JP2012179011A - Filamentous fungus variant, and method for producing protein using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所望の目的タンパク質をコードする遺伝子を高発現できる糸状菌変異株及びこれを用いたタンパク質の製造方法に関する。 The present invention relates to a filamentous fungal mutant capable of highly expressing a gene encoding a desired target protein and a method for producing a protein using the same.
麹菌(アスペルギルス オリゼ(Aspergillus oryzae))は、古くから清酒、味噌、醤油の醸造に使用されてきた微生物であり、糸状菌(カビ)に分類される。アスペルギルスオリゼは、菌体外に多量のタンパク質を分泌生産する能力を有する。例えば、アスペルギルス オリゼ自体に由来するアミラーゼなどの酵素タンパク質については、培養液1リットル当たり数gを菌体外に分泌できることが知られている。一方、よく研究の進んでいる酵母のタンパク質分泌生産能力は、アスペルギルスオリゼの100−1000分の1である。このように、アスペルギルス オリゼはタンパク質分泌生産能力が最も高い真核細胞の1つであり、また、永年の食品製造に利用されてきた実績からその安全性が保証されている。したがってアスペルギルスオリゼは、様々な異種タンパク質を遺伝子組換えにより大量生産するための、タンパク質工場となる宿主としての利用が期待されている。 Aspergillus oryzae is a microorganism that has long been used for brewing sake, miso, and soy sauce, and is classified as a fungus. Aspergillus oryzae has the ability to secrete and produce a large amount of protein outside the cell. For example, it is known that an enzyme protein such as amylase derived from Aspergillus oryzae itself can be secreted to the outside of the microbial cell per liter of the culture solution. On the other hand, the protein secretory production capacity of yeast, which is well studied, is 1/100 to 1000 times lower than that of Aspergillus oryzae. As described above, Aspergillus oryzae is one of the eukaryotic cells having the highest protein secretory production ability, and its safety is guaranteed from the track record of being used for many years of food production. Therefore, Aspergillus oryzae is expected to be used as a host serving as a protein factory for mass production of various heterologous proteins by genetic recombination.
しかしながら、動物や植物など高等生物由来のタンパク質等、外部から導入した遺伝子(外来遺伝子)にコードされるタンパク質(外来タンパク質)を、アスペルギルスオリゼで組換えタンパク質として分泌生産させる場合、分泌量はその1000分の1以下の低レベルにとどまっており、組換え異種タンパク質の生産において問題となっている。これまでに、アスペルギルスオリゼによる異種タンパク質の生産能力を向上させる試みでは、強力な高発現プロモーターの開発、コドンの最適化などで成果が得られている。 However, when a protein (foreign protein) encoded by an externally introduced gene (foreign gene) such as a protein derived from a higher organism such as an animal or plant is secreted and produced as a recombinant protein by Aspergillus oryzae, the amount of secretion is 1000 This is a problem in the production of recombinant heterologous proteins. So far, attempts to improve the production capacity of heterologous proteins by Aspergillus oryzae have been successful in developing powerful high-expression promoters and codon optimization.
本発明者らは、組換えタンパク質を高生産するための宿主となるアスペルギルス オリゼ変異株として液胞内酸性プロテアーゼ遺伝子破壊株を作製し、これにより組換えタンパク質を高生産することに成功している(特許文献1)。 The inventors of the present invention have succeeded in producing a recombinant protein in an vacuolar acidic protease gene-disrupted strain as an Aspergillus oryzae mutant strain serving as a host for high production of the recombinant protein. (Patent Document 1).
しかしながら、アスペルギルス オリゼ等の麹菌を含む糸状菌に適用できる技術であって、外来遺伝子の発現量を大幅に向上させる技術が十分に確立されているわけではない。糸状菌に導入された外来遺伝子の発現量を更に向上させる技術が望まれており、これらの技術の蓄積により、糸状菌を宿主として利用したタンパク質の製造方法がより高効率なものとして実用化されるものと考えられる。 However, it is a technique that can be applied to filamentous fungi including Aspergillus oryzae and other koji molds, and a technique for greatly improving the expression level of foreign genes has not been well established. Techniques for further improving the expression level of foreign genes introduced into filamentous fungi are desired. With the accumulation of these techniques, protein production methods using filamentous fungi as a host have been put to practical use. It is thought that.
そこで、本発明は、上述した実情に鑑み、所望の目的タンパク質をコードする遺伝子を高発現できる糸状菌変異株及びこれを用いたタンパク質の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above-described circumstances, an object of the present invention is to provide a filamentous fungal mutant strain that can highly express a gene encoding a desired target protein, and a protein production method using the same.
上述した目的を達成するため、本発明者らが鋭意検討した結果、オートファジーに関連する遺伝子の機能を低減することで、外来遺伝子の発現量を大幅に向上させることができ、当該外来遺伝子によりコードされる外来タンパク質の生産性を大幅に向上できることを見いだし本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies by the present inventors in order to achieve the above-described object, the expression level of a foreign gene can be greatly improved by reducing the function of a gene related to autophagy. It has been found that the productivity of the encoded foreign protein can be greatly improved, and the present invention has been completed.
本発明は以下を包含する。
(1)目的タンパク質をコードする外来遺伝子を発現可能に導入し、且つ、オートファジーに関連する遺伝子のうち液胞内においてオートファジックボディの崩壊に関与する遺伝子を除く遺伝子の機能を低減させた糸状菌変異株。
(2)機能を低減させる遺伝子は、オートファゴソームの形成に必須な因子をコードする遺伝子であることを特徴とする(1)記載の糸状菌変異株。
(3)上記オートファゴソームの形成に必須な因子をコードする遺伝子は、以下(a)〜(c)のいずれかのタンパク質をコードする遺伝子であることを特徴とする(2)記載の糸状菌変異株。
(a)Atg1キナーゼ複合体を構成するタンパク質
(b)Atg8又はAtg12が関与するユビキチン様結合反応系を構成するタンパク質
(c)PtdIns 3-キナーゼ複合体を構成するタンパク質
(4)上記オートファゴソームの形成に必須な因子をコードする遺伝子は、Atg1遺伝子、Atg13遺伝子、Atg8遺伝子及びAtg4遺伝子からなる群から選ばれる遺伝子であることを特徴とする(2)記載の糸状菌変異株。
(5)Aspergillus属糸状菌又はTrichoderma属糸状菌であることを特徴とする(1)記載の糸状菌変異株。
(6)上記(1)乃至(5)いずれかに記載の糸状菌変異株を培養する工程と、目的タンパク質を回収する工程とを含むタンパク質の製造方法。
(7)上記糸状菌変異株の培養上清から上記目的タンパク質を回収することを特徴とする(6)記載のタンパク質の製造方法。
The present invention includes the following.
(1) A foreign gene encoding the target protein was introduced so that it could be expressed, and among the genes related to autophagy, the functions of the genes except for the genes involved in autophagic body decay were reduced in the vacuole. Filamentous fungal mutant.
(2) The filamentous fungus mutant according to (1), wherein the gene whose function is reduced is a gene encoding a factor essential for autophagosome formation.
(3) The filamentous fungal mutation according to (2), wherein the gene encoding the factor essential for the formation of the autophagosome is a gene encoding any one of the following proteins (a) to (c): stock.
(a) Proteins constituting the Atg1 kinase complex
(b) Proteins constituting the ubiquitin-like binding reaction system involving Atg8 or Atg12
(c) Proteins constituting the PtdIns 3-kinase complex (4) The gene encoding the factor essential for the formation of the autophagosome is a gene selected from the group consisting of Atg1, Atg13, Atg8 and Atg4 genes. The filamentous fungus mutant according to (2), characterized in that it exists.
(5) The filamentous fungus mutant according to (1), which is an Aspergillus genus filamentous fungus or a Trichoderma genus filamentous fungus.
(6) A method for producing a protein comprising a step of culturing the filamentous fungus mutant according to any one of (1) to (5) and a step of recovering a target protein.
(7) The method for producing a protein according to (6), wherein the target protein is recovered from the culture supernatant of the filamentous fungus mutant.
本発明によれば、アスペルギルス オリゼ等の麹菌を含む糸状菌における外来遺伝子の発現量を大幅に向上できる。したがって、本発明によれば、糸状菌を宿主として、外来遺伝子によりコードされるタンパク質の生産性を大幅に向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the expression level of the foreign gene in the filamentous fungi containing Aspergillus oryzae and other koji molds can be improved significantly. Therefore, according to the present invention, the productivity of a protein encoded by a foreign gene can be greatly improved using a filamentous fungus as a host.
以下、本発明に係る糸状菌変異株及びこれを用いたタンパク質の製造方法について詳細に説明する。 Hereinafter, the filamentous fungus mutant according to the present invention and a protein production method using the same will be described in detail.
本発明に係る糸状菌変異株は、外来遺伝子を発現可能に導入し、糸状菌における所定の遺伝子の機能を低減させたものである。機能を低減させる遺伝子は、オートファジーに関連する遺伝子のうち液胞内においてオートファジックボディの崩壊に関与する遺伝子を除く遺伝子である。 The filamentous fungal mutant according to the present invention is a strain in which a foreign gene is introduced so as to be expressed, and the function of a predetermined gene in the filamentous fungus is reduced. Genes that reduce the function are genes that exclude genes involved in autophagic body decay in vacuoles among genes related to autophagy.
ここでオートファジーとは、いわゆるマクロオートファジーと同義であり、細胞質成分を取り囲んだ二重膜構造が分解コンパートメントと融合し、分解コンパートメント内において細胞質成分を分解する機構を意味する。細胞質成分を取り囲んだ二重膜構造は、「オートファゴソーム」と呼ばれ、栄養飢餓シグナルに応じて細胞質に生じた「隔離膜」と呼ばれる嚢状の膜構造がカップ状に伸長しながら細胞質成分を取り囲み、その縁が閉じることにより形成される。なお、分解コンパートメントとは、液胞やリソソームを意味するが、糸状菌においては液胞を意味する。オートファゴソームは、その外膜で分解コンパートメントと融合する。オートファゴソームと分解コンパートメントとが融合すると、オートファゴソームの内膜構造(内部に細胞質成分を取り込んでいる)が分解コンパートメントに放出される。分解コンパートメントに放出された内膜構造は、一重膜構造であり「オートファジックボディ」と呼ばれる。分解コンパートメントの内部では、オートファジックボディの膜構造が速やかに崩壊し、細胞質成分が各種分解酵素の働きにより分解される。 Here, autophagy is synonymous with so-called macro autophagy, and means a mechanism in which a double membrane structure surrounding a cytoplasmic component is fused with a decomposition compartment, and the cytoplasmic component is decomposed in the decomposition compartment. The double membrane structure that surrounds the cytoplasm component is called `` autophagosome '', and the sac-like membrane structure called `` separation membrane '' generated in the cytoplasm in response to the nutrient starvation signal expands in a cup shape, It is formed by surrounding and closing its edges. The degradation compartment means vacuoles and lysosomes, but in filamentous fungi, it means vacuoles. Autophagosomes fuse with degradation compartments in their outer membranes. When the autophagosome fuses with the degradation compartment, the inner membrane structure of the autophagosome (which incorporates cytoplasmic components inside) is released into the degradation compartment. The inner membrane structure released into the degradation compartment is a single membrane structure and is called “autophagic body”. Inside the decomposition compartment, the membrane structure of the autophagic body rapidly collapses and the cytoplasmic components are decomposed by the action of various degrading enzymes.
このような一連のオートファジー機構は、各種生物に保存されており、オートファゴソームを形成する段階、分解コンパートメント内部でオートファジックボディを崩壊する段階に大別され、段階に関与する各種遺伝子がオートファジー関連遺伝子として単離・同定されている。オートファジー関連遺伝子の種類とその機能について下記表1に纏める。なお、表1において遺伝子名の右側の文字列は、UniprotKBデータベースに格納されている当該遺伝子のアクセッション番号である。当該アクセッション番号によりUniprotKBデータベースから各ATG遺伝子によりコードされるタンパク質のアミノ酸配列情報を取得できる。表1に示すアクセッション番号のうち、ATG25遺伝子のQ6JUT9はPichia angusta由来の遺伝子に関するアクセッション番号であり、ATG28遺伝子のQ5IF00及びATG30遺伝子のC4R5T1はPichia pastoris由来の遺伝子に関するアクセッション番号である。これら以外のアクセッション番号は全てSaccharomyces cerevisiae由来の遺伝子に関するアクセッション番号である。 Such a series of autophagy mechanisms are conserved in various organisms, and can be broadly divided into the stages of autophagosome formation and the breakdown of autophagic bodies within the degradation compartment. It has been isolated and identified as a fuzzy gene. The types and functions of autophagy-related genes are summarized in Table 1 below. In Table 1, the character string on the right side of the gene name is the accession number of the gene stored in the UniprotKB database. The amino acid sequence information of the protein encoded by each ATG gene can be obtained from the UniprotKB database by the accession number. Among the accession numbers shown in Table 1, Q6JUT9 of the ATG25 gene is the accession number related to the gene derived from Pichia angusta, and Q5IF00 of the ATG28 gene and C4R5T1 of the ATG30 gene are accession numbers related to the gene derived from Pichia pastoris. Accession numbers other than these are all accession numbers for genes derived from Saccharomyces cerevisiae.
本発明に係る糸状菌変異体は、上述したオートファジー関連遺伝子のうち液胞内においてオートファジックボディの崩壊に関与する遺伝子以外の遺伝子の機能を低減させる。液胞内においてオートファジックボディの崩壊に関与する遺伝子とは、上述のように、オートファジックボディの崩壊に関わるリパーゼ様タンパク質をコードするATG15遺伝子及びオートファジックボディの崩壊に関わる液胞膜タンパク質をコードするATG22遺伝子である。したがって、本発明において、機能を低減させる遺伝子とは、例えば表1に列挙したオートファジー関連遺伝子のうちATG15遺伝子及びATG22遺伝子以外の遺伝子である。 The filamentous fungus mutant according to the present invention reduces the functions of genes other than the genes involved in the decay of the autophagic body in the vacuole among the aforementioned autophagy-related genes. The genes involved in autophagic body decay in the vacuole are, as described above, the ATG15 gene encoding the lipase-like protein involved in autophagic body decay and the vacuolar membrane involved in autophagic body decay. ATG22 gene that encodes a protein. Therefore, in the present invention, the gene whose function is reduced is, for example, a gene other than the ATG15 gene and the ATG22 gene among the autophagy-related genes listed in Table 1.
特に、本発明に係る糸状菌変異体において、機能を低減させる遺伝子としては、オートファゴソームの形成に必須な因子をコードする遺伝子であることが好ましい。オートファゴソームの形成には、Atg1タンパク質キナーゼ複合体及びPtdIns3-キナーゼ複合体が関与し、ユビキチン様タンパク質であるAtg8及びAtg12のユビキチン様結合反応系が関与する。したがって、オートファゴソームの形成に必須な因子とは、(a)Atg1タンパク質キナーゼ複合体を構成するタンパク質、(b)Atg8又はAtg12が関与するユビキチン様結合反応系に関与するタンパク質、及び(c)PtdIns 3-キナーゼ複合体を構成するタンパク質を挙げることができる。 In particular, in the filamentous fungus mutant according to the present invention, the gene that reduces the function is preferably a gene encoding a factor essential for the formation of autophagosomes. The formation of autophagosome involves the Atg1 protein kinase complex and the PtdIns3-kinase complex, and the ubiquitin-like binding reaction system of Atg8 and Atg12, which are ubiquitin-like proteins. Therefore, factors essential for the formation of autophagosomes include: (a) proteins that make up the Atg1 protein kinase complex, (b) proteins that participate in ubiquitin-like binding reactions involving Atg8 or Atg12, and (c) PtdIns Mention may be made of proteins constituting a 3-kinase complex.
上述した表1において、オートファゴソームの形成に必須な因子をコードするオートファジー関連遺伝子について丸印を付けている。すなわち、上述した表1において、オートファゴソームの形成に必須な因子をコードするオートファジー関連遺伝子は、ATG1〜10遺伝子、ATG12〜14遺伝子、ATG16〜18遺伝子、ATG29遺伝子及びATG31遺伝子である。より具体的に、Atg1タンパク質キナーゼ複合体を構成するタンパク質は、図1に示すように、Atg1タンパク質、Atg13タンパク質、Atg17タンパク質、Atg29タンパク質及びAtg31タンパク質である。Atg8又はAtg12が関与するユビキチン様結合反応系に関与するタンパク質は、Atg3タンパク質、Atg4タンパク質、Atg5タンパク質、Atg7タンパク質、Atg8タンパク質、Atg10タンパク質、Atg12タンパク質及びAtg16タンパク質である。PtdIns 3-キナーゼ複合体を構成するタンパク質は、図2に示すように、Atg6タンパク質及びAtg14タンパク質である。 In Table 1 described above, autophagy-related genes encoding factors essential for autophagosome formation are circled. That is, in Table 1 described above, autophagy-related genes encoding factors essential for autophagosome formation are the ATG1-10 gene, the ATG12-14 gene, the ATG16-18 gene, the ATG29 gene, and the ATG31 gene. More specifically, the proteins constituting the Atg1 protein kinase complex are Atg1 protein, Atg13 protein, Atg17 protein, Atg29 protein and Atg31 protein as shown in FIG. The proteins involved in the ubiquitin-like binding reaction system involving Atg8 or Atg12 are Atg3 protein, Atg4 protein, Atg5 protein, Atg7 protein, Atg8 protein, Atg10 protein, Atg12 protein and Atg16 protein. As shown in FIG. 2, the proteins constituting the PtdIns 3-kinase complex are Atg6 protein and Atg14 protein.
したがって、本発明に係る糸状菌変異体は、これらオートファゴソームの形成に必須な因子をコードするオートファジー関連遺伝子のうち少なくとも1以上の遺伝子の機能が低減していることが好ましい。なかでも、Atg1タンパク質キナーゼ複合体を構成するAtg1タンパク質をコードするATG1遺伝子;Atg1タンパク質キナーゼ複合体を構成するAtg13タンパク質をコードするATG13遺伝子;ユビキチン様タンパク質Atg8が関与するユビキチン様結合反応系に関与するAtg8タンパク質をコードするATG8遺伝子;及びユビキチン様タンパク質Atg8が関与するユビキチン様結合反応系に関与するAtg4タンパク質をコードするATG4遺伝子からなる群から選ばれる少なくとも1以上の遺伝子の機能を低減させることが好ましい。 Therefore, it is preferable that the fungal mutant according to the present invention has a reduced function of at least one gene among autophagy-related genes encoding factors essential for the formation of these autophagosomes. Among them, the ATG1 gene encoding the Atg1 protein constituting the Atg1 protein kinase complex; the ATG13 gene encoding the Atg13 protein constituting the Atg1 protein kinase complex; involved in the ubiquitin-like binding reaction system involving the ubiquitin-like protein Atg8 It is preferable to reduce the function of at least one gene selected from the group consisting of an ATG8 gene encoding an Atg8 protein; and an ATG4 gene encoding an Atg4 protein involved in a ubiquitin-like binding reaction system involving the ubiquitin-like protein Atg8 .
より具体的に、Aspergillus oryzae、Aspergillus niger及びTrichoderma reeseiといった代表的な糸状菌におけるオートファジー関連遺伝子の配列情報(塩基配列やアミノ酸配列)を下記表に纏めた。なお、表2に示す登録番号を使用することで各種のデータベースにおいてオートファジー関連遺伝子の塩基配列及びアミノ酸配列を入手することができる。 More specifically, the sequence information (base sequence and amino acid sequence) of autophagy-related genes in typical filamentous fungi such as Aspergillus oryzae, Aspergillus niger and Trichoderma reesei is summarized in the following table. By using the registration numbers shown in Table 2, the base sequence and amino acid sequence of the autophagy-related gene can be obtained in various databases.
なお、上記表2においてAspergillus oryzaeの登録番号は、独立行政法人 製品評価技術基盤機構(NITE)が提供するDOGANデータベース(http://www.bio.nite.go.jp/dogan/project/view/AO)及び/又はAspergillus oryzae RIB 40 genome DB(http://nribf2.nrib.go.jp/)にて使用できる。また、上記表2においてAspergillus nigerの登録番号はNational Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicineの提供するデータベース(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=pubmed)にて使用できる。さらに、上記表2においてTrichoderma reeseiの登録番号は、Nat Biotechnol. 26, 553-560 (2008)に基づくデータベース(http://genome.jgi-psf.org/Trire2/Trire2.home.html)にて使用できる。
In Table 2, the registration number of Aspergillus oryzae is the DOGAN database (http://www.bio.nite.go.jp/dogan/project/view/) provided by the National Institute of Technology and Evaluation (NITE). AO) and / or
このようにデータベースを利用して様々な糸状菌由来の各種オートファジー関連遺伝子についてその塩基配列やアミノ酸配列を特定・入手できる。特に、オートファゴソームの形成に必須な因子をコードするオートファジー関連遺伝子(例えばAtg1遺伝子、Atg4遺伝子、Atg8遺伝子及びAtg13遺伝子等)についても公知のデータベースを利用して、その塩基配列やアミノ酸配列を入手できる。一例としてAspergillus oryzae、Aspergillus niger及びTrichoderma reesei由来のAtg1遺伝子のコーディング領域の塩基配列をそれぞれ配列番号1、3及び5に示す。そして、配列番号1、3及び5に示す塩基配列によりコードされるアミノ酸配列をそれぞれ配列番号2、4及び6に示す。また、Aspergillus oryzae、Aspergillus niger及びTrichoderma reesei由来のAtg4遺伝子のコーディング領域の塩基配列をそれぞれ配列番号7、9及び11に示す。そして、配列番号7、9及び11に示す塩基配列によりコードされるアミノ酸配列をそれぞれ配列番号8、10及び12に示す。さらに、Aspergillus oryzae、Aspergillus niger及びTrichoderma reesei由来のAtg8遺伝子のコーディング領域の塩基配列をそれぞれ配列番号13、15及び17に示す。そして、配列番号13、15及び17に示す塩基配列によりコードされるアミノ酸配列をそれぞれ配列番号14、16及び18に示す。さらにまた、Aspergillus oryzae、Aspergillus niger及びTrichoderma reesei由来のAtg13遺伝子のコーディング領域の塩基配列をそれぞれ配列番号19、21及び23に示す。そして、配列番号19、21及び23に示す塩基配列によりコードされるアミノ酸配列をそれぞれ配列番号20、22及び24に示す。 Thus, the base sequence and amino acid sequence of various autophagy-related genes derived from various filamentous fungi can be specified and obtained using the database. In particular, the base sequence and amino acid sequence of autophagy-related genes (such as the Atg1, Atg4, Atg8, and Atg13 genes) that encode factors essential for autophagosome formation are also obtained using known databases. it can. As an example, the base sequences of the coding region of Atg1 gene derived from Aspergillus oryzae, Aspergillus niger and Trichoderma reesei are shown in SEQ ID NOs: 1, 3 and 5, respectively. The amino acid sequences encoded by the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 1, 3 and 5 are shown in SEQ ID NOs: 2, 4 and 6, respectively. In addition, the nucleotide sequences of the coding regions of the Atg4 gene derived from Aspergillus oryzae, Aspergillus niger and Trichoderma reesei are shown in SEQ ID NOs: 7, 9 and 11, respectively. The amino acid sequences encoded by the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 7, 9, and 11 are shown in SEQ ID NOs: 8, 10, and 12, respectively. Furthermore, the base sequences of the coding regions of Atg8 gene derived from Aspergillus oryzae, Aspergillus niger and Trichoderma reesei are shown in SEQ ID NOs: 13, 15 and 17, respectively. The amino acid sequences encoded by the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 13, 15 and 17 are shown in SEQ ID NOs: 14, 16 and 18, respectively. Furthermore, the nucleotide sequences of the coding regions of the Atg13 gene derived from Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, and Trichoderma reesei are shown in SEQ ID NOs: 19, 21, and 23, respectively. The amino acid sequences encoded by the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 19, 21, and 23 are shown in SEQ ID NOs: 20, 22, and 24, respectively.
配列番号2、4及び6に示したAspergillus oryzae、Aspergillus niger及びTrichoderma reesei由来のAtg1タンパク質のアミノ酸配列を、CLUSTAL W (1.81)を利用してアライメント解析した結果を図3及び4に示す。同様に、配列番号8、10及び12に示したAspergillus oryzae、Aspergillus niger及びTrichoderma reesei由来のAtg4タンパク質のアミノ酸配列を、CLUSTAL W (1.81)を利用してアライメント解析した結果を図5に示す。配列番号14、16及び18に示したAspergillus oryzae、Aspergillus niger及びTrichoderma reesei由来のAtg8タンパク質のアミノ酸配列を、CLUSTAL W (1.81)を利用してアライメント解析した結果を図6に示す。配列番号20、22及び24に示したAspergillus oryzae、Aspergillus niger及びTrichoderma reesei由来のAtg13タンパク質のアミノ酸配列を、CLUSTAL W (1.81)を利用してアライメント解析した結果を図7及び8に示す。 3 and 4 show the results of alignment analysis of the amino acid sequences of Atg1 proteins derived from Aspergillus oryzae, Aspergillus niger and Trichoderma reesei shown in SEQ ID NOs: 2, 4 and 6, using CLUSTAL W (1.81). Similarly, FIG. 5 shows the results of alignment analysis of the amino acid sequences of Atg4 proteins derived from Aspergillus oryzae, Aspergillus niger and Trichoderma reesei shown in SEQ ID NOs: 8, 10 and 12, using CLUSTAL W (1.81). FIG. 6 shows the result of alignment analysis using CLUSTAL W (1.81) for the amino acid sequence of Atg8 protein derived from Aspergillus oryzae, Aspergillus niger and Trichoderma reesei shown in SEQ ID NOs: 14, 16 and 18. 7 and 8 show the results of alignment analysis of the amino acid sequence of Atg13 protein derived from Aspergillus oryzae, Aspergillus niger and Trichoderma reesei shown in SEQ ID NOs: 20, 22 and 24 using CLUSTAL W (1.81).
これら図3乃至図8に示すように、Aspergillus oryzae、Aspergillus niger及びTrichoderma reeseiにおいては、Atg1タンパク質、Atg4タンパク質、Atg8タンパク質及びAtg13タンパク質は非常に高い相同性を示している。このことから、Atg1遺伝子、Atg4遺伝子、Atg8及びAtg13遺伝子は、Aspergillus oryzae、Aspergillus niger及びTrichoderma reeseiにてオートファジー機構における同様の機能・役割を果たしている蓋然性が非常に高いことが判る。すなわち、例えば、Aspergillus oryzaeにおけるAtg1遺伝子の機能を低減させたときに観察される現象(表現型を含む)は、Aspergillus niger及びTrichoderma reesei等の他の糸状菌において相同遺伝子の機能を低減させた時に同様に観察される蓋然性が高い。 As shown in FIG. 3 to FIG. 8, in Aspergillus oryzae, Aspergillus niger and Trichoderma reesei, Atg1, Atg4, Atg8 and Atg13 proteins show very high homology. This shows that the Atg1 gene, Atg4 gene, Atg8, and Atg13 gene are very likely to play the same functions and roles in the autophagy mechanism in Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, and Trichoderma reesei. That is, for example, the phenomenon (including phenotype) observed when the function of the Atg1 gene in Aspergillus oryzae is reduced when the function of the homologous gene is reduced in other filamentous fungi such as Aspergillus niger and Trichoderma reesei. Similarly, the probability of being observed is high.
なお、オートファゴソームの形成に必須な因子をコードするオートファジー関連遺伝子について図3乃至図8にマルチプルアライメントを示したが、他のオートファジー関連遺伝子についても同様に非常に高い相同性が見られる。他のオートファジー関連遺伝子については、上述したデータベースからアミノ酸配列情報を取得し、CLUSTAL W (1.81)といったアライメント解析ソフトウェアを利用することで相同性を知ることができる。 In addition, although the multiple alignment was shown in FIG. 3 thru | or FIG. 8 about the autophagy related gene which codes the factor indispensable for formation of an autophagosome, very high homology is seen similarly about another autophagy related gene. For other autophagy-related genes, homology can be known by obtaining amino acid sequence information from the above-mentioned database and using alignment analysis software such as CLUSTAL W (1.81).
ところで、本発明に係る糸状菌変異体は、上述したような具体的なオートファジー関連遺伝子の機能を低減させたものである。ここで、「遺伝子の機能を低減させる」とは、遺伝子の発現量を低下させる、又は遺伝子がコードするタンパク質の活性を低下させることを意味する。また「遺伝子の発現量を低下させる」とは、遺伝子の転写量を低下させる及び/又は遺伝子の翻訳量を低下させることを意味する。遺伝子の転写量を低下させるには、特に限定されないが、例えば、対象となる遺伝子の発現制御領域を改変する手法や、対象となる遺伝子の全部又は一部を欠失させる手法を適用する。遺伝子の翻訳量を低下させるには、特に限定されないが、例えば、いわゆるRNA干渉やアンチセンスRNAを利用する方法を挙げることができる。換言すれば、所定の遺伝子の発現量を低下させるには、当該遺伝子を破壊する手法として公知の如何なる手法を適用しても良い。 By the way, the filamentous fungus mutant according to the present invention has a reduced function of a specific autophagy-related gene as described above. Here, “reducing the function of the gene” means reducing the expression level of the gene or reducing the activity of the protein encoded by the gene. Further, “reducing the gene expression level” means reducing the gene transcription level and / or reducing the gene translation level. Although there is no particular limitation on reducing the amount of gene transcription, for example, a method of modifying the expression control region of the target gene or a method of deleting all or part of the target gene is applied. Although it does not specifically limit in order to reduce the translation amount of a gene, For example, the method of utilizing what is called RNA interference and antisense RNA can be mentioned. In other words, in order to reduce the expression level of a predetermined gene, any method known as a method for destroying the gene may be applied.
「遺伝子がコードするタンパク質の活性を低下させる」には、特に限定されないが、例えば、対象となる遺伝子がコードするタンパク質の活性を阻害する物質(低分子化合物、抗体等の高分子化合物)を存在させる手法を採用すればよい。 “Reducing the activity of the protein encoded by the gene” is not particularly limited. For example, there is a substance that inhibits the activity of the protein encoded by the gene of interest (low molecular compound, high molecular compound such as an antibody). It is sufficient to adopt a technique for making them.
一方、本発明に係る糸状菌変異株は、従来公知の糸状菌を何ら限定することなく宿主として使用することで作製できる。宿主に使用できる糸状菌としては、特に限定されないが、Aspergillus aculeatus、Aspergillus awamori、Aspergillus caesiellus、Aspergillus candidus、Aspergillus carneus、Aspergillus clavatus、Aspergillus deflectus、Aspergillus fischerianus、Aspergillus flavus、Aspergillus fumigatus、Aspergillus glaucus、Aspergillus nidulans、Aspergillus niger、Aspergillus ochraceus、Aspergillus oryzae、Aspergillus parasiticus、Aspergillus penicilloides、Aspergillus restrictus、Aspergillus sojae、Aspergillus sydowi、Aspergillus tamari、Aspergillus terreus、Aspergillus ustus及びAspergillus versicolor等のAspergillus属糸状菌を挙げることができる。また、宿主としては、Trichoderma aggressivum、Trichoderma asperellum、Trichoderma atroviride、Trichoderma aureoviride、Trichoderma austrokoningii、Trichoderma brevicompactum、Trichoderma candidum、Trichoderma caribbaeum var. aequatoriale、Trichoderma caribbaeum var. Caribbaeum、Trichoderma catoptron、Trichoderma cremeum、Trichoderma ceramicum、Trichoderma cerinum、Trichoderma chlorosporum、Trichoderma chromospermum、Trichoderma cinnamomeum、Trichoderma citrinoviride、Trichoderma crassum、Trichoderma cremeum、Trichoderma dingleyeae、Trichoderma dorotheae、Trichoderma effusum、Trichoderma erinaceum、Trichoderma estonicum、Trichoderma fertile、Trichoderma gelatinosus、Trichoderma ghanense、Trichoderma hamatum、Trichoderma harzianum、Trichoderma helicum、Trichoderma intricatum、Trichoderma konilangbra、Trichoderma koningii、Trichoderma koningiopsis、Trichoderma longibrachiatum、Trichoderma longipile、Trichoderma minutisporum、Trichoderma oblongisporum、Trichoderma ovalisporum、Trichoderma petersenii、Trichoderma phyllostahydis、Trichoderma piluliferum、Trichoderma pleuroticola、Trichoderma pleurotum、Trichoderma polysporum、Trichoderma pseudokoningii、Trichoderma pubescens、Trichoderma reesei、Trichoderma rogersonii、Trichoderma rossicum、Trichoderma saturnisporum、Trichoderma sinensis、Trichoderma sinuosum、Trichoderma sp. MA 3642、Trichoderma sp. PPRI 3559、Trichoderma spirale、Trichoderma stramineum、Trichoderma strigosum、Trichoderma stromaticum、Trichoderma surrotundum、Trichoderma taiwanense、Trichoderma thailandicum、Trichoderma thelephoricolum、Trichoderma theobromicola、Trichoderma tomentosum、Trichoderma velutinum、Trichoderma virens、Trichoderma viride及びTrichoderma viridescens等のTrichoderma属糸状菌を挙げることができる。さらに、宿主としては、Rhizomucor pusillus、Rhizomucor miehei等のRhizomucor属糸状菌、Penicillium notatum、Penicillium chrysogenum等のPenicillium属糸状菌、Rhizopus oryzae等のRhizopus属糸状菌、Acremonium cellulolyticus、Humicola grisea、Thermoaseus aurantiacusを挙げることができる。特に、宿主としては、Aspergillus属糸状菌、中でもAspergillus oryzae及びTrichoderma属糸状菌、中でもTrichoderma reeseiが好ましい。 On the other hand, the filamentous fungal mutant according to the present invention can be prepared by using a conventionally known filamentous fungus as a host without any limitation. Filamentous fungi that can be used for the host are not particularly limited, but include Aspergillus aculeatus, Aspergillus awamori, Aspergillus caesiellus, Aspergillus candidus, Aspergillus carneus, Aspergillus clavatus, Aspergillus deflectus, Aspergillus fischerianus, Aspergillus asperus, Aspergillus sperum, Aspergillus sperum Aspergillus niger, Aspergillus ochraceus, Aspergillus oryzae, Aspergillus parasiticus, Aspergillus penicilloides, Aspergillus restrictus, Aspergillus sojae, Aspergillus sydowi, Aspergillus tamari, Aspergillus terreus, Aspergillus ustus, Aspergillus usgil and Aspergillus versicolor, etc. As hosts, Trichoderma aggressivum, Trichoderma asperellum, Trichoderma atroviride, Trichoderma aureoviride, Trichoderma austrokoningii, Trichoderma brevicompactum, Trichoderma candidum, Trichoderma caribbaeum var.aequatoriale, Trichoderma , Trichoderma chlorosporum, Trichoderma chromospermum, Trichoderma cinnamomeum, Trichoderma citrinoviride, Trichoderma crassum, Trichoderma cremeum, Trichoderma dingleyeae, Trichoderma dorotheae, Trichoderma effusum, Trichoderma erinaceum, Trichoderma estonicum, Trichoderma fertile, Trichoderma gelatinosus, Trichoderma ghanense, Trichoderma hamatum, Trichoderma harzianum, Trichoderma helicum, Trichoderma intricatum, Trichoderma konilangbra, Trichoderma koningii, Trichoderma koningiopsis, Trichoderma longibrachiatum, Trichoderma longipile, Trichoderma minutisporum, Trichoderma oblong isporum, Trichoderma ovalisporum, Trichoderma petersenii, Trichoderma phyllostahydis, Trichoderma piluliferum, Trichoderma pleuroticola, Trichoderma pleurotum, Trichoderma polysporum, Trichoderma pseudokoningii, Trichoderma pubescens, Trichoderma reesei, Trichoderma rogersonii, Trichoderma rossicum, Trichoderma saturnisporum, Trichoderma sinensis, Trichoderma sinuosum, Trichoderma sp. MA 3642, Trichoderma sp. And Trichoderma genus filamentous fungi. Furthermore, as hosts, Rhizomucor pusillus, Rhizomucor miehei and other Rhizomucor genus fungi, Penicillium notatum, Penicillium chrysogenum and other Penicillium genus fungi, Rhizopus oryzae and other Rhizopus genus fungi, Acremonium cellulolyticus, Humicola griur a Can do. In particular, the host is preferably Aspergillus filamentous fungi, especially Aspergillus oryzae and Trichoderma spp., Especially Trichoderma reesei.
なお、宿主として使用する糸状菌は、上述した糸状菌の野生株でも良いが、各種の変異が導入された変異株でも良い。例えば、WO2007/099776号公報には、液胞内酸性プロテアーゼ遺伝子を破壊したAspergillus oryzae変異株が開示されているが、この変異株を宿主として使用することもできる。なお、WO2007/099776号公報に開示されたAspergillus oryzae変異株は、組換えタンパク質を高生産する変異株として公知である。このAspergillus oryzae変異株に、更に上述したオートファジー関連遺伝子の機能を低減させることで、タンパク質の生産性がより向上することが期待できる。 The filamentous fungus used as the host may be a wild strain of the aforementioned filamentous fungus, or may be a mutant strain into which various mutations are introduced. For example, WO2007 / 099776 discloses an Aspergillus oryzae mutant strain in which the vacuolar acid protease gene is disrupted, but this mutant strain can also be used as a host. In addition, the Aspergillus oryzae mutant strain disclosed in WO2007 / 099776 is known as a mutant strain that produces a recombinant protein at a high level. By further reducing the function of the above-mentioned autophagy-related gene in this Aspergillus oryzae mutant strain, it can be expected that the protein productivity is further improved.
これら各種糸状菌において、オートファジー関連遺伝子は、表1に示したアクセッション番号により取得できるアミノ酸配列や塩基配列に基づいて特定することができる。すなわち、上述した糸状菌のゲノム配列情報が公知である場合には、Blast等の相同性検索ソフトウェアを利用して、表1に示したアクセッション番号で特定される遺伝子の相同遺伝子を特定することができる。上述した糸状菌のゲノム配列情報が未知である場合には、一例として、cDNAライブラリー等を作製し、表1に示したアクセッション番号で特定される遺伝子に特異的にハイブリダイズするプローブを用いて相同遺伝子をcDNAライブラリーから特定することができる。 In these various filamentous fungi, the autophagy-related gene can be identified based on the amino acid sequence or base sequence that can be obtained by the accession numbers shown in Table 1. That is, if the above-described genome sequence information of the filamentous fungus is known, the homologous gene of the gene identified by the accession number shown in Table 1 should be identified using homology search software such as Blast. Can do. When the genome sequence information of the filamentous fungus described above is unknown, as an example, a cDNA library or the like is prepared, and a probe that specifically hybridizes to the gene specified by the accession number shown in Table 1 is used. Thus, homologous genes can be identified from a cDNA library.
ところで、本発明に係る糸状菌変異株は、外来遺伝子を発現可能に導入したものである。ここで外来遺伝子とは、糸状菌変異株の元となる糸状菌以外の生物に由来する遺伝子を意味する。例えば、本発明に係る糸状菌変異株をAspergillus oryzaeから作製した場合、外来遺伝子とは、Aspergillus oryzae以外の生物に存在する遺伝子を意味する。したがって、本発明に係る糸状菌変異株をAspergillus oryzaeから作製した場合であれば、Aspergillus oryzae以外の他のAspergillus属糸状菌由来の遺伝子であっても外来遺伝子に含まれる。 By the way, the filamentous fungal mutant strain according to the present invention is a strain into which a foreign gene has been introduced so that it can be expressed. Here, the foreign gene means a gene derived from an organism other than the filamentous fungus that is the origin of the filamentous fungal mutant. For example, when the filamentous fungal mutant according to the present invention is produced from Aspergillus oryzae, the foreign gene means a gene present in an organism other than Aspergillus oryzae. Therefore, if the filamentous fungal mutant according to the present invention is produced from Aspergillus oryzae, genes derived from other Aspergillus spp. Other than Aspergillus oryzae are also included in the foreign gene.
但し、本発明に係る糸状菌変異株は、特に動物細胞や植物細胞といった高等生物に由来する遺伝子を外来遺伝子として導入したものであることが好ましい。動物細胞や植物細胞といった高等生物由来の遺伝子は、Aspergillus oryzae等の糸状菌に導入されても高発現しないといった実情があったからである。すなわち、本発明に係る糸状菌変異株においては、これら高等生物由来の外来遺伝子であっても高発現させることができ、当該外来遺伝子によりコードされるタンパク質を高生産できる。 However, the filamentous fungal mutant according to the present invention is preferably one in which a gene derived from a higher organism such as an animal cell or a plant cell is introduced as a foreign gene. This is because genes derived from higher organisms such as animal cells and plant cells were not highly expressed even when introduced into filamentous fungi such as Aspergillus oryzae. That is, in the filamentous fungal mutant according to the present invention, even a foreign gene derived from these higher organisms can be highly expressed, and a protein encoded by the foreign gene can be produced at high yield.
ここで、生産対象のタンパク質としては、何ら限定されず、如何なる分子量、如何なる生物種由来、如何なる等電点、如何なるアミノ酸配列のタンパク質であっても良い。すなわち外来遺伝子としては、例えば、アルカリプロテアーゼ遺伝子、α−アミラーゼ遺伝子、アスコルビン酸オキシダーゼ遺伝子、アスパルチックプロテアーゼ遺伝子、セロビオヒドロラーゼ遺伝子、セルラーゼ遺伝子、クチナーゼ遺伝子、エンドグルカナーゼ遺伝子、グルコアミラーゼ、β−グルコシダーゼ遺伝子、グリオキサールオキシダーゼ遺伝子、ラッカーゼ遺伝子、リグニンオキシダーゼ遺伝子、リグニンペルオキシダーゼ遺伝子、リパーゼ遺伝子、マンガンペルオキシダーゼ遺伝子、1,2-α-マンノシダーゼ遺伝子、ヌクレアーゼ遺伝子、ペクチンリアーゼ遺伝子、ペクチンメチルエステラーゼ遺伝子、酸性ホスファターゼ遺伝子、ポリガラクチュロナーゼ遺伝子、キシラナーゼ遺伝子、β-キシロシダーゼ遺伝子等を挙げることができる。特に、生産対象のタンパク質としては、リゾチーム、キモシン、レクチン、インターロイキン、ラクトフェリン、味覚修飾タンパク質であるミラクリン、抗Fas抗体などの抗体医薬、ダニアレルゲン、花粉アレルゲン、木質バイオマス分解のためのセルロース分解酵素、サイトカイン等が高等生物由来の遺伝子によりコードされるタンパク質として例示できる。 Here, the protein to be produced is not limited in any way, and may be any molecular weight, any biological species, any isoelectric point, or any amino acid sequence. That is, as the foreign gene, for example, alkaline protease gene, α-amylase gene, ascorbate oxidase gene, aspartic protease gene, cellobiohydrolase gene, cellulase gene, cutinase gene, endoglucanase gene, glucoamylase, β-glucosidase gene, Glyoxal oxidase gene, laccase gene, lignin oxidase gene, lignin peroxidase gene, lipase gene, manganese peroxidase gene, 1,2-α-mannosidase gene, nuclease gene, pectin lyase gene, pectin methylesterase gene, acid phosphatase gene, polygalactururo Examples include a nuclease gene, a xylanase gene, a β-xylosidase gene, etc. Kill. In particular, the proteins to be produced include lysozyme, chymosin, lectin, interleukin, lactoferrin, taste-modifying protein miraculin, anti-Fas antibody and other antibody drugs, mite allergen, pollen allergen, and cellulolytic enzyme for degradation of woody biomass In addition, cytokines can be exemplified as proteins encoded by genes derived from higher organisms.
上述した外来遺伝子は、一般的に利用されている発現ベクターの形で糸状菌に導入することができる。ベクターは典型的には、選択可能マーカー遺伝子、クローニング部位及び制御領域(プロモーター及びターミネーター)を有している。このベクターは、本技術分野においてよく知られており商業的に入手可能である。 The foreign genes described above can be introduced into filamentous fungi in the form of commonly used expression vectors. Vectors typically have a selectable marker gene, a cloning site, and control regions (promoter and terminator). This vector is well known in the art and is commercially available.
ベクターに含まれるプロモーターは、糸状菌において機能しうるならば、構成的発現プロモーター及び誘導型プロモーターのいずれでも良い。プロモーターが機能しうるとは、宿主糸状菌内において下流遺伝子の転写が可能であることを意味する。プロモーターとしては、例えば、Aspergillus niger等のAspergillus属糸状菌由来のグルコアミラーゼ、アルファ-アミラーゼ、又はアルファ-グルコシダーゼをコードしている遺伝子のプロモーターを挙げることができる。また、A.nidulansのgpdA遺伝子、oliC遺伝子又はtrpC遺伝子のプロモーター、Neurospora crassaのcbh1又はtrp1遺伝子のプロモーター、A. niger 又はRhizomucor mieheiのアスパラギン酸プロテイナーゼエンコード遺伝子のプロモーター、Trichoderma reesei由来のcbh1遺伝子、cbh2遺伝子、egl1遺伝子、egl2遺伝子又は他のセルラーゼをコードしている遺伝子のプロモーターを使用することができる。特に、宿主となる糸状菌がTrichoderma reeseiである場合、プロモーターとしては、Trichoderma reesei由来のcbh1遺伝子、cbh2遺伝子、egl1遺伝子、egl2遺伝子又は他のセルラーゼをコードしている遺伝子のプロモーターを使用することが好ましく、特にcbh1遺伝子のプロモーターを使用することがより好ましい。 The promoter contained in the vector may be either a constitutive expression promoter or an inducible promoter as long as it can function in filamentous fungi. That the promoter can function means that the downstream gene can be transcribed in the host filamentous fungus. Examples of the promoter include a promoter of a gene encoding glucoamylase, alpha-amylase, or alpha-glucosidase derived from Aspergillus filamentous fungi such as Aspergillus niger. Also, A. nidulans gpdA gene, oliC gene or trpC gene promoter, Neurospora crassa cbh1 or trp1 gene promoter, A. niger or Rhizomucor miehei aspartic proteinase encoding gene promoter, Trichoderma reesei derived cbh1 gene, cbh2 Promoters of genes encoding genes, egl1 genes, egl2 genes or other cellulases can be used. In particular, when the host filamentous fungus is Trichoderma reesei, it is possible to use a promoter of a gene encoding a cbh1 gene, cbh2 gene, egl1 gene, egl2 gene or other cellulase derived from Trichoderma reesei. In particular, it is more preferable to use the promoter of the cbh1 gene.
本発明では、上述した外来遺伝子を発現可能に組み込んだ発現ベクターを定法に従って導入し、当該外来遺伝子によりコードされるタンパク質を生産する。発現ベクターを導入する方法としては、従来公知の各種方法、例えば、トランスフォーメーション法や、トランスフェクション法、接合法、プロトプラスト法、エレクトロポレーション法、リポフェクション法、酢酸リチウム法等を用いることができる。 In the present invention, an expression vector into which the above-mentioned foreign gene is incorporated is introduced according to a standard method to produce a protein encoded by the foreign gene. As a method for introducing an expression vector, various conventionally known methods such as transformation method, transfection method, conjugation method, protoplast method, electroporation method, lipofection method, lithium acetate method and the like can be used.
なお、この発現ベクターは、上述した所定のオートファジー関連遺伝子の機能を低減させた糸状菌に対して導入することができる。あるいは、上述した所定のオートファジー関連遺伝子の機能を保持したままの糸状菌に対してこの発現ベクターを導入した後、当該オートファジー関連遺伝子の機能を低減させてもよい。さらに、この発現ベクターの導入と、上述した所定のオートファジー関連遺伝子の機能を低減させる処理とを同時に行っても良い。いずれの方法であっても、外来遺伝子を発現可能に導入し、且つ、上述した所定のオートファジー関連遺伝子の機能を低減させた糸状菌変異株を作製することができる。 This expression vector can be introduced into a filamentous fungus having a reduced function of the aforementioned predetermined autophagy-related gene. Alternatively, after the expression vector is introduced into the filamentous fungus that retains the function of the predetermined autophagy-related gene described above, the function of the autophagy-related gene may be reduced. Furthermore, the introduction of the expression vector and the process for reducing the function of the predetermined autophagy-related gene described above may be performed simultaneously. In any method, it is possible to produce a filamentous fungal mutant strain in which a foreign gene is introduced so that it can be expressed, and the function of a predetermined autophagy-related gene described above is reduced.
このように作製した糸状菌変異株においては、外来遺伝子の発現量が高く、当該外来遺伝子によりコードされるタンパク質を高生産することができる。ここで、外来遺伝子の発現量が高いとは、上述した所定のオートファジー関連遺伝子の機能を保持したままの糸状菌に対して上記発現ベクターを導入した場合における外来遺伝子の発現量と比較して、本発明に係る糸状菌変異株における外来遺伝子の発現量が有意に高いことを意味する。 The filamentous fungus mutant prepared as described above has a high expression level of a foreign gene and can produce a protein encoded by the foreign gene in high production. Here, the expression level of the foreign gene is high as compared to the expression level of the foreign gene when the expression vector is introduced into the filamentous fungus that retains the function of the predetermined autophagy-related gene described above. This means that the expression level of the foreign gene in the filamentous fungal mutant according to the present invention is significantly high.
また、外来遺伝子によりコードされるタンパク質は、菌体外に分泌生産するため、菌体を破壊するといった処理を行わず、定法に従って回収できる。なお、当該タンパク質は、培地の上清サンプルを直接、当該技術分野で知られているドデシルナトリウム硫酸ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)で解析することにより測定できる。細胞培養中に生産された目的タンパク質は培地の中に分泌され、そして、例えば細胞培地から不要な成分を取り除くことにより、精製、又は、単離される。目的タンパク質の精製には、例えば、アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、エタノール沈殿、逆相HPLC、シリカ上またはDEAEなどの陽イオン交換樹脂によるクロマトグラフィー、クロマトフォーカシング、 SDS-PAGE、硫酸アンモニュウム沈殿法、ゲルろ過等の手法を単独で又は組み合わせて使用できる。 In addition, since the protein encoded by the foreign gene is secreted and produced outside the cells, it can be recovered according to a conventional method without performing a treatment such as destroying the cells. The protein can be measured by directly analyzing a supernatant sample of the medium by dodecyl sodium sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) known in the art. The protein of interest produced during cell culture is secreted into the medium and purified or isolated, for example, by removing unwanted components from the cell medium. For purification of target protein, for example, affinity chromatography, ion exchange chromatography, hydrophobic interaction chromatography, ethanol precipitation, reverse phase HPLC, chromatography on silica or cation exchange resin such as DEAE, chromatofocusing, SDS -PAGE, ammonium sulfate precipitation, gel filtration, etc. can be used alone or in combination.
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。 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.
〔実施例1〕
本実施例では、A. oryzaeにおけるATG遺伝子(以下Aoatg遺伝子)を破壊した変異株を作製し、外来遺伝子として導入したウシ由来キモシン遺伝子の発現量の変化を測定した。具体的に、変異株としては、Aoatg1遺伝子破壊株、Aoatg4遺伝子破壊株、Aoatg8遺伝子破壊株、Aoatg13遺伝子破壊株及びAoatg15遺伝子破壊株と、Aoatg4遺伝子条件発現抑制株を作製した。
[Example 1]
In this example, a mutant strain in which the ATG gene (hereinafter referred to as Aoatg gene) in A. oryzae was disrupted was prepared, and the change in the expression level of the bovine chymosin gene introduced as a foreign gene was measured. Specifically, Aoatg1 gene disruption strain, Aoatg4 gene disruption strain, Aoatg8 gene disruption strain, Aoatg13 gene disruption strain, Aoatg15 gene disruption strain, and Aoatg4 gene conditional expression suppression strain were prepared as mutant strains.
使用菌株、培地および形質転換
本実施例で用いた菌株を下記表3に示した。
Bacterial strains used, culture medium and transformation The strains used in this example are shown in Table 3 below.
麹菌A. oryzae野生株のRIB40はDNA源として、NSRKu70-1-1株とNSPlD1株は形質転換用のホストとして用いた。菌株の生育には、DPY培地(2% dextrin、1% polypeptone、0.5% yeast extract、0.5% KH2PO4及び0.05% MgSO4・7H2O [pH5.5])とPDA培地(Nissui Pharmaceutical社製)を用いた。0.15%のmethionineを含む最少培地[0.2% NH4Cl、0.1% (NH4)2SO4、0.05% KCl、0.05% NaCl、0.1% KH2PO4、0.05% MgSO4・7H2O、0.002% FeSO4・7H2O及び2% glucose(pH 5.5)] (M+Met)は、各Aoatg遺伝子(Aoatg1, Aoatg4, Aoatg13, Aoatg8, Aoatg15)破壊株、Aoatg4条件発現抑制株を取得するための選択培地として用いた。5×DPY(pH 5.5)(10% dextrin、5% polypeptone、2.5% yeast extract、0.5% KH2PO4及び0.05% MgSO4・7H2O[pH 5.5])はウシキモシン(CHY)の生産培地として用いた。0.0015%のmethionineを含むCzapek-Dox (CD)培地(0.3% NaNO3、0.2% KCl、0.1% KH2PO4、0.05% MgSO4・7H2O、0.002% FeSO4・7H2O及び2% glucose[pH 5.5])は、CHY発現プラスミドのniaDマーカーの選択培地として用いた。Escherichia coli DH5α[supE44 ΔlacU169 (φ80 lacZ ΔM15) hsdR17 recA1 endA1 gyrA96 thi-1 relA1]はDNA操作のための宿主として用いた。A. oryzaeの形質転換は、Kitamoto (2002) Adv Appl Microbiol 51:129-153の方法に基づいて行った。
Aspergillus oryzae wild strain RIB40 was used as a DNA source, and NSRKu70-1-1 and NSPlD1 strains were used as transformation hosts. For the growth of strains, DPY medium (2% dextrin, 1% polypeptone, 0.5% yeast extract, 0.5% KH 2 PO 4 and 0.05% MgSO 4 .7H 2 O [pH 5.5]) and PDA medium (Nissui Pharmaceutical) Made). Minimal medium containing 0.15% methionine [0.2% NH 4 Cl, 0.1% (NH 4 ) 2 SO 4 , 0.05% KCl, 0.05% NaCl, 0.1% KH 2 PO 4 , 0.05% MgSO 4 · 7H 2 O, 0.002 % FeSO 4 · 7H 2 O and 2% glucose (pH 5.5)] (M + Met) are used to obtain each Aoatg gene (Aoatg1, Aoatg4, Aoatg13, Aoatg8, Aoatg15) disrupted strain, Aoatg4 conditional expression suppression strain Used as a selective medium. 5 × DPY (pH 5.5) (10% dextrin, 5% polypeptone, 2.5% yeast extract, 0.5% KH 2 PO 4 and 0.05% MgSO 4 .7H 2 O [pH 5.5]) is a production medium for bovine chymosin (CHY) Using. Czapek-Dox containing 0.0015% of the methionine (CD) medium (0.3% NaNO 3, 0.2% KCl, 0.1
Aoatg遺伝子破壊株の作製
1. Aoatg破壊用プラスミドの作製
下記表4に示したプライマーセットを用いて、Aoatg1遺伝子、Aoatg4遺伝子、Aoatg8遺伝子、Aoatg13遺伝子及びAoatg15遺伝子の各Aoatg遺伝子の上流領域及び下流領域をRIB40株のゲノムからPCRにて増幅した。また、下記表4に示したプライマーセットを用いて、pgEaA(Jin et al (2007) Appl. Microbiol. Biotechnol. 76:1059-1068)を鋳型としてPCRによりadeA遺伝子を増幅した。
Production of Aoatg gene disruption strain
1. Preparation of Aoatg disruption plasmid Using the primer set shown in Table 4 below, the upstream and downstream regions of each Aoatg gene of the Aoatg1, Aoatg4, Aoatg8, Aoatg13, and Aoatg15 genes were extracted from the RIB40 strain genome. Amplified by PCR. In addition, using the primer set shown in Table 4 below, the adeA gene was amplified by PCR using pgEaA (Jin et al (2007) Appl. Microbiol. Biotechnol. 76: 1059-1068) as a template.
PCRによって得られた各Aoatg遺伝子の上流断片、下流断片及びadeA遺伝子断片を混合したfusion PCRによりAoatg遺伝子破壊用断片をAoatg1遺伝子、Aoatg4遺伝子、Aoatg8遺伝子、Aoatg13遺伝子及びAoatg15遺伝子について作製した。これら断片をpCR 4Blunt-TOPOに導入することでAoatg1破壊用プラスミドpgΔAoatg1、Aoatg4破壊用プラスミドpgΔAoatg4、Aoatg8破壊用プラスミドpgΔAoatg8、Aoatg13破壊用プラスミドpgΔAoatg13、Aoatg15破壊用プラスミドpgΔAoatg15を作製した。 Aoatg gene disruption fragments were prepared for the Aoatg1, Aoatg4, Aoatg8, Aoatg13, and Aoatg15 genes by fusion PCR in which the upstream, downstream, and adeA gene fragments of each Aoatg gene obtained by PCR were mixed. By introducing these fragments into pCR 4Blunt-TOPO, Aoatg1 destruction plasmid pgΔAoatg1, Aoatg4 destruction plasmid pgΔAoatg4, Aoatg8 destruction plasmid pgΔAoatg8, Aoatg13 destruction plasmid pgΔAoatg13, and Aoatg15 destruction plasmid pgΔAoatg15 were prepared.
2. Aoatg遺伝子破壊株の取得
取得したAoatg1破壊用プラスミド〜Aoatg15破壊用プラスミドを鋳型とし、上記表4に示した上流領域用のForwardプライマーと下流領域用のReverseプライマーを用いたPCRによりAoatg破壊用断片を増幅した。得られたAoatg破壊用断片を用いて、adeA遺伝子をマーカーとしてNSRKu70-1-1株を形質転換した。形質転換体からゲノムを回収し、サザンブロット解析による確認を行った結果(図示せず)、Aoatg1遺伝子破壊株、Aoatg4遺伝子破壊株、Aoatg8遺伝子破壊株、Aoatg13遺伝子破壊株及びAoatg15遺伝子破壊株が得られた。
2. Acquisition of Aoatg gene disruption strain Aoatg disruption by PCR using the obtained Aoatg1 disruption plasmid to Aoatg15 disruption plasmid as a template and using the upstream primer and the downstream primer shown in Table 4 above. The fragment was amplified. The obtained Aoatg disruption fragment was used to transform NSRKu70-1-1 strain using the adeA gene as a marker. As a result of recovering the genome from the transformant and confirming by Southern blot analysis (not shown), Aoatg1 gene disruption strain, Aoatg4 gene disruption strain, Aoatg8 gene disruption strain, Aoatg13 gene disruption strain and Aoatg15 gene disruption strain are obtained. It was.
Aoatg4遺伝子条件発現抑制株の作製
所定の条件下においてAoatg4遺伝子が破壊されるといった特徴を有するAoatg4遺伝子条件発現抑制株を作製した。具体的には、チアミンの存在下に発現が抑制されるプロモーターであるthiAプロモーター(PthiA)を利用した。Aoatg4遺伝子条件発現抑制株の作製は、Development of Aspergillus oryzae thiA promoter as a tool for molecular biological studies.Shoji JY, Maruyama J, Arioka M, Kitamoto K. FEMS Microbiol Lett. 2005 Mar 1;244(1):41-6に基づいて行った。
Preparation of Aoatg4 gene conditional expression suppression strain Aoatg4 gene conditional expression suppression strain having the characteristics that the Aoatg4 gene is disrupted under predetermined conditions was prepared. Specifically, a thiA promoter (PthiA), which is a promoter whose expression is suppressed in the presence of thiamine, was used. Aoatg4 gene conditional expression suppression strains were created by Development of Aspergillus oryzae thiA promoter as a tool for molecular biological studies.Shoji JY, Maruyama J, Arioka M, Kitamoto K. FEMS Microbiol Lett. 2005 Mar 1; 244 (1): 41 Based on -6.
すなわち、PthiAの制御下におけるAoatg4遺伝子条件発現抑制株を作製するためにGateway systemを用い相同組換え用プラスミドベクターを作製した。 Specifically, a plasmid vector for homologous recombination was prepared using the Gateway system in order to prepare an Aoatg4 gene conditional expression suppression strain under the control of PthiA.
まず、center entry cloneを作製するために、pg5’pt plasmid(Mabashi et al. (2006) Biosci Biotechnol Biochem 70:1882-1889)を鋳型とし、一対のプライマーf-thiA_F (5-tctcgggccacggtaaatacactatcacacaccgaac-3:配列番号47)及びpgthiA_R (5-GGGGACCACTTTGTACAAGAAAGCTGGGTtttcaagttgcaatgactatcatctgttagcc-3:配列番号48)を用いてPthiAを増幅した。その後、pgEpg plasmid(Maruyama and Kitamoto (2008) Biotechnol Lett 30:1811-1817)を鋳型とし、一対のプライマーpgPyrG_F (5-GGGGACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTggtaatgtgccccaggcttg-3:配列番号49)及びf-pyrG_R (5-gtatttaccgtggcccgagaggactattcc-3:配列番号50)を用いてpyrGを増幅した。さらにこれらをfusion PCRで繋いでcenter entry cloneに導入し、pgEpGPt plasmidを作製した。 First, to create a center entry clone, a pair of primers f-thiA_F (5-tctcgggccacggtaaatacactatcacacaccgaac-3: sequence) using pg5'pt plasmid (Mabashi et al. (2006) Biosci Biotechnol Biochem 70: 1882-1889) as a template No. 47) and pgthiA_R (5-GGGGACCACTTTGTACAAGAAAGCTGGGTtttcaagttgcaatgactatcatctgttagcc-3: SEQ ID NO: 48) were used to amplify PthiA. Then, using pgEpg plasmid (Maruyama and Kitamoto (2008) Biotechnol Lett 30: 1811-1817) as a template, a pair of primers pgPyrG_F (5-GGGGACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTggtaatgtgccccaggcttg-3: SEQ ID NO: 49) and f-pyrG_R (5-gtatttaccgtggattccccgggg No. 50) was used to amplify pyrG. Furthermore, these were connected by fusion PCR and introduced into a center entry clone to prepare pgEpGPt plasmid.
次に5’ entry cloneを作製するために、Aoatg4遺伝子の5’ flanking region (約1 kb)を一対のプライマーaB4-5a4_F (5-GGGGACAACTTTGTATAGAAAAGTTGtcatcttcactagagctgtcacg-3:配列番号51)及びaB1r-5a4_R (5-GGGGACTGCTTTTTTGTACAAACTTGtatggttggctgggtagtgaa-3:配列番号52)を用いたPCRにより増幅し、5’ entry cloneに導入し、pg5’a4 plasmidを作製した。 Next, to create a 5 'entry clone, the 5' flanking region (about 1 kb) of the Aoatg4 gene was paired with a pair of primers aB4-5a4_F (5-GGGGACAACTTTGTATAGAAAAGTTGtcatcttcactagagctgtcacg-3: SEQ ID NO: 51) and aB1r-5a4_R (5-GGGGACTGCTTTggtgaggta -3: amplified by PCR using SEQ ID NO: 52) and introduced into 5 'entry clone to prepare pg5'a4 plasmid.
次に3’ entry cloneを作製するために、Aoatg4遺伝子のATGから始まるORF領域 (約1 kb)を一対のプライマーaB2r-a4ORF_F (5-GGGGACAGCTTTCTTGTACAAAGTGGatgaacagtgtagacatagggcg-3:配列番号53)及びaB3-a4ORF_R (5-GGGGACAACTTTGTATAATAAAGTTGcccttctgccttggttgtaagta:配列番号54)を用いたPCRにより増幅し、3’ entry cloneに導入し、pg3’a4ORF plasmidを作製した。 Next, to create a 3 'entry clone, the ORF region (about 1 kb) starting from ATG of the Aoatg4 gene was paired with a pair of primers aB2r-a4ORF_F (5-GGGGACAGCTTTCTTGTACAAAGTGGatgaacagtgtagacatagggcg-3: SEQ ID NO: 53) and aB3-a4ORF_R (5- Amplification was performed by PCR using GGGGACAACTTTGTATAATAAAGTTGcccttctgccttggttgtaagta: SEQ ID NO: 54), and the product was introduced into a 3 ′ entry clone to prepare pg3′a4ORF plasmid.
そして、それぞれ作製したcenter entry clone、3’ entry clone及び5’ entry cloneをもってLR反応を行い、形質転換用LRプラスミドを作製した。その後、形質転換用LRプラスミドをNSPlD1株に形質転換し、Aoatg4遺伝子条件発現抑制株であるNSlD-Ta4株(thiA promoter 制御株)を作製した。 Then, LR reaction was carried out with the center entry clone, 3 'entry clone and 5' entry clone prepared, respectively, to prepare LR plasmids for transformation. Thereafter, the LR plasmid for transformation was transformed into NSPlD1 strain, and NSlD-Ta4 strain (thiA promoter control strain), which is an Aoatg4 gene conditional expression suppression strain, was prepared.
ウシキモシン(CHY)発現株の作製
上述のように作製したAoatg1遺伝子破壊株、Aoatg4遺伝子破壊株、Aoatg8遺伝子破壊株、Aoatg13遺伝子破壊株及びAoatg15遺伝子破壊株について、異種タンパク質生産能を測定するためにウシキモシン(CHY)を発現する株を作製した。ウシキモシン発現プラスミドpgAKCN(Nemoto et al (2009) Appl Microbiol Biotechnol 82:1105-1114)をコントロール株(NSKu70-AA株)、Aoatg1遺伝子破壊株、Aoatg4遺伝子破壊株、Aoatg8遺伝子破壊株、Aoatg13遺伝子破壊株及びAoatg15遺伝子破壊株に形質転換した。形質転換株はniaD遺伝子を選択マーカーとして選抜し、A. oryzaeゲノム中のniaD遺伝子ローカスにシングルコピーとしてインテグレーションされた株をサザンブロット解析で選択した(図省略)。
Production of bovine chymosin (CHY) expression strains Aoatg1 gene disruption strain, Aoatg4 gene disruption strain, Aoatg8 gene disruption strain, Aoatg13 gene disruption strain and Aoatg15 gene disruption strain prepared as described above were measured using bovine chymosin. A strain expressing (CHY) was produced. Bovine chymosin expression plasmid pgAKCN (Nemoto et al (2009) Appl Microbiol Biotechnol 82: 1105-1114), control strain (NSKu70-AA strain), Aoatg1 gene disruption strain, Aoatg4 gene disruption strain, Aoatg8 gene disruption strain, Aoatg13 gene disruption strain and Aoatg15 gene disruption strain was transformed. The transformant was selected using the niaD gene as a selection marker, and a strain integrated as a single copy with the niaD gene locus in the A. oryzae genome was selected by Southern blot analysis (not shown).
サザンブロット解析は、上掲のNemoto et al (2009)に記載された方法に準じた。上述のようにして得られた、コントロール株にウシキモシン遺伝子を導入した株をSKu70-AA-AKC1株と称する。Aoatg1遺伝子破壊株、Aoatg4遺伝子破壊株、Aoatg8遺伝子破壊株、Aoatg13遺伝子破壊株及びAoatg15遺伝子破壊株にウシキモシン遺伝子を導入した株を、それぞれSKu70-ΔAoatg1-AKC2株、SKu70-ΔAoatg4-AKC1株、SKu70-ΔAoatg8-AKC1株、SKu70-ΔAoatg13-AKC1株及びSKu70-ΔAoatg15-AKC2株と称する。 Southern blot analysis was in accordance with the method described in Nemoto et al (2009), supra. The strain obtained by introducing bovine chymosin gene into the control strain obtained as described above is referred to as SKu70-AA-AKC1 strain. Aoatg1 gene-disrupted strain, Aoatg4 gene-disrupted strain, Aoatg8 gene-disrupted strain, Aoatg13 gene-disrupted strain and Aoatg15 gene-disrupted strain introduced with bovine chymosin gene, SKu70-ΔAoatg1-AKC2 strain, SKu70-ΔAoatg4-AKC1 strain, They are referred to as ΔAoatg8-AKC1 strain, SKu70-ΔAoatg13-AKC1 strain and SKu70-ΔAoatg15-AKC2 strain.
また、同様にしてAoatg4遺伝子条件発現抑制株に対してウシキモシン発現プラスミドpgAKCNを導入して、ウシキモシン遺伝子を発現するAoatg4遺伝子条件発現抑制株SlD-Ta4-AKC1株を作製した。 Similarly, the bovine chymosin expression plasmid pgAKCN was introduced into the Aoatg4 gene conditional expression-suppressed strain to produce an Aoatg4 gene conditional expression-suppressed strain SlD-Ta4-AKC1 that expresses the bovine chymosin gene.
CHYの定量結果
SKu70-AA-AKC1株、SKu70-ΔAoatg1-AKC2株、SKu70-ΔAoatg4-AKC1株、SKu70-ΔAoatg8-AKC1株、SKu70-ΔAoatg13-AKC1株及びSKu70-ΔAoatg15-AKC2株の分生子を約2×105個になるように回収し、20mlの5×DPY (pH5.5)培地で3日から6日間30℃で培養し、培養上清中のCHY活性を測定した。また、SlD-Ta4-AKC1株については、5×DPY (pH5.5)培地及び10μMチアミン含有5×DPY (pH5.5)培地にて同様に培養し、培養上清中のCHY活性を測定した。
CHY quantitative results
SKu70-AA-AKC1 strain, SKu70-ΔAoatg1-AKC2 strain, SKu70-ΔAoatg4-AKC1 strain, SKu70-ΔAoatg8-AKC1 strain, SKu70-ΔAoatg13-AKC1 strain and SKu70-ΔAoatg15-AKC2 strain conidia minute to about 2 × 10 5 The cells were collected so as to become individual, cultured in 30 ml of 20 ml of 5 × DPY (pH 5.5) medium for 3 to 6 days, and the CHY activity in the culture supernatant was measured. For the SlD-Ta4-AKC1 strain, the same culture was performed in 5 × DPY (pH5.5) medium and 5 × DPY (pH5.5) medium containing 10 μM thiamine, and the CHY activity in the culture supernatant was measured. .
CHY活性はFoltmann法(OLTMANN, B. "Methods in Enzymology," Vol. XIX, ed. by PERLMANN, G. E. and LORAND, L., p. 421-436, Academic Press Inc., New York, N. Y., 1970)に基づき行った。すなわち、培養上清の約100μlを24時間毎に採取し、1 mlの12% skim milk (10 mM CaCl2含む)と反応させた。CHY生産量は市販のCHY標品 (Sigma社製)を用い、スタンダード曲線に沿って計算した。 CHY activity is based on the Foltmann method (OLTMANN, B. "Methods in Enzymology," Vol. XIX, ed. By PERLMANN, GE and LORAND, L., p. 421-436, Academic Press Inc., New York, NY, 1970) Based on. That is, about 100 μl of the culture supernatant was collected every 24 hours and reacted with 1 ml of 12% skim milk (containing 10 mM CaCl 2 ). The CHY production amount was calculated along a standard curve using a commercially available CHY standard (manufactured by Sigma).
結果
SKu70-AA-AKC1株、SKu70-ΔAoatg1-AKC2株、SKu70-ΔAoatg4-AKC1株、SKu70-ΔAoatg8-AKC1株、SKu70-ΔAoatg13-AKC1株及びSKu70-ΔAoatg15-AKC2株についてCHY活性を測定した結果を図9に示す。図9に示すように、異種タンパク質の生産量は培養4日目に最大値を示した。培養4日目における各Aoatg遺伝子破壊株の最大生産量はSKu70-ΔAoatg1-AKC2株が59.1mg/L、SKu70-ΔAoatg4-AKC1株が80.3mg/L、SKu70-ΔAoatg8-AKC1株が64.4mg/L、SKu70-ΔAoatg13-AKC1株が37.2mg/Lであった。一方、コントロール株であるSKu70-AA-AKC1株では最大生産量が26mg/Lであった。また、SKu70-ΔAoatg15-AKC2株では最大生産量が24.1mg/Lであった。
result
CHY activity of SKu70-AA-AKC1 strain, SKu70-ΔAoatg1-AKC2 strain, SKu70-ΔAoatg4-AKC1 strain, SKu70-ΔAoatg8-AKC1 strain, SKu70-ΔAoatg13-AKC1 strain and SKu70-ΔAoatg15-AKC2 strain was measured. 9 shows. As shown in FIG. 9, the production amount of the heterologous protein showed the maximum value on the fourth day of culture. The maximum production of each Aoatg gene disruption strain on the 4th day of culture is 59.1 mg / L for SKu70-ΔAoatg1-AKC2, 80.3 mg / L for SKu70-ΔAoatg4-AKC1, 64.4 mg / L for SKu70-ΔAoatg8-AKC1 The SKu70-ΔAoatg13-AKC1 strain was 37.2 mg / L. On the other hand, the maximum production amount of the control strain SKu70-AA-AKC1 was 26 mg / L. In addition, the maximum production of SKu70-ΔAoatg15-AKC2 strain was 24.1 mg / L.
SKu70-ΔAoatg15-AKC2株の結果から、オートファジー関連遺伝子のなかでも、オートファジックボディの崩壊に関与する遺伝子の機能を低減させても、異種タンパク質の生産性はコントロール株と比較して有意に向上しないことが判る。これに対して、オートファジックボディの崩壊に関与する遺伝子以外のオートファジー関連遺伝子の機能を低減させた場合には、異種タンパク質の生産性がコントロール株と比較して有意に向上していることが判った。 From the results of the SKu70-ΔAoatg15-AKC2 strain, the productivity of heterologous proteins is significantly higher than that of the control strain even if the functions of autophagy-related genes and genes involved in autophagic body decay are reduced. It turns out that it does not improve. In contrast, when the functions of autophagy-related genes other than those involved in autophagic body disruption are reduced, the productivity of heterologous proteins is significantly improved compared to control strains. I understood.
特に、SKu70-ΔAoatg4-AKC1株の最大生産量はコントロール株に比べ、約3倍高いことが明らかになった。また、SKu70-ΔAoatg8-AKC1株の最大生産量も他の破壊株と比較して、異種タンパク質の生産性が非常に高いことが判る。この結果から、オートファジー関連遺伝子としては、Atg8又はAtg12が関与するユビキチン様結合反応系に関与するタンパク質をコードする遺伝子の機能を低減させることが好ましいことが判った。 In particular, the maximum production of the SKu70-ΔAoatg4-AKC1 strain was revealed to be about 3 times higher than that of the control strain. It can also be seen that the maximum production amount of the SKu70-ΔAoatg8-AKC1 strain is very high compared to other disrupted strains. From this result, it was found that it is preferable to reduce the function of a gene encoding a protein involved in a ubiquitin-like binding reaction system involving Atg8 or Atg12 as an autophagy-related gene.
一方、Aoatg4遺伝子条件発現抑制株であるSlD-Ta4-AKC1株についてCHY活性を測定した結果を図10に示す。なお、図10には、コントロール株であるSlD-AKC1株及びSlDa4-AKC3株についてCHY活性を測定した結果も併せて示している。SlD-AKC1株はNSlD株のniaD locusにpgAKCN plasmidを導入した株である。また、SlDa4-AKC3株はNSPlD1株をpyrGマーカーを用いAoatg4遺伝子を破壊した後、niaD locusにpgAKCN plasmidを導入した株である。 On the other hand, FIG. 10 shows the results of measuring the CHY activity of the SlD-Ta4-AKC1 strain, which is an Aoatg4 gene conditional expression suppression strain. FIG. 10 also shows the results of measuring the CHY activity of the control strains SlD-AKC1 and SlDa4-AKC3. SlD-AKC1 is a strain in which pgAKCN plasmid is introduced into the niaD locus of NSlD. In addition, the SlDa4-AKC3 strain is a strain in which pgAKCN plasmid is introduced into the niaD locus after disrupting the Aoatg4 gene from the NSPlD1 strain using the pyrG marker.
図10に示すように、Aoatg4遺伝子条件発現抑制株は、培養4日目でAoatg4遺伝子破壊と同様な生産結果が得られた。すなわち、5×DPY (pH5.5)培地及び10μMチアミン含有5×DPY (pH5.5)培地といったチアミンの存在条件下において、Aoatg4遺伝子条件発現抑制株のAoatg4遺伝子が破壊され、異種タンパク質の生産性がコントロール株と比較して有意に向上していることが判った。 As shown in FIG. 10, the Aoatg4 gene conditional expression suppression strain produced the same production results as the Aoatg4 gene disruption on the fourth day of culture. That is, in the presence of thiamine such as 5 × DPY (pH5.5) medium and 5 × DPY (pH5.5) medium containing 10 μM thiamine, the Aoatg4 gene of the Aoatg4 gene condition expression-suppressed strain was disrupted and the production of heterologous proteins Was found to be significantly improved compared to the control strain.
Claims (7)
(a)Atg1キナーゼ複合体を構成するタンパク質
(b)Atg8又はAtg12が関与するユビキチン様結合反応系を構成するタンパク質
(c)PtdIns 3-キナーゼ複合体を構成するタンパク質 The filamentous fungus mutant according to claim 2, wherein the gene encoding the factor essential for the formation of the autophagosome is a gene encoding any one of the following proteins (a) to (c).
(a) Proteins constituting the Atg1 kinase complex
(b) Proteins constituting the ubiquitin-like binding reaction system involving Atg8 or Atg12
(c) Protein constituting the PtdIns 3-kinase complex
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