JP2011217736A - Recombinant chlamydia and method for producing the same - Google Patents

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友昭 吉田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide recombinant chlamydia having foreign DNA in a genome sequence and a method for producing the recombinant chlamydia.SOLUTION: A combination of 5'→3' exonuclease and single strand DNA annealing protein is used to recombine double strand DNA including, at both ends, regions homologous to a base sequence on chlamydia genome, with chlamydia genome by homologous recombination.

Description

本発明は、ゲノム配列中に外来DNAを有する組換えクラミジア、及びその製造方法に関する内容である。   The present invention relates to a recombinant chlamydia having a foreign DNA in the genome sequence and a method for producing the same.

クラミジア感染は主に粘膜表面上に起こり、結膜、生殖器、呼吸器および新生児感染などの種々のグループがある。感染の病原体は真核細胞の偏性細胞内細菌性寄生をおこすクラミジアである。クラミジア属の細菌は、Chlamydia trachomatis、Chlamydia psittaci、Chlamydia pneumoniae等の種が知られている。クラミジアの分類については、1999年にEvarettらによって新しい分類が提唱され、C. pneumoniaeとC. psittaciが従来のChlamydia属から分けられてChlamydophila属とされた(非特許文献1)。   Chlamydia infection occurs mainly on the mucosal surface, and there are various groups such as conjunctiva, genital, respiratory and neonatal infections. The infectious agent is Chlamydia which causes obligate intracellular bacterial parasitism of eukaryotic cells. Known bacteria of the genus Chlamydia include Chlamydia trachomatis, Chlamydia psittaci, and Chlamydia pneumoniae. As for the classification of Chlamydia, a new classification was proposed by Evarett et al. In 1999, and C. pneumoniae and C. psittaci were separated from the conventional Chlamydia genus to be Chlamydophila genus (Non-patent Document 1).

C. trachomatisは、トラコーマ、性病性リンパ肉芽腫、泌尿生殖器感染症、封入体結膜炎、新生児肺炎等を引き起こす原因菌であり、クラミジア・シッタシは、オウム病等の原因菌であり、またC.ニューモニエは、呼吸器感染症、異形肺炎等の原因菌である。   C. trachomatis is a causative bacterium that causes trachoma, sexually transmitted lymphogranulomas, genitourinary infections, inclusion body conjunctivitis, neonatal pneumonia, etc. Chlamydia sshitasi is a causative bacterium such as parrot disease, and C. pneumoniae. Is a causative bacterium such as respiratory infection, atypical pneumonia.

性器クラミジア感染症の原因菌であるC. trachomatisは、主に男性では尿道炎、女性では子宮頚管炎を発症する。特に女性では、容易に腹腔内に浸透し、卵管妊娠や卵管性不妊の原因となる。さらに、上腹部へ広がると劇症の肝臓周囲炎(Fitz-Hugh Curtis症候群)を発症し、臨床的にも問題の多い疾患である。C. trachomatisは主外膜蛋白質(MOMP)の抗原的変異に基づいて15の血液型亜型(serovar)に区別されている。この疾患には非淋菌性尿道炎、粘膜膿性子宮頸管炎、急性副睾丸炎、異所性妊娠および骨盤炎症性疾患(PID、子宮内膜炎、卵管炎、子宮傍組織炎および/または腹膜炎)が含まれる。女性への感染は不妊症の原因となり社会衛生上極めて深刻な問題となっている。また、クラミジア感染した母親から生まれた幼児は封入性結膜炎および肺炎を発症する高い危険率を持っている。さらにC. trachomatis血液型亜型A、B、BaおよびCは、結膜上皮細胞の感染であるトラコーマを引き起こし、慢性および二次感染は上皮下リンパ球の浸潤を誘導して濾胞を形成し、角膜への腺維芽細胞および血管の浸襲により失明を導くことになる。全世界に約5億人のトラコーマ患者がいて、その併発症のため700〜900万人が盲目になっている。トラコーマの罹患率は低年齢で高く、8千万人の子供が治療を必要としている。   C. trachomatis, the causative agent of genital chlamydial infection, mainly causes urethritis in men and cervicitis in women. Especially in women, it easily penetrates into the abdominal cavity and causes tubal pregnancy and tubal infertility. Furthermore, when it spreads to the upper abdomen, fulminant perihepatitis (Fitz-Hugh Curtis syndrome) develops and is a clinically problematic disease. C. trachomatis is classified into 15 serovars based on antigenic mutations in the main outer membrane protein (MOMP). This disease includes nongonococcal urethritis, mucopus purulent cervicitis, acute accessory testicularitis, ectopic pregnancy and pelvic inflammatory disease (PID, endometritis, fallopianitis, parauterine histitis and / or Peritonitis). Infection to women causes infertility and is a very serious social health problem. Infants born to Chlamydia-infected mothers have a high risk of developing encapsulated conjunctivitis and pneumonia. In addition, C. trachomatis subtypes A, B, Ba and C cause trachoma, an infection of conjunctival epithelial cells, and chronic and secondary infections induce infiltration of subepithelial lymphocytes to form follicles, Invasion of glandular fibroblasts and blood vessels into the eye leads to blindness. There are approximately 500 million trachoma patients worldwide, with 7-9 million blinded due to the complications. The incidence of trachoma is high at an early age, with 80 million children in need of treatment.

クラミジア感染予防用のワクチンとしては、40KDaの主要外部膜たんぱく質(MOMP)に存する血清型化抗原を用いたもの(特許文献1、特許文献2)や、クラミジア糖脂質エキソ抗原GLXA(特許文献3)を用いたものが知られている。これらは不活化ワクチンであり、液性免疫は獲得されるものの、細胞性免疫までは獲得されず、弱毒化ワクチンの開発が望まれているが、現状、クラミジアゲノムの組換え技術は確立されておらず(非特許文献2)、弱毒化ワクチンの開発は実現が困難な状況である。   As a vaccine for prevention of Chlamydia infection, one using a serotype antigen existing in a 40 KDa major outer membrane protein (MOMP) (Patent Literature 1, Patent Literature 2), or Chlamydia glycolipid exoantigen GLXA (Patent Literature 3) The one using is known. Although these are inactivated vaccines, humoral immunity is acquired, but cellular immunity is not acquired, and the development of attenuated vaccines is desired. However, at present, chlamydia genome recombination technology has been established. (Non-Patent Document 2), development of an attenuated vaccine is difficult to achieve.

また、クラミジアは偏性細胞内寄生性という生物学的に珍しい性質から、ゲノム解析は精力的に行われており、C. pneumoniae、C. trachomatis、C. psittaciともにゲノムプロジェクトにより全塩基配列決定がされたが(非特許文献3、非特許文献4、非特許文献5)、機能未知遺伝子は未だ多く、今後これらの遺伝子の機能解明のためのツールとしても、クラミジア組換え技術による遺伝子破壊や遺伝子導入方法の開発が求められている。   Chlamydia is a biologically unusual property of obligate intracellular parasitism, and genome analysis has been carried out vigorously. All nucleotide sequences of C. pneumoniae, C. trachomatis, and C. psittaci were determined by the genome project. (Non-patent literature 3, Non-patent literature 4, Non-patent literature 5), however, there are still many unknown genes. As a tool for elucidating the functions of these genes, gene disruption and Development of an introduction method is required.

一方、大腸菌においては、Racプロファージ由来の5’→3’エキソヌクレアーゼであるRecE及び一本鎖DNAアニーリングタンパク質であるRecTの組み合わせ、又は、λファージ由来の5’→3’エキソヌクレアーゼであるRedα及び一本鎖DNAアニーリングタンパク質であるRedβの組み合わせを用いることにより、大腸菌内において高効率な相同組換えが行われたことが報告されている(特許文献4、非特許文献6、非特許文献7)。しかし、クラミジアについてRecE/RecTシステム又はRedα/βシステムを用いた組換えに成功した報告例はない。   On the other hand, in E. coli, a combination of RecE, which is a 5 ′ → 3 ′ exonuclease derived from Rac prophage, and RecT, which is a single-stranded DNA annealing protein, or Redα, which is a 5 ′ → 3 ′ exonuclease derived from λ phage. In addition, it has been reported that highly efficient homologous recombination was carried out in E. coli by using a combination of single-stranded DNA annealing protein Redβ (Patent Document 4, Non-Patent Document 6, Non-Patent Document 7). ). However, there has been no report of successful recombination of Chlamydia using the RecE / RecT system or Redα / β system.

特開2007-308508JP2007-308508 特開平11-123078JP 11-123078 特許第2990211号Patent No. 2990211 特許第4139561号Patent No. 4139561

Karin D. E. Everett, Robin M. Bush and Arthur A. Andersen: Int. J. Syst. Bacteriol. 1999; 49: 415-440Karin D. E. Everett, Robin M. Bush and Arthur A. Andersen: Int. J. Syst. Bacteriol. 1999; 49: 415-440 BMC Microbiology 2009, 9:218BMC Microbiology 2009, 9: 218 Stephens, R.S., Kalman, S., Lammel, C., Fan, J., Marathe, R., Aracind, L., Mitchell, W.,Olinger, L., Tatusov, R. L., Zhao, Q., Koonin, E. V., Davis, R. W. : Science, 282, 754-759 (1998)Stephens, RS, Kalman, S., Lammel, C., Fan, J., Marathe, R., Aracind, L., Mitchell, W., Olinger, L., Tatusov, RL, Zhao, Q., Koonin, EV, Davis, RW: Science, 282, 754-759 (1998) Kalman, S., Mitchell, W., Marathe, R., Lammel, C., Fan, J., Hyman, R. W., Olinger, L., Davis, R. W., Stephenes, R. : Nature Genet., 21, 385-389 (1999)Kalman, S., Mitchell, W., Marathe, R., Lammel, C., Fan, J., Hyman, RW, Olinger, L., Davis, RW, Stephenes, R .: Nature Genet., 21, 385 -389 (1999) Read TD, Myers GS, Brunham RC, Nelson WC, Paulsen IT, Heidelberg J, Holtzapple E, Khouri H, Federova NB, Carty HA, Umayam LA, Haft DH, Peterson J, Beanan MJ, White O, Salzberg SL, Hsia RC, McClarty G, Rank RG, Bavoil PM, Fraser CM. : Nucleic Acids Res. Apr 15;31(8):2134-47 (2003)Read TD, Myers GS, Brunham RC, Nelson WC, Paulsen IT, Heidelberg J, Holtzapple E, Khouri H, Federova NB, Carty HA, Umayam LA, Haft DH, Peterson J, Beanan MJ, White O, Salzberg SL, Hsia RC , McClarty G, Rank RG, Bavoil PM, Fraser CM .: Nucleic Acids Res. Apr 15; 31 (8): 2134-47 (2003) Richard Kolodner, Sharynn D. Hall and Cynthia Luisi-Deluca: Molecular Microbiology 11(1), 23-30 (1994)Richard Kolodner, Sharynn D. Hall and Cynthia Luisi-Deluca: Molecular Microbiology 11 (1), 23-30 (1994) Youming Zhang, Joep PP Muyrers, Jeanette Rientjes and A Francis Stewart: BMC Molecular Biology 4 (2003)Youming Zhang, Joep PP Muyrers, Jeanette Rientjes and A Francis Stewart: BMC Molecular Biology 4 (2003)

本発明は、ゲノム配列中に外来DNAを有する組換えクラミジア、及びその製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a recombinant chlamydia having a foreign DNA in the genome sequence, and a method for producing the same.

上記目的を達成するために、発明者らは、クラミジアゲノムが高効率で相同組換えされる方法について鋭意研究を重ねた結果、recE遺伝子及びrecT遺伝子をコードする塩基配列を有するプラスミドと、クラミジアゲノム上の塩基配列と相同な領域を両端に含む二本鎖DNAをクラミジアに導入し、RecEタンパク質及びRecTタンパク質が発現する条件下で培養することにより、クラミジアゲノムを組み換えることに成功した。   In order to achieve the above object, the inventors have conducted extensive research on a method for homologous recombination of the Chlamydia genome with high efficiency. As a result, the inventors have obtained a plasmid having nucleotide sequences encoding recE gene and recT gene, Chlamydia genome The chlamydial genome was successfully recombined by introducing a double-stranded DNA containing a region homologous to the above base sequence at both ends into chlamydia and culturing it under conditions where the RecE protein and RecT protein are expressed.

すなわち本発明は、以下のクラミジアゲノム組換え用プラスミド、及び、これを用いたクラミジアゲノムの相同組換え方法を提供する。
That is, the present invention provides the following plasmid for chlamydia genome recombination and a method for homologous recombination of chlamydia genome using the same.

(1)クラミジアゲノム配列中に非クラミジア由来の外来DNA配列を有する組換えクラミジア。
(2)クラミジアゲノム配列の一部と相同な第一の領域及び第二の領域を有するとともに非クラミジア由来の外来DNA配列を前記第一の領域と第二の領域との間に含むDNA断片をクラミジア内に導入し、当該DNA断片とクラミジアゲノムの間で相同組換えを行わせることにより得られた組換えクラミジア。
(3)クラミジアゲノム配列の一部と相同な第一の領域及び第二の領域を有するとともに非クラミジア由来の外来DNA配列を前記第一の領域と第二の領域との間に含むDNA断片をクラミジア内に導入し、当該DNA断片とクラミジアゲノムの間で相同組換えを行わせる組換えクラミジアの製造方法。
(4)5’→3’エキソヌクレアーゼ及び一本鎖DNAアニーリングタンパクの組み合わせを用いて、クラミジアゲノムを相同組換えにより組換えることを特徴とする、(3)記載の組換えクラミジアの製造方法。
(5)5’→3’エキソヌクレアーゼがRecEまたはRedαであり、一本鎖DNAアニーリングタンパクがRecTまたはRedβであることを特徴とする、(4)記載の組換えクラミジアの製造方法。
(6)プロモーター配列下流に5’→3’エキソヌクレアーゼをコードする塩基配列及び一本鎖DNAアニーリングタンパクをコードする塩基配列を、同一プラスミド上に、又は、別個のプラスミド上に含むことを特徴とする、クラミジアゲノム組換え用プラスミド。
(7)5’→3’エキソヌクレアーゼがRecEまたはRedαであり、一本鎖DNAアニーリングタンパクがRecTまたはRedβであることを特徴とする、(6)記載のクラミジアゲノム組換え用プラスミド。
(8)(6)又は(7)いずれか記載のプラスミドと、クラミジアゲノム配列の一部と相同な第一の領域及び第二の領域を有し非クラミジア由来の外来DNA配列を含むDNA断片とを、クラミジア内に導入し、前記プラスミドがコードしているタンパク質をクラミジア内で発現させることにより、前記DNA断片をクラミジアゲノムに相同組換えする、組換えクラミジアの製造方法。
(1) A recombinant chlamydia having a non-chlamydia-derived foreign DNA sequence in the chlamydia genome sequence.
(2) a DNA fragment having a first region and a second region that are homologous to a part of the Chlamydia genome sequence, and a foreign DNA sequence derived from non-Chlamydia between the first region and the second region; A recombinant chlamydia obtained by introducing into chlamydia and allowing homologous recombination between the DNA fragment and the chlamydia genome.
(3) a DNA fragment having a first region and a second region that are homologous to a part of the Chlamydia genome sequence, and a foreign DNA sequence derived from non-Chlamydia between the first region and the second region; A method for producing recombinant chlamydia, which is introduced into chlamydia and allows homologous recombination between the DNA fragment and the chlamydia genome.
(4) The method for producing recombinant chlamydia according to (3), wherein the chlamydia genome is recombined by homologous recombination using a combination of 5 ′ → 3 ′ exonuclease and single-stranded DNA annealing protein.
(5) The method for producing recombinant chlamydia according to (4), wherein the 5 ′ → 3 ′ exonuclease is RecE or Redα, and the single-stranded DNA annealing protein is RecT or Redβ.
(6) A base sequence encoding 5 ′ → 3 ′ exonuclease and a base sequence encoding single-stranded DNA annealing protein are included on the same plasmid or on a separate plasmid downstream of the promoter sequence. A plasmid for recombination of Chlamydia genomes.
(7) The plasmid for chlamydial genome recombination according to (6), wherein the 5 ′ → 3 ′ exonuclease is RecE or Redα, and the single-stranded DNA annealing protein is RecT or Redβ.
(8) a plasmid according to any one of (6) and (7), a DNA fragment comprising a foreign region derived from non-Chlamydia having a first region and a second region that are homologous to a part of the Chlamydia genome sequence; Is introduced into Chlamydia, and the protein encoded by the plasmid is expressed in Chlamydia to homologously recombine the DNA fragment with the Chlamydia genome.

本発明は、クラミジアゲノム組換え用プラスミド及びこれを用いたクラミジアゲノムの相同組換え方法を提供する。本発明により、従来不可能であったクラミジアゲノムの組換えが可能となり、ゲノムプロジェクトで見出された機能未知タンパク質の機能解明や、病原遺伝子の破壊株取得によるクラミジアワクチンの製造等に大いに貢献することが可能となる。   The present invention provides a plasmid for recombination of Chlamydia genome and a method for homologous recombination of Chlamydia genome using the same. The present invention makes it possible to recombine the Chlamydia genome, which was impossible in the past, and contributes greatly to elucidating the function of unknown proteins found in the Genome Project, and producing Chlamydia vaccines by acquiring disrupted strains of pathogenic genes. It becomes possible.

本発明で構築したクラミジアゲノム組換え用プラスミド(pCLfrec1)のマップを示している。温度上昇によって誘導されるPL/PR promoterと、複製起点としてpMB1 oriを有し、プロモーター領域下流にrecE/T遺伝子配列をクローニングした。The map of the plasmid (pCLfrec1) for Chlamydia genome recombination constructed | assembled by this invention is shown. The recE / T gene sequence was cloned downstream of the promoter region, having PL / PR promoter induced by temperature increase and pMB1 ori as the origin of replication. クラミジアゲノムの組換え確認の結果を示している。配列の上段は野生株の挿入部位の塩基配列、下段はnested PCRにより得られたDNA断片の塩基配列解析結果である。The result of the recombination confirmation of Chlamydia genome is shown. The upper part of the sequence is the base sequence of the insertion site of the wild strain, and the lower part is the base sequence analysis result of the DNA fragment obtained by nested PCR. クラミジアゲノムの組換え確認の結果を示している。配列の上段は野生株の挿入部位の塩基配列、下段はnested PCRにより得られたDNA断片の塩基配列解析結果である。The result of the recombination confirmation of Chlamydia genome is shown. The upper part of the sequence is the base sequence of the insertion site of the wild strain, and the lower part is the base sequence analysis result of the DNA fragment obtained by nested PCR. 異なるompAプロモーターサイトをつないだクロラムフェニコール耐性遺伝子をクラミジアに組み込んだ際の、mRNA発現量をRT-PCRで比較した結果である。It is the result of comparing the mRNA expression level by RT-PCR when a chloramphenicol resistance gene linked to different ompA promoter sites was incorporated into Chlamydia. lcrE遺伝子破壊株、yscC遺伝子破壊株、及び、yscN遺伝子破壊株を選択薬剤なしで継代培養し、相対存在量の比較を行った結果である。It is the result of subculturing the lcrE gene-disrupted strain, yscC gene-disrupted strain, and yscN gene-disrupted strain without a selective agent, and comparing the relative abundance. lcrE遺伝子破壊株及び、yscN遺伝子破壊株が、選択薬剤存在下の継代培養により選別可能であることを示した結果である。The results show that the lcrE gene-disrupted strain and the yscN gene-disrupted strain can be selected by subculture in the presence of a selective drug.

以下、発明を実施するための形態により、本発明を説明するが、本発明の概念に属する限りにおいて、かかる項目における記載事項に本発明が限定されることはない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments for carrying out the invention. However, the present invention is not limited to the items described in the above items as long as they belong to the concept of the present invention.

(1)本発明組換えクラミジア
本発明組換えクラミジアは、天然クラミジアゲノム配列中に非クラミジア由来の外来DNA配列を有する組換えクラミジアである。
(1) Recombinant chlamydia of the present invention The recombinant chlamydia of the present invention is a recombinant chlamydia having a non-chlamydia-derived foreign DNA sequence in the natural chlamydia genome sequence.

本発明において「外来DNA」とは、クラミジアゲノムに由来しないDNAを指し、物質生産及び機能改変又は機能分析などのために発現させることが望まれる遺伝子をコードするDNAや、クラミジア遺伝子破壊のために導入する人為的に作成されたDNAが挙げられるが、クラミジアゲノムに由来しないDNAであれば特に限定されない。   In the present invention, “foreign DNA” refers to DNA that is not derived from the Chlamydia genome, for DNA encoding a gene that is desired to be expressed for substance production and functional modification or functional analysis, or for disrupting Chlamydia gene. Although artificially prepared DNA to introduce | transduce is mentioned, if it is DNA which does not originate in Chlamydia genome, it will not specifically limit.

かかる外来DNAを有するクラミジアは、たとえば以下に記載した本発明製造方法により得ることが出来る。   Chlamydia having such foreign DNA can be obtained, for example, by the production method of the present invention described below.

(2)本発明製造方法
本発明製造方法は、クラミジアゲノム配列の一部と相同な第一の領域及び第二の領域を有するとともに非クラミジア由来の外来DNA配列を前記第一の領域と第二の領域との間に含むDNA断片をクラミジア内に導入し、当該DNA断片とクラミジアゲノムの間で相同組換えを行わせることによる組換えクラミジアの製造方法である。
(2) Production method of the present invention The production method of the present invention comprises a first region and a second region that are homologous to a part of a Chlamydia genome sequence, and a foreign DNA sequence derived from non-Chlamydia is converted to the first region and the second region. This is a method for producing recombinant chlamydia by introducing a DNA fragment contained between these regions into chlamydia and allowing homologous recombination between the DNA fragment and the chlamydia genome.

本発明において「相同組換え」とは、1対の二本鎖DNAの相同な領域間で起こるDNA組換えを意味する。   In the present invention, “homologous recombination” means DNA recombination that occurs between homologous regions of a pair of double-stranded DNAs.

上記「相同な領域」とは、クラミジアゲノムDNA中の対応する領域と同一の塩基配列を有する領域、又は、該領域と相同組換えが生じる程度の配列同一性を有する領域を意味する。すなわち、前記第1の領域及び第2の領域には、クラミジアゲノムDNA中の対応する領域と同一の塩基配列を有するもののほか、該塩基配列のうち1若しくは複数の塩基が置換し及び/若しくは欠失し並びに/又は該塩基配列に1若しくは複数の塩基が挿入され及び/若しくは付加されたものであって、それらの数が相同組換え可能な程度の少数のものも包含される。具体的には、クラミジアゲノムDNA中の対応する領域と90%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは98%以上、最も好ましくは100%の同一性を有していることが好ましい。ここで、塩基配列の同一性とは、両者の塩基ができるだけ多く一致するように(必要ならばギャップを挿入する)両塩基配列を整列させ、不一致の塩基数を、全塩基数(両者の配列で全塩基数が異なる場合には短い方の配列の全塩基数)で除したものを百分率で表したものであり、BLASTのような周知のソフトにより容易に算出することができる。特に、上記した置換、欠失、挿入及び/又は付加する塩基数の合計が10個未満のものが好ましい。   The above-mentioned “homologous region” means a region having the same base sequence as the corresponding region in Chlamydia genomic DNA, or a region having sequence identity such that homologous recombination occurs with the region. That is, in addition to the first region and the second region having the same base sequence as the corresponding region in Chlamydia genomic DNA, one or more bases in the base sequence are substituted and / or missing. It is also possible to include those which have been lost and / or have one or more bases inserted into and / or added to the base sequence, so that the number of these can be homologously recombined. Specifically, it preferably has 90% or more, more preferably 95% or more, more preferably 98% or more, and most preferably 100% identity with the corresponding region in Chlamydia genomic DNA. Here, the identity of the base sequence means that both base sequences are aligned so that both bases match as much as possible (by inserting a gap if necessary), and the number of mismatched bases is calculated as the total number of bases (both sequences). When the total number of bases is different, the number divided by the total number of bases of the shorter sequence) is expressed as a percentage, and can be easily calculated by known software such as BLAST. In particular, the total number of bases to be substituted, deleted, inserted and / or added is preferably less than 10.

相同な領域の長さとしては、第一の相同領域及び第二の相同領域ともに、少なくともそれぞれ15ヌクレオチド、さらに好ましくは少なくともそれぞれ30ヌクレオチド、最も好ましくは少なくともそれぞれ50ヌクレオチドである。   The length of the homologous region is at least 15 nucleotides, more preferably at least 30 nucleotides, and most preferably at least 50 nucleotides in each of the first homologous region and the second homologous region.

また、第一の領域と第二の領域の間のDNA配列としては、クラミジアのゲノムDNAに挿入しようとするあらゆるDNA配列を使用することが出来るが、相同組換えが起きたことを確認することが出来るように、クロラムフェニコール耐性遺伝子やテトラサイクリン耐性遺伝子等のマーカー遺伝子を使用することが好ましい。   In addition, as the DNA sequence between the first region and the second region, any DNA sequence to be inserted into Chlamydia genomic DNA can be used, but confirm that homologous recombination has occurred. Therefore, it is preferable to use a marker gene such as a chloramphenicol resistance gene or a tetracycline resistance gene.

DNA断片をクラミジア内に導入する方法としては、特に制限はなく、当業者に既知の任意の方法を適宜選択することができる。例えばエレクトロポレーション法、カルシウムイオンを用いる方法、リポフェクション法等が挙げられる。   The method for introducing the DNA fragment into Chlamydia is not particularly limited, and any method known to those skilled in the art can be appropriately selected. For example, an electroporation method, a method using calcium ions, a lipofection method and the like can be mentioned.

相同組換えは、クラミジア内に導入したDNA断片とクラミジアゲノムとの間で相同組換えをさせることが可能であるタンパクであれば本発明製造方法に用いることが出来るが、たとえば5’→3’エキソヌクレアーゼ及び一本鎖DNAアニーリングタンパクの組み合わせを用いて、クラミジアゲノムを相同組換えにより組換えることが、効率性の面から極めて好ましい。   Homologous recombination can be used in the production method of the present invention as long as it is a protein capable of causing homologous recombination between a DNA fragment introduced into Chlamydia and the Chlamydia genome. For example, 5 ′ → 3 ′. It is extremely preferable from the viewpoint of efficiency to recombine the chlamydia genome by homologous recombination using a combination of exonuclease and single-stranded DNA annealing protein.

5’→3’エキソヌクレアーゼとは、一本鎖DNAを5’末端から3’末端方向へモノヌクレオチドを遊離させる働きを有する酵素を指す。本発明においては、racプロファージ由来のRecEや、ファージλ由来のRedα等、クラミジア内で発現し機能し得るものであれば、あらゆる種類の5’→3’エキソヌクレアーゼを使用することが出来る。   5 '→ 3' exonuclease refers to an enzyme having a function of releasing mononucleotide from a 5 'end toward a 3' end from a single-stranded DNA. In the present invention, any kind of 5 ′ → 3 ′ exonuclease can be used as long as it can be expressed and function in Chlamydia, such as RecE derived from rac prophage or Redα derived from phage λ.

一本鎖DNAアニーリングタンパクとは、相互に相同な領域を有する一本鎖DNAに結合するタンパク質であり、これらの一本鎖DNAの相同な領域間において、相同組換えを生じさせる働きを有するタンパク質を指す。本発明においては、racプロファージ由来のRecTや、ファージλ由来のRedβ、ファージP22由来のErf等、クラミジア内で発現し機能し得るものであれば、あらゆる種類の一本鎖DNAアニーリングタンパクを使用することが出来る。   A single-stranded DNA annealing protein is a protein that binds to a single-stranded DNA having regions that are homologous to each other, and has a function of causing homologous recombination between the homologous regions of these single-stranded DNAs. Point to. In the present invention, any kind of single-stranded DNA annealing protein can be used as long as it can be expressed and function in Chlamydia, such as RecT derived from rac prophage, Redβ derived from phage λ, and Erf derived from phage P22. I can do it.

RecTとRedβは、機能的に類似していることが公知である(Hall et al.J.Bacteriol.175(1993)277−287;Muniyappa and Radding,J.Biol.Chem.261(1986)7472−7478;Kmiec and Holloman,J.Biol.Chem.256(1981)12636−12639)。また、Erfタンパク質は、Poteete and Fenton(J Mol Biol 163(1983)257−275)およびその中の参考文献によって記載されており、RedβおよびRedTと機能的に類似することが知られている(Murphy et al.,J Mol Biol 194(1987)105−117)。   RecT and Redβ are known to be functionally similar (Hall et al. J. Bacteriol. 175 (1993) 277-287; Muniappa and Radding, J. Biol. Chem. 261 (1986) 7472-). 7478; Kmiec and Holoman, J. Biol. Chem. 256 (1981) 12636-12539). The Erf protein is also described by Potetete and Fenton (J Mol Biol 163 (1983) 257-275) and references therein, and is known to be functionally similar to Redβ and RedT (Murphy). et al., J Mol Biol 194 (1987) 105-117).

大腸菌において、recEおよびrecT遺伝子またはredαおよびredβ遺伝子あるいはファージP22組換え系などの機能的に関連する遺伝子を発現させることにより、2つのDNA分子間での効果的な相同組換えが高頻度で生じることが報告されている(Kolodnerら、Mol.Microbiol.11(1994)23−30;Fenton.A.C.and Pottete.A.R.,Virology 134(1984)148−160;Poteete.A.R.and Fenton.A.C.,Virology 134(1984)161−167)。   In E. coli, effective homologous recombination between two DNA molecules occurs frequently by expressing functionally related genes such as recE and recT genes or redα and redβ genes or phage P22 recombination systems. (Kolodner et al., Mol. Microbiol. 11 (1994) 23-30; Fenton, A. C. and Pottete. A. R., Virology 134 (1984) 148-160; Potete. A. R. And Fenton, A.C., Virology 134 (1984) 161-167).

本発明はまた、RecE、RecT、Redα、RedβおよびErfとして上記で明確に同定される分子の機能的等価物でありかつ、本明細書中に記載されるような組換えを介する能力が残存するものであれば、あらゆるものを使用し得る。このような機能的等価物としては、バクテリオファージ中に存在する組換え系のエレメントのホモログ(ラージDNAファージ、T4ファージ、T7ファージ、スモールDNAファージ、異性体ファージ、フィラメントDNAファージ、RNAファージ、Muファージ、P1ファージ、誘導体ファージおよびファージ様物が挙げられるが、これらに限定されない)、ならびにウイルス中に存在する組換え系のエレメントの機能的ホモログ(以下の群のいずれかに属する任意のウイルスが挙げられるが、これらに限定されない:植物ウイルス、昆虫ウイルス、酵母ウイルス、真菌ウイルス、寄生虫性微生物ウイルス、ピコルナウイルス、エンテロウイルス、ポリオウイルス、コクサッキーウイルス、エコーウイルス、ライノウイルス、全ての肝炎ウイルス、カルシウイルス科、ノーウォーク群のウイルス、アストロウイルス科、アストロウイルス、トガウイルス、アルファウイルス、風疹ウイルス、フラビウイルス科、フラビウイルス、ペスチウイルス、コロナウイルス科、コロナウイルス、乳酸デヒドロゲナーゼ増大(elevating)ウイルスおよび関連ウイルス、ラブドウイルス科、ラブドウイルス、フィロウイルス科、マールブルグウイルス、エボラウイルス、パラミクソウイルス科、パラインフルエンザウイルス、流行性耳下腺炎ウイルス、麻疹ウイルス、RSウイルス、オルソミクソウイルス科、オルソミクソウイルス、ブンヤウイルス科、アレナウイルス科、アレナウイルス、レオウイルス科、レオウイルス、ロタウイルス、オルビウイルス、コルチウイルス(coltivirus)、レトロウイルス、ヒトT細胞白血球ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス、レンチウイルス、パポバウイルス科(papoviridae)、ポリオーマウイルス科、ポリオーマウイルス、パピローマウイルス科、パピローマウイルス、アデノウイルス科、アデノウイルス、パルボウイルス科、パルボウイルス、ヘルペスウイルス科、単純ヘルペスウイルス、エプスタイン−バーウイルス、サイトメガロウイルス、水痘‐帯状疱疹ウイルス、ヒトヘルペスウイルス、オナガザルヘルペスウイルス、Bウイルス、ポックスウイルス科、ポックスウイルス、ヘパドナウイルス科、ならびに未分類の因子(例えば、δ型肝炎ウイルスおよびE型肝炎ウイルス(Fields Virology,Third Edition,edited by B.N.Fields,D.M.Knipe,P.M.Howley,et al. Lippincott−Raven Publishers,Philadelphia PA USA(1996))が挙げられる。   The present invention is also a functional equivalent of the molecules specifically identified above as RecE, RecT, Redα, Redβ, and Erf and retains the ability to mediate recombination as described herein. Anything can be used. Such functional equivalents include homologues of recombinant elements present in bacteriophage (large DNA phage, T4 phage, T7 phage, small DNA phage, isomeric phage, filament DNA phage, RNA phage, Mu Including, but not limited to, phage, P1 phage, derivative phage and phage-like), and functional homologues of recombination system elements present in the virus (any virus belonging to any of the following groups): Include but are not limited to: plant viruses, insect viruses, yeast viruses, fungal viruses, parasitic microbial viruses, picornaviruses, enteroviruses, polioviruses, coxsackie viruses, echoviruses, rhinoviruses, all livers Virus, Calciviridae, Norwalk virus, Astroviridae, Astrovirus, Togavirus, Alphavirus, Rubella virus, Flaviviridae, Flavivirus, Pestivirus, Coronaviridae, Coronavirus, Lactate dehydrogenase augmentation Viruses and related viruses, Rhabdoviridae, Rhabdovirus, Filoviridae, Marburg virus, Ebola virus, Paramyxoviridae, Parainfluenza virus, mumps virus, measles virus, RS virus, Orthomyxoviridae, Orthomyxovirus, Bunyaviridae, Arenaviridae, Arenavirus, Reoviridae, Reovirus, Rotavirus, Orbivirus, Cortivirus (c ltivirus), retrovirus, human T cell leukocyte virus, human immunodeficiency virus, lentivirus, papoviridae, polyomaviridae, polyomavirus, papillomaviridae, papillomavirus, adenoviridae, adenovirus, parvo Virology, parvovirus, herpesviridae, herpes simplex virus, Epstein-Barr virus, cytomegalovirus, varicella-zoster virus, human herpesvirus, rhesus herpesvirus, B virus, poxviridae, poxvirus, hepadnavirus As well as unclassified factors (e.g., Fields Virology, Third Edition, edi) ed by B. N. Fields, D.D. M.M. Knipe, P.M. M.M. Howley, et al. Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia PA USA (1996)).

上記の機能的等価物の特定の例示としては、野生型配列からのアミノ酸の置換、挿入および/または欠失を含む、RecEタンパク質、RecTタンパク質、Redαタンパク質、Redβタンパク質またはErfタンパク質であり、かつ、相同組換えの機能を正常に発揮し得るものが挙げられる。そのような機能的等価物としては、好ましくは、野生型配列と少なくとも20%以上、さらに好ましくは少なくとも40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%または99%以上のアミノ酸配列同一性を有するものである。   Specific examples of the above functional equivalent are RecE protein, RecT protein, Redα protein, Redβ protein or Erf protein, including amino acid substitutions, insertions and / or deletions from the wild type sequence, and Those that can normally exert the function of homologous recombination can be mentioned. Such functional equivalents are preferably at least 20% or more with the wild type sequence, more preferably at least 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 98% or It has 99% or more amino acid sequence identity.

すなわち、本発明において使用し得る5’→3’エキソヌクレアーゼをコードする塩基配列及び一本鎖DNAアニーリングタンパクをコードする塩基配列としては、例えばRecE及びRecTをコードする塩基配列が挙げられ、具体的にはrecE遺伝子塩基配列とrecT遺伝子塩基配列が一部重複した配列番号1の配列が挙げられるが、これとストリンジェント条件下でハイブリダイズする塩基配列も含まれる。ストリンジェント条件下とは、0.1×SSC、0.5%SDS中、好ましくは55℃、より好ましくは62℃、さらに好ましくは68℃で30分の洗浄することを言い、具体的には、ストリンジェント条件下でハイブリダイズする塩基配列としては、配列番号1と少なくとも60%以上相同の塩基配列であり、好ましくは少なくとも70%以上、さらに好ましくは少なくとも80%以上相同の塩基配列である。   That is, the base sequence encoding 5 ′ → 3 ′ exonuclease and the base sequence encoding single-stranded DNA annealing protein that can be used in the present invention include, for example, base sequences encoding RecE and RecT. Includes a sequence of SEQ ID NO: 1 in which the base sequence of the recE gene and the base sequence of the recT gene partially overlap, and includes a base sequence that hybridizes with this under stringent conditions. The stringent condition refers to washing in 0.1 × SSC and 0.5% SDS, preferably at 55 ° C., more preferably at 62 ° C., and even more preferably at 68 ° C. for 30 minutes. The base sequence that hybridizes underneath is a base sequence that is at least 60% or more homologous to SEQ ID NO: 1, preferably a base sequence that is at least 70% or more, more preferably at least 80% or more.

Redα及びRedβをコードする塩基配列としては、例えば配列番号2及び配列番号3の配列が挙げられるが、これとストリンジェント条件下でハイブリダイズする塩基配列も含まれる。ストリンジェント条件下とは、0.1×SSC、0.5%SDS中、好ましくは55℃、より好ましくは62℃、さらに好ましくは68℃で30分の洗浄することを言い、具体的には、ストリンジェント条件下でハイブリダイズする塩基配列としては、配列番号1と少なくとも60%以上相同の塩基配列であり、好ましくは少なくとも70%以上、さらに好ましくは少なくとも80%以上相同の塩基配列である。   Examples of the base sequences encoding Redα and Redβ include the sequences of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, and also include base sequences that hybridize with this under stringent conditions. The stringent condition refers to washing in 0.1 × SSC and 0.5% SDS, preferably at 55 ° C., more preferably at 62 ° C., and even more preferably at 68 ° C. for 30 minutes. The base sequence that hybridizes underneath is a base sequence that is at least 60% or more homologous to SEQ ID NO: 1, preferably a base sequence that is at least 70% or more, more preferably at least 80% or more.

本発明におけるクラミジアゲノム組換え用プラスミドとしては、以下に挙げる本発明プラスミドを用いることが出来る。   As the plasmid for chlamydia genome recombination in the present invention, the following plasmids of the present invention can be used.

(3)本発明プラスミド
本発明プラスミドは、プロモーター配列下流に5’→3’エキソヌクレアーゼをコードする塩基配列又は一本鎖DNAアニーリングタンパクをコードする塩基配列を含むことを特徴とするプラスミドである。
(3) Plasmid of the Present Invention The plasmid of the present invention is a plasmid characterized by comprising a base sequence encoding 5 ′ → 3 ′ exonuclease or a base sequence encoding a single-stranded DNA annealing protein downstream of the promoter sequence.

本発明プラスミドは、上述したように本発明方法により本発明クラミジアを調製するために用いることが出来るプラスミドである。   As described above, the plasmid of the present invention is a plasmid that can be used to prepare the chlamydia of the present invention by the method of the present invention.

かかる用途に用いることが出来る限りにおいて、本発明プラスミドは、5’→3’エキソヌクレアーゼをコードする塩基配列又は一本鎖DNAアニーリングタンパクをコードする塩基配列のいずれかを有するが、取り扱いの利便性を考慮すると、両者をともに同一プラスミド中に有していることが好ましい。   As long as it can be used for such applications, the plasmid of the present invention has either a base sequence encoding 5 ′ → 3 ′ exonuclease or a base sequence encoding single-stranded DNA annealing protein. In view of the above, it is preferable that both are contained in the same plasmid.

本発明プラスミドは、5’→3’エキソヌクレアーゼ及び一本鎖DNAアニーリングタンパクを発現するように、これらの遺伝子配列の上流にプロモーター配列を有している。かかる本発明プラスミドに使用することが出来るプロモーター配列としてはlacプロモーター、tacプロモーター、T7プロモーター、cspAプロモーター、talプロモーター、trpプロモーター、trcプロモーター、araBADプロモーター、又はgal1プロモーター等、クラミジア内で遺伝子の転写を誘導することが出来うるあらゆる種類のプロモーターを使用することが出来るが、好ましくは温度感受性プロモーターであり、λファージのPL、PRプロモーターが例示される。かかるプロモーターと、5’→3’エキソヌクレアーゼをコードする塩基配列及び一本鎖DNAアニーリングタンパクをコードする塩基配列とが適切に転写されタンパク質を発現するように配置することは、プラスミド構成を行うに際して当業者であれば比較的身近に使用する方法を適宜選択の上行うことが可能である。   The plasmid of the present invention has a promoter sequence upstream of these gene sequences so as to express a 5 '→ 3' exonuclease and a single-stranded DNA annealing protein. Examples of promoter sequences that can be used in the plasmid of the present invention include lac promoter, tac promoter, T7 promoter, cspA promoter, tal promoter, trp promoter, trc promoter, araBAD promoter, or gal1 promoter. Any kind of promoter that can be induced can be used, but a temperature-sensitive promoter is preferable, and PL and PR promoters of λ phage are exemplified. Such a promoter and a base sequence encoding a 5 ′ → 3 ′ exonuclease and a base sequence encoding a single-stranded DNA annealing protein are appropriately transcribed so as to express the protein. A person skilled in the art can appropriately select a method that is relatively familiar to use.

また、さらに本発明プラスミドは、本発明プラスミドの導入が適切にされていることを確認するためのマーカー遺伝子として、クロラムフェニコール耐性遺伝子やテトラサイクリン耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子等の薬剤耐性遺伝子をプラスミド上に配置しておくことも当業者であれば可能である。   Furthermore, the plasmid of the present invention contains a drug resistance gene such as a chloramphenicol resistance gene, a tetracycline resistance gene, or an ampicillin resistance gene as a marker gene for confirming that the introduction of the plasmid of the present invention is appropriate. Those skilled in the art can also arrange them above.

以下に具体的な実施例を述べるが、本発明は以下の実施例に限定されることはない。   Specific examples will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.

大腸菌K12株由来のXL-1blueのゲノムを鋳型として、recE遺伝子及びrecT遺伝子を増幅させるために、5’末端に制限酵素サイトsalIサイト、3’末端に制限酵素サイトXbaIサイトを付加したプライマー配列(配列番号4、配列番号5)を用いてPCR法によりDNA断片を増幅した。得られたDNA断片を、pMB1 oriを持つpCL476プラスミドのmulti-cloning siteに組み込んで、発現プラスミドを構築した。構築したプラスミドをpCLfrec1と命名する(図1)。   Primer sequence with restriction enzyme site salI site added to 5 'end and restriction enzyme site XbaI site added to 3' end to amplify recE gene and recT gene using XL-1blue genome derived from E. coli K12 strain as a template ( DNA fragments were amplified by the PCR method using SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 5). The obtained DNA fragment was incorporated into a multi-cloning site of pCL476 plasmid having pMB1 ori to construct an expression plasmid. The constructed plasmid is named pCLfrec1 (FIG. 1).

クラミジアゲノム上の3型分泌装置コンポーネントyscC遺伝子を相同組換えにより破壊するために、クラミジアゲノム上の3型分泌装置コンポーネントyscC遺伝子の部分配列50ベースとクラミジアompA遺伝子(MOMPをコードする遺伝子)プロモーター配列を5’末端に付け加えたプライマー(配列番号6、7)を用いて、薬剤耐性遺伝子としてテトラサイクリンないしクロラムフェニコール耐性遺伝子をテンプレートとしたPCRを行うことで取得した。同様に、3型分泌装置コンポーネントlcrE遺伝子、yscN遺伝子についても実施した。   In order to disrupt the type 3 secretion apparatus component yscC gene on the chlamydia genome by homologous recombination, a partial sequence 50 base of the type 3 secretion apparatus component yscC gene on the chlamydia genome and the promoter sequence of the chlamydia ompA gene (gene encoding MOMP) Using a primer (SEQ ID NOs: 6 and 7) added to the 5 ′ end, PCR was performed using tetracycline or chloramphenicol resistance gene as a template as a drug resistance gene. Similarly, it was carried out for the type 3 secretion apparatus component lcrE gene and yscN gene.

Hela細胞にクラミジアを感染させて2日後、セルスクレイパーを用いて2%グリセロール250μl中に細胞浮遊液を回収し、超音波破砕機でクラミジアを遊離した。Hela細胞の核を遠心で除去した後に、BioRad社Micropulserを用いて、エレクトロポレーション法により、pCLfrec1 10.4μgと、上記PCR産物0.1μgを導入した。パルスはエクスポネンシャル波形1.5kV1回を2mmギャップのキュベットに時定数なしで加えた。DNA導入後、即座にSPG溶液(0.22M sucrose, 3.8mM KH2PO4, 8.6mM NaHPO4, 4.9mM Na glutamate)500μlを加えて44℃で20分培養後、37℃で2時間培養し再度Hela細胞に感染させた。   Two days after infection of Chlamydia to Hela cells, the cell suspension was collected in 250 μl of 2% glycerol using a cell scraper, and Chlamydia was released with an ultrasonic crusher. After removing the nuclei of Hela cells by centrifugation, 10.4 μg of pCLfrec1 and 0.1 μg of the PCR product were introduced by electroporation using a MicroRadr manufactured by BioRad. As for the pulse, an exponential waveform of 1.5 kV was applied once to a 2 mm gap cuvette without a time constant. Immediately after introducing DNA, add 500μl of SPG solution (0.22M sucrose, 3.8mM KH2PO4, 8.6mM NaHPO4, 4.9mM Na glutamate) and incubate at 44 ° C for 20 minutes, then incubate at 37 ° C for 2 hours and again infect Hela cells I let you.

クラミジアゲノムの組み換えは、yscC遺伝子の組み換え位置より上流の配列(配列番号8)と、テトラサイクリンないしクロラムフェニコール耐性遺伝子に相補的な配列(配列番号9)をそれぞれフォワードプライマー・リバースプライマーとして用いたPCRを行い、その産物をさらに(配列番号10、配列番号11)を用いたnested PCRを行って、遺伝子配列を決定することで確認した(図2)。同様にlcrE遺伝子、yscN遺伝子についても実施した。 For recombination of the chlamydia genome, a sequence upstream from the recombination position of the yscC gene (SEQ ID NO: 8) and a sequence complementary to the tetracycline or chloramphenicol resistance gene (SEQ ID NO: 9) were used as a forward primer and a reverse primer, respectively. PCR was performed, and the product was further confirmed by performing nested PCR using (SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 11) and determining the gene sequence (FIG. 2). The same procedure was performed for the lcrE gene and the yscN gene.

Glycogen hydrolase遺伝子(glgX)の破壊株の取得
Glycogen hydrolase遺伝子の部分配列50ベースを5’末端に付け加えたプライマー(配列番号12,13)を用いて、マーカーとしてのクロラムフェニコール耐性遺伝子をテンプレートとしたPCRを行うことで、挿入DNA断片を取得した点以外は、実施例1と同様の方法によりクラミジア内に当該DNA断片を導入し、組換えを行った。
Acquisition of Glycogen hydrolase gene (glgX) disruption strain
By using a primer (SEQ ID NOs: 12 and 13) in which a partial sequence 50 base of the Glycogen hydrolase gene is added to the 5 ′ end, PCR using the chloramphenicol resistance gene as a template as a template is performed. Except for the obtained points, the DNA fragment was introduced into chlamydia in the same manner as in Example 1 to perform recombination.

組換えの確認は、glgX遺伝子の上流の配列(配列番号14)と、クロラムフェニコール耐性遺伝子に相補的な配列(配列番号9)をそれぞれフォワードプライマー・リバースプライマーとして用いたPCRを行い、その産物をさらに(配列番号15、配列番号11)を用いたnested PCRを行って、遺伝子配列を決定することで確認した(図3)。   Confirmation of recombination was performed by performing PCR using a sequence upstream of the glgX gene (SEQ ID NO: 14) and a sequence complementary to the chloramphenicol resistance gene (SEQ ID NO: 9) as a forward primer and a reverse primer, respectively. The product was further confirmed by performing nested PCR using (SEQ ID NO: 15, SEQ ID NO: 11) and determining the gene sequence (FIG. 3).

クラミジアの主要外膜タンパクMOMPをコードするompA遺伝子のプロモーター配列(図4、P1、P2、及びP2b)をつないだクロラムフェニコール耐性遺伝子をクラミジアに導入し、mRNAの転写量を測定した。すなわち、実施例1と同様の方法により、クラミジアゲノムのlcrE遺伝子の3’末端の位置に、図4に示したプロモーター配列P1、P2、又はP2bを上流に持つクロラムフェニコール耐性遺伝子を組み換えた変異株を作成し、Hela細胞への感染2日後のmRNA発現量をRT-PCRで検討した。RNAは感染細胞全体からTrizol(Invitrogen)を用いて調整し、DNAase IでDNAを切断した後、クロラムフェニコール耐性遺伝子に相補的なプライマー(配列番号16、17)を用いてRT-PCRを行った。   A chloramphenicol resistance gene linked to the promoter sequence of the ompA gene encoding Chlamydia major outer membrane protein MOMP (FIG. 4, P1, P2, and P2b) was introduced into Chlamydia, and the amount of mRNA transcription was measured. That is, in the same manner as in Example 1, the chloramphenicol resistance gene having the promoter sequence P1, P2, or P2b shown in FIG. 4 upstream was recombined at the 3 ′ end position of the lcrE gene of Chlamydia genome. Mutant strains were prepared and the mRNA expression level two days after infection of Hela cells was examined by RT-PCR. RNA is prepared from the entire infected cell using Trizol (Invitrogen), cleaved with DNAase I, and then subjected to RT-PCR using primers complementary to the chloramphenicol resistance gene (SEQ ID NOs: 16 and 17). went.

実施例1の方法によりlcrE遺伝子破壊株(配列番号18、19を用いて作成した挿入DNA断片)、yscC遺伝子破壊株、及び、yscN遺伝子破壊株(配列番号20、21を用いて作成した挿入DNA断片)を取得し、継代培養による相対存在量の比較を行った(図5)。相対存在量は、クラミジアを感染させたHela細胞ごとゲノムDNAを調整し、そのDNAをテンプレートして、Real Time PCRを行うことにより定量した。感染させたクラミジアは、遺伝子変異体と野生株の混合になるので、変異体の相対的存在量を定量して比較した。すなわち、変異体の量を、組み換え部分の5’隣接部分に相補的なフォワードプライマー(配列番号22、配列番号8、配列番号23)と挿入したクロラムフェニコール耐性遺伝子に相補的なリバースプライマー(配列番号9)、増幅される配列に相補的なTaqMan probe(配列番号24)を用いて定量した。感染しているクラミジア全体のゲノムコピー数をGroEL遺伝子のReal time PCR(配列番号25、配列番号26)によって定量して、クラミジア全体の内の変異体の相対存在量を測定した。図5の結果から、これら3型分泌装置欠損株は再感染能が低いことが示され、これらの変異株のワクチンとしての使用可能性が示唆された。   LcrE gene-disrupted strain (inserted DNA fragment prepared using SEQ ID NOs: 18 and 19), yscC gene-disrupted strain, and yscN gene-disrupted strain (inserted DNA prepared using SEQ ID NOs: 20 and 21) by the method of Example 1 Fragments) were obtained, and the relative abundance by subculture was compared (FIG. 5). The relative abundance was quantified by preparing Real DNA with each of the Hela cells infected with Chlamydia and preparing the DNA as a template. Infected chlamydia is a mixture of genetic variants and wild strains, so the relative abundance of the variants was quantified and compared. That is, the amount of the mutant was determined by using a forward primer (SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 23) complementary to the 5 ′ adjacent portion of the recombination portion and a reverse primer complementary to the inserted chloramphenicol resistance gene ( Quantification was performed using a TaqMan probe (SEQ ID NO: 24) complementary to the sequence to be amplified. The genome copy number of the entire infected chlamydia was quantified by real time PCR (SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26) of the GroEL gene to determine the relative abundance of mutants within the entire chlamydia. The results of FIG. 5 indicate that these type 3 secretion apparatus-deficient strains have low reinfection ability, suggesting the possibility of using these mutant strains as vaccines.

実施例1の方法によりテトラサイクリン耐性遺伝子を組み込んだlcrE遺伝子破壊株(配列番号27、28を用いて作成した挿入DNA断片)、及び、yscN遺伝子破壊株(配列番号29、30を用いて作成した挿入DNA断片)を取得し、0.1μg/mlのテトラサイクリン存在下で数代継代培養して、テトラサイクリンによる選別ができることを確認した。(図6)。遺伝子破壊株の確認は、glgXの場合と同様にnested PCRによって行った。すなわち、組み換え部分の5’隣接部分に相補的なフォワードプライマー(配列番号22又は配列番号23)と挿入したテトラサイクリン耐性遺伝子に相補的なリバースプライマー(配列番号31)を用いてPCRを行い、その産物をさらに配列番号32と、配列番号33又は配列番号34とを用いてnested PCRを行った。   LcrE gene-disrupted strain (inserted DNA fragment prepared using SEQ ID NOs: 27 and 28) into which tetracycline resistance gene has been incorporated by the method of Example 1, and yscN gene-disrupted strain (inserts prepared using SEQ ID NOs: 29 and 30) DNA fragment) was obtained and cultured for several passages in the presence of 0.1 μg / ml tetracycline to confirm that tetracycline could be selected. (FIG. 6). The gene-disrupted strain was confirmed by nested PCR as in the case of glgX. That is, PCR is performed using a forward primer (SEQ ID NO: 22 or SEQ ID NO: 23) complementary to the 5 ′ adjacent portion of the recombination portion and a reverse primer (SEQ ID NO: 31) complementary to the inserted tetracycline resistance gene, and the product Further, nested PCR was performed using SEQ ID NO: 32 and SEQ ID NO: 33 or SEQ ID NO: 34.

本発明によるクラミジアゲノムの組換えにより、ゲノムプロジェクトで見出された機能未知タンパク質の機能解明に基づくクラミジアの病原遺伝子の同定が可能となる。さらに、病原遺伝子の破壊株取得による弱毒化クラミジアワクチンの製造等、医療分野において大きく貢献することが期待される。   The recombination of the Chlamydia genome according to the present invention makes it possible to identify Chlamydia pathogenic genes based on elucidation of the functions of proteins of unknown function found in the genome project. Furthermore, it is expected to make significant contributions in the medical field, such as the production of attenuated Chlamydia vaccines by acquiring strains that have disrupted pathogenic genes.

Claims (8)

クラミジアゲノム配列中に非クラミジア由来の外来DNA配列を有する組換えクラミジア。 A recombinant chlamydia having a foreign DNA sequence derived from non-chlamydia in the chlamydia genome sequence. クラミジアゲノム配列の一部と相同な第一の領域及び第二の領域を有するとともに非クラミジア由来の外来DNA配列を前記第一の領域と第二の領域との間に含むDNA断片をクラミジア内に導入し、当該DNA断片とクラミジアゲノムの間で相同組換えを行わせることにより得られた組換えクラミジア。 A DNA fragment having a first region and a second region that are homologous to a part of the Chlamydia genome sequence and containing a non-Chlamydia-derived foreign DNA sequence between the first region and the second region in Chlamydia A recombinant chlamydia obtained by introduction and homologous recombination between the DNA fragment and the chlamydia genome. クラミジアゲノム配列の一部と相同な第一の領域及び第二の領域を有するとともに非クラミジア由来の外来DNA配列を前記第一の領域と第二の領域との間に含むDNA断片をクラミジア内に導入し、当該DNA断片とクラミジアゲノムの間で相同組換えを行わせる組換えクラミジアの製造方法。 A DNA fragment having a first region and a second region that are homologous to a part of the Chlamydia genome sequence and containing a non-Chlamydia-derived foreign DNA sequence between the first region and the second region in Chlamydia A method for producing recombinant chlamydia, which is introduced and allows homologous recombination between the DNA fragment and the chlamydia genome. 5’→3’エキソヌクレアーゼ及び一本鎖DNAアニーリングタンパクの組み合わせを用いて、クラミジアゲノムを相同組換えにより組換えることを特徴とする、請求項3記載の組換えクラミジアの製造方法。 The method for producing recombinant chlamydia according to claim 3, wherein the chlamydia genome is recombined by homologous recombination using a combination of 5 '→ 3' exonuclease and single-stranded DNA annealing protein. 5’→3’エキソヌクレアーゼがRecEまたはRedαであり、一本鎖DNAアニーリングタンパクがRecTまたはRedβであることを特徴とする、請求項4記載の組換えクラミジアの製造方法。 The method for producing recombinant chlamydia according to claim 4, wherein the 5 '→ 3' exonuclease is RecE or Redα, and the single-stranded DNA annealing protein is RecT or Redβ. プロモーター配列下流に5’→3’エキソヌクレアーゼをコードする塩基配列及び一本鎖DNAアニーリングタンパクをコードする塩基配列を、同一プラスミド上に、又は、別個のプラスミド上に含むことを特徴とする、クラミジアゲノム組換え用プラスミド。 A chlamydia comprising a base sequence encoding a 5 ′ → 3 ′ exonuclease and a base sequence encoding a single-stranded DNA annealing protein on the same plasmid or on separate plasmids downstream of the promoter sequence Plasmid for genome recombination. 5’→3’エキソヌクレアーゼがRecEまたはRedαであり、一本鎖DNAアニーリングタンパクがRecTまたはRedβであることを特徴とする、請求項6記載のクラミジアゲノム組換え用プラスミド。 The plasmid for chlamydial genome recombination according to claim 6, wherein the 5 'to 3' exonuclease is RecE or Redα, and the single-stranded DNA annealing protein is RecT or Redβ. 請求項6又は請求項7いずれか1項記載のプラスミドと、クラミジアゲノム配列の一部と相同な第一の領域及び第二の領域を有し非クラミジア由来の外来DNA配列を含むDNA断片とを、クラミジア内に導入し、前記プラスミドがコードしているタンパク質をクラミジア内で発現させることにより、前記DNA断片をクラミジアゲノムに相同組換えする、組換えクラミジアの製造方法。 A plasmid according to any one of claims 6 and 7, and a DNA fragment comprising a foreign region derived from non-Chlamydia having a first region and a second region that are homologous to a part of the Chlamydia genome sequence. A method for producing a recombinant chlamydia, wherein the DNA fragment is homologously recombined with the chlamydia genome by introducing the gene into chlamydia and expressing the protein encoded by the plasmid in chlamydia.
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