JP2013021940A - Method for producing gene knockout yeast - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of gene knockout yeast which is capable of conveniently obtaining a gene knockout yeast which has been obtained only by using a special apparatus or a much time-consuming method due to occurrence of growth inhibition due to gene knockout.SOLUTION: There is disclosed a production method of gene knockout yeast comprising a first step in which an alternative metabolite production path and compensatory path are constructed for host yeast, a second step in which gene knockout causing the growth inhibition of the host yeast is carried out, and a third step in which the compensatory path is dropped out.

Description

本発明は、エタノール以外の有用化学物質を効率的に生産することのできる酵母の製造方法に関する。さらに詳しく言えば、エタノール生産能を低減させるため遺伝子欠損させると生育阻害が生じ、従来特殊装置や多くの時間を要する方法でしか取得することができなかった遺伝子欠損酵母を簡便に取得することができる遺伝子欠損酵母の製造方法に関する。   The present invention relates to a yeast production method capable of efficiently producing useful chemical substances other than ethanol. More specifically, it is possible to easily obtain a gene-deficient yeast that can be obtained only by a special device or a method that requires a lot of time, because growth inhibition occurs when the gene is deficient in order to reduce ethanol production ability. The present invention relates to a method for producing a gene-deficient yeast.

酵母は高濃度のグルコース存在下で高い効率でエタノールを生産するため、従来清酒やビール等の生産菌として使用されてきた。近年は、その高い増殖性、グルコース資化性、酸耐性等からバイオマスを原料とした物質生産菌としても有望視されている。   Since yeast produces ethanol with high efficiency in the presence of a high concentration of glucose, it has been conventionally used as a production strain for sake, beer and the like. In recent years, it is considered promising as a substance-producing bacterium using biomass as a raw material because of its high growth ability, glucose utilization, acid resistance, and the like.

酵母を用いてエタノール以外の物質生産を行う場合、大量に生産されるエタノールの生産能を低減させるため、エタノール生産経路にあるピルビン酸デカルボキシラーゼ(PDCと略記する。)遺伝子やアルコールデヒドロゲナーゼ(ADHと略記する。)遺伝子などの遺伝子破壊を行うことが望ましい。ところが、これらの遺伝子を欠損させる対象の遺伝子とした場合、特に複数の遺伝子を同時に欠損させると宿主の生育や醗酵阻害が起こることが知られており(特許文献1:特表2003−500062号公報、非特許文献1:Hohmann, S. et al. (1990) EUR. J. Biochem., 188, p615−621)、酵母の代謝系遺伝子の改変により、求める物質の生産が可能な菌株を取得する際の障害となっていた。   When a substance other than ethanol is produced using yeast, a pyruvate decarboxylase (abbreviated as PDC) gene or alcohol dehydrogenase (ADH) in the ethanol production pathway is used to reduce the productivity of ethanol produced in large quantities. (It is abbreviated.) It is desirable to destroy genes such as genes. However, it is known that, when these genes are to be deleted, particularly when a plurality of genes are deleted at the same time, host growth and fermentation inhibition occur (Patent Document 1: JP 2003-500062). , Non-Patent Document 1: Hohmann, S. et al. (1990) EUR. J. Biochem., 188, p615-621), obtaining a strain capable of producing the desired substance by modifying a metabolic gene of yeast It was an obstacle.

一般的に、酵母の遺伝子欠損方法としては、簡便かつ高効率な相同組換えによる遺伝子置換法が用いられる(非特許文献2:Baudin, A. et al. (1993) Nucleic Acids Res., 21, p3329−3330、非特許文献3:Brachmann, C. B. et al. (1998) Yeast, 14, p115−132)。しかしながら、遺伝子欠損した菌株が生育阻害を生じる場合、相同組換えを用いた単純な遺伝子置換では、プレート上のセレクションによる変異株の取得が難しいという問題があった。従来法では胞子を形成させ、分離することにより(特許文献2:特表2001−516584号公報、特許文献3:特開2006−6271号公報)、あるいは組成を変えた培地で連続培養することにより進化工学的に(特許文献4:特表2006−525025号公報)変異株を取得していたが、マニピュレーター等の特殊な装置が必要である上に、目的の菌株が得られるまで非常に長い時間を要するという難点もあった。   In general, as a gene deletion method of yeast, a simple and highly efficient gene replacement method by homologous recombination is used (Non-patent Document 2: Baudin, A. et al. (1993) Nucleic Acids Res., 21, p3329-3330, Non-Patent Document 3: Brachmann, C.B. et al. (1998) Yeast, 14, p115-132). However, when a gene-deficient strain causes growth inhibition, simple gene replacement using homologous recombination has a problem that it is difficult to obtain a mutant strain by selection on a plate. In the conventional method, spores are formed and separated (Patent Document 2: JP-T-2001-516484, Patent Document 3: JP-A 2006-6271) or by continuously culturing in a medium having a different composition. Although evolutionary engineering (Patent Document 4: Japanese Translation of PCT International Publication No. 2006-525025) has obtained mutant strains, a special device such as a manipulator is required, and it takes a very long time until the desired strain is obtained. There was also a difficulty of requiring.

特表2003−500062号公報Special table 2003-500062 gazette 特表2001−516584号公報Special table 2001-51658 gazette 特開2006−6271号公報JP 2006-6271 A 特表2006−525025号公報Special table 2006-525005 gazette

Hohmann, S. et al. (1990) Eur. J. Biochem., 188, p615−621Hohmann, S. et al. (1990) Eur. J. Biochem., 188, p615-621. Baudin, A. et al. (1993) Nucleic Acids Res., 21, p3329−3330Baudin, A. et al. (1993) Nucleic Acids Res., 21, p3329-3330. Brachmann, C. B. et al. (1998) Yeast, 14, p115−132Brachmann, C. B. et al. (1998) Yeast, 14, p115-132.

本発明の課題は、エタノール生産能を低減させるため遺伝子欠損させると生育阻害が生じ、特殊装置や多くの時間を要する方法でしか取得することができなかった遺伝子欠損酵母を簡便に取得することができる遺伝子欠損酵母の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to easily obtain a gene-deficient yeast that can be obtained only by a special apparatus or a method that requires a lot of time, because growth inhibition occurs when a gene is deficient in order to reduce ethanol production ability. Another object is to provide a method for producing a gene-deficient yeast.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、宿主酵母に対して代替代謝物生産経路及び補償経路を構築する第1の工程と、前記宿主酵母の生育阻害が生じる遺伝子の欠損を行う第2の工程と、前記補償経路を脱落させる第3の工程を含む処理を行うことにより、生育阻害が生じる遺伝子を欠損させた酵母株を取得できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has established a first step of constructing an alternative metabolite production pathway and a compensation pathway for the host yeast, and a gene that causes growth inhibition of the host yeast. In order to complete the present invention, it has been found that a yeast strain deficient in a gene causing growth inhibition can be obtained by performing a treatment including a second step of performing deletion and a third step of removing the compensation pathway. It came.

すなわち本発明は、以下の[1]〜[16]を含む。
[1]宿主酵母に対して代替代謝物生産経路及び補償経路を構築する第1の工程と、前記宿主酵母の生育阻害が生じる遺伝子の欠損を行う第2の工程と、前記補償経路を脱落させる第3の工程を含むことを特徴とする遺伝子欠損酵母の製造方法。
[2]前記代替代謝物が、リンゴ酸及び/またはコハク酸である[1]に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。
[3]前記代替代謝物生産経路の構築工程が、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ(MDH)遺伝子及び/またはリンゴ酸トランスポーター(MAE)遺伝子を導入及び/または増幅する工程である[1]または[2]に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。
[4]前記リンゴ酸デヒドロゲナーゼ(MDH)が、MDH1遺伝子、MDH2遺伝子及びMDH3遺伝子からなる群から選ばれる少なくとも1つの遺伝子によりコードされるものである[3]に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。
[5]前記リンゴ酸トランスポーター(MAE)が、mae1遺伝子によりコードされるものである[3]に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。
[6]前記補償経路の構築工程が、前記第2の工程で欠損させる遺伝子と同一の遺伝子を導入する工程である[1]〜[5]のいずれかに記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。
[7]前記補償経路の構築工程において、第3の工程において脱落させて機能欠損が可能となるような選択マーカーを有しているプラスミドを使用する[1]〜[6]のいずれかに記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。
[8]前記遺伝子欠損の対象となる遺伝子が、エタノール生合成経路の遺伝子である[1]に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。
[9]前記エタノール生合成経路の遺伝子が、ピルビン酸デカルボキシラーゼ(PDC)及び/またはアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)をコードする遺伝子である[8]に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。
[10]前記ピルビン酸デカルボキシラーゼ(PDC)が、PDC1遺伝子、PDC5遺伝子及びPDC6遺伝子からなる群から選ばれる少なくとも1つの遺伝子によりコードされるものである[9]に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。
[11]前記アルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)が、ADH1遺伝子、ADH2遺伝子、ADH3遺伝子、ADH4遺伝子及びADH5遺伝子からなる群から選ばれる少なくとも1つの遺伝子によりコードされるものである[9]に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。
[12]前記第2の工程を、PCR産物を用いたジーンターゲッティングによる遺伝子破壊法を用いて行う[1]〜[11]のいずれかに記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。
[13]前記宿主酵母がサッカロマイセス(Saccharomyces)属に属する[1]〜[12]のいずれかに記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。
[14]前記宿主酵母がサッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)である[13]に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。
[15]前記第1〜第3の工程の少なくとも1工程における菌株の取得を、選択マーカーを含むプレート上でのセレクションにより行う[1]〜[14]のいずれかに記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。
[16]前記選択マーカーが薬剤耐性マーカーまたは栄養要求性マーカーである[15]に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。
That is, the present invention includes the following [1] to [16].
[1] A first step of constructing an alternative metabolite production pathway and a compensation pathway for the host yeast, a second step of deleting a gene that causes growth inhibition of the host yeast, and dropping the compensation pathway A method for producing a gene-deficient yeast, comprising a third step.
[2] The method for producing a gene-deficient yeast according to [1], wherein the alternative metabolite is malic acid and / or succinic acid.
[3] The step of constructing the alternative metabolite production pathway is a step of introducing and / or amplifying a malate dehydrogenase (MDH) gene and / or a malate transporter (MAE) gene in [1] or [2] A method for producing the gene-deficient yeast as described.
[4] The method for producing a gene-deficient yeast according to [3], wherein the malate dehydrogenase (MDH) is encoded by at least one gene selected from the group consisting of MDH1 gene, MDH2 gene and MDH3 gene.
[5] The method for producing a gene-deficient yeast according to [3], wherein the malate transporter (MAE) is encoded by the mae1 gene.
[6] The method for producing a gene-deficient yeast according to any one of [1] to [5], wherein the compensation path construction step is a step of introducing the same gene as the gene to be deleted in the second step.
[7] In any one of [1] to [6], in the step of constructing the compensation pathway, a plasmid having a selectable marker that is lost in the third step to enable functional loss is used. A method for producing a gene-deficient yeast.
[8] The method for producing a gene-deficient yeast according to [1], wherein the gene to be deficient is a gene in an ethanol biosynthesis pathway.
[9] The method for producing a gene-deficient yeast according to [8], wherein the ethanol biosynthetic pathway gene is a gene encoding pyruvate decarboxylase (PDC) and / or alcohol dehydrogenase (ADH).
[10] The method for producing a gene-deficient yeast according to [9], wherein the pyruvate decarboxylase (PDC) is encoded by at least one gene selected from the group consisting of a PDC1 gene, a PDC5 gene and a PDC6 gene. .
[11] The gene deficiency according to [9], wherein the alcohol dehydrogenase (ADH) is encoded by at least one gene selected from the group consisting of an ADH1 gene, an ADH2 gene, an ADH3 gene, an ADH4 gene, and an ADH5 gene Yeast production method.
[12] The method for producing a gene-deficient yeast according to any one of [1] to [11], wherein the second step is performed using a gene disruption method by gene targeting using a PCR product.
[13] The method for producing a gene-deficient yeast according to any one of [1] to [12], wherein the host yeast belongs to the genus Saccharomyces.
[14] The method for producing a gene-deficient yeast according to [13], wherein the host yeast is Saccharomyces cerevisiae.
[15] Production of the gene-deficient yeast according to any one of [1] to [14], wherein the strain is obtained in at least one of the first to third steps by selection on a plate containing a selection marker. Method.
[16] The method for producing a gene-deficient yeast according to [15], wherein the selection marker is a drug resistance marker or an auxotrophic marker.

本発明の方法により、補償経路の働きで宿主酵母の遺伝子欠損による急激な生育阻害を防ぎ、目的遺伝子の欠損株を特殊装置や長時間を要さず簡便に取得することができる。本発明の方法によれば、相同組換え及びプレートを用いた簡便なセレクションで、宿主酵母の生育阻害が生じる一つあるいは複数の遺伝子の欠損株を取得可能であり、特殊な装置を用いて胞子形成・分離を行う従来の方法に比べて、時間的・金銭的なメリットが大きい。また、本発明により得られる組換え酵母は、有機酸等の有用化学物質等を生産するための生産菌として有用である。   According to the method of the present invention, rapid growth inhibition due to a gene deficiency of the host yeast can be prevented by the action of the compensation pathway, and a strain deficient in the target gene can be easily obtained without requiring a special device or a long time. According to the method of the present invention, it is possible to obtain a strain deficient in one or a plurality of genes that causes growth inhibition of host yeast by simple selection using homologous recombination and plates, and using a special apparatus, spores can be obtained. Compared to the conventional method of forming and separating, there are significant advantages in terms of time and money. Moreover, the recombinant yeast obtained by the present invention is useful as a producing bacterium for producing useful chemical substances such as organic acids.

ジーンターゲッティングによるADH1遺伝子の欠損とその確認の工程を示す。Deletion of the ADH1 gene by gene targeting and the confirmation process are shown.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の遺伝子欠損酵母の製造方法は、宿主酵母に対して代替代謝物生産経路及び補償経路を構築する第1の工程と、前記宿主酵母の生育阻害が生じる遺伝子の欠損を行う第2の工程と、前記補償経路を脱落させる第3の工程を含むことを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The method for producing a gene-deficient yeast of the present invention comprises a first step of constructing an alternative metabolite production pathway and a compensation pathway for the host yeast, and a second step of performing a gene deficiency that causes growth inhibition of the host yeast. And a third step of dropping the compensation path.

本明細書において「遺伝子欠損」とは、遺伝子が本来持つ機能が失われた状態を言い、遺伝子の塩基配列の一部もしくは全部が欠落すること、遺伝子の塩基配列が他の塩基配列に置換されること等により生じる。このような状態は自然に生じることもあるが、本発明では、任意の遺伝子を目的に応じて人為的に欠損させることを意味する。   In this specification, “gene deficiency” refers to a state in which a gene originally loses its function, a part or all of the base sequence of the gene is deleted, and the base sequence of the gene is replaced with another base sequence. It is caused by. Such a state may occur naturally, but in the present invention, it means that an arbitrary gene is artificially deleted depending on the purpose.

本明細書において「生育阻害」とは、野生株に比べて遺伝子改変した酵母の増殖速度が著しく低下する状態、あるいは全く増殖できなくなった状態のこと言う。生育阻害が生じる遺伝子とは、一つあるいは複数の遺伝子を欠損させると宿主の生育阻害が起こるような代謝の主要経路の遺伝子のことを言い、例えば、グリコーゲンシンターゼ、グルコース−1−リン酸ウリジリルトランスフェラーゼ、グリコーゲンホスホリラーゼ、ホスホグルコムターゼ、グルコキナーゼ、ヘキソキナーゼ、グルコース−6−ホスファターゼ、グルコースリン酸イソメラーゼ、グルコサミンリン酸イソメラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、ヘキソースジホスファターゼ、フルクトースビスリン酸アルドラーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、グリセロール−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、グリセロール−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、ビスホスホグリセロムターゼ、ビスホスホグリセリン酸ホスファターゼ、ホスホグリセリン酸キナーゼ、ホスホグリセロムターゼ、エノラーゼ、ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ、ピルビン酸カルボキシラーゼ、ピルビン酸キナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、ピルビン酸デカルボキシラーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、リンゴ酸シンターゼ、イソシトラーゼ、フマル酸ヒドラターゼ、コハク酸デヒドロゲナーゼ、スクシニルCoAシンテターゼ、オキソグルタル酸デヒドロゲナーゼ、イソクエン酸デヒドロゲナーゼ、アコニット酸ヒドラターゼ、クエン酸シンターゼ等の酵素をコードする遺伝子が挙げられる。   As used herein, “growth inhibition” refers to a state in which the growth rate of genetically modified yeast is significantly reduced compared to the wild type strain, or a state in which growth is no longer possible. A gene causing growth inhibition refers to a gene in a major metabolic pathway in which growth of a host is inhibited when one or more genes are deleted. For example, glycogen synthase, glucose-1-phosphate uridiri Transferase, glycogen phosphorylase, phosphoglucomutase, glucokinase, hexokinase, glucose-6-phosphatase, glucose phosphate isomerase, glucosamine phosphate isomerase, phosphofructokinase, hexose diphosphatase, fructose bisphosphate aldolase, triose phosphate isomerase, glycerol -3-phosphate dehydrogenase, glycerol-3-phosphate dehydrogenase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, bisphosphoglyceromutase Bisphosphoglycerate phosphatase, phosphoglycerate kinase, phosphoglyceromutase, enolase, phosphoenolpyruvate carboxykinase, pyruvate carboxylase, pyruvate kinase, lactate dehydrogenase, pyruvate decarboxylase, alcohol dehydrogenase, malate dehydrogenase, malate synthase And genes encoding enzymes such as isocitrase, fumarate hydratase, succinate dehydrogenase, succinyl-CoA synthetase, oxoglutarate dehydrogenase, isocitrate dehydrogenase, aconitate hydratase, and citrate synthase.

中でも、エタノールの生合成経路の遺伝子群は欠損による生育阻害が顕著であることから、本発明の欠損対象として好ましく、ピルビン酸デカルボキシラーゼ(PDCと略記する。)、アルコールデヒドロゲナーゼ(ADHと略記する。)をコードする遺伝子が欠損対象として好ましい。特に好ましいのは、PDC1、PDC5、PDC6、ADH1、ADH2、ADH3、ADH4及びADH5遺伝子(Sacccharomyces Genome Database Systematic Name:YLR044C,YLR134W,YGR087C,YOL086C,YMR303C,YMR083W,YGL256W,YBR145W)である。   Among them, a group of genes in the biosynthetic pathway of ethanol is preferable as a deficient target of the present invention, since growth inhibition due to the deletion is remarkable, and pyruvate decarboxylase (abbreviated as PDC) and alcohol dehydrogenase (abbreviated as ADH). ) Is preferable as a deletion target. Particularly preferred are PDC1, PDC5, PDC6, ADH1, ADH2, ADH3, ADH4 and ADH5 genes (Sacccharomyces Genome Database System Name: YLR044C, YLR134W, YGR087C, YOL086C, YOL086C, YOL086C, YOL086C, YOL086C, YOL0486C, YOL086C, YOL086C, YOL086C, YOL086C, YOL086C, YOL0486C, YOL086C, YOL086C, YOL0308C, YOL086C, YOL086C, YOL086C, YOL087C, YOL086C, YOL086C, YOL086G,

本発明において遺伝子欠損させる酵母は、遺伝子欠損可能な酵母であれば特に制限されるものではなく、例えば、サッカロマイセス(Saccharomyces)属、クリベロマイセス(Kluyveromyces)属、シゾサッカロマイセス(Schizosaccharomyces)属、チゴサッカロマイセス(Zygosaccharomyces)属、ヤロウイア(Yarrowia)属、ハンゼヌラ(Hansenula)属、ピキア(Pichia)属、キャンディダ(Candida)属等の酵母が挙げられ、中でもサッカロマイセス(Saccharomyces)属のものが好ましく、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)が特に好ましい。また、形質転換により遺伝子を導入した際に形質転換体を選抜することが容易になることから、栄養要求性を持つ菌株が好ましい。   The yeast to be gene-deficient in the present invention is not particularly limited as long as it is a gene-deficient yeast.For example, the genus Saccharomyces, the genus Kluyveromyces, the genus Schizosaccharomyces, Examples include yeasts such as the genus Zygosaccharomyces, the genus Yarrowia, the genus Hansenula, the Pichia genus, the Candida genus, among which the genus Saccharomyces is preferred, and the genus Saccharomyces is preferred. Saccharomyces cerevisiae) is particularly preferred. Moreover, since it becomes easy to select a transformant when a gene is introduced by transformation, a strain having auxotrophy is preferable.

本明細書において「代替代謝物」とは、欠損対象となるターゲット遺伝子を欠損させた時にターゲット遺伝子の代謝物の代わりに菌体内の酸化還元バランスを取ることができる代謝物のことを言う。例えば、エタノールの代替代謝物としては、乳酸、アクリル酸、酢酸、ピルビン酸、オキサロ酢酸、リンゴ酸、グリオキシル酸、3−ヒドロキシプロピオン酸、フマル酸、コハク酸、イタコン酸、レブリン酸、アジピン酸、アスコルビン酸、クエン酸等の有機酸類や、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、イソブタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール等のアルコール類が挙げられる。中でも、乳酸、リンゴ酸、コハク酸が代替代謝物として好ましく、リンゴ酸、コハク酸がより好ましい。   In the present specification, the “alternative metabolite” refers to a metabolite that can take a redox balance in the cells instead of the metabolite of the target gene when the target gene to be deleted is deleted. For example, alternative metabolites of ethanol include lactic acid, acrylic acid, acetic acid, pyruvic acid, oxaloacetic acid, malic acid, glyoxylic acid, 3-hydroxypropionic acid, fumaric acid, succinic acid, itaconic acid, levulinic acid, adipic acid, Examples include organic acids such as ascorbic acid and citric acid, and alcohols such as 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, isobutanol, 2-methyl-1-butanol, and 3-methyl-1-butanol. Among these, lactic acid, malic acid, and succinic acid are preferable as alternative metabolites, and malic acid and succinic acid are more preferable.

本明細書において「代替経路の構築」とは、本発明の第1の工程において代替代謝物へとつながる代謝経路の遺伝子を宿主酵母にあらかじめ導入し、これら代謝物の生産機能を付与することである。例えば、乳酸デヒドロゲナーゼ、クエン酸シンターゼ、ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ、ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ、ピルビン酸デヒドロゲナーゼ、ピルビン酸カルボキシラーゼ、リンゴ酸シンターゼ、イソシトラーゼ、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、フマラーゼ、フマル酸リダクターゼ、コハク酸デヒドロゲナーゼ、リンゴ酸トランスポーター等をコードする遺伝子を使用することができる。中でも、代替代謝物となるリンゴ酸やコハク酸の生産量が増大する代替経路が構築されるリンゴ酸デヒドロゲナーゼ、リンゴ酸トランスポーター等の遺伝子を導入及び/または増幅することが好ましく、MDH1、MDH2、MDH3遺伝子(Sacccharomyces Genome Database Systematic Name:YKL085W,YOL126C,YDL078C)及びmae1遺伝子(NCBI accession number:NM_001020205)のうち1種あるいは複数種を導入及び/または増幅することが特に好ましい。   In this specification, “construction of an alternative pathway” means that a metabolic pathway gene that leads to an alternative metabolite in the first step of the present invention is introduced into a host yeast in advance, and a function for producing these metabolites is given. is there. For example, lactate dehydrogenase, citrate synthase, phosphoenolpyruvate carboxylase, phosphoenolpyruvate carboxykinase, pyruvate dehydrogenase, pyruvate carboxylase, malate synthase, isocitrase, malate dehydrogenase, fumarase, fumarate reductase, succinate dehydrogenase, A gene encoding a malate transporter or the like can be used. Among them, it is preferable to introduce and / or amplify genes such as malate dehydrogenase, malate transporter, etc., in which an alternative pathway in which the production amount of malic acid and succinic acid as an alternative metabolite is increased, MDH1, MDH2, One or more of the MDH3 gene (Sacccharomyces Genome Database Systemic Name: YKL085W, YOL126C, YDL078C) and the mae1 gene (NCBI accession number: NM_001020205) are preferably introduced and / or amplified.

上記導入する遺伝子の単離は、染色体DNAを鋳型としたPCR等の公知の方法によって行うことができる。あるいは、常法により調製された全mRNA、全RNAからRT−PCRにより得られたcDNA、あるいは市販のcDNAライブラリー等の核酸を鋳型とし、本発明に用いられる遺伝子の塩基配列に基づいて設計されるプライマーを用いたPCR法によって取得することができる。また、染色体DNAライブラリーから、ハイブリダイゼーション等の公知の方法によって行うこともできる。   The gene to be introduced can be isolated by a known method such as PCR using chromosomal DNA as a template. Alternatively, it is designed based on the base sequence of the gene used in the present invention, using as a template total nucleic acid prepared by a conventional method, cDNA obtained by RT-PCR from total RNA, or a commercially available cDNA library. Can be obtained by a PCR method using a primer. Moreover, it can also carry out by well-known methods, such as hybridization, from a chromosomal DNA library.

代替経路の構築に使用されるベクターは、遺伝子が導入される酵母で複製され、安定に保持されるものであればいずれのものも用いることができ、染色体組み込み型プラスミド、シングルコピー型プラスミド、マルチコピー型プラスミドなどを用いることができる。例えば、pRSシリーズのYI、YC、YEタイプや、p4XXシリーズ(Dominik et al., (1995)Gene. 156: p.119−122)等が挙げられる。ベクター中に任意の遺伝子を組み込むには、例えば、その遺伝子を含むDNA断片を適当な制限酵素で切断し、ベクターDNAの制限酵素切断部位またはマルチクローニングサイトにインフレームで挿入し連結すればよい。本発明で使用する発現ベクターには、ベクターが細胞内に保持されていることを示す選択マーカーが含まれていることが好ましい。   Any vector can be used for constructing the alternative pathway as long as it is replicated and stably maintained in the yeast into which the gene is introduced, such as a chromosomal integration plasmid, single copy plasmid, A copy-type plasmid or the like can be used. Examples thereof include the YI, YC, and YE types of the pRS series and the p4XX series (Dominik et al., (1995) Gene. 156: p.119-122). In order to incorporate an arbitrary gene into a vector, for example, a DNA fragment containing the gene may be cleaved with an appropriate restriction enzyme, inserted into a restriction site of the vector DNA or a multicloning site in-frame, and ligated. The expression vector used in the present invention preferably contains a selectable marker indicating that the vector is retained in the cell.

上記導入する遺伝子の機能発現に用いられるプロモーターは、その発現ベクターを導入する酵母中でその制御下の遺伝子の発現を誘導できるものであれば任意のものでよい。酵母中で発現させるためには、グリセルアルデヒド3リン酸デヒドロゲナーゼプロモーター、PH05プロモーター、MFα1プロモーター、ADHプロモーター、TEFプロモーター、CYC1プロモーター等の公知のプロモーターが使用できる。このうち、グリセルアルデヒド3リン酸デヒドロゲナーゼプロモーターが最も好ましい。また、ターミネーターとしては、ENO1ターミネーター、GAL10ターミネーター、GAPDHターミネーター、ADHターミネーター、CYC1ターミネーター等の公知のターミネーターが使用できる。   The promoter used for the functional expression of the introduced gene may be any as long as it can induce the expression of the gene under its control in the yeast into which the expression vector is introduced. For expression in yeast, known promoters such as glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase promoter, PH05 promoter, MFα1 promoter, ADH promoter, TEF promoter, and CYC1 promoter can be used. Of these, the glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase promoter is most preferred. As the terminator, known terminators such as ENO1 terminator, GAL10 terminator, GAPDH terminator, ADH terminator, CYC1 terminator, and the like can be used.

本明細書において「補償経路の構築」とは、本発明の第2の工程における欠損させたいターゲット遺伝子と同等の機能を発現する遺伝子を導入する工程に対応する。すなわち、遺伝子欠損の対象となるターゲット遺伝子と同一か、もしくは同等の機能発現を可能とする遺伝子を発現させてターゲット遺伝子の機能を補う状態にすることを言い、具体的には遺伝子欠損の対象となるターゲット遺伝子と同一か、もしくは同等の機能発現を可能とする遺伝子を酵母に導入し、発現させることを言う。例えば、酵母ゲノム上のADH1遺伝子を欠損させたい場合はPCR等により単離したADH1遺伝子を発現用プラスミドに連結し、形質転換により酵母に導入することで補償経路を構築することができる。導入する遺伝子は欠損させる遺伝子と同一のものが好ましいが、同じ機能を有するものであれば異なる遺伝子でもよいし、別の生物由来のものでもよい。また、導入する遺伝子は一種でもよいし、複数種でもよい。   In the present specification, “construction of compensation pathway” corresponds to the step of introducing a gene that expresses a function equivalent to the target gene to be deleted in the second step of the present invention. In other words, it means that a target gene that is identical to or equivalent to the target gene to be gene-deficient is expressed to make a state that complements the function of the target gene by expressing the gene, and specifically, A gene capable of expressing the same or equivalent function as the target gene is introduced into yeast and expressed. For example, when it is desired to delete the ADH1 gene on the yeast genome, a compensation pathway can be constructed by linking the ADH1 gene isolated by PCR or the like to an expression plasmid and introducing it into the yeast by transformation. The introduced gene is preferably the same as the gene to be deleted, but it may be a different gene or may be derived from another organism as long as it has the same function. Moreover, the gene to be introduced may be one kind or plural kinds.

補償経路の構築に使用されるベクターはプラスミドであることが好ましい。酵母中でプラスミドの状態で自律複製されるものであればいずれのものも用いることができる。例えば、pRSシリーズのYC、YEタイプや、p4XXシリーズ(Dominik et al., (1995)Gene. 156: p.119−122)等のベクターが挙げられる。ベクター中に任意の遺伝子を組み込むには、例えば、その遺伝子を含むDNA断片を適当な制限酵素で切断し、ベクターDNAの制限酵素切断部位またはマルチクローニングサイトにインフレームで挿入し連結すればよい。補償経路構築用のプラスミドは、後に脱落させて機能欠損が可能となるような選択マーカーを有していることが好ましい。   The vector used for construction of the compensation pathway is preferably a plasmid. Anything can be used as long as it is autonomously replicated in a plasmid state in yeast. For example, vectors such as the YC and YE types of the pRS series and the p4XX series (Dominik et al., (1995) Gene. 156: p.119-122) can be mentioned. In order to incorporate an arbitrary gene into a vector, for example, a DNA fragment containing the gene may be cleaved with an appropriate restriction enzyme, inserted into a restriction site of the vector DNA or a multicloning site in-frame, and ligated. It is preferable that the plasmid for constructing the compensation pathway has a selection marker that can be lost later to enable loss of function.

本発明で用いられる遺伝子またはそれを含む組換えベクターを用いて宿主酵母を形質転換するには、一般的に行われている遺伝子導入法、例えば、コンピテントセル法、リン酸カルシウム法、エレクトロポレーション法、リポフェクション法、パーテイクルガン法、ポリエチレングリコール(PEG)法、塩化リチウム法、アグロバクテリウム法、プロトプラスト融合法等を用いればよい。形質転換体の選択は、常法に従って行うことができるが、通常は使用した組換えベクターに組み込まれた選択マーカーを利用して行うことができる。   In order to transform a host yeast using the gene used in the present invention or a recombinant vector containing the same, generally used gene transfer methods such as the competent cell method, the calcium phosphate method, and the electroporation method are used. The lipofection method, particle gun method, polyethylene glycol (PEG) method, lithium chloride method, Agrobacterium method, protoplast fusion method and the like may be used. The selection of transformants can be performed according to a conventional method, but can usually be performed using a selection marker incorporated into the used recombinant vector.

本発明の第1の工程における代替代謝物生産経路の構築及び補償経路を構築する際の両者の実施順序は特に限定されない。すなわち、代替代謝物生産経路の構築後補償経路の構築を行なうこともできるし、補償経路の構築後代替代謝物生産経路の構築を行なうこともできる。また、補償経路の構築と代替代謝物生産経路の構築を同時に行なうこともできる。   There are no particular restrictions on the order in which the alternative metabolite production pathway and the compensation pathway are constructed in the first step of the present invention. That is, a compensation path can be constructed after construction of an alternative metabolite production path, or an alternative metabolite production path can be constructed after construction of a compensation path. It is also possible to simultaneously construct a compensation route and an alternative metabolite production route.

上記遺伝子が酵母に導入されたことの確認は、PCR法、サザンハイブリダイゼーション法、ノーザンハイブリダイゼーション法、ウェスタンブロット法等を利用して行うことができる。例えば、形質転換された酵母からプラスミドを抽出し、遺伝子に特異的なプライマーを用いてPCR増幅を行えばよい。その増幅産物についてアガロースゲル電気泳動、ポリアクリルアミドゲル電気泳動またはキャピラリー電気泳動等を行い、臭化エチジウム、サイバーセーフ(SYBR Safe)等により染色し、増幅産物を1本のバンドとして検出することにより、目的とする遺伝子が導入されたことを確認することができる。   Confirmation that the gene has been introduced into yeast can be carried out using PCR, Southern hybridization, Northern hybridization, Western blotting, or the like. For example, a plasmid may be extracted from transformed yeast, and PCR amplification may be performed using a gene-specific primer. The amplified product is subjected to agarose gel electrophoresis, polyacrylamide gel electrophoresis, capillary electrophoresis, etc., stained with ethidium bromide, cybersafe (SYBR Safe), etc., and the amplified product is detected as a single band, It can be confirmed that the target gene has been introduced.

本発明の第1の工程における代替経路の構築及び補償経路の構築は、染色体上のターゲット遺伝子の機能を欠損することによって生じる酵母の生育阻害を回避することを目的としている。すなわち、続く第2の工程において染色体上のターゲット遺伝子を欠損させてその機能を失っても、補償経路として導入したプラスミド上の遺伝子がその機能を補うことにより、ターゲット遺伝子が欠損されても生育可能な状態を維持できる。さらに続く第3の工程において補償経路として導入したプラスミドを脱落させても、第1の工程において代替経路を構築しておいたことにより菌体内の酸化還元バランスを取ることができる代謝物が生産され、ターゲット遺伝子が欠損されても生育可能な酵母が得られるということである。第1の工程を行わない場合、あるいは第1の工程における代替経路の構築及び補償経路の構築のいずれか一方しか行わない場合、いずれの場合も第2あるいは第3の工程において生育阻害が生じ、目的とする酵母を得ることができない。   The construction of the alternative pathway and the compensation pathway in the first step of the present invention is aimed at avoiding the growth inhibition of yeast caused by the loss of the function of the target gene on the chromosome. That is, even if the target gene on the chromosome is lost in the subsequent second step and its function is lost, the gene on the plasmid introduced as a compensation pathway compensates for its function, so that it can grow even if the target gene is lost. Can be maintained. Further, even if the plasmid introduced as a compensation route in the subsequent third step is dropped, a metabolite that can achieve a redox balance in the microbial cells is produced by constructing an alternative route in the first step. This means that a yeast that can grow even if the target gene is deficient is obtained. When the first step is not performed, or when only one of the alternative route construction and the compensation route construction in the first step is performed, growth inhibition occurs in the second or third step in any case, The target yeast cannot be obtained.

本発明における前述の第1工程、第2工程及び後述の第3工程においては、一般的な薬剤耐性遺伝子や栄養要求性相補遺伝子をマーカー遺伝子として利用することができる。例えば、G418耐性遺伝子、オーレオバシジン耐性遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子、ネオマイシン耐性遺伝子、ハイグロマイシン耐性遺伝子、フレオマイシン耐性遺伝子、テトラサイクリン耐性遺伝子、ゼオシン耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子などの公知の薬剤耐性マーカー遺伝子を使用することができる。あるいは、ウラシル要求性、リシン要求性、ロイシン要求性、ヒスチジン要求性、トリプトファン要求性、メチオニン要求性、ビオチン要求性、アデニン要求性などの栄養要求性を相補する公知の栄養要求性マーカー遺伝子を用いることができる。   In the first step, the second step and the third step described later in the present invention, a general drug resistance gene or an auxotrophic complementary gene can be used as a marker gene. For example, known drug resistance marker genes such as G418 resistance gene, aureobasidin resistance gene, kanamycin resistance gene, neomycin resistance gene, hygromycin resistance gene, phleomycin resistance gene, tetracycline resistance gene, zeocin resistance gene, ampicillin resistance gene are used. can do. Alternatively, a known auxotrophic marker gene that complements auxotrophy such as uracil requirement, lysine requirement, leucine requirement, histidine requirement, tryptophan requirement, methionine requirement, biotin requirement, and adenine requirement is used. be able to.

本発明の第2の工程における遺伝子欠損は、一般的な相同組換えによる遺伝子置換を用いて行うことができる。例えば、PCR産物を用いたジーンターゲッティングによる遺伝子破壊法(ワンステップ遺伝子破壊)や、PCR産物もしくはプラスミドを導入後、マーカー遺伝子を回収する遺伝子破壊法(ツーステップ遺伝子破壊)などが挙げられる。いずれの場合も、相同組換えによってターゲット遺伝子をマーカー遺伝子に置換することにより遺伝子欠損が可能となる。   The gene deletion in the second step of the present invention can be performed using gene replacement by general homologous recombination. For example, a gene disruption method by gene targeting using a PCR product (one-step gene disruption), a gene disruption method (two-step gene disruption) in which a marker gene is recovered after introducing a PCR product or a plasmid, and the like can be mentioned. In either case, gene deletion is possible by replacing the target gene with a marker gene by homologous recombination.

マーカー遺伝子は、その5’末端側と3’末端側に宿主酵母の染色体DNAと相同配列を有するベクターの形態で宿主酵母内に導入され、相同配列と宿主染色体DNAとが相同組換えを起こすことにより、宿主酵母の染色体に挿入または置換によって導入され、これによってターゲット遺伝子が欠損される。塩基配列が明らかな宿主酵母の染色体DNAに基づいて相同配列を設計することにより、マーカー遺伝子を染色体の任意の位置に導入し、任意のターゲット遺伝子を欠損することができる。   The marker gene is introduced into the host yeast in the form of a vector having a homologous sequence with the chromosomal DNA of the host yeast at the 5 ′ end and 3 ′ end thereof, and the homologous sequence and the host chromosomal DNA undergo homologous recombination. Is introduced into the chromosome of the host yeast by insertion or substitution, whereby the target gene is deleted. By designing a homologous sequence based on chromosomal DNA of a host yeast whose base sequence is clear, a marker gene can be introduced at an arbitrary position on the chromosome and an arbitrary target gene can be deleted.

マーカー遺伝子を宿主酵母に導入するためのベクターは、線状のDNA断片であってもよく、またプラスミドのような環状であってもよい。ベクターの導入は、公知の遺伝子導入技術を用いて行うことができる。例えば、コンピテントセル法、リン酸カルシウム法、エレクトロポレーション法、リポフェクション法、パーテイクルガン法、ポリエチレングリコール(PEG)法、塩化リチウム法、アグロバクテリウム法、プロトプラスト融合法等を用いればよい。   The vector for introducing the marker gene into the host yeast may be a linear DNA fragment, or may be circular like a plasmid. The vector can be introduced using a known gene introduction technique. For example, a competent cell method, a calcium phosphate method, an electroporation method, a lipofection method, a particle gun method, a polyethylene glycol (PEG) method, a lithium chloride method, an Agrobacterium method, a protoplast fusion method and the like may be used.

本発明において、ターゲット遺伝子が欠損されたことは、公知の方法によって確認することができる。例えば、ターゲット遺伝子の表現型による確認や、ターゲット遺伝子を挟んだ染色体上の領域に対してPCRを行い、増幅された断片の大きさに基づいて確認することもできる。また、ターゲット遺伝子に特異的なプローブを用いて検出してもよい。   In the present invention, it can be confirmed by a known method that the target gene has been deleted. For example, confirmation based on the phenotype of the target gene or PCR can be performed on a region on a chromosome sandwiching the target gene, and confirmation can be performed based on the size of the amplified fragment. Moreover, you may detect using a probe specific to a target gene.

本発明における第3の工程である第1の工程にて構築した補償経路の脱落、すなわち前記プラスミドの脱落は、補償経路の構築に用いたプラスミド中の選択マーカーによる選択圧をかけずに菌株の培養を行い、酵母が分裂する際に自然にプラスミドが脱落することを利用する方法で行うことができる。プラスミドが脱落した菌株のスクリーニングには、脱落した菌株のみが生存できるポジティブスクリーニングを行うことができることから、前述の栄養要求性相補遺伝子としてUra3やLys2のマーカーを有するプラスミド及び5−フルオロオロト酸(FOA)やα−アミノアジピン酸(αAA)等が含有されたプレートを用いることが好ましい。   The elimination of the compensation pathway constructed in the first step, which is the third step in the present invention, that is, the elimination of the plasmid is carried out without applying a selective pressure by the selection marker in the plasmid used for construction of the compensation pathway. Culturing can be performed by a method that utilizes the fact that the plasmid naturally falls off when the yeast divides. Since the screening for the strain with the missing plasmid can be carried out by positive screening in which only the dropped strain can survive, the plasmid having the Ura3 and Lys2 markers and 5-fluoroorotic acid (FOA) as the above-mentioned auxotrophic complementary gene can be used. ) And α-aminoadipic acid (αAA) are preferably used.

酵母の培養に用いる培地は、炭素源としてグルコース、及び本発明で得られる組換え酵母が資化し得る窒素源、無機塩類、ビタミン類等を含有し、組換え酵母の培養を効率的に行える培地であれば天然培地、合成培地のいずれでもよい。静置培養、振とう培養、深部通気撹拌培養のいずれで行ってもよいが、振とう培養が好ましく用いられる。培養温度は通常、15〜40℃である。   The medium used for yeast culture contains glucose as a carbon source and a nitrogen source that can be assimilated by the recombinant yeast obtained in the present invention, inorganic salts, vitamins, etc., and can efficiently culture recombinant yeast. If so, either a natural medium or a synthetic medium may be used. Any of static culture, shaking culture, and deep aeration-agitation culture may be used, but shaking culture is preferably used. The culture temperature is usually 15 to 40 ° C.

以下、実施例、参考例及び比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, although an example, a reference example, and a comparative example explain the present invention still in detail, the present invention is not limited to these.

実施例1
工程1)代替経路及び補償経路の構築
実施例1−1、参考例1〜2:代替経路の構築
(1)MDH3遺伝子の単離及びMDH3遺伝子を有するプラスミドの調製
サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)BY4742株の染色体DNAを、QIA amp DNA Mini kit(キアゲン(QIAGEN)社製)を用い、添付説明書の記載に従って調製した。以下、ゲノムDNAの調製は全て説明書の記載に従った。得られた染色体を鋳型とし、配列番号1及び2で示される塩基配列を有するDNAをプライマーとして用いてPCR反応を行い、約1.0kbpのMDH3遺伝子を含むDNA断片を取得した。PCR反応はPrimeSTAR HS DNA Polymerase(タカラバイオ社製)を用い、添付説明書の記載に従って行った。以下、PCR法は全て説明書の記載に従った。DNA断片の鎖長は、PCR反応生成物を0.9%アガロースゲルで電気泳動することにより確認した。得られたDNA断片とZero Blunt(登録商標)TOPO(登録商標) Cloning Kit(インビトロジェン社製)を用い、添付された説明書の記載に従ってクローニングした。得られたプラスミドとp413GPDベクターをそれぞれSpeI及びSmaIで制限酵素処理し、SeaPlaque(登録商標) GTG(登録商標)agarose(CAMBREX社製)を用いて作製した1.0%アガロースゲルで電気泳動することによりSpeI−SmaI断片を単離、精製した。その後、Takara ligation mix(タカラバイオ社製)を用いて連結し、MDH3遺伝子がp413GPDに連結された目的のプラスミドを得た。挿入されたDNA断片の塩基配列をDNAシーケンサーにより調べたところ、配列番号3で示される塩基配列を有するDNAを有していた。
Example 1
Step 1) Construction of Alternative Route and Compensation Route Example 1-1, Reference Examples 1-2: Construction of Alternative Route (1) Isolation of MDH3 Gene and Preparation of Plasmid Containing MDH3 Gene Saccharomyces cerevisiae BY4742 Chromosomal DNA of the strain was prepared using QIA amp DNA Mini kit (manufactured by QIAGEN) as described in the attached instructions. Hereinafter, all the preparations of genomic DNA were in accordance with the description in the manual. A PCR reaction was performed using the obtained chromosome as a template and DNA having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOS: 1 and 2 as primers, and a DNA fragment containing about 1.0 kbp MDH3 gene was obtained. PCR reaction was performed using PrimeSTAR HS DNA Polymerase (manufactured by Takara Bio Inc.) according to the description in the attached manual. Hereinafter, all PCR methods were in accordance with the description in the manual. The chain length of the DNA fragment was confirmed by electrophoresis of the PCR reaction product on a 0.9% agarose gel. Using the obtained DNA fragment and Zero Blunt (registered trademark) TOPO (registered trademark) Cloning Kit (manufactured by Invitrogen), cloning was performed according to the description of the attached manual. Treat the resulting plasmid and p413GPD vector with SpeI and SmaI, respectively, and perform electrophoresis on 1.0% agarose gel prepared using SeaPlaque (registered trademark) GTG (registered trademark) agarose (manufactured by CAMBREX). The SpeI-SmaI fragment was isolated and purified. After that, ligation was performed using Takara ligation mix (manufactured by Takara Bio Inc.) to obtain a target plasmid in which the MDH3 gene was ligated to p413GPD. When the base sequence of the inserted DNA fragment was examined using a DNA sequencer, it had DNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 3.

(2)mae1遺伝子の単離及びmae1遺伝子を有するプラスミドの調製
シゾサッカロマイセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)のcDNAライブラリー(バイオアカデミア社)を鋳型とし、配列番号4及び5で示される塩基配列を有するDNAをプライマーとして用いてPCR反応を行い、mae1遺伝子を含む約1.3kbpのDNA断片を取得した。DNA断片の鎖長は、反応生成物を0.9%アガロースゲルで電気泳動することにより確認した。得られたDNA断片とZero Blunt(登録商標) TOPO(登録商標) Cloning Kit(インビトロジェン社製)を用い、添付説明書の記載に従ってクローニングした。得られたプラスミドとp415GPDベクターをそれぞれSpeI及びPstIで制限酵素処理し、SeaPlaque(登録商標) GTG(登録商標) agarose(CAMBREX社製)を用いて作製した1.0%アガロースゲルで電気泳動することによりSpeI−PstI断片を単離、精製した。その後、Takara ligation mix(タカラバイオ社製)を用いて連結し、mae1遺伝子がp415GPDに連結された目的のプラスミドを得た。挿入されたDNA断片の塩基配列をDNAシーケンサーにより調べたところ、配列番号6で示される塩基配列を有するDNAを有していた。
(2) Isolation of the mae1 gene and preparation of a plasmid having the mae1 gene The cDNA library of Schizosaccharomyces pombe (Bio Academia) is used as a template and has the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 4 and 5. A PCR reaction was performed using DNA as a primer to obtain a DNA fragment of about 1.3 kbp containing the mae1 gene. The chain length of the DNA fragment was confirmed by electrophoresis of the reaction product on a 0.9% agarose gel. Using the obtained DNA fragment and Zero Blunt (registered trademark) TOPO (registered trademark) Cloning Kit (manufactured by Invitrogen), cloning was performed according to the description in the attached instruction manual. Treat the resulting plasmid and p415GPD vector with SpeI and PstI, respectively, and perform electrophoresis on 1.0% agarose gel prepared using SeaPlaque (registered trademark) GTG (registered trademark) agarose (manufactured by CAMBREX). The SpeI-PstI fragment was isolated and purified. After that, ligation was performed using Takara ligation mix (manufactured by Takara Bio Inc.) to obtain a target plasmid in which the mae1 gene was ligated to p415GPD. When the nucleotide sequence of the inserted DNA fragment was examined using a DNA sequencer, it had DNA having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 6.

(3)PDC1遺伝子欠損酵母へのMDH3及びmae1遺伝子の導入
形質転換の宿主として、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)BY4742のPDC1遺伝子が欠損された市販の遺伝子欠損株(オープンバイオシステムズ社から購入、以下ΔPDC1株とする。)を用いた。
上記(1)及び(2)で調製したプラスミドを用いて、Chen D, Yang B, Kuo T. (1992).Curr Genet 21: 83−84.に記載の形質転換法により、ΔPDC1株を形質転換し、実施例1−1の形質転換体1を得た。
形質転換体選択培地には、以下に示す組成のSD寒天培地に必要に応じてアミノ酸を添加した寒天培地を用いた。すなわち、形質転換体1は、SD(Ura、Lys)寒天培地(SD寒天培地にウラシル20mg/L、リシン塩酸塩30mg/Lを添加したもの)を用いて30℃で3日間培養することにより生育するコロニーを選抜することにより取得した。
SD寒天培地組成:
イースト・ナイトロジェン・ベース(Yeast Nitrogen Base:Difco社製) 6.7g/L
グルコース 20g/L
寒天 20g/L
(3) Introduction of MDH3 and mae1 genes into yeast lacking PDC1 gene As a transformation host, a commercially available gene-deficient strain lacking the PDC1 gene of Saccharomyces cerevisiae BY4742 (purchased from Open Biosystems, Inc. ΔPDC1 strain).
Using the plasmid prepared in (1) and (2) above, the ΔPDC1 strain was transformed by the transformation method described in Chen D, Yang B, Kuo T. (1992). Curr Genet 21: 83-84. Thus, the transformant 1 of Example 1-1 was obtained.
As the transformant selection medium, an agar medium to which an amino acid was added if necessary to an SD agar medium having the following composition was used. That is, transformant 1 grows by culturing at 30 ° C. for 3 days using SD (Ura, Lys) agar medium (SD agar medium supplemented with uracil 20 mg / L and lysine hydrochloride 30 mg / L). It was obtained by selecting colonies to be selected.
SD agar composition:
East Nitrogen Base (Difco) 6.7g / L
Glucose 20g / L
Agar 20g / L

(4)形質転換体の培養結果
得られた形質転換体1を、以下に示す組成のSC液体培地作製時に、選択マーカーに対応するアミノ酸を除いて作製した液体培地を用いて試験管培養試験を行った。すなわち、実施例1−1の形質転換体1にはヒスチジン及びロイシンを添加せずに作製したSC(−His,−Leu)液体培地を用いた。参考として、形質転換していないΔPDC1株(参考例1)及びBY4742(参考例2)を並べて培養した。参考例1及び2には通常のSC液体培地を用いた。実施例1−1及び参考例1〜2に使用したプラスミド、寒天培地及び液体培地を表1に示す。
各培地5mLに、各プレートから1白金耳植菌し、30℃で一晩培養し、これを前培養溶液とした。得られた前培養溶液を、新たな試験管中のSC液体培地5mLに初発の濁度(OD660)が0.05になるように植菌し、30℃で培養した。OD660は濁度計(miniphoto518R,TAITEC社製)で測定した。また培養上清中のエタノール、ピルビン酸、リンゴ酸、コハク酸の含有量を以下の条件で、液体クロマトグラフィー(島津製作所社製)を用いて定量した。結果を表2に示す。
(4) Culture results of transformant When the obtained transformant 1 was prepared in the SC liquid medium having the composition shown below, a test tube culture test was performed using the liquid medium prepared by removing the amino acid corresponding to the selection marker. went. That is, SC (-His, -Leu) liquid medium prepared without adding histidine and leucine was used as transformant 1 of Example 1-1. For reference, untransformed ΔPDC1 strain (Reference Example 1) and BY4742 (Reference Example 2) were cultured side by side. In Reference Examples 1 and 2, a normal SC liquid medium was used. Table 1 shows the plasmids, agar medium and liquid medium used in Example 1-1 and Reference Examples 1-2.
One platinum ear from each plate was inoculated into 5 mL of each medium and cultured overnight at 30 ° C., and this was used as a preculture solution. The obtained preculture solution was inoculated into 5 mL of SC liquid medium in a new test tube so that the initial turbidity (OD660) was 0.05, and cultured at 30 ° C. OD660 was measured with a turbidimeter (miniphot 518R, manufactured by TAITEC). The contents of ethanol, pyruvic acid, malic acid and succinic acid in the culture supernatant were quantified using liquid chromatography (manufactured by Shimadzu Corporation) under the following conditions. The results are shown in Table 2.

SC液体培地組成:
イースト・ナイトロジェン・ベース(Yeast Nitrogen Base:Difco社製) 6.7g/L
グルコース 20g/L
硫酸アデニン 20mg/L
ウラシル 20mg/L
トリプトファン 20mg/L
ヒスチジン塩酸塩 20mg/L
アルギニン塩酸塩 20mg/L
メチオニン 20mg/L
チロシン 30mg/L
ロイシン 60mg/L
イソロイシン 30mg/L
リシン塩酸塩 30mg/L
フェニルアラニン 40mg/L
グルタミン酸 100mg/L
アスパラギン酸 100mg/L
バリン 150mg/L
トレオニン 200mg/L
セリン 400mg/L
液体クロマトグラフィー分析条件:
サンプル:培養上清、
カラム:Shodex SH1011(300 × 8.0 mm、昭和電工(株)製)、
移動相:20 mM 硫酸、
流速 :0.6 ml/分、
カラム温度:60℃、
検出 :RI検出器。
SC liquid medium composition:
East Nitrogen Base (Difco) 6.7g / L
Glucose 20g / L
Adenine sulfate 20mg / L
Uracil 20mg / L
Tryptophan 20mg / L
Histidine hydrochloride 20mg / L
Arginine hydrochloride 20mg / L
Methionine 20mg / L
Tyrosine 30mg / L
Leucine 60mg / L
Isoleucine 30mg / L
Lysine hydrochloride 30mg / L
Phenylalanine 40mg / L
Glutamic acid 100mg / L
Aspartic acid 100mg / L
Valine 150mg / L
Threonine 200mg / L
Serine 400mg / L
Liquid chromatography analysis conditions:
Sample: culture supernatant,
Column: Shodex SH1011 (300 × 8.0 mm, manufactured by Showa Denko KK),
Mobile phase: 20 mM sulfuric acid,
Flow rate: 0.6 ml / min,
Column temperature: 60 ° C.
Detection: RI detector.

Figure 2013021940
Figure 2013021940

Figure 2013021940
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表2に示す通り、実施例1のサッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)は、参考例1、2よりも多くの有機酸を生産しており、代替経路の構築が確認された。   As shown in Table 2, Saccharomyces cerevisiae of Example 1 produced more organic acid than Reference Examples 1 and 2, and the construction of an alternative route was confirmed.

実施例1−2:補償経路の構築
(5)ADH1遺伝子の単離及びADH1遺伝子を有するプラスミドの調製
サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)BY4742株の染色体DNAを鋳型とし、配列番号7及び8で示される塩基配列を有するDNAをプライマーとして用いてPCR反応を行い、ADH1遺伝子を含む約1.0kbpのDNA断片を取得した。DNA断片の鎖長は、反応生成物を0.9%アガロースゲルで電気泳動することにより確認した。得られたDNA断片とZero Blunt(登録商標) TOPO(登録商標) Cloning Kit(インビトロジェン社製)を用い、添付された説明書の記載に従ってクローニングした。得られたプラスミドとp426GPDベクターをClaI及びSalIで制限酵素処理し、SeaPlaque(登録商標) GTG(登録商標) agarose(CAMBREX社製)を用いて作製した1.0%アガロースゲルで電気泳動することによりClaI−SalI断片を単離、精製した。その後、Takara ligation mix(タカラバイオ社製)を用いて連結し、ADH1遺伝子がp426GPDに連結された目的のプラスミドを得た。挿入されたDNA断片の塩基配列をDNAシーケンサーにより調べたところ、配列番号9で示される塩基配列を有するDNAを有していた。
Example 1-2: Construction of Compensation Pathway (5) Isolation of ADH1 Gene and Preparation of Plasmid Containing ADH1 Gene Chromosomal DNA of Saccharomyces cerevisiae BY4742 strain is used as a template and represented by SEQ ID NOs: 7 and 8 A PCR reaction was performed using DNA having a base sequence as a primer to obtain a DNA fragment of about 1.0 kbp containing the ADH1 gene. The chain length of the DNA fragment was confirmed by electrophoresis of the reaction product on a 0.9% agarose gel. Using the obtained DNA fragment and Zero Blunt (registered trademark) TOPO (registered trademark) Cloning Kit (manufactured by Invitrogen), cloning was performed according to the description of the attached manual. By subjecting the obtained plasmid and the p426GPD vector to restriction enzyme treatment with ClaI and SalI, and electrophoresis on 1.0% agarose gel prepared using SeaPlaque (registered trademark) GTG (registered trademark) agarose (manufactured by CAMBREX). The ClaI-SalI fragment was isolated and purified. After that, ligation was performed using Takara ligation mix (manufactured by Takara Bio Inc.) to obtain a target plasmid in which the ADH1 gene was ligated to p426GPD. When the nucleotide sequence of the inserted DNA fragment was examined by a DNA sequencer, it had DNA having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 9.

(6)形質転換体1へのADH1遺伝子の導入
上記(5)で調製したプラスミドを、Chen D, Yang B, Kuo T. (1992).Curr Genet 21: 83−84.に記載の形質転換法により実施例1−1の形質転換体1へと導入した。培地には、SD寒天培地にリシン塩酸塩30mg/Lを添加したSD(Lys)寒天培地を用い、30℃で3日間培養し、表3に示す実施例1−2の形質転換体2を取得した。
(6) Introduction of ADH1 gene into transformant 1 The plasmid prepared in (5) above is transformed according to Chen D, Yang B, Kuo T. (1992). Curr Genet 21: 83-84. To the transformant 1 of Example 1-1. As the medium, an SD (Lys) agar medium obtained by adding 30 mg / L lysine hydrochloride to an SD agar medium was cultured at 30 ° C. for 3 days, and transformant 2 of Example 1-2 shown in Table 3 was obtained. did.

Figure 2013021940
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実施例1−2の形質転換体2からプラスミドを抽出し、PCR法によってADH1の遺伝子が導入されていることを確認した。すなわち、実施例1−2における補償経路の構築が確認できた。   A plasmid was extracted from the transformant 2 of Example 1-2, and it was confirmed by PCR that the ADH1 gene was introduced. That is, the construction of the compensation path in Example 1-2 was confirmed.

工程2)生育阻害が生じる遺伝子の欠損
(7)ADH1遺伝子欠損用DNA断片の作製
サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)BY4742株の染色体DNAを鋳型としてPCR反応を行い、5’末端側の相同組換え配列としてADH1 UP(−229〜−1)、3’末端側の相同組換え配列としてADH1 DN(1048〜1336)の各DNA断片を増幅した。PCR用プライマーにはそれぞれ、配列番号10と11、配列番号12と13のプライマーを使用した。また、同様にpRS317ベクターを鋳型にして、配列番号14と15のプライマーを用いてLYS2マーカーの遺伝子断片を増幅した。
これらの断片を精製後、各断片を混合して、配列番号10及び13のプライマーを用いて2回目のPCRを行うことにより約5.4kbpの断片を得た。最終的に得られたDNA断片を「ADH1遺伝子欠損用DNA断片」と称する。
Step 2) Deletion of gene causing growth inhibition (7) Preparation of DNA fragment for deletion of ADH1 gene PCR reaction is performed using chromosomal DNA of Saccharomyces cerevisiae BY4742 strain as a template, and homologous recombination sequence on the 5 'end side As ADH1 UP (−229 to −1), each DNA fragment of ADH1 DN (1048 to 1336) as a 3′-end homologous recombination sequence was amplified. The primers of SEQ ID NOs: 10 and 11, and SEQ ID NOs: 12 and 13 were used as PCR primers, respectively. Similarly, the gene fragment of the LYS2 marker was amplified using the pRS317 vector as a template and the primers of SEQ ID NOs: 14 and 15.
After purifying these fragments, the fragments were mixed and subjected to a second PCR using the primers of SEQ ID NOs: 10 and 13, to obtain a fragment of about 5.4 kbp. The finally obtained DNA fragment is referred to as “ADH1 gene-deficient DNA fragment”.

実施例1−3、比較例1〜3:
(8)ADH1遺伝子欠損酵母の作製
上記(7)で調製したADH1遺伝子欠損用DNA断片を使用し、ジーンターゲッティングによる遺伝子破壊法を用いて、上記(3)、(6)で得られた実施例1−1の形質転換体1、実施例1−2の形質転換体2、ΔPDC1、及びBY4742を形質転換した。形質転換体選択培地には、表4に記載した寒天培地を用いて、30℃で3日間培養し、4種類の形質転換体、すなわち形質転換体2から実施例1−3の形質転換体3、形質転換体1から形質転換体4(比較例1)、ΔPDC1から形質転換体5(比較例2)、BY4742から形質転換体6(比較例3)を取得した。
Example 1-3, Comparative Examples 1-3:
(8) Preparation of ADH1 gene-deficient yeast Examples obtained in (3) and (6) above using the gene disruption method by gene targeting using the ADH1 gene-deficient DNA fragment prepared in (7) above. Transformant 1-1 of 1-1, transformant 2 of Example 1-2, ΔPDC1, and BY4742 were transformed. As the transformant selection medium, the agar medium described in Table 4 was used for 3 days at 30 ° C., and four types of transformants, namely transformant 2 to transformant 3 of Example 1-3 were used. Transformant 1 to Transformant 4 (Comparative Example 1), ΔPDC1 from Transformant 5 (Comparative Example 2), and BY4742 from Transformant 6 (Comparative Example 3).

Figure 2013021940
Figure 2013021940

(9)遺伝子欠損の確認
上記(8)で得た4種類の形質転換体よりゲノムDNAを調製した。続いて、PCR法によって、ADH1遺伝子欠損用DNA断片がゲノムに組み込まれているかどうかを確認した。このPCRでは、3組のプライマーを用いて、目的の配列が予想通りの長さに伸長されるかの確認を行った。すなわち、ADH1遺伝子の相同組換え部分の全長を伸張するプライマーとして配列番号10と13のプライマーを使用し、LYS2マーカーの中程からADH1遺伝子3’末端側の相同組換え配列までを伸張するプライマーとして配列番号13と16のプライマーを使用し、ADH1遺伝子の中程からADH1遺伝子3’末端側の相同組換え配列までを伸張するプライマーとして配列番号13と17のプライマーを使用した(図1参照)。
確認PCR及びADH1遺伝子欠損の結果を表5に示す。
(9) Confirmation of gene deletion Genomic DNA was prepared from the four types of transformants obtained in (8) above. Subsequently, whether or not the ADH1 gene-deficient DNA fragment was integrated into the genome was confirmed by PCR. In this PCR, it was confirmed whether the target sequence was extended to the expected length using three sets of primers. That is, the primers of SEQ ID NOS: 10 and 13 are used as primers that extend the full length of the homologous recombination part of the ADH1 gene, and the primers that extend from the middle of the LYS2 marker to the homologous recombination sequence on the 3 ′ end side of the ADH1 gene. The primers of SEQ ID NOs: 13 and 16 were used, and the primers of SEQ ID NOs: 13 and 17 were used as primers that extend from the middle of the ADH1 gene to the homologous recombination sequence on the 3 ′ end side of the ADH1 gene (see FIG. 1).
The results of confirmation PCR and ADH1 gene deletion are shown in Table 5.

Figure 2013021940
Figure 2013021940

表5に示す通り、ADH1遺伝子の単独欠損では生育阻害が起こらないため、比較例3におけるBY4742のADH1遺伝子欠損は可能であるが、比較例2においてΔPDC1を宿主とした場合のADH1遺伝子欠損、すなわちPDC1遺伝子とADH1遺伝子の二重欠損は生育阻害が起こるため、代替経路及び補償経路が構築されていない比較例2では二重欠損株を得ることができず、技術的に難しいことがわかる。比較例1では代替経路は構築されているが、補償経路が構築されていないため、比較例2と同様に二重欠損株を得ることができない。
一方、実施例1−3のようにあらかじめ代替経路(MDH3遺伝子及びmae1遺伝子の導入)と補償経路(ADH1遺伝子をp426GPDベクターに連結したプラスミドの導入)を構築しておいた形質転換体を使用することにより、ADH1遺伝子欠損が可能となることが示された。
As shown in Table 5, since growth inhibition does not occur with the single deletion of the ADH1 gene, the ADH1 gene deletion of BY4742 in Comparative Example 3 is possible, but the ADH1 gene deletion when ΔPDC1 is used as the host in Comparative Example 2, that is, Since double inhibition of the PDC1 gene and the ADH1 gene results in growth inhibition, it is technically difficult to obtain a double-deficient strain in Comparative Example 2 in which an alternative route and a compensation route are not constructed. In Comparative Example 1, an alternative route is constructed, but since a compensation route is not constructed, a double-deficient strain cannot be obtained as in Comparative Example 2.
On the other hand, as in Example 1-3, a transformant in which an alternative pathway (introduction of MDH3 gene and mae1 gene) and a compensation pathway (introduction of a plasmid in which the ADH1 gene is linked to a p426GPD vector) has been constructed is used. This indicates that the ADH1 gene deficiency is possible.

工程3)補償経路の遺伝子の脱落
(10)プラスミドの脱落
上記(8)で得られた実施例1−3の形質転換体3を、ヒスチジン、ロイシン及びリシンを添加せずに作製したSC(−His,−Leu,−Lys)液体培地を用いで3日間培養した。その後、5−FOA 1mg/Lを含むSC(−His,−Leu,−Lys)寒天培地に塗布すると、約1.3×10-5の頻度でコロニーが出現した。得られたコロニーを、ウラシルを含むSC(+Ura,−His,−Leu,−Lys)寒天培地及びウラシルを含まないSC(−Ura,−His,−Leu,−Lys)寒天培地の両方に移し、30℃で一晩プレート培養した。移したコロニーのうち、SC(+Ura,−His,−Leu,−Lys)寒天培地でのみ生育し、SC(−Ura,−His,−Leu,−Lys)寒天培地では生育しなかった菌株を、プラスミド(ADH1遺伝子を連結したp426GPDベクター)の脱落した実施例1の株として選抜した。実施例1の株は、ウラシル要求性が復活しており、PDC1遺伝子及びADH1遺伝子が両方とも欠損されている。
Step 3) Deletion of gene of compensation pathway (10) Deletion of plasmid The transformant 3 of Example 1-3 obtained in (8) above was prepared without adding histidine, leucine and lysine (- His, -Leu, -Lys) liquid medium was used for 3 days. Then, when it apply | coated to SC (-His, -Leu, -Lys) agar medium containing 5-FOA 1mg / L, the colony appeared with the frequency of about 1.3 * 10 < -5 >. The obtained colonies are transferred to both SC (+ Ura, -His, -Leu, -Lys) agar medium containing uracil and SC (-Ura, -His, -Leu, -Lys) agar medium containing no uracil, Plated overnight at 30 ° C. Among the transferred colonies, a strain that grew only on the SC (+ Ura, -His, -Leu, -Lys) agar medium and did not grow on the SC (-Ura, -His, -Leu, -Lys) agar medium, It was selected as a strain of Example 1 in which the plasmid (p426GPD vector linked with the ADH1 gene) was dropped. In the strain of Example 1, the uracil requirement is restored, and both the PDC1 gene and the ADH1 gene are deleted.

本発明により得られる組換え酵母は、有機酸等の有用化学物質等を生産するための生産菌として有用であり、糖類を原料とした有機酸等の製造技術分野において有用である。   The recombinant yeast obtained by the present invention is useful as a producing bacterium for producing useful chemical substances such as organic acids, and is useful in the technical field of producing organic acids using saccharides as a raw material.

Claims (16)

宿主酵母に対して代替代謝物生産経路及び補償経路を構築する第1の工程と、前記宿主酵母の生育阻害が生じる遺伝子の欠損を行う第2の工程と、前記補償経路を脱落させる第3の工程を含むことを特徴とする遺伝子欠損酵母の製造方法。   A first step of constructing an alternative metabolite production pathway and a compensation pathway for the host yeast, a second step of deleting a gene that causes growth inhibition of the host yeast, and a third step of dropping the compensation pathway A method for producing a gene-deficient yeast, comprising a step. 前記代替代謝物が、リンゴ酸及び/またはコハク酸である請求項1に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。   The method for producing a gene-deficient yeast according to claim 1, wherein the alternative metabolite is malic acid and / or succinic acid. 前記代替代謝物生産経路の構築工程が、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ(MDH)遺伝子及び/またはリンゴ酸トランスポーター(MAE)遺伝子を導入及び/または増幅する工程である請求項1または2に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。   The gene-deficient yeast according to claim 1 or 2, wherein the step of constructing the alternative metabolite production pathway is a step of introducing and / or amplifying a malate dehydrogenase (MDH) gene and / or a malate transporter (MAE) gene. Manufacturing method. 前記リンゴ酸デヒドロゲナーゼ(MDH)が、MDH1遺伝子、MDH2遺伝子及びMDH3遺伝子からなる群から選ばれる少なくとも1つの遺伝子によりコードされるものである請求項3に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。   The method for producing a gene-deficient yeast according to claim 3, wherein the malate dehydrogenase (MDH) is encoded by at least one gene selected from the group consisting of MDH1 gene, MDH2 gene and MDH3 gene. 前記リンゴ酸トランスポーター(MAE)が、mae1遺伝子によりコードされるものである請求項3に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。   The method for producing a gene-deficient yeast according to claim 3, wherein the malic acid transporter (MAE) is encoded by the mae1 gene. 前記補償経路の構築工程が、前記第2の工程で欠損させる遺伝子と同一の遺伝子を導入する工程である請求項1〜5のいずれかに記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。   The method for producing a gene-deficient yeast according to any one of claims 1 to 5, wherein the step of constructing the compensation pathway is a step of introducing the same gene as the gene to be deleted in the second step. 前記補償経路の構築工程において、第3の工程において脱落させて機能欠損が可能となるような選択マーカーを有しているプラスミドを使用する請求項1〜6のいずれかに記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。   The gene-deficient yeast according to any one of claims 1 to 6, wherein a plasmid having a selection marker that can be lost in the third step is used in the step of constructing the compensation pathway. Production method. 前記遺伝子欠損の対象となる遺伝子が、エタノール生合成経路の遺伝子である請求項1に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。   The method for producing a gene-deficient yeast according to claim 1, wherein the gene to be gene-deficient is a gene in the ethanol biosynthesis pathway. 前記エタノール生合成経路の遺伝子が、ピルビン酸デカルボキシラーゼ(PDC)及び/またはアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)をコードする遺伝子である請求項8に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。   The method for producing a gene-deficient yeast according to claim 8, wherein the ethanol biosynthetic pathway gene is a gene encoding pyruvate decarboxylase (PDC) and / or alcohol dehydrogenase (ADH). 前記ピルビン酸デカルボキシラーゼ(PDC)が、PDC1遺伝子、PDC5遺伝子及びPDC6遺伝子からなる群から選ばれる少なくとも1つの遺伝子によりコードされるものである請求項9に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。   The method for producing a gene-deficient yeast according to claim 9, wherein the pyruvate decarboxylase (PDC) is encoded by at least one gene selected from the group consisting of a PDC1 gene, a PDC5 gene and a PDC6 gene. 前記アルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)が、ADH1遺伝子、ADH2遺伝子、ADH3遺伝子、ADH4遺伝子及びADH5遺伝子からなる群から選ばれる少なくとも1つの遺伝子によりコードされるものである請求項9に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。   10. The gene-deficient yeast according to claim 9, wherein the alcohol dehydrogenase (ADH) is encoded by at least one gene selected from the group consisting of ADH1 gene, ADH2 gene, ADH3 gene, ADH4 gene and ADH5 gene. Method. 前記第2の工程を、PCR産物を用いたジーンターゲッティングによる遺伝子破壊法を用いて行う請求項1〜11のいずれかに記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。   The method for producing a gene-deficient yeast according to any one of claims 1 to 11, wherein the second step is performed using a gene disruption method by gene targeting using a PCR product. 前記宿主酵母がサッカロマイセス(Saccharomyces)属に属する請求項1〜12のいずれかに記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。   The method for producing a gene-deficient yeast according to any one of claims 1 to 12, wherein the host yeast belongs to the genus Saccharomyces. 前記宿主酵母がサッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)である請求項13に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。   The method for producing a gene-deficient yeast according to claim 13, wherein the host yeast is Saccharomyces cerevisiae. 前記第1〜第3の工程の少なくとも1工程における菌株の取得を、選択マーカーを含むプレート上でのセレクションにより行う請求項1〜14のいずれかに記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。   The method for producing a gene-deficient yeast according to any one of claims 1 to 14, wherein the strain is obtained in at least one of the first to third steps by selection on a plate containing a selection marker. 前記選択マーカーが薬剤耐性マーカーまたは栄養要求性マーカーである請求項15に記載の遺伝子欠損酵母の製造方法。   The method for producing a gene-deficient yeast according to claim 15, wherein the selection marker is a drug resistance marker or an auxotrophic marker.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105838632A (en) * 2016-05-19 2016-08-10 江南大学 Saccharomyces cerevisiae gene engineering bacteria for producing succinic acid and application thereof
JP2018518175A (en) * 2015-06-12 2018-07-12 シージェイ チェイルジェダング コーポレイション Microorganism producing lactic acid and method for producing lactic acid using the same
JP2020000209A (en) * 2018-07-02 2020-01-09 三菱ケミカル株式会社 Acid-proof microorganism having myo-inositol production ability

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018518175A (en) * 2015-06-12 2018-07-12 シージェイ チェイルジェダング コーポレイション Microorganism producing lactic acid and method for producing lactic acid using the same
US10227618B2 (en) 2015-06-12 2019-03-12 Cj Cheiljedang Corporation Microorganism producing lactic acid and method for producing lactic acid using same
JP2020043867A (en) * 2015-06-12 2020-03-26 シージェイ チェイルジェダング コーポレイション Microorganism producing lactic acid and method for producing lactic acid using the same
CN105838632A (en) * 2016-05-19 2016-08-10 江南大学 Saccharomyces cerevisiae gene engineering bacteria for producing succinic acid and application thereof
CN105838632B (en) * 2016-05-19 2019-05-10 江南大学 It is a kind of produce succinic acid Saccharomyces cerevisiae gene engineering bacteria and its application
JP2020000209A (en) * 2018-07-02 2020-01-09 三菱ケミカル株式会社 Acid-proof microorganism having myo-inositol production ability
JP7115075B2 (en) 2018-07-02 2022-08-09 三菱ケミカル株式会社 Acid-tolerant microorganisms capable of producing myo-inositol

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