with 70% ethanol. After air drying, it was dissolved in an appropriate amount of DEPC (diethylpyrocarbonate) water to obtain a total RNA solution. Next, mRNA was purified from total RNA using oligotex-dt30 <Super> mRNA Purification kit (From Total RNA) (manufactured by Takara Bio Inc.) according to the attached manual.

マイクロアレイ解析をするにあたりプローブの作製は、Cy3、Cy5を用いたポストラベリング法でおこなった。精製したmRNAを1μg/9μlに調製し、CyScribe cDNA Post Labelling Kit(GE healthcare)を用い、添付のマニュアルに従ってmRNAからアミノアリル標識cDNAを合成した。合成したアミノアリル標識cDNAはCyScribe GFX Purification Kit(GE healthcare)を用いて精製し、続いてCyScribe cDNA Post Labelling Kit(GE healthcare)によりCyDye標識した。この時、ABPU1 ΔligD::ptrA株由来のcDNAをCy3で、mpkB破壊株由来のcDNAをCy5で標識した組と、その逆(Dyeスワップ)で標識した組とを準備した。標識したプローブはCyScribe GFX Purification Kit(GE healthcare)により精製し、遠心エバポレーターで乾燥した。表17に記すハイブリダイゼーション溶液を調製し、この溶液60μLを用いて上記組み合わせになるように、Cy3標識したcDNAを溶解させた後、その溶解液を用いてCy5で標識したcDNAを溶解させるといった手順で混合しハイブリダイゼーション溶液とした。   In the microarray analysis, the probe was prepared by a post-labeling method using Cy3 and Cy5. Purified mRNA was prepared at 1 μg / 9 μl, and aminoallyl-labeled cDNA was synthesized from mRNA using CyScribe cDNA Post Labeling Kit (GE healthcare) according to the attached manual. The synthesized aminoallyl-labeled cDNA was purified using CyScribe GFX Purification Kit (GE healthcare) and then CyDye-labeled using CyScribe cDNA Post Labeling Kit (GE healthcare). At this time, a set in which the cDNA derived from the ABPU1 ΔligD :: ptrA strain was labeled with Cy3 and the cDNA derived from the mpkB disrupted strain was labeled with Cy5, and a set labeled with the reverse (Dye swap) was prepared. The labeled probe was purified by CyScribe GFX Purification Kit (GE healthcare) and dried with a centrifugal evaporator. A procedure for preparing a hybridization solution shown in Table 17 and dissolving Cy3-labeled cDNA using 60 μL of this solution so as to achieve the above combination, and then dissolving the Cy5-labeled cDNA using the solution. To obtain a hybridization solution.

Figure 2010220590
Figure 2010220590

アスペルギルス・ニドランスのマイクロアレイは、TIGERのガラススライドマイクロアレイ(version2)を使用した。プレハイブリダイゼーションバッファー(5×SSC、0.1% SDDS、1%BSA)を調製し、このバッファー中にガラススライドを浸し、少なくとも1時間、42℃で保温した。ガラススライドをMilliQ水で満たした洗浄用容器中に移し、2分間室温にて振盪洗浄した。MilliQ水での洗浄はMilliQ水2Lを使い切るまで繰り返した。次に別の容器にイソプロパノールを満たし、これにガラススライドを移して、2分間室温にて振盪洗浄した。その後800rpm、2分間遠心しイソプロパノールを完全に除去した。   TIGER glass slide microarray (version 2) was used as an Aspergillus nidulans microarray. A prehybridization buffer (5 × SSC, 0.1% SDDS, 1% BSA) was prepared, a glass slide was immersed in this buffer, and kept at 42 ° C. for at least 1 hour. The glass slide was transferred into a washing container filled with MilliQ water and washed by shaking at room temperature for 2 minutes. Washing with MilliQ water was repeated until 2 L of MilliQ water was used up. Next, another container was filled with isopropanol, and a glass slide was transferred thereto, followed by washing with shaking at room temperature for 2 minutes. Thereafter, the mixture was centrifuged at 800 rpm for 2 minutes to completely remove isopropanol.

プレハイブリダイゼーション後のアレイスライドにSpaced Cover Glass XL (タカラバイオ社製)を被せ、アレイスライドとカバーガラスの間に前述の標識したハイブリダイゼーション溶液を充填させた。これをSlideBooster(Advaritix)に設置し、42℃で17時間保持した。その後SlideBoosterからアレイスライドを取り出し、Wash buffer 1(2×SSC、0.1% SDS)を満たした洗浄用容器中でカバーガラスを剥がした。アレイスライドをWash buffer 1中で15分間室温にて振盪洗浄した。次にWash Buffer 2(1×SSC、0.1% SDS)を満たした洗浄用容器に移し、5分間室温にて振盪洗浄した。最後にWash Buffer 3(0.2×SSC)を満たした洗浄用容器に移し、5分間室温にて振盪洗浄した後、800rpm、2分間遠心し水分を完全に除去した。   Spaced Cover Glass XL (manufactured by Takara Bio Inc.) was placed on the pre-hybridized array slide, and the labeled hybridization solution was filled between the array slide and the cover glass. This was installed in SlideBooster (Advaritix) and kept at 42 ° C. for 17 hours. Thereafter, the array slide was taken out from SlideBooster, and the cover glass was peeled off in a washing container filled with Wash buffer 1 (2 × SSC, 0.1% SDS). The array slide was washed by washing in Wash buffer 1 for 15 minutes at room temperature. Next, it was transferred to a washing container filled with Wash Buffer 2 (1 × SSC, 0.1% SDS) and washed with shaking for 5 minutes at room temperature. Finally, it was transferred to a washing container filled with Wash Buffer 3 (0.2 × SSC), washed with shaking for 5 minutes at room temperature, and then centrifuged at 800 rpm for 2 minutes to completely remove moisture.

アレイスライドの画像化にはGenePix4000B(Axon)を使用した。画像化したスキャンデータをGenePix4000Bに標準添付されているGenePixProマイクロアレイ解析ソフトを用いて数値化した。アレイデータはGenomic Profiler(三井情報(株))を用いて標準化し、Excelによりt検定をおこなった。ここで得られたデータをt検定のp値により絞り込むことによって、十分信頼性のおけるデータのみ後の解析に使用した。得られたアレイデータから、アスペルギルス・ニドランスABPU1 ΔligD::ptrA株とmpkB破壊株の間の発現量比の差が大きい遺伝子を抽出し、MpkB依存的に発現変動する遺伝子とした。   GenePix4000B (Axon) was used for imaging the array slide. The imaged scan data was digitized using GenePixPro microarray analysis software attached as standard to GenePix4000B. The array data was standardized using Genomic Profiler (Mitsui Information Co., Ltd.) and t-tested using Excel. By narrowing down the data obtained here by the p-value of the t-test, only sufficiently reliable data was used for subsequent analysis. From the obtained array data, a gene having a large difference in the expression level ratio between the Aspergillus nidulans ABPU1 ΔligD :: ptrA strain and the mpkB disruption strain was extracted and used as a gene whose expression changes depending on MpkB.

〔実施例11〕
mpkBΔ株におけるsodM遺伝子の定量RT-PCR
(1)RNAの抽出
アスペルギルス・ニドランスABPU1 ΔligD::ptrA株及びmpkB破壊株の分生子を2x106個分生子/mlになるように、終濃度0.02μg/mlのビオチン、5mMのウリジン、10mMのウラシル、0.5μg/mlのピリドキシンを添加した100mlのCD液体培地を入れた300ml容の三角フラスコに接種し、37℃、24時間振盪培養した。菌体をMIRACLOTH(CALBIOCHEM社製)で集菌した。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粉砕した。10mlのSepasol-RNA I Super(ナカライテスク社製)を入れた50ml容チューブにパウダー状の菌体を移し懸濁後、室温にて5分間放置した。9,500×g、4℃、10分間遠心し、水層を15ml容チューブに移し、2mlのクロロホルムを加え激しく撹拌後、室温にて5分間放置した。11,000×g、4℃、15分間遠心し、水層を別の15ml容チューブに移し、等量の水飽和酸性フェノール:クロロホルム(5:1)を加え激しく撹拌し、室温にて5分間放置した。10,000×g、4℃、10分間遠心し、水層を別の15ml容チューブに移し、半量のイソプロパノール、半量のHigh Salt Precipitation Solution(0.8M Sodium Citrate、1.2M NaCl、DEPC処理済み)を加え、撹拌後、室温にて10分間放置した。10,000×g、4℃、10分間遠心し、上清を捨て、70%エタノールでリンスした。風乾後、適量のDEPC(diethylpyrocarbonate)水に溶解し、total RNA溶液とした。
Example 11
Quantitative RT-PCR of sodM gene in mpkBΔ strain
(1) RNA extraction Aspergillus nidulans ABPU1 ΔligD :: ptrA strain and mpkB disrupted conidia to 2 × 10 6 conidia / ml, final concentration of 0.02 μg / ml biotin, 5 mM uridine, 10 mM A 300 ml Erlenmeyer flask containing 100 ml of CD liquid medium supplemented with uracil and 0.5 μg / ml pyridoxine was inoculated, and cultured with shaking at 37 ° C. for 24 hours. The cells were collected with MIRACLOTH (CALBIOCHEM). The collected bacteria were pulverized in a mortar while pouring liquid nitrogen until powdered. The powdered cells were transferred to a 50 ml tube containing 10 ml Sepasol-RNA I Super (manufactured by Nacalai Tesque), suspended, and left at room temperature for 5 minutes. The mixture was centrifuged at 9,500 × g, 4 ° C. for 10 minutes, the aqueous layer was transferred to a 15 ml tube, 2 ml of chloroform was added, and the mixture was vigorously stirred and left at room temperature for 5 minutes. Centrifuge at 11,000 xg, 4 ° C for 15 minutes, transfer the aqueous layer to another 15 ml tube, add equal volume of water-saturated acidic phenol: chloroform (5: 1), stir vigorously, and leave at room temperature for 5 minutes. . Centrifuge at 10,000 xg, 4 ° C for 10 minutes, transfer the aqueous layer to another 15 ml tube, add half of isopropanol, half of High Salt Precipitation Solution (0.8 M Sodium Citrate, 1.2 M NaCl, DEPC-treated) After stirring, the mixture was left at room temperature for 10 minutes. Centrifugation was performed at 10,000 × g and 4 ° C. for 10 minutes, and the supernatant was discarded and rinsed with 70% ethanol. After air drying, it was dissolved in an appropriate amount of DEPC (diethylpyrocarbonate) water to obtain a total RNA solution.

(2)cDNAの合成
cDNAの合成には、total RNAを用いた。260nmにおける吸光度からの計算値で100μgのtotal RNAをRNase freeの1.5mlチューブに移し、さらにDEPC処理水を加え87.5μlとした。これにRNase-free DNaseI set(QIAGEN)に付属のBuffer RDDを10μlとDNaseI solutionを10μl加え、37℃で10分間反応させて混荏するゲノムDNAの分解を行った。その後、RNeasy mini kit(QIAGEN)のRNA cleanupプロトコールに従ってtotal RNAをクリーンアップした。クリーンアップしたtotal RNA 2μg量をRNase freeの1.5mlチューブに移し、DEPC処理水を加え10μlとした。これにHigh Capacity cDNA Reverse Transcription kit(Applied Biosystems)に付属の反応液を表18に示す容量加え、20μlのcDNA合成反応液を調製した。
(2) cDNA synthesis
Total RNA was used for cDNA synthesis. 100 μg of total RNA calculated from the absorbance at 260 nm was transferred to an RNase free 1.5 ml tube, and DEPC-treated water was added to make 87.5 μl. To this, 10 μl of Buffer RDD attached to RNase-free DNaseI set (QIAGEN) and 10 μl of DNaseI solution were added, and the mixture was reacted at 37 ° C. for 10 minutes to decompose the mixed genomic DNA. Thereafter, total RNA was cleaned up according to the RNA cleanup protocol of RNeasy mini kit (QIAGEN). 2 μg of the cleaned up total RNA was transferred to an RNase free 1.5 ml tube, and DEPC-treated water was added to make 10 μl. To this was added the reaction solution attached to the High Capacity cDNA Reverse Transcription kit (Applied Biosystems) as shown in Table 18 to prepare 20 μl of cDNA synthesis reaction solution.

Figure 2010220590
Figure 2010220590

調製したcDNA合成反応液を25℃で2分間保温し、プライマーをアニーリングさせた。その後、37℃で120分間保温し、逆転写反応させた。次に85℃で5秒間保温することにより、Multiscribe Reverse Transcriptaseを失活させた。反応終了後のcDNA溶液を1/10希釈し、次の定量RT-PCR実験に供した。   The prepared cDNA synthesis reaction solution was incubated at 25 ° C. for 2 minutes to anneal the primer. Thereafter, the mixture was incubated at 37 ° C. for 120 minutes to allow reverse transcription reaction. Next, Multiscribe Reverse Transcriptase was inactivated by incubating at 85 ° C. for 5 seconds. After completion of the reaction, the cDNA solution was diluted 1/10 and subjected to the next quantitative RT-PCR experiment.

(3)定量RT-PCR
合成したcDNAの蛍光色素によるラベリング反応には、DyNAmo SYBR Green qPCR Kit(FinnzymeS社製)を用いた。スキャナー解析及びデータ解析には、MiniOpticonリアルタイムPCR解析システム(バイオ・ラッドラボラトリーズ(株))を用いた。ラベリング反応操作は、DyNAmo SYBR Green qPCR Kit添付マニュアルにしたがった。通常の生育条件でのmpkBΔ株とコントロール株におけるsodM遺伝子の転写量の変化を調べた。コントロールをHistone H2Bとし、それぞれ以下の特異的プライマーを用いた。
Histone H2B FW:5'-CACCCGGACACTGGTATCTC-3'(配列番号213)
Histone H2B RW:5'-GAATACTTCGTAACGGCCTTGG-3'(配列番号214)
sodM FW:5'-CTCTGTAGAGGCGTTCATCAAG-3'(配列番号215)
sodM RW:5'-ACTGCAAGTAATACGCATGCTC-3'(配列番号216)
(3) Quantitative RT-PCR
DyNAmo SYBR Green qPCR Kit (FinnzymeS) was used for the labeling reaction of the synthesized cDNA with a fluorescent dye. MiniOpticon real-time PCR analysis system (Bio-Rad Laboratories, Inc.) was used for scanner analysis and data analysis. The labeling reaction was performed according to the manual attached to the DyNAmo SYBR Green qPCR Kit. Changes in the transcription amount of the sodM gene in the mpkBΔ strain and the control strain under normal growth conditions were examined. The control was Histone H2B, and the following specific primers were used.
Histone H2B FW: 5'-CACCCGGACACTGGTATCTC-3 '(SEQ ID NO: 213)
Histone H2B RW: 5'-GAATACTTCGTAACGGCCTTGG-3 '(SEQ ID NO: 214)
sodM FW: 5'-CTCTGTAGAGGCGTTCATCAAG-3 '(SEQ ID NO: 215)
sodM RW: 5'-ACTGCAAGTAATACGCATGCTC-3 '(SEQ ID NO: 216)

1.5mlチューブに、5μlのcDNA(cDNA合成時に用いたtotalRNA量で100ng相当)、300nMの各標的遺伝子特異プライマー、10μlの2xMasterMix、滅菌水を加え25μlとした。専用のPCRチューブ8-Strip Low Profile Tubesに分注し、8-Strip Ultra Clear Caps(共にMJResearch社)にてふたをし、MiniOpticonリアルタイムPCR解析システムにセットした。反応条件は95℃、10分間のヒートショック後、熱変性95℃、10秒、アニーリング60℃、30秒、伸長反応72℃、30秒、プレートリードの反応を40サイクル行い、60〜95℃のグラジェント(0.2℃おきに1秒間hold)でMelting Curveの作成を行った。設定はHistone H2Bをスタンダード、sodMをサンプルとして設定した。PCRは各cDNA、各標的遺伝子につき三連で行った。PCRを行うにあたり、各標的遺伝子特異プライマー対と2×Master Mixのみの反応系を組み、95℃、10分間のヒートショック後、熱変性95℃、10秒、60〜95℃のグラジェントで50秒、プレートリードの反応を40サイクル行い、50〜95℃のグラジェントで(0.5℃おきに2秒間hold)でMelting Curveの作成を行い、プライマー同士の非特異的な増幅が起きないことを確認した。PCR終了後、MiniOpticonリアルタイムPCR解析システム付属の専用解析ソフトを用いて解析を行った。Quantitation画面上で各遺伝子のPCR産物が対数的に増幅し始めるサイクル数(CT)を決定した。この値をもとに各cDNAの標的遺伝子の相対発現量を以下の計算方法から求めた。
a)△CT値の算出(各cDNAの標的遺伝子とHistone H2Bとの差)
△CT=(y−x)
xはCT(Histone H2B)であり、yはCT(Target gene)である。
b)△CT値の算出(あるcDNAの△CTと基準とするcDNAの△CTとの差)
△CT=△CT(C)−△CT(S)
CはComparative cDNAであり、SはStandard cDNAである。
C)相対発現量の算出
2-(△CT)
また、Melting Curveの波形から正しく増幅されていることを確認し、さらにPCR産物をアガロースゲル電気泳動に供し、目的の大きさに増幅されていることを確認した。
To a 1.5 ml tube, 5 μl of cDNA (corresponding to 100 ng of total RNA used for cDNA synthesis), 300 nM of each target gene-specific primer, 10 μl of 2 × MasterMix, and sterilized water were added to make 25 μl. It was dispensed into dedicated PCR tubes 8-Strip Low Profile Tubes, capped with 8-Strip Ultra Clear Caps (both from MJ Research), and set in the MiniOpticon real-time PCR analysis system. Reaction conditions are 95 ° C, heat shock for 10 minutes, heat denaturation 95 ° C, 10 seconds, annealing 60 ° C, 30 seconds, extension reaction 72 ° C, 30 seconds, plate lead reaction 40 cycles, 60-95 ° C A melting curve was created with a gradient (hold for 1 second every 0.2 ° C.). The setting was set with Histone H2B as standard and sodM as a sample. PCR was performed in triplicate for each cDNA and each target gene. In performing PCR, each target gene-specific primer pair and a reaction system consisting only of 2 × Master Mix are combined, and after heat shock at 95 ° C. for 10 minutes, heat denaturation at 95 ° C., 10 seconds, 60 to 95 ° C. with a gradient of 50 Second, perform 40 cycles of the plate read reaction, create a melting curve at a gradient of 50 to 95 ° C (hold for 2 seconds every 0.5 ° C), and confirm that non-specific amplification between primers does not occur did. After completion of PCR, analysis was performed using dedicated analysis software attached to the MiniOpticon real-time PCR analysis system. On the Quantitation screen, the number of cycles (CT) at which the PCR product of each gene begins to be amplified logarithmically was determined. Based on this value, the relative expression level of each cDNA target gene was determined by the following calculation method.
a) Calculation of △ CT value (difference between the target gene of each cDNA and Histone H2B)
△ CT = (y−x)
x is CT (Histone H2B), and y is CT (Target gene).
b) Calculation of △ CT value (difference between △ CT of a certain cDNA and △ CT of the reference cDNA)
△ CT = △ CT (C)-△ CT (S)
C is Comparative cDNA and S is Standard cDNA.
C) Calculation of relative expression level
2- (△ CT)
Further, it was confirmed that the amplification was correctly performed from the Melting Curve waveform, and the PCR product was further subjected to agarose gel electrophoresis to confirm that it was amplified to the desired size.

RT-PCRの結果を図10に、Histone H2Bとの発現量比としてグラフ化したものを示した。mpkBΔ株におけるsodM遺伝子の発現量はコントロール株と比べて優位に増加した。すなわち、sodM遺伝子の転写量の変化はMpkBに依存していると考えられた。よって、sodM遺伝子の5'-UTR(5'上流領域のプロモーター)はレポーター遺伝子と機能的に結合させることによって、本発明のスクリーニング方法において、被検物質のMpkB経路の阻害作用を検出することができる。   FIG. 10 shows the RT-PCR results as a graph of the expression level ratio with Histone H2B. The expression level of sodM gene in mpkBΔ strain increased significantly compared to the control strain. That is, the change in the transcription amount of the sodM gene was thought to depend on MpkB. Therefore, the inhibitory action of the test substance MpkB pathway can be detected in the screening method of the present invention by functionally binding the 5′-UTR (promoter of the 5 ′ upstream region) of the sodM gene to the reporter gene. it can.

〔実施例12〕
アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)のMpkA依存的遺伝子の決定
(1)RNA抽出
アスペルギルス・オリゼのmpkA遺伝子破壊株(NS4 ΔligD::ptrA ΔmpkA::sC)及びコントロール株(NS4 ΔligD::ptrA sC+)は酒類総合研究所の水谷治博士より供与いただいた(Mizutani et al. Fungal Genet. Biol., 2008 (45) 878-889)。mpkA遺伝子破壊株及びコントロール株の分生子を2×106個分生子/mlになるように、窒素源をグルタミン酸ナトリウムに置き換えた200 mlのCD液体培地を入れた500 ml容の三角フラスコに接種し、30℃、24時間振盪培養した。
Example 12
Determination of MpkA-dependent gene of Aspergillus oryzae (1) RNA extraction Aspergillus oryzae mpkA gene disruption strain (NS4 ΔligD :: ptrA ΔmpkA :: sC) and control strain (NS4 ΔligD :: ptrA sC +) Granted by Dr. Osamu Mizutani of the Liquor Research Institute (Mizutani et al. Fungal Genet. Biol., 2008 (45) 878-889). Inoculate a 500 ml Erlenmeyer flask containing 200 ml of CD liquid medium in which the nitrogen source is replaced with sodium glutamate so that the conidia of the mpkA gene disrupted strain and the control strain are 2 × 10 6 conidia / ml And cultured with shaking at 30 ° C. for 24 hours.

菌体をMIRACLOTH(CALBIOCHEM社製)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粉砕した。10mlのSepasol-RNA I Super(ナカライテスク)を入れた50ml容チューブにパウダー状の菌体を移し懸濁後、室温にて5分間放置した。9,500×g、4℃、10分間遠心し、水層を15ml容チューブに移し、2mlのクロロホルムを加え激しく撹拌後、室温にて5分間放置した。11,000×g、4℃、15分間遠心し、水層を別の15ml容チューブに移し、等量の水飽和酸性フェノール:クロロホルム(5:1)を加え激しく撹拌し、室温にて5分間放置した。10,000×g、4℃、10分間遠心し、水層を別の15ml容チューブに移し、半量のイソプロパノール、半量のHigh Salt Precipitation Solution(0.8M Sodium Citrate、1.2M NaCl、DEPC処理済み)を加え、撹拌後、室温にて10分間放置した。10,000×g、4℃、10分間遠心し、上清を捨て、70%エタノールでリンスした。風乾後、適量のDEPC(diethylpyrocarbonate)水に溶解し、total RNA溶液とした。次にoligotex-dt30 〈Super〉mRNA Purification kit (From Total RNA)(タカラバイオ社製)を用い、添付のマニュアルに従いtotal RNAからmRNAを精製した。   The cells were collected with MIRACLOTH (manufactured by CALBIOCHEM), and the collected bacteria were pulverized in a mortar while pouring liquid nitrogen into a powder form. The powdered cells were transferred to a 50 ml tube containing 10 ml Sepasol-RNA I Super (Nacalai Tesque), suspended, and left at room temperature for 5 minutes. The mixture was centrifuged at 9,500 × g, 4 ° C. for 10 minutes, the aqueous layer was transferred to a 15 ml tube, 2 ml of chloroform was added, and the mixture was vigorously stirred and left at room temperature for 5 minutes. Centrifuge at 11,000 xg, 4 ° C for 15 minutes, transfer the aqueous layer to another 15 ml tube, add equal volume of water-saturated acidic phenol: chloroform (5: 1), stir vigorously, and leave at room temperature for 5 minutes. . Centrifuge at 10,000 xg, 4 ° C for 10 minutes, transfer the aqueous layer to another 15 ml tube, add half of isopropanol, half of High Salt Precipitation Solution (0.8 M Sodium Citrate, 1.2 M NaCl, DEPC-treated) After stirring, the mixture was left at room temperature for 10 minutes. Centrifugation was performed at 10,000 × g and 4 ° C. for 10 minutes, and the supernatant was discarded and rinsed with 70% ethanol. After air drying, it was dissolved in an appropriate amount of DEPC (diethylpyrocarbonate) water to obtain a total RNA solution. Next, mRNA was purified from total RNA using oligotex-dt30 <Super> mRNA Purification kit (From Total RNA) (manufactured by Takara Bio Inc.) according to the attached manual.

マイクロアレイ解析をするにあたりプローブの作製は、Cy3、Cy5を用いたポストラベリング法でおこなった。精製したmRNAを1μg/9μlに調製し、CyScribe cDNA Post Labelling Kit(GE healthcare社製)を用い、添付のマニュアルに従ってmRNAからアミノアリル標識cDNAを合成した。合成したアミノアリル標識cDNAはCyScribe GFX Purification Kit(GE healthcare社製)を用いて精製し、続いてCyScribe cDNA Post Labelling Kit(GE healthcare社製)によりCyDye標識した。この時、コントロール株由来のcDNAをCy3で、mpkA破壊株由来のcDNAをCy5で標識した組と、その逆(Dyeスワップ)で標識した組とを準備した。標識したプローブはCyScribe GFX Purification Kit(GE healthcare社製)により精製し、遠心エバポレーターで乾燥した。実施例10の表17に示したハイブリダイゼーション溶液を調製し、この溶液60μLを用いて上記組み合わせになるように、Cy3標識したcDNAを溶解させた後、その溶解液を用いてCy5で標識したcDNAを溶解させるといった手順で混合しハイブリダイゼーション溶液とした。   In the microarray analysis, the probe was prepared by a post-labeling method using Cy3 and Cy5. Purified mRNA was prepared to 1 μg / 9 μl, and aminoallyl-labeled cDNA was synthesized from mRNA using CyScribe cDNA Post Labeling Kit (manufactured by GE healthcare) according to the attached manual. The synthesized aminoallyl-labeled cDNA was purified using CyScribe GFX Purification Kit (manufactured by GE healthcare), and then CyDye-labeled using CyScribe cDNA Post Labeling Kit (manufactured by GE healthcare). At this time, a set in which the cDNA derived from the control strain was labeled with Cy3 and the cDNA derived from the mpkA-disrupted strain was labeled with Cy5, and the reverse set (Dye swap) was prepared. The labeled probe was purified by CyScribe GFX Purification Kit (manufactured by GE healthcare) and dried with a centrifugal evaporator. A hybridization solution shown in Table 17 of Example 10 was prepared, and using this solution 60 μL, the Cy3-labeled cDNA was dissolved so that the above combination was used, and then the Cy5-labeled cDNA was used using the solution. The solution was mixed by a procedure such as dissolving to prepare a hybridization solution.

アスペルギルス・オリゼのマイクロアレイは、ファームラボ社製の麹菌12Kガラススライドマイクロアレイを使用した。アレイスライドにギャップカバーガラス(マツナミ社製)を被せ、アレイスライドとカバーガラスの間に前述の標識したハイブリダイゼーション溶液を充填させた。アレイスライドチャンバー(タカラバイオ社製)に設置し、40℃に設定したウォーターバス中で17時間保持した。その後アレイスライドチャンバーからアレイスライドを取り出し、Wash buffer 1(2 ×SSC、0.03% SDS)を満たしたプラスチック製の洗浄用容器中でカバーガラスを剥がした。アレイスライドをWash buffer 1中で15分間室温にて振盪洗浄した。次にWash Buffer 2(0.2× SSC)を満たした洗浄用容器に移し、5分間室温にて振盪洗浄した。最後にWash Buffer 3(0.05 × SSC)を満たした洗浄用容器に移し、5分間室温にて振盪洗浄した後、800rpm、2分間遠心し水分を完全に除去した。   Aspergillus oryzae microarray used was a Neisseria gonorrhoeae 12K glass slide microarray manufactured by Farm Lab. The array slide was covered with a gap cover glass (manufactured by Matsunami), and the labeled hybridization solution was filled between the array slide and the cover glass. It installed in the array slide chamber (made by Takara Bio Inc.), and hold | maintained for 17 hours in the water bath set to 40 degreeC. Thereafter, the array slide was taken out from the array slide chamber, and the cover glass was peeled off in a plastic washing container filled with Wash buffer 1 (2 × SSC, 0.03% SDS). The array slide was washed by washing in Wash buffer 1 for 15 minutes at room temperature. Next, it was transferred to a washing container filled with Wash Buffer 2 (0.2 × SSC), and washed with shaking for 5 minutes at room temperature. Finally, it was transferred to a washing container filled with Wash Buffer 3 (0.05 × SSC), washed with shaking for 5 minutes at room temperature, and then centrifuged at 800 rpm for 2 minutes to completely remove moisture.

アレイスライドの画像化にはGenePix4000B(Axon)を使用した。画像化したスキャンデータをGenePix4000Bに標準添付されているGenePixProマイクロアレイ解析ソフトを用いて数値化した。アレイデータはGenomic Profiler(三井情報(株))を用いて標準化し、Excelによりt検定をおこなった。ここで得られたデータをt検定のp値により絞り込むことによって、十分信頼性のおけるデータのみ後の解析に使用した。得られたアレイデータから、アスペルギルス・オリゼmpkA破壊株とコントロール株の間の発現量比の差が大きい遺伝子を抽出し、MpkA依存的に発現変動する遺伝子とした。   GenePix4000B (Axon) was used for imaging the array slide. The imaged scan data was digitized using GenePixPro microarray analysis software attached as standard to GenePix4000B. The array data was standardized using Genomic Profiler (Mitsui Information Co., Ltd.) and t-tested using Excel. By narrowing down the data obtained here by the p-value of the t-test, only sufficiently reliable data was used for subsequent analysis. From the obtained array data, a gene having a large difference in the expression level ratio between the Aspergillus oryzae mpkA-disrupted strain and the control strain was extracted and used as a gene whose expression varies depending on MpkA.

その結果、アスペルギルス・オリゼのMpkA依存的に発現変動する遺伝子のうち、経路遮断により活性上昇する遺伝子(AO090038000214、AO090003001496、 AO090009000634、AO090102000339)、及び経路遮断により活性が抑制される遺伝子(AO090003001367、AO090012000623、AO090012000169、AO090012000625、AO090012000622、AO090003001336、AO09001000644)が特定された。これら遺伝子のプロモータは、レポーター遺伝子と機能的に結合させることによって、MAPキナーゼ経路の一つであるMpkA経路に対する被検物質の活性化作用又は阻害作用を検出することができる。   As a result, among Aspergillus oryzae genes whose expression changes depending on MpkA, genes whose activity is increased by pathway blockage (AO090038000214, AO090003001496, AO090009000634, AO090102000339), and genes whose activity is suppressed by pathway blockage (AO090003001367, AO090012000623, AO090012000169, AO090012000625, AO090012000622, AO090003001336, AO09001000644) were identified. The promoters of these genes can detect the activation or inhibitory action of the test substance on the MpkA pathway, which is one of the MAP kinase pathways, by functionally binding to the reporter gene.

〔実施例13〕
本実施例では、Fujioka et al.(2007) Eukaryotic Cell 6: 1497-1510 の論文中に記載されている、cell wall integrity 経路を構成するMAP キナーゼMpkAの破壊株と野生株における転写解析のデータをもとにagsA遺伝子及びagsB遺伝子のプロモータ領域を使用したレポーター株を作製した。
Example 13
In this example, transcription analysis data in the disrupted and wild-type strains of MAP kinase MpkA constituting the cell wall integrity pathway described in the paper of Fujioka et al. (2007) Eukaryotic Cell 6: 1497-1510 A reporter strain using the promoter regions of agsA gene and agsB gene was prepared.

(1)レポーター遺伝子ベクターの構築
Broad Institute のアスペルギルス属ゲノムデータベース(http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/aspergillus_group/MultiHome.html)からアスペルギルス・ニドランス(Aspergillus nidulans)のagsA遺伝子及びagsB遺伝子の5'上流領域1,000 bpを表19に示すプライマーセットを用いてPCRで増幅した。
(1) Construction of reporter gene vector
From the Broad Institute Aspergillus Genome Database (http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/aspergillus_group/MultiHome.html) 5 'upstream region of the agsA and agsB genes of Aspergillus nidulans 1,000 The bp was amplified by PCR using the primer set shown in Table 19.

Figure 2010220590
Figure 2010220590

PCR産物をpGEM-T Easy Vector(Promega社製)に導入し、pGEM-PagsA及びpGEM-PagsBを得た。次いでpGEM-PagsA及びpGEM-PagsBをNotIで消化し、PagsA及びPagsB(PagsA及びPagsBの5'上流領域1,000bP)を切り出し、pNA(N)EGFPのNotIサイトへ導入してpNA(N)EGFP/PagsA及びpNA(N)EGFP/PagsBを作製した。なおpNA(N)EGFPは東北大学大学院農学研究科・古川健太郎博士より供与して頂いたもので、EGFPに核移行型シグナルLacIが付加してある(Furukawa et al. Biosci. Biotechnol. Biochem., 2007 (71) 1724-1730)。   The PCR product was introduced into pGEM-T Easy Vector (Promega) to obtain pGEM-PagsA and pGEM-PagsB. Next, pGEM-PagsA and pGEM-PagsB were digested with NotI, PagsA and PagsB (the 5 ′ upstream region of PagsA and PagsB, 1,000 bP) were excised, introduced into the NotI site of pNA (N) EGFP, and pNA (N) EGFP / PagsA and pNA (N) EGFP / PagsB were prepared. PNA (N) EGFP was provided by Dr. Kentaro Furukawa, Graduate School of Agriculture, Tohoku University, and nuclear transfer signal LacI was added to EGFP (Furukawa et al. Biosci. Biotechnol. Biochem., 2007 (71) 1724-1730).

上記プラスミドにおいて、pNA(N)EGFP/PagsAについてはオーレオバシジン耐性遺伝子aurA内に存在するSrfIサイトで、pNA(N)EGFP/PagsBについてはaurA内に存在するBssHIIサイトで直鎖状に切断した断片を用いて、A.nidulans A89+argB(正式にはRB89)株及びmpkAΔ株(A89 ΔmpkA::argB)に対して形質転換を行った。オーレオバシジン耐性株を選抜し、PCRにより遺伝子導入を確認した。   In the above plasmid, pNA (N) EGFP / PagsA was linearly cleaved at the SrfI site present in the aureobasidin resistance gene aurA, and pNA (N) EGFP / PagsB was cleaved linearly at the BssHII site present in aurA. Using the fragments, A. Nidulans A89 + argB (formally RB89) strain and mpkAΔ strain (A89 ΔmpkA :: argB) were transformed. Aureobasidin resistant strains were selected and gene transfer was confirmed by PCR.

(2)EGFP-LacI蛍光観察
96ウェルのタイタープレートにCDビオチン液体培地200μL、RB89株からの形質転換体から調製した胞子懸濁液20(200コ)の混合液を加え、30℃で24時間培養した。タイタープレートから菌体をこすり取りEGFP-LacIの蛍光を観察した。PagsB-EGFP形質転換体においては、核に局在したEGFP-LacI蛍光が観察されたが、PagsA-EGFP形質転換体では蛍光は観察されなかった。一方、mpkAΔ株を宿主とした場合には、PagsA-EGFP形質転換体では蛍光が観察され、PagsB-EGFP形質転換体では蛍光は観察されなかった(図11)。これはagsA、agsBの発現解析パターンと完全に一致するものである(Fujioka et al. Eukaryotic Cell, 2007 (6) 1497-1510)。以上の結果から、PagsA-EGFP及びPagsB-EGFPレポ一夕ーはMpkA経路のシグナル切断作動性薬剤のスクリーニングに利用できると言える。
(2) EGFP-LacI fluorescence observation
A 96-well titer plate was mixed with 200 μL of a CD biotin liquid medium and a spore suspension 20 (200 cells) prepared from a transformant from the RB89 strain, and cultured at 30 ° C. for 24 hours. The cells were scraped from the titer plate and the fluorescence of EGFP-LacI was observed. In the PagsB-EGFP transformant, EGFP-LacI fluorescence localized in the nucleus was observed, but no fluorescence was observed in the PagsA-EGFP transformant. On the other hand, when the mpkAΔ strain was used as the host, fluorescence was observed in the PagsA-EGFP transformant, and no fluorescence was observed in the PagsB-EGFP transformant (FIG. 11). This completely matches the expression analysis pattern of agsA and agsB (Fujioka et al. Eukaryotic Cell, 2007 (6) 1497-1510). From the above results, it can be said that PagsA-EGFP and PagsB-EGFP reporter can be used for screening of signal cleavage agonists of MpkA pathway.

〔実施例14〕
cat1遺伝子のHOG経路レポーター遺伝子としての可能性検証
(1)ゲノムデータベースからのいもち病菌CAT-1遺伝子ホモログの探索
本実施例では、アカパンカビ(Neurospora crassa)においてCAT-1(catalase 1)遺伝子がHOG経路依存的に転写制御を受けるという報告に基づき、いもち病菌のゲノムデータベース (http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/magnaporthe_grisea/MultiHome.html) からCAT-1遺伝子のオルソログを検索した。N. crassaのCAT-1遺伝子(NCU08791.3)をクエリー配列としてblastp検索を行ったところ、MGG_10061.6(Genbankアクセッション番号XM_365841)が高いホモロジーでヒットしたことからこの遺伝子をいもち病菌におけるcat1遺伝子とした。
Example 14
Verification of possibility of cat1 gene as HOG pathway reporter gene (1) Search of CAT-1 gene homologue of blast fungus from genome database In this example, CAT-1 (catalase 1) gene is HOG pathway in Neurospora crassa The orthologue of CAT-1 gene was searched from the genome database of blast fungus (http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/magnaporthe_grisea/MultiHome.html) . When a blastp search was performed using the CAT-1 gene (NCU08791.3) of N. crassa as a query sequence, MGG_10061.6 (Genbank accession number XM_365841) was hit with high homology, so this gene was the cat1 gene in blast It was.

(2)total RNAの調製及びcDNAの合成
いもち病菌におけるcat1遺伝子がHOG経路構成的活性化剤フルジオキソニル又はイプロジオンを処理したときに、特異的に発現変化があり検出マーカーとして利用可能か否かを検証した。
(2) Preparation of total RNA and cDNA synthesis When cat1 gene in blast fungus is treated with HOG pathway constitutive activator fludioxonil or iprodione, it is verified whether the expression changes specifically and can be used as a detection marker did.

ブレンダーで細かく裁断したいもち病菌の菌体を50ml YG液体培地(0.4% yeast extract、2% glucose/200ml三角フラスコ)で27℃、120rpm、22h培養後、20mg/mlのフルジオキソニル(in DMSO)を50μl添加した(終濃度20μg/ml)。コントロールはDMSOを50μl添加した。薬剤添加後15分間培養を続け、ミラクロスで菌体を回収した。液体窒素を用いて菌体を破砕し5mlのTRIzol (Invitrogen社製)に懸濁後5分間静置した。1mlのクロロホルムを加え激しく攪拌後、室温で3分間静置した。5,000 rpm、15min、4℃で遠心し、RNAを含む約3mlの水層を別のチューブに移した。このRNA 画分のうち1.2mlをPureLink Micro-to-Midi Total RNA Purification Kit (Invitrogen社製)を用いて精製した。このtotal RNAをPrimeScript RT reagent Kit (Perfect Real Time)(タカラバイオ社製)を用いて逆転写し、一本鎖cDNAを作製した。逆転写のprimerにはOligo dT PrimerとRandom 6 mersの両方を用いた。   Bacterial cells of blast fungus to be finely cut with a blender are cultured in 50 ml YG liquid medium (0.4% yeast extract, 2% glucose / 200 ml Erlenmeyer flask) at 27 ° C, 120 rpm, 22 h, and then 20 μl of fludioxonil (in DMSO) is 50 μl. Added (final concentration 20 μg / ml). As a control, 50 μl of DMSO was added. The culture was continued for 15 minutes after the addition of the drug, and the cells were collected with Miracloth. The cells were disrupted using liquid nitrogen and suspended in 5 ml of TRIzol (Invitrogen) and allowed to stand for 5 minutes. After adding 1 ml of chloroform and stirring vigorously, the mixture was allowed to stand at room temperature for 3 minutes. Centrifugation was performed at 5,000 rpm, 15 min, 4 ° C., and about 3 ml of the aqueous layer containing RNA was transferred to another tube. 1.2 ml of this RNA fraction was purified using the PureLink Micro-to-Midi Total RNA Purification Kit (Invitrogen). This total RNA was reverse-transcribed using PrimeScript RT reagent Kit (Perfect Real Time) (Takara Bio Inc.) to prepare single-stranded cDNA. Both Oligo dT Primer and Random 6 mers were used as reverse transcription primers.

(3)リアルタイムPCRによるcat1遺伝子の転写応答解析
内部標準の遺伝子にはβ-tubulin遺伝子(MGG_00604.6)を用いた。解析に用いたプライマーを以下に示す。
いもち病菌におけるcat1遺伝子用
Mgcat1 FW1: 5'-TGGATCAGTTCTTCCACAGCA-3'(配列番号221)
Mgcat1 RV1: 5'-AACTCCACCCGCTTTCTCC-3'(配列番号222)
β-tubulin遺伝子用
Mg_b-tubulin FW1: 5'-GAGTCCAACATGAACGATCT-3'(配列番号223)
Mg_b-tubulin RV1: 5'-GTACTCCTCTTCCTCCTCGT-3'(配列番号224)
(3) Transcriptional response analysis of cat1 gene by real-time PCR β-tubulin gene (MGG — 00604.6) was used as an internal standard gene. The primers used for the analysis are shown below.
For cat1 gene in blast fungus
Mgcat1 FW1: 5'-TGGATCAGTTCTTCCACAGCA-3 '(SEQ ID NO: 221)
Mgcat1 RV1: 5'-AACTCCACCCGCTTTCTCC-3 '(SEQ ID NO: 222)
For β-tubulin gene
Mg_b-tubulin FW1: 5'-GAGTCCAACATGAACGATCT-3 '(SEQ ID NO: 223)
Mg_b-tubulin RV1: 5'-GTACTCCTCTTCCTCCTCGT-3 '(SEQ ID NO: 224)

リアルタイムPCRの反応系の調製にはSYBR Premix Ex Taq II (Perfect Real Time) (タカラバイオ社製)を用い、thermal cyclerには Thermal Cycler Dice Real Time System (タカラバイオ社製)を使用した。反応条件は、初期変性95℃、30秒、その後、変性95℃、5秒、アニーリング/伸長:60℃、30秒(40サイクル)で行った。   SYBR Premix Ex Taq II (Perfect Real Time) (manufactured by Takara Bio Inc.) was used for the preparation of the reaction system for real-time PCR, and Thermal Cycler Dice Real Time System (manufactured by Takara Bio Inc.) was used for the thermal cycler. The reaction conditions were initial denaturation 95 ° C., 30 seconds, then denaturation 95 ° C., 5 seconds, annealing / extension: 60 ° C., 30 seconds (40 cycles).

RT-PCRの結果を図12に示した。cat1遺伝子の転写量はフルジオキソニル及びイプロジオン処理により有意に増加していた。よって、いもち病菌におけるcat1遺伝子の5'-UTR(5'上流領域のプロモーター)はレポーター遺伝子と機能的に結合させることにより、HOG経路活性化剤のスクリーニング系として利用できる可能性が確認された。   The results of RT-PCR are shown in FIG. The transcription amount of cat1 gene was significantly increased by fludioxonil and iprodione treatment. Thus, it was confirmed that the cat1 gene 5′-UTR (promoter of the 5 ′ upstream region) in blast fungus can be used as a screening system for HOG pathway activators by functionally binding to a reporter gene.

本発明は、感染性微生物に使用される抗菌剤を開発する分野に利用することができる。   The present invention can be used in the field of developing antibacterial agents used for infectious microorganisms.

Claims (54)

被検物質を作用させた細胞における、表1に示すGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子群から選ばれる少なくとも1種の遺伝子の発現を測定する工程と、
Figure 2010220590
上記遺伝子の発現が、上記被検物質を作用させない場合の発現と比較して変動した場合に当該被検物質を呼吸鎖阻害剤の候補物質として同定する工程とを含む、スクリーニング方法。
Measuring the expression of at least one gene selected from the gene group identified by the Genbank accession number shown in Table 1 in the cell to which the test substance is allowed to act;
Figure 2010220590
And a step of identifying the test substance as a candidate substance for a respiratory chain inhibitor when the expression of the gene fluctuates in comparison with the expression when the test substance is not allowed to act.
上記呼吸鎖阻害剤は、Complex1阻害剤、Complex2阻害剤、Complex3阻害剤、Complex5 (F1Fo ATPase)阻害剤、及び電子伝達に作用してATP合成を阻害する脱共役作用剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の阻害剤と類似の作用機序を有する阻害剤であることを特徴とする請求項1記載のスクリーニング方法。   The respiratory chain inhibitor is at least selected from the group consisting of Complex1 inhibitor, Complex2 inhibitor, Complex3 inhibitor, Complex5 (F1Fo ATPase) inhibitor, and uncoupling agent that acts on electron transfer to inhibit ATP synthesis. The screening method according to claim 1, wherein the screening method is an inhibitor having an action mechanism similar to that of one kind of inhibitor. いもち病菌に対する呼吸鎖阻害作用を示す呼吸鎖阻害剤の候補物質として同定することを特徴とする請求項1記載のスクリーニング方法。   The screening method according to claim 1, wherein the screening method comprises identifying as a candidate substance of a respiratory chain inhibitor exhibiting a respiratory chain inhibitory action against blast fungus. 表1に示す遺伝子群のうち少なくともXM_001403469(MGG_12936)遺伝子の発現を測定することを特徴とする請求項1記載のスクリーニング方法。   The screening method according to claim 1, wherein the expression of at least the XM_001403469 (MGG_12936) gene in the gene group shown in Table 1 is measured. 表2に示すGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子群から選ばれる遺伝子のプロモータ領域と、当該プロモータ領域の制御下に発現可能なレポーター遺伝子とを連結した組換えDNA。
Figure 2010220590
A recombinant DNA obtained by linking a promoter region of a gene selected from the gene group specified by the Genbank accession number shown in Table 2 and a reporter gene that can be expressed under the control of the promoter region.
Figure 2010220590
上記プロモータ領域は、上記遺伝子における開始コドンの5'末端から上流2kbの領域であることを特徴とする請求項5記載の組換えDNA。   The recombinant DNA according to claim 5, wherein the promoter region is a region 2 kb upstream from the 5 'end of the start codon in the gene. 請求項5又は6記載の組換えDNAを導入した形質転換細胞。   A transformed cell into which the recombinant DNA according to claim 5 or 6 has been introduced. 請求項7記載の形質転換細胞と、当該形質転換細胞におけるレポーター遺伝子の産物を測定する測定試薬とを含む、呼吸鎖阻害剤のスクリーニングキット。   A screening kit for a respiratory chain inhibitor, comprising the transformed cell according to claim 7 and a measurement reagent for measuring a reporter gene product in the transformed cell. 被検物質を作用させた細胞における、表3に示すGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子群から選ばれる少なくとも1種の遺伝子の発現を測定する工程と、
Figure 2010220590
上記遺伝子の発現が、上記被検物質を作用させない場合の発現と比較して変動した場合に当該被検物質をエルゴステロール生合成阻害剤の候補物質として同定する工程とを含む、スクリーニング方法。
Measuring the expression of at least one gene selected from the gene group identified by the Genbank accession number shown in Table 3 in the cell to which the test substance is allowed to act;
Figure 2010220590
And a step of identifying the test substance as a candidate substance for an ergosterol biosynthesis inhibitor when the expression of the gene fluctuates in comparison with the expression when the test substance is not allowed to act.
上記エルゴステロール生合成阻害剤は、オキスポコナゾール・フマル酸塩と類似の作用機序を有する阻害剤であることを特徴とする請求項9記載のスクリーニング方法。   10. The screening method according to claim 9, wherein the ergosterol biosynthesis inhibitor is an inhibitor having an action mechanism similar to that of oxpoconazole fumarate. いもち病菌に対するエルゴステロール生合成阻害作用を示すエルゴステロール生合成阻害剤の候補物質として同定することを特徴とする請求項9記載のスクリーニング方法。   The screening method according to claim 9, wherein the screening method is identified as a candidate substance for an ergosterol biosynthesis inhibitor exhibiting an ergosterol biosynthesis inhibitory action against blast fungus. 表3に示す遺伝子群のうち少なくともXM_362183 (MGG_04628)遺伝子の発現を測定することを特徴とする請求項9記載のスクリーニング方法。   The screening method according to claim 9, wherein the expression of at least the XM_362183 (MGG_04628) gene in the gene group shown in Table 3 is measured. 表4に示すGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子群から選ばれる遺伝子のプロモータ領域と、当該プロモータ領域の制御下に発現可能なレポーター遺伝子とを連結した組換えDNA。
Figure 2010220590
A recombinant DNA obtained by linking a promoter region of a gene selected from the gene group specified by the Genbank accession number shown in Table 4 and a reporter gene that can be expressed under the control of the promoter region.
Figure 2010220590
上記プロモータ領域は、上記遺伝子における開始コドンの5'末端から上流2kbの領域であることを特徴とする請求項13記載の組換えDNA。   The recombinant DNA according to claim 13, wherein the promoter region is a region 2 kb upstream from the 5 'end of the start codon in the gene. 請求項13又は14記載の組換えDNAを導入した形質転換細胞。   A transformed cell into which the recombinant DNA according to claim 13 or 14 has been introduced. 請求項15記載の形質転換細胞と、当該形質転換細胞におけるレポーター遺伝子の産物を測定する測定試薬とを含む、エルゴステロール生合成阻害剤のスクリーニングキット。   A screening kit for an ergosterol biosynthesis inhibitor, comprising the transformed cell according to claim 15 and a measurement reagent for measuring a reporter gene product in the transformed cell. 被検物質を作用させた細胞における、表5に示すGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子群から選ばれる少なくとも1種の遺伝子の発現を測定する工程と、
Figure 2010220590
上記遺伝子の発現が、上記被検物質を作用させない場合の発現と比較して変動した場合に当該被検物質を細胞壁生合成阻害剤の候補物質として同定する工程とを含む、スクリーニング方法。
Measuring the expression of at least one gene selected from the gene group identified by the Genbank accession number shown in Table 5 in the cell to which the test substance is allowed to act;
Figure 2010220590
And a step of identifying the test substance as a candidate substance for a cell wall biosynthesis inhibitor when the expression of the gene fluctuates in comparison with the expression when the test substance is not allowed to act.
上記細胞壁生合成阻害剤は、ミカファンギン及び/又はカルコフロール・ホワイトと類似の作用機序を有する阻害剤であることを特徴とする請求項17記載のスクリーニング方法。   18. The screening method according to claim 17, wherein the cell wall biosynthesis inhibitor is an inhibitor having an action mechanism similar to that of Micafungin and / or calcoflor white. いもち病菌に対する細胞壁生合成阻害作用を示す細胞壁生合成阻害剤の候補物質として同定することを特徴とする請求項17記載のスクリーニング方法。   18. The screening method according to claim 17, wherein the screening method is identified as a candidate substance for a cell wall biosynthesis inhibitor exhibiting a cell wall biosynthesis inhibitory action against blast fungus. 表5に示す遺伝子群のうち少なくともXM_364794 (MGG_09639)及びXM_368552 (MGG_00692)遺伝子の発現を測定することを特徴とする請求項17記載のスクリーニング方法。   18. The screening method according to claim 17, wherein the expression of at least the XM_364794 (MGG_09639) and XM_368552 (MGG_00692) genes in the gene group shown in Table 5 is measured. 表6に示すGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子群から選ばれる遺伝子のプロモータ領域と、当該プロモータ領域の制御下に発現可能なレポーター遺伝子とを連結した組換えDNA。
Figure 2010220590
A recombinant DNA obtained by linking a promoter region of a gene selected from the gene group identified by the Genbank accession number shown in Table 6 and a reporter gene that can be expressed under the control of the promoter region.
Figure 2010220590
上記プロモータ領域は、上記遺伝子における開始コドンの5'末端から上流2kbの領域であることを特徴とする請求項21記載の組換えDNA。   The recombinant DNA according to claim 21, wherein the promoter region is a region 2 kb upstream from the 5 'end of the initiation codon in the gene. 請求項21又は22記載の組換えDNAを導入した形質転換細胞。   A transformed cell into which the recombinant DNA according to claim 21 or 22 has been introduced. 請求項23記載の形質転換細胞と、当該形質転換細胞におけるレポーター遺伝子の産物を測定する測定試薬とを含む、細胞壁生合成阻害剤のスクリーニングキット。   A screening kit for a cell wall biosynthesis inhibitor comprising the transformed cell according to claim 23 and a measurement reagent for measuring a reporter gene product in the transformed cell. 被検物質を作用させた細胞における、スーパーオキシドデスムターゼ遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_653297、配列番号71)の発現を測定する工程と、
上記遺伝子の発現が、上記被検物質を作用させない場合の発現と比較して変動した場合に当該被検物質をMpkB経路阻害剤の候補物質として同定する工程とを含む、スクリーニング方法。
Measuring the expression of a superoxide desmutase gene (Genbank accession number: XM — 653297, SEQ ID NO: 71) in a cell to which a test substance is allowed to act;
A step of identifying the test substance as a candidate substance for an MpkB pathway inhibitor when the expression of the gene fluctuates in comparison with the expression when the test substance is not allowed to act.
上記MpkB経路阻害剤は、mpkB遺伝子又は当該遺伝子産物の阻害剤と類似の作用機序を有する阻害剤であることを特徴とする請求項25記載のスクリーニング方法。   The screening method according to claim 25, wherein the MpkB pathway inhibitor is an inhibitor having an action mechanism similar to that of an inhibitor of the mpkB gene or the gene product. 麹菌に対するMpkB経路阻害作用を示すMpkB経路阻害剤の候補物質として同定することを特徴とする請求項25記載のスクリーニング方法。   26. The screening method according to claim 25, wherein the method is identified as a candidate substance for an MpkB pathway inhibitor exhibiting an MpkB pathway inhibitory action against Aspergillus. スーパーオキシドデスムターゼ遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_653297、配列番号71)のプロモータ領域と、当該プロモータ領域の制御下に発現可能なレポーター遺伝子とを連結した組換えDNA。   A recombinant DNA in which a promoter region of a superoxide desmutase gene (Genbank accession number: XM — 653297, SEQ ID NO: 71) is linked to a reporter gene that can be expressed under the control of the promoter region. 上記プロモータ領域は、上記遺伝子における開始コドンの5'末端から上流2kbの領域であることを特徴とする請求項28記載の組換えDNA。   The recombinant DNA according to claim 28, wherein the promoter region is a region 2 kb upstream from the 5 'end of the start codon in the gene. 請求項28又は29記載の組換えDNAを導入した形質転換細胞。   A transformed cell into which the recombinant DNA according to claim 28 or 29 has been introduced. 請求項30記載の形質転換細胞と、当該形質転換細胞におけるレポーター遺伝子の産物を測定する測定試薬とを含む、MpkB経路阻害剤のスクリーニングキット。   A screening kit for an MpkB pathway inhibitor, comprising the transformed cell according to claim 30 and a measurement reagent for measuring a reporter gene product in the transformed cell. 被検物質を作用させた細胞における、表4に示すGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子群から選ばれる少なくとも1種の遺伝子の発現を測定する工程と、
Figure 2010220590
上記遺伝子の発現が、上記被検物質を作用させない場合の発現と比較して変動した場合に当該被検物質を細胞壁構築(cell wall integrity)経路阻害剤の候補物質として同定する工程とを含む、スクリーニング方法。
Measuring the expression of at least one gene selected from the gene group identified by the Genbank accession number shown in Table 4 in the cell to which the test substance is allowed to act;
Figure 2010220590
Identifying the test substance as a candidate substance for a cell wall integrity pathway inhibitor when the expression of the gene fluctuates in comparison with the expression when the test substance is not allowed to act, Screening method.
上記細胞壁構築(cell wall integrity)経路阻害剤は、mpkA遺伝子又は当該遺伝子産物の阻害剤と類似の作用機序を有する阻害剤であることを特徴とする請求項32記載のスクリーニング方法。   The screening method according to claim 32, wherein the cell wall integrity pathway inhibitor is an inhibitor having an action mechanism similar to that of the inhibitor of the mpkA gene or the gene product. 麹菌(Aspergillus oryzae)に対する細胞壁構築(cell wall integrity)経路阻害作用を示す細胞壁構築(cell wall integrity)経路阻害剤の候補物質として同定することを特徴とする請求項32記載のスクリーニング方法。   33. The screening method according to claim 32, wherein the screening method is identified as a candidate substance for a cell wall integrity pathway inhibitor exhibiting a cell wall integrity pathway inhibitory action against Aspergillus oryzae. 表7に示す遺伝子群のうち少なくともXM_001825115 (AO090038000214)遺伝子の発現を測定することを特徴とする請求項32記載のスクリーニング方法。   33. The screening method according to claim 32, wherein the expression of at least the XM_001825115 (AO090038000214) gene in the gene group shown in Table 7 is measured. 表8に示すGenbankアクセッション番号で特定される遺伝子群から選ばれる遺伝子のプロモータ領域と、当該プロモータ領域の制御下に発現可能なレポーター遺伝子とを連結した組換えDNA。
Figure 2010220590
A recombinant DNA obtained by linking a promoter region of a gene selected from the gene group specified by the Genbank accession number shown in Table 8 and a reporter gene that can be expressed under the control of the promoter region.
Figure 2010220590
上記プロモータ領域は、上記遺伝子における開始コドンの5'末端から上流2kbの領域であることを特徴とする請求項36記載の組換えDNA。   The recombinant DNA according to claim 36, wherein the promoter region is a region 2 kb upstream from the 5 'end of the initiation codon in the gene. 請求項36又は37記載の組換えDNAを導入した形質転換細胞。   A transformed cell into which the recombinant DNA according to claim 36 or 37 is introduced. 請求項38記載の形質転換細胞と、当該形質転換細胞におけるレポーター遺伝子の産物を測定する測定試薬とを含む、細胞壁構築(cell wall integrity)経路阻害剤のスクリーニングキット。   A screening kit for a cell wall integrity pathway inhibitor, comprising the transformed cell according to claim 38 and a measurement reagent for measuring a reporter gene product in the transformed cell. 被検物質を作用させた細胞における、agsA遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_658397、配列番号83)及び/又はagsB遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_655819、配列番号84)の発現を測定する工程と、
上記遺伝子の発現が、上記被検物質を作用させない場合の発現と比較して変動した場合に当該被検物質を細胞壁構築(cell wall integrity)経路阻害剤の候補物質として同定する工程とを含む、スクリーニング方法。
Measuring the expression of the agsA gene (Genbank accession number: XM_658397, SEQ ID NO: 83) and / or the agsB gene (Genbank accession number: XM_655819, SEQ ID NO: 84) in the cell to which the test substance is allowed to act;
Identifying the test substance as a candidate substance for a cell wall integrity pathway inhibitor when the expression of the gene fluctuates in comparison with the expression when the test substance is not allowed to act, Screening method.
上記細胞壁構築(cell wall integrity)経路阻害剤は、上記遺伝子又は当該遺伝子産物の阻害剤と類似の作用機序を有する阻害剤であることを特徴とする請求項40記載のスクリーニング方法。   41. The screening method according to claim 40, wherein the cell wall integrity pathway inhibitor is an inhibitor having an action mechanism similar to that of the inhibitor of the gene or the gene product. Aspergillus nidulansに対する細胞壁構築(cell wall integrity)経路阻害作用を示す細胞壁構築(cell wall integrity)経路阻害剤の候補物質として同定することを特徴とする請求項40記載のスクリーニング方法。   41. The screening method according to claim 40, wherein the screening method is identified as a candidate substance for a cell wall integrity pathway inhibitor that exhibits cell wall integrity pathway inhibitory action against Aspergillus nidulans. agsA遺伝子及びagsB遺伝子のうち少なくともagsB遺伝子の発現を測定することを特徴とする請求項40記載のスクリーニング方法。   41. The screening method according to claim 40, wherein expression of at least agsB gene among agsA gene and agsB gene is measured. agsA遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_658397、配列番号83)及び/又はagsB遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_655819、配列番号84)のプロモータ領域と、当該プロモータ領域の制御下に発現可能なレポーター遺伝子とを連結した組換えDNA。   a promoter region of agsA gene (Genbank accession number: XM_658397, SEQ ID NO: 83) and / or agsB gene (Genbank accession number: XM_655819, SEQ ID NO: 84), and a reporter gene that can be expressed under the control of the promoter region. Ligated recombinant DNA. 上記プロモータ領域は、上記遺伝子における開始コドンの5'末端から上流2kbの領域であることを特徴とする請求項44記載の組換えDNA。   45. The recombinant DNA according to claim 44, wherein the promoter region is a region 2 kb upstream from the 5 'end of the start codon in the gene. 請求項44又は45記載の組換えDNAを導入した形質転換細胞。   46. A transformed cell into which the recombinant DNA according to claim 44 or 45 has been introduced. 請求項46記載の形質転換細胞と、当該形質転換細胞におけるレポーター遺伝子の産物を測定する測定試薬とを含む、細胞壁構築(cell wall integrity)経路阻害剤のスクリーニングキット。   49. A screening kit for a cell wall integrity pathway inhibitor comprising the transformed cell according to claim 46 and a measurement reagent for measuring a reporter gene product in the transformed cell. 被検物質を作用させた細胞における、cat1遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_365841、配列番号85)の発現を測定する工程と、
上記遺伝子の発現が、上記被検物質を作用させない場合の発現と比較して変動した場合に当該被検物質を浸透圧応答(HOG: high osmolarity glycerol)経路活性化剤の候補物質として同定する工程とを含む、スクリーニング方法。
Measuring the expression of the cat1 gene (Genbank accession number: XM_365841, SEQ ID NO: 85) in the cells treated with the test substance;
A step of identifying the test substance as a candidate substance for an osmotic response (HOG: high osmolarity glycerol) pathway activator when the expression of the gene fluctuates in comparison with the expression when the test substance is not allowed to act A screening method comprising:
上記浸透圧応答(HOG: high osmolarity glycerol)経路活性化剤は、フルジオキソニル及び/又はイプロジオンと類似の作用機序を有する活性化剤であることを特徴とする請求項48記載のスクリーニング方法。   49. The screening method according to claim 48, wherein the osmotic response (HOG: high osmolarity glycerol) pathway activator is an activator having a mechanism of action similar to fludioxonil and / or iprodione. いもち病菌に対する浸透圧応答(HOG: high osmolarity glycerol)経路活性作用を示す浸透圧応答(HOG: high osmolarity glycerol)経路活性化剤の候補物質として同定することを特徴とする請求項48記載のスクリーニング方法。   49. The screening method according to claim 48, wherein the screening method is identified as a candidate substance for an osmotic response (HOG: high osmolarity glycerol) pathway activator that exhibits an osmotic response (HOG: high osmolarity glycerol) pathway activity action against blast fungus. . cat1遺伝子(Genbankアクセッション番号:XM_365841、配列番号85)のプロモータ領域と、当該プロモータ領域の制御下に発現可能なレポーター遺伝子とを連結した組換えDNA。   A recombinant DNA obtained by linking a promoter region of the cat1 gene (Genbank accession number: XM_365841, SEQ ID NO: 85) and a reporter gene that can be expressed under the control of the promoter region. 上記プロモータ領域は、上記遺伝子における開始コドンの5'末端から上流1.5kbの領域であることを特徴とする請求項51記載の組換えDNA。   52. The recombinant DNA according to claim 51, wherein the promoter region is a region 1.5 kb upstream from the 5 'end of the start codon in the gene. 請求項51又は52記載の組換えDNAを導入した形質転換細胞。   53. A transformed cell into which the recombinant DNA according to claim 51 or 52 has been introduced. 請求項53記載の形質転換細胞と、当該形質転換細胞におけるレポーター遺伝子の産物を測定する測定試薬とを含む、浸透圧応答(HOG: high osmolarity glycerol)経路活性化剤のスクリーニングキット。   54. A screening kit for an osmotic response (HOG: high osmolarity glycerol) pathway activator comprising the transformed cell according to claim 53 and a measurement reagent for measuring a reporter gene product in the transformed cell.
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CN107904217A (en) * 2017-11-27 2018-04-13 中国农业大学 The protein structures of Pyricularia oryzae mitogen-activated protein kinase Mps1 and its application in fungicide target

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