JP2013116047A - Gene capable of forming er body, and use thereof - Google Patents

Gene capable of forming er body, and use thereof Download PDF

Info

Publication number
JP2013116047A
JP2013116047A JP2010068055A JP2010068055A JP2013116047A JP 2013116047 A JP2013116047 A JP 2013116047A JP 2010068055 A JP2010068055 A JP 2010068055A JP 2010068055 A JP2010068055 A JP 2010068055A JP 2013116047 A JP2013116047 A JP 2013116047A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protein
seq
sequence shown
dna
amino acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010068055A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Yamada
健志 山田
Mikio Nishimura
幹夫 西村
Ikuko Nishimura
いくこ 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyoto University
National Institute of Natural Sciences
Original Assignee
Kyoto University
National Institute of Natural Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyoto University, National Institute of Natural Sciences filed Critical Kyoto University
Priority to JP2010068055A priority Critical patent/JP2013116047A/en
Priority to PCT/JP2010/065711 priority patent/WO2011118058A1/en
Publication of JP2013116047A publication Critical patent/JP2013116047A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8242Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits
    • C12N15/8243Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits involving biosynthetic or metabolic pathways, i.e. metabolic engineering, e.g. nicotine, caffeine
    • C12N15/8251Amino acid content, e.g. synthetic storage proteins, altering amino acid biosynthesis

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To elucidate the mechanism of forming an ER body which is one construct originating from an endoplasmic reticulum, and to develop a technology for imparting a new trait to plant bodies.SOLUTION: There is provided a DNA construct which comprises DNA comprising a polynucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2, 4, 6 or 8, for generating an ER body in plant bodies and a DNA comprising a polynucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 12, 14 or 16, or a composition containing the DNA construct; or a composition which comprises a first DNA construct comprising a first gene encoding a protein comprising an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, 3, 5 or 7, and a second DNA construct comprising a second gene encoding a protein comprising an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11, 13 or 15.

Description

本発明は、ERボディ形成能を有する遺伝子およびその利用に関し、より詳細には、アブラナ目植物にのみ存在するオルガネラであるERボディを、非アブラナ目植物において形成させることができる遺伝子およびその利用に関する。   The present invention relates to a gene having an ER body-forming ability and use thereof, and more particularly to a gene capable of forming an ER body, which is an organelle present only in Brassicaceae plants, in non-Brassic plants and use thereof. .

植物細胞は、動物細胞とは異なり、小胞体(ER)に由来する種々の構造物を生成する。このようなER由来の構造物の1つであるERボディは、Arabidopsis thaliana(以下、シロイヌナズナ)において見出されたER由来の構造物であり、アブラナ目に属する植物において、グルコシダーゼを集積するオルガネラである(非特許文献1参照)。ER由来の他の構造物とは異なり、ERボディは非常に長くそして大きいという特徴的な形状およびサイズを有している。   Plant cells, unlike animal cells, produce various structures derived from the endoplasmic reticulum (ER). The ER body, which is one of such ER-derived structures, is an ER-derived structure found in Arabidopsis thaliana (hereinafter referred to as Arabidopsis thaliana), and is an organelle that accumulates glucosidase in plants belonging to the order of Brassica. Yes (see Non-Patent Document 1). Unlike other structures from ER, the ER body has a characteristic shape and size that is very long and large.

シロイヌナズナにおいて、ERボディは幼植物体の表皮細胞にて観察される(非特許文献2参照)。また、ERボディを欠いた植物体では、真菌Piriformospora indicaの過剰感染を示す(非特許文献3参照)。これらのことは、ERボディが真菌感染に対する防御システムに関与することを示唆する。さらに、ERボディは、創傷やジャスモン酸によって誘導され、このことは、ERボディが病虫害耐性に関与することを示唆する(非特許文献4および5参照)。   In Arabidopsis thaliana, ER bodies are observed in epidermal cells of seedlings (see Non-Patent Document 2). In addition, a plant lacking the ER body exhibits overinfection with the fungus Piriformospora indica (see Non-Patent Document 3). These suggest that the ER body is involved in the defense system against fungal infection. Furthermore, the ER body is induced by wounds and jasmonic acid, which suggests that the ER body is involved in pest resistance (see Non-Patent Documents 4 and 5).

植物は二次代謝産物を忌避物質として利用していることが知られており、それらのいくつかは配糖体型の前駆体として液胞に蓄積していることも知られている。上述したように、ERボディは、アブラナ目の植物にのみ観察される独特なオルガネラであり、真菌感染に対する防御システムや病虫害耐性に関与すると考えられている。シロイヌナズナにおいて、本発明者らは、これまでにERボディタンパク質であるNAI2を同定し、このタンパク質が、ERボディ形成に必要であること、そして、β−グルコシダーゼのERボディへの集積を担っていることを示している(非特許文献2参照)。これらの知見から、虫などによって植物の細胞が破壊された際に、ERボディに含まれるβ−グルコシダーゼがその配糖体から糖を外して活性型の忌避物質を生産していると考えられる。   Plants are known to use secondary metabolites as repellents, and some of them are also known to accumulate in vacuoles as glycoside precursors. As described above, the ER body is a unique organelle that is observed only in the plants of the Brassicaceae, and is considered to be involved in a defense system against fungal infection and resistance to pest damage. In Arabidopsis, the present inventors have previously identified NAI2, an ER body protein, that this protein is required for ER body formation and is responsible for the accumulation of β-glucosidase in the ER body. (See Non-Patent Document 2). From these findings, it is considered that when plant cells are destroyed by insects or the like, β-glucosidase contained in the ER body removes sugar from the glycoside and produces an active repellent substance.

Y. Hayashi et al., Plant Cell Physiol. 42: 894-899 (2001)Y. Hayashi et al., Plant Cell Physiol. 42: 894-899 (2001) K. Yamada et al., Plant Cell 20: 2529 (2008)K. Yamada et al., Plant Cell 20: 2529 (2008) I. Sherameti et al., Plant J. 54: 428-439 (2008)I. Sherameti et al., Plant J. 54: 428-439 (2008) R. Matsushima et al., Plant Physiol. 130: 1807-1814 (2002)R. Matsushima et al., Plant Physiol. 130: 1807-1814 (2002) I. Hara-Nishimura and R. Matsushima, Curr. Opin. Plant Biol. 6: 583-588 (2003)I. Hara-Nishimura and R. Matsushima, Curr. Opin. Plant Biol. 6: 583-588 (2003)

このようにERボディは非常に重要なオルガネラである。しかしながら、上述したように、病虫害耐性等に関与すると考えられるERボディは、非常に限定された局面でのみ形成される構造物であり、具体的には、アブラナ目の植物の幼植物体にのみ観察され、生長した植物体では虫害を被った際にのみ観察される独特なオルガネラである。このようなERボディの形成に必要なNAI2およびそのカウンターパートは、他の植物に存在しない。さらには、非膜タンパク質であるNAI2がどのようにしてERボディの形成を調節しているのかは全く不明である。ERボディの形成機構を解明することができれば、生長したアブラナ目の植物体に病虫害耐性等が付与することができる。   Thus, the ER body is a very important organelle. However, as described above, the ER body that is considered to be involved in disease resistance and the like is a structure that is formed only in a very limited aspect, and specifically, only the seedlings of the cruciferous plants. It is a unique organelle that is observed only when it has been observed and grown and has been damaged by insects. NAI2 and its counterpart necessary for the formation of such an ER body do not exist in other plants. Furthermore, it is completely unknown how NAI2, a non-membrane protein, regulates ER body formation. If the formation mechanism of the ER body can be elucidated, disease resistance and the like can be imparted to the grown Brassicaceae plant.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ERボディの形成機構を解明するとともに、植物体に新たな形質を付与する技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a technique for elucidating the formation mechanism of an ER body and imparting a new character to a plant body.

NAI2は、ERボディ形成に必要であり、β−グルコシダーゼ活性を有するPYK10のERボディへの集積を担っている。PYK10は、NAI2と同様にアブラナ目に特異的なタンパク質であり、ER貯留シグナルを有する可溶性タンパク質である。NAI2の欠損は、PYK10 mRNAレベルに影響しないが、PYK10タンパク質レベルを低減させ、PYK10タンパク質はER全体を通して均一に分散される(非特許文献2参照)。これらの知見によれば、NAI2の存在は、アブラナ目においてERボディを形成させ、PYK10をERボディタンパク質としてERボディへ集積させ、細胞の破壊に伴って活性型の忌避物質を生産させていると考えられる。   NAI2 is required for ER body formation and is responsible for the accumulation of PYK10 having β-glucosidase activity in the ER body. PYK10, like NAI2, is a protein specific to Brassica and is a soluble protein having an ER retention signal. NAI2 deficiency does not affect PYK10 mRNA levels, but reduces PYK10 protein levels, and PYK10 protein is uniformly distributed throughout the ER (see Non-Patent Document 2). According to these findings, the presence of NAI2 forms an ER body in the order of Brassica, accumulates PYK10 as an ER body protein in the ER body, and produces an active repellent substance with cell destruction. Conceivable.

ERボディが細胞内での構造物として形成されるためには、膜タンパク質の存在が強く示唆される。特に、ER貯留シグナル(KDEL)を有していないNAI2がERボディに局在することは、結合パートナーとしての膜タンパク質の存在が強く示唆される。そこで、本発明者らは、ERボディが形成されない変異体(nai1変異体)を用いたトランスクリプトーム解析を行った。その結果、bHLH型転写制御因子をコードするNAI1が、PYK10およびNAI2の発現を制御することを見出すとともに、膜貫通タンパク質をコードするMEB(membrane protein of ER body)1および2の発現を制御することを見出した。また、NAI2を枯渇させると、MEB1およびMEB2の局在が変化し、ERネットワーク内に分散した。これらの知見は、ERボディ膜が特異的な特性を有していること、および、MEB1およびMEB2の集積を制御することによってNAI2がこのERボディ膜の形成を調節していることが示唆された。そこで、本発明者らは、NAI2とMEBとを用いてERボディの形成を試みた。しかし、これらのタンパク質を用いてERボディを形成することはできなかった。   In order for the ER body to be formed as a structure in the cell, the presence of a membrane protein is strongly suggested. In particular, the localization of NAI2 that does not have an ER retention signal (KDEL) in the ER body strongly suggests the presence of a membrane protein as a binding partner. Therefore, the present inventors performed a transcriptome analysis using a mutant in which an ER body is not formed (nai1 mutant). As a result, NAI1 encoding a bHLH type transcriptional regulatory factor is found to control the expression of PYK10 and NAI2, and also controls the expression of MEB (membrane protein of ER body) 1 and 2 encoding a transmembrane protein. I found. Moreover, when NAI2 was depleted, the localization of MEB1 and MEB2 was changed and distributed within the ER network. These findings suggest that the ER body membrane has specific properties and that NAI2 regulates the formation of this ER body membrane by controlling the accumulation of MEB1 and MEB2. . Therefore, the present inventors tried to form an ER body using NAI2 and MEB. However, ER bodies could not be formed using these proteins.

このような試行錯誤を繰り返す中で、本発明者らは独自の観点に基づいて、PYK10をNAI2とともに用いることによってERボディが首尾よく形成されることを見出し、本発明を完成するに至った。PYK10が、形成されたERボディへ集積する可溶性タンパク質であることは知られていたが、このようなERボディ集積能を有するに過ぎないと考えられていたPYK10が、ERボディ形成に不可欠であるということを、当業者は予測も期待もし得ない。   While repeating such trial and error, the present inventors have found that an ER body can be successfully formed by using PYK10 together with NAI2 based on a unique viewpoint, and have completed the present invention. Although PYK10 was known to be a soluble protein that accumulates in the formed ER body, PYK10, which was thought to have only such ER body accumulation ability, is essential for ER body formation. That is, a person skilled in the art cannot predict or expect.

すなわち、本発明にかかるDNA構築物は、ERボディ形成能を有するタンパク質をコードする遺伝子と、ERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子とを含んでいる。   That is, the DNA construct according to the present invention includes a gene encoding a protein having an ER body-forming ability and a gene encoding a protein having an ER body-accumulating ability.

本発明において、ERボディ形成能を有するタンパク質(第1ポリペプチドともいう。)は、(i)配列番号1、3、5または7に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、あるいは、(ii)配列番号1、3、5または7に示されるアミノ酸配列の、1または数個のアミノ酸が置換、付加または欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ形成能を有するタンパク質であることが好ましく、ERボディ集積能を有するタンパク質(第2ポリペプチドともいう。)は、(iii)配列番号11、13または15に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、あるいは、(iv)配列番号11、13または15に示されるアミノ酸配列の、1または数個のアミノ酸が置換、付加または欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ集積能を有するタンパク質であることが好ましい。   In the present invention, the protein having the ability to form an ER body (also referred to as a first polypeptide) is (i) a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, 3, 5 or 7, or (ii) SEQ ID NO: It is preferably a protein consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids of the amino acid sequence shown in 1, 3, 5 or 7 are substituted, added or deleted, and having an ER body-forming ability, A protein having a body accumulation ability (also referred to as a second polypeptide) is (iii) a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11, 13 or 15, or (iv) shown in SEQ ID NO: 11, 13 or 15. An amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, added or deleted, and ER body accumulation ability Is preferably a protein having.

本発明にかかるDNA構築物は、ERボディ集積能を有するさらなるタンパク質(第3ポリペプチドともいう。)をコードする遺伝子として、配列番号9に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子、あるいは、配列番号9に示されるアミノ酸配列の、1または数個のアミノ酸が置換、付加または欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子をさらに含んでいてもよい。この場合、膜タンパク質をERボディ内に大量蓄積することができる。   The DNA construct according to the present invention includes a gene encoding a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 as a gene encoding a further protein (also referred to as a third polypeptide) having an ER body accumulation ability, or a sequence It may further comprise a gene consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids of the amino acid sequence shown in No. 9 are substituted, added or deleted, and encoding a protein having an ER body accumulation ability. In this case, a large amount of membrane protein can be accumulated in the ER body.

また、本発明において、ERボディ形成能を有するタンパク質をコードする遺伝子(第1遺伝子ともいう。)は、(A)配列番号2、4または6に示されるポリヌクレオチド配列からなるDNA、(B)配列番号2、4または6に示されるポリヌクレオチド配列の、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは付加されているポリヌクレオチド配列からなるDNAであり、かつERボディ形成能を有するタンパク質をコードするDNA、(C)配列番号2、4または6に示されるポリヌクレオチド配列の相補配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつERボディ形成能を有するタンパク質をコードするDNA、あるいは、(D)配列番号2、4または6に示されるポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと80%以上の相同性を有するDNAであり、かつERボディ形成能を有するタンパク質をコードするDNA、を含んでいることが好ましく、ERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子(第2遺伝子ともいう。)は、(a)配列番号12、14または16に示されるポリヌクレオチド配列からなるDNA、(b)配列番号12、14または16に示されるポリヌクレオチド配列の、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは付加されているポリヌクレオチド配列からなるDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、(c)配列番号12、14または16に示されるポリヌクレオチド配列の相補配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、あるいは、(d)配列番号12、14または16に示されるポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと80%以上の相同性を有するDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、を含んでいることが好ましい。   In the present invention, a gene encoding a protein having an ER body-forming ability (also referred to as a first gene) is (A) DNA comprising a polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4, or 6, (B) A DNA comprising a polynucleotide sequence in which one or several nucleotides of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4 or 6 are deleted, substituted or added, and encodes a protein having an ER body-forming ability (C) a DNA that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide comprising a complementary sequence of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4 or 6, and encodes a protein having an ER body-forming ability, Or (D) a polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4 or 6 And a DNA encoding a protein having an ER body-forming ability, and a gene encoding a protein having an ER body-accumulating ability (the first (Also referred to as 2 genes)) (a) DNA consisting of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14 or 16; (b) 1 or several of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14 or 16 A DNA comprising a polynucleotide sequence from which nucleotides of the above are deleted, substituted or added, and encoding a protein having an ER body accumulation ability, (c) a polynucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 12, 14 or 16 Under conditions that are stringent to a polynucleotide comprising the complementary sequence of DNA encoding a protein that is hybridized and has the ability to accumulate ER bodies, or (d) DNA having a homology of 80% or more with a polynucleotide consisting of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14, or 16 And DNA encoding a protein having an ER body accumulation ability.

本発明にかかるDNA構築物は、ERボディ集積能を有するさらなるタンパク質をコードする遺伝子(第3遺伝子ともいう。)として、配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列からなるDNA;配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列の、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは付加されているポリヌクレオチド配列からなるDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA;配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列の相補配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA;あるいは、配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと80%以上の相同性を有するDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、を含んでいる遺伝子をさらに含んでいてもよい。この場合、膜タンパク質をERボディ内に大量蓄積することができる。   The DNA construct according to the present invention is a DNA comprising a polynucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 10 as a gene (also referred to as a third gene) encoding a further protein having ER body accumulation ability; DNA consisting of a polynucleotide sequence in which one or several nucleotides of the nucleotide sequence are deleted, substituted or added, and encoding a protein having an ER body accumulation ability; the polynucleotide shown in SEQ ID NO: 10 DNA that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of a complementary sequence of the sequence and encodes a protein having the ability to accumulate ER bodies; or 80% of the polynucleotide consisting of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10 The above homology To a DNA, and a DNA encoding a protein having an ER body integrated ability, it may further include a gene that contains a. In this case, a large amount of membrane protein can be accumulated in the ER body.

本発明にかかるDNA構築物は、プロモータをさらに含んでいることが好ましく、単一のプロモータを含んでいる場合、該プロモータは第1遺伝子および第2遺伝子と作動可能に連結されており、複数のプロモータを含んでいる場合、第1プロモータが第1遺伝子と作動可能に連結されており、第2プロモータが第2遺伝子と作動可能に連結されている。ここで、第1遺伝子は、ERボディ形成能を有するタンパク質をコードする遺伝子であり、第2遺伝子は、ERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子である。また、第2プロモータは第1プロモータと同一であっても異なってもよい。   The DNA construct according to the present invention preferably further includes a promoter. When the DNA construct includes a single promoter, the promoter is operably linked to the first gene and the second gene, and a plurality of promoters are included. The first promoter is operably linked to the first gene and the second promoter is operably linked to the second gene. Here, the first gene is a gene encoding a protein having an ER body forming ability, and the second gene is a gene encoding a protein having an ER body accumulating ability. The second promoter may be the same as or different from the first promoter.

本発明にかかるDNA構築物が、第3遺伝子を含んでいる場合、第3遺伝子は、第1遺伝子および第2遺伝子とともに単一のプロモータと作動可能に連結されていてもよく、第3プロモータと作動可能に連結されていてもよい。また、第3プロモータは第1プロモータおよび第2プロモータと同一であっても異なってもよい。   When the DNA construct according to the present invention includes a third gene, the third gene may be operably linked to a single promoter together with the first gene and the second gene. It may be connected as possible. The third promoter may be the same as or different from the first promoter and the second promoter.

本発明にかかるDNA構築物は、ERボディに集積させるための目的タンパク質をコードする遺伝子(目的遺伝子ともいう。)をさらに含んでいることが好ましい。この場合、第2ポリペプチドと該目的タンパク質との融合タンパク質を生成するように第2遺伝子と目的遺伝子とがインフレームにて連結されていることが好ましい。第2遺伝子以外にERボディ集積能を有するさらなるタンパク質をコードする遺伝子がさらに含まれている場合は、該さらなるタンパク質と該目的タンパク質との融合タンパク質を生成するように該さらなる遺伝子と目的遺伝子とがインフレームにて連結されていてもよい。   The DNA construct according to the present invention preferably further includes a gene (also referred to as a target gene) encoding a target protein for accumulation in the ER body. In this case, the second gene and the target gene are preferably linked in frame so as to generate a fusion protein of the second polypeptide and the target protein. When a gene encoding an additional protein having an ER body accumulation ability is further included in addition to the second gene, the additional gene and the target gene are generated so as to generate a fusion protein of the additional protein and the target protein. They may be connected in-frame.

本発明にかかる組成物は、植物体にERボディを生成させるために上記のDNA構築物を含有していることを特徴としている。また、本発明にかかるキットは、植物体にERボディを生成させるために上記のDNA構築物を備えていることを特徴としている。なお、上記のDNA構築物が目的遺伝子をさらに含んでいる場合は、本発明にかかる組成物は、目的タンパク質を植物体に貯蔵する目的に用いられ得る。   The composition according to the present invention is characterized by containing the above-described DNA construct in order to produce a ER body in a plant body. The kit according to the present invention is characterized by comprising the above-described DNA construct in order to generate a ER body in a plant body. In addition, when said DNA construct further contains the target gene, the composition concerning this invention can be used for the objective of storing the target protein in a plant body.

さらに、本発明にかかる組成物は、植物体にERボディを生成させるために、ERボディ形成能を有するタンパク質をコードする遺伝子を含んでいる第1DNA構築物と、ERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子を含んでいる第2DNA構築物とを含有していることを特徴としている。また、本発明にかかるキットは、植物体にERボディを生成させるために、ERボディ形成能を有するタンパク質をコードする遺伝子を含んでいる第1DNA構築物と、ERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子を含んでいる第2DNA構築物とを備えていることを特徴としている。   Furthermore, the composition according to the present invention encodes a first DNA construct containing a gene encoding a protein having an ER body-forming ability and a protein having an ER body accumulation ability in order to generate an ER body in a plant. And a second DNA construct containing the gene to be treated. In addition, the kit according to the present invention encodes a first DNA construct containing a gene encoding a protein having an ER body-forming ability and a protein having an ER body accumulation ability in order to generate an ER body in a plant. And a second DNA construct containing the gene.

本発明にかかる組成物またはキットにおいて、ERボディ形成能を有するタンパク質は、(i)配列番号1、3、5または7に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、あるいは、(ii)配列番号1、3、5または7に示されるアミノ酸配列の、1または数個のアミノ酸が置換、付加または欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ形成能を有するタンパク質であることが好ましく、ERボディ集積能を有するタンパク質は、(iii)配列番号11、13または15に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、あるいは、(iv)配列番号11、13または15に示されるアミノ酸配列の、1または数個のアミノ酸が置換、付加または欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ集積能を有するタンパク質であることが好ましい。   In the composition or kit according to the present invention, the protein having an ER body-forming ability is (i) a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, 3, 5 or 7, or (ii) SEQ ID NO: 1, 3 It is preferably a protein having an ER body-forming ability, consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids of the amino acid sequence shown in 5 or 7 are substituted, added or deleted, and having an ER body-forming ability. (Iii) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11, 13 or 15, or (iv) one or several amino acids of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11, 13 or 15 It is preferably a protein consisting of a substituted, added or deleted amino acid sequence and having the ability to accumulate ER bodies. There.

本発明にかかる組成物は、ERボディ集積能を有するさらなるタンパク質(第3ポリペプチドともいう。)をコードするさらなる遺伝子を含んでいる第3DNA構築物をさらに含有していてもよい。また、本発明にかかるキットは、ERボディ集積能を有するさらなるタンパク質をコードするさらなる遺伝子を含んでいる第3DNA構築物をさらに備えていてもよい。該遺伝子としては、配列番号9に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子、あるいは、配列番号9に示されるアミノ酸配列の、1または数個のアミノ酸が置換、付加または欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子が挙げられる。   The composition according to the present invention may further contain a third DNA construct containing an additional gene encoding an additional protein (also referred to as a third polypeptide) having an ER body accumulation ability. The kit according to the present invention may further include a third DNA construct containing an additional gene encoding an additional protein having an ER body accumulation ability. The gene includes a gene encoding a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9, or an amino acid in which one or several amino acids of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 are substituted, added or deleted A gene encoding a protein consisting of a sequence and having the ability to accumulate ER bodies can be mentioned.

また、本発明にかかる組成物またはキットにおいて、ERボディ形成能を有するタンパク質をコードする遺伝子は、(A)配列番号2、4または6に示されるポリヌクレオチド配列からなるDNA、(B)配列番号2、4または6に示されるポリヌクレオチド配列の、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは付加されているポリヌクレオチド配列からなるDNAであり、かつERボディ形成能を有するタンパク質をコードするDNA、(C)配列番号2、4または6に示されるポリヌクレオチド配列の相補配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつERボディ形成能を有するタンパク質をコードするDNA、あるいは、(D)配列番号2、4または6に示されるポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと80%以上の相同性を有するDNAであり、かつERボディ形成能を有するタンパク質をコードするDNA、を含んでいることが好ましく、ERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子は、(a)配列番号12、14または16に示されるポリヌクレオチド配列からなるDNA、(b)配列番号12、14または16に示されるポリヌクレオチド配列の、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは付加されているポリヌクレオチド配列からなるDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、(c)配列番号12、14または16に示されるポリヌクレオチド配列の相補配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、あるいは、(d)配列番号12、14または16に示されるポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと80%以上の相同性を有するDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、を含んでいることが好ましい。   In the composition or kit according to the present invention, the gene encoding the protein having ER body-forming ability is (A) DNA consisting of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4 or 6, and (B) SEQ ID NO: DNA comprising a polynucleotide sequence in which one or several nucleotides of the polynucleotide sequence shown in 2, 4 or 6 are deleted, substituted or added, and encoding a protein having an ER body-forming ability (C) DNA encoding a protein that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of a complementary sequence of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4 or 6 and has the ability to form an ER body, or (D) the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4 or 6 And a DNA encoding a protein having an ER body-forming ability, and the gene encoding the protein having an ER body-accumulating ability is preferably a DNA encoding a protein having an ER body-forming ability. (A) DNA comprising the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14 or 16; (b) one or several nucleotides of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14 or 16 are deleted or substituted Or a DNA consisting of an added polynucleotide sequence and a DNA encoding a protein having the ability to accumulate ER bodies, (c) a polynucleotide consisting of a complementary sequence of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14 or 16 Hybridize under stringent conditions, and DNA encoding a protein having R body accumulation ability, or (d) DNA having 80% or more homology with a polynucleotide comprising the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14, or 16, and ER body It preferably contains DNA encoding a protein having an accumulation ability.

本発明にかかる組成物は、ERボディ集積能を有するさらなるタンパク質をコードするさらなる遺伝子(第3遺伝子ともいう。)を含んでいる第3DNA構築物をさらに含有していてもよい。また、本発明にかかるキットは、ERボディ集積能を有するさらなるタンパク質をコードするさらなる遺伝子を含んでいる第3DNA構築物をさらに備えていてもよい。該遺伝子としては、配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列からなるDNA;配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列の、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは付加されているポリヌクレオチド配列からなるDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA;配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列の相補配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA;あるいは、配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと80%以上の相同性を有するDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、を含んでいる遺伝子が挙げられる。   The composition concerning this invention may further contain the 3rd DNA construct containing the further gene (it is also mentioned 3rd gene) which codes the further protein which has ER body integration | stacking ability. The kit according to the present invention may further include a third DNA construct containing an additional gene encoding an additional protein having an ER body accumulation ability. The gene includes a DNA comprising the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10; a polynucleotide sequence in which one or several nucleotides of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10 are deleted, substituted or added. DNA which is a DNA and encodes a protein having ER body accumulation ability; hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide comprising a complementary sequence of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10, and has ER body accumulation ability Or a DNA encoding a protein having a ER body accumulation ability, or a DNA having a homology of 80% or more with a polynucleotide comprising the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10 The genes that are That.

本発明にかかる組成物またはキットにおいて、第1DNA構築物および第2DNA構築物はそれぞれプロモータをさらに含んでいることが好ましく、第1DNA構築物において、第1プロモータが第1遺伝子と作動可能に連結されており、第2DNA構築物において、第2プロモータが第2遺伝子と作動可能に連結されている。ここで、第1遺伝子は、ERボディ形成能を有するタンパク質をコードする遺伝子であり、第2遺伝子は、ERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子である。また、第2プロモータは第1プロモータと同一であっても異なってもよい。第3DNA構築物がさらに用いられる場合は、第3DNA構築物において、第3プロモータが、第3遺伝子と作動可能に連結されている。また、第3プロモータは第1プロモータおよび第2プロモータと同一であっても異なってもよい。   In the composition or kit according to the present invention, each of the first DNA construct and the second DNA construct preferably further contains a promoter, and the first promoter is operably linked to the first gene in the first DNA construct, In the second DNA construct, the second promoter is operably linked to the second gene. Here, the first gene is a gene encoding a protein having an ER body forming ability, and the second gene is a gene encoding a protein having an ER body accumulating ability. The second promoter may be the same as or different from the first promoter. When a third DNA construct is further used, the third promoter is operably linked to the third gene in the third DNA construct. The third promoter may be the same as or different from the first promoter and the second promoter.

本発明にかかる組成物またはキットにおいて、第2DNA構築物はERボディに集積させるための目的タンパク質をコードする目的遺伝子をさらに含んでいることが好ましい。この場合、第2ポリペプチドと該目的タンパク質との融合タンパク質を生成するように第2遺伝子と目的遺伝子とがインフレームにて連結されている。このような構成を有する組成物またはキットは、目的タンパク質を植物体に貯蔵する目的に用いられ得る。   In the composition or kit according to the present invention, the second DNA construct preferably further includes a target gene encoding a target protein to be accumulated in the ER body. In this case, the second gene and the target gene are linked in frame so as to generate a fusion protein of the second polypeptide and the target protein. The composition or kit having such a configuration can be used for the purpose of storing the target protein in a plant.

なお、ERボディ集積能を有するさらなるタンパク質をコードするさらなる遺伝子を含んでいる第3DNA構築物がさらに用いられる場合は、目的遺伝子は第3DNA構築物に含まれていてもよい。この場合、該さらなるタンパク質と該目的タンパク質との融合タンパク質を生成するように、該さらなる遺伝子と目的遺伝子とがインフレームにて連結されている。この場合、膜タンパク質をERボディ内に大量蓄積することができる。このような構成を有する組成物またはキットは、目的タンパク質を植物体に貯蔵する目的に用いられ得る。   In addition, when the 3rd DNA construct containing the further gene which codes the further protein which has ER body integration | stacking ability is further used, the target gene may be contained in the 3rd DNA construct. In this case, the additional gene and the target gene are linked in-frame so as to generate a fusion protein of the additional protein and the target protein. In this case, a large amount of membrane protein can be accumulated in the ER body. The composition or kit having such a configuration can be used for the purpose of storing the target protein in a plant.

本発明が適用されるべき植物体は、単子葉植物であっても双子葉植物であってもよい。   The plant body to which the present invention is applied may be a monocotyledonous plant or a dicotyledonous plant.

ERは分泌タンパク質の合成のためのオルガネラであり、合成されたタンパク質はERから目的部位へ速やかに送達される。このようなERが、植物ではタンパク質の蓄積の場として利用されていることが多くの例から明らかになってきている。このことは、蓄積の場としてのERボディの利用を期待させる。   ER is an organelle for the synthesis of secreted proteins, and the synthesized protein is rapidly delivered from the ER to the target site. It has become clear from many examples that such ER is used as a place for protein accumulation in plants. This is expected to use the ER body as a storage place.

しかし、上述したように、ERボディはあくまでもアブラナ目の植物にのみ観察される独特なオルガネラであり、ERボディ形成に必要なNAI2およびそのカウンターパートは、他の植物に存在しない。これらの事項は、アブラナ目以外の植物にてERボディを形成させることが容易ではないことを示唆する。しかも、アブラナ目とは技術的な相関が何ら存在しない単子葉植物(イネ、タマネギ等)にてERボディを形成させることが実現することは、当業者が予測し得る範囲を超えた格別顕著なものである。   However, as described above, the ER body is a unique organelle that is observed only in plants of the Brassicaceae, and NAI2 and its counterpart necessary for ER body formation do not exist in other plants. These items suggest that it is not easy to form ER bodies in plants other than the Brassicaceae. Moreover, it is particularly remarkable that the formation of ER bodies in monocotyledonous plants (rice, onions, etc.) that have no technical correlation with Brassicaceae exceeds the range that can be predicted by those skilled in the art. Is.

本発明にかかる植物体は、ERボディ形成能を有するタンパク質およびERボディ集積能を有するタンパク質を発現していることを特徴としている。なお、内因性の第1ポリペプチドおよび第2ポリペプチドを発現している天然のアブラナ目の植物体(例えばArabidopsis thaliana)は、本発明の植物体に含めない。また、上述した、ERボディ集積能を有するさらなるタンパク質をさらに発現していてもよい。本発明にかかる植物体の作製方法は、上述したDNA構築物を植物体に導入する工程を包含することを特徴としている。植物体に導入されるべき上記DNA構築物は、上述した組成物として提供されても、上述したキットとして提供されてもよい。   The plant according to the present invention is characterized by expressing a protein having an ER body-forming ability and a protein having an ER body accumulation ability. It should be noted that natural cruciferous plants (for example, Arabidopsis thaliana) expressing the endogenous first polypeptide and second polypeptide are not included in the plant of the present invention. Further, the above-described additional protein having the ability to accumulate ER bodies may be further expressed. The method for producing a plant according to the present invention is characterized by including the step of introducing the above-described DNA construct into the plant. The DNA construct to be introduced into the plant body may be provided as the above-described composition or as the above-described kit.

また、本発明にかかる植物体の作製方法は、植物体にERボディを生成させる方法でもあり得る。本発明にかかる植物体は、ERボディ形成能を有するタンパク質、およびERボディ集積能を有するタンパク質と目的タンパク質との融合タンパク質を発現していてもよい。あるいは、本発明にかかる植物体は、ERボディ形成能を有するタンパク質、ERボディ集積能を有するタンパク質、およびERボディ集積能を有するさらなるタンパク質と目的タンパク質との融合タンパク質を発現していてもよい。本発明において、ERボディ形成能を有するタンパク質、ERボディ集積能を有するタンパク質、およびERボディ集積能を有するさらなるタンパク質は、上述した構成を有していればよい。なお、内因性の第1ポリペプチド、および第2ポリペプチドと任意のポリペプチドとの融合タンパク質を発現している天然のアブラナ目の植物体(例えばArabidopsis thaliana)は、本発明の植物体に含めない。   In addition, the method for producing a plant according to the present invention may be a method for generating an ER body in a plant. The plant according to the present invention may express a protein having an ER body-forming ability and a fusion protein of a protein having an ER body accumulation ability and a target protein. Alternatively, the plant according to the present invention may express a protein having an ER body forming ability, a protein having an ER body accumulation ability, and a fusion protein of a target protein and a further protein having an ER body accumulation ability. In the present invention, the protein having the ER body forming ability, the protein having the ER body accumulating ability, and the additional protein having the ER body accumulating ability may have the above-described configuration. In addition, a natural Brassica plant (for example, Arabidopsis thaliana) expressing a fusion protein of an endogenous first polypeptide and a second polypeptide with any polypeptide is included in the plant of the present invention. Absent.

本発明にかかる植物体の作製方法は、上述した目的遺伝子を含んでいるDNA構築物を植物体に導入する工程を包含することを特徴としている。植物体に導入されるべき上記DNA構築物は、上記組成物として提供されても、上記キットとして提供されてもよい。また、本発明にかかる植物体の作製方法は、目的タンパク質を植物体内に貯蔵する方法でもあり得る。   The method for producing a plant according to the present invention includes a step of introducing a DNA construct containing the target gene described above into the plant. The DNA construct to be introduced into the plant body may be provided as the composition or the kit. The method for producing a plant according to the present invention may be a method for storing a target protein in the plant.

本発明を用いれば、小胞体(ER)に由来する構造物の1つであるERボディの形成機構を解明し、植物体に新たな形質を付与するための技術を提供することができる。具体的には、アブラナ目の植物にのみ存在するERボディを他の植物、特に単子葉植物において形成させることができる。これにより、これまで期待することができなかったタンパク質の貯蔵部位を、種々の植物体にて形成させることができる。   By using the present invention, it is possible to elucidate the formation mechanism of an ER body, which is one of structures derived from the endoplasmic reticulum (ER), and provide a technique for imparting a new character to a plant body. Specifically, ER bodies that exist only in Brassicaceae plants can be formed in other plants, particularly monocotyledonous plants. Thereby, the storage site | part of the protein which could not be expected until now can be formed in various plant bodies.

NAI2とPYK10との同時発現が、ERボディの形成に十分であることを示す図である。示した蛍光イメージは、タマネギ上皮細胞におけるERに標的化された緑色蛍光タンパク質を示す。It is a figure which shows that simultaneous expression of NAI2 and PYK10 is enough for formation of ER body. The fluorescent image shown shows a green fluorescent protein targeted to ER in onion epithelial cells. シロイヌナズナの内因性のERボディの高倍率像(左)、およびタマネギに人工的に誘導したERボディの高倍率像(右)を示す図である。It is a figure which shows the high magnification image (left) of the endogenous ER body of Arabidopsis thaliana, and the high magnification image (right) of the ER body artificially induced | guided | derived to the onion. タマネギ上皮細胞にて誘導されたERボディにMEB2が集積されたことを示す図である。NAI2遺伝子およびPYK10遺伝子をタマネギ上皮細胞へ一緒に導入してERボディ形成を誘導した(下部パネル)。バーは5μmである。It is a figure which shows that MEB2 was integrated | stacked on ER body induced | guided | derived with the onion epithelial cell. NAI2 gene and PYK10 gene were introduced together into onion epithelial cells to induce ER body formation (lower panel). The bar is 5 μm. NAI2遺伝子およびPYK10遺伝子を一緒に導入することによってタバコカルスにてERボディ形成が誘導されたことを示す図である。It is a figure which shows that ER body formation was induced | guided | derived in tobacco callus by introduce | transducing NAI2 gene and PYK10 gene together.

〔ERボディ〕
病虫害耐性等に関与すると考えられるERボディは、アブラナ目の植物において、非常に限定された局面でのみ形成される構造物であり、具体的には、アブラナ目の植物の幼植物体にのみ観察され、生長した植物体では虫害を被った際にのみ観察される独特なオルガネラである。
[ER body]
The ER body that is considered to be involved in pest resistance and the like is a structure that is formed only in a very limited aspect in the Brassicaceae plant. Specifically, it is observed only in the seedlings of the Brassicaceae plant. It is a unique organelle that is observed only when it has been damaged by insects.

ERボディタンパク質であるNAI2はERボディ形成に重要であり、ERボディはnai2変異体では形成されない(非特許文献2参照)。しかし、本発明者らは、タマネギ上皮細胞にてNAI2を単独で発現させてもERボディの形成に十分ではないことを見出した。ところが、NAI2およびPYK10を同時に導入することで、ERボディがタマネギ上皮細胞に誘導された。このことは、NAI2タンパク質およびPYK10タンパク質がERボディの濃縮したマトリクスを形成するために相互作用し得、これによってERボディの形状を制御し得ることを示唆する。   NAI2, which is an ER body protein, is important for ER body formation, and ER body is not formed by nai2 mutant (see Non-Patent Document 2). However, the present inventors have found that expression of NAI2 alone in onion epithelial cells is not sufficient for the formation of ER bodies. However, ER bodies were induced in onion epithelial cells by simultaneously introducing NAI2 and PYK10. This suggests that NAI2 and PYK10 proteins can interact to form a concentrated matrix of the ER body, thereby controlling the shape of the ER body.

タマネギ上皮細胞において、NAI2およびPYK10は、シロイヌナズナの内因性のERボディと同じ形状かつ同じサイズのERボディを誘導した。さらに、タマネギ上皮細胞中にNAI2およびPYK10を発現させると、ERボディの形成が誘導されるだけでなく、ERボディの膜タンパク質であるMEB2が、細胞中に誘導されたERボディに局在化する。したがって、NAI2およびPYK10は、ERボディの形状を制御し、ERボディの膜タンパク質を集積させてERボディの膜の本来の特性を確立させると考えられる。なお、本明細書中において、内因性のERボディについてシロイヌナズナを用いて説明しているが、ERボディ様のネイティブな構造物はシロイヌナズナ以外のアブラナ目の植物(例えば、Arabis alpina、Brassica oleracea、Raphanus sativus、Capparis spinosa、Cleome spinosa等)において見出されている。   In onion epithelial cells, NAI2 and PYK10 induced an ER body of the same shape and size as the endogenous ER body of Arabidopsis thaliana. Furthermore, expression of NAI2 and PYK10 in onion epithelial cells not only induces the formation of ER bodies, but also the membrane protein of ER bodies, MEB2, localizes to ER bodies induced in the cells. . Thus, NAI2 and PYK10 are thought to control the shape of the ER body and accumulate the ER body membrane proteins to establish the original properties of the ER body membrane. In the present specification, the endogenous ER body is described using Arabidopsis thaliana, but the native structure of the ER body is a plant of the order of the Brassicaceae other than Arabidopsis (for example, Arabis alpina, Brassica oleracea, Raphanus). sativus, Capparis spinosa, Cleome spinosa, etc.).

NAI2タンパク質は772アミノ酸からなり、そのアミノ末端にシグナルペプチドを有していることから、NAI2タンパク質は分泌タンパク質であると考えられる。NAI2タンパク質のN末端側半分の領域は、特徴的なGlu−Phe−Glu配列を含む約40アミノ酸配列を10回反復するGlu−Phe−Glu(EFE)モチーフを有している。NAI2タンパク質のEFEモチーフ領域は親水性である。NAI2タンパク質のC末端側半分の領域は独特であり、本発明者らはNAI2ドメインと称している。このような構造を有するNAI2タンパク質は、nai2変異体ではERボディが形成されないことから、ERボディ形成能を有するタンパク質と称することができる。   The NAI2 protein consists of 772 amino acids and has a signal peptide at its amino terminus, so it is considered that the NAI2 protein is a secreted protein. The region of the N-terminal half of the NAI2 protein has a Glu-Phe-Glu (EFE) motif that repeats about 40 amino acid sequences including the characteristic Glu-Phe-Glu sequence 10 times. The EFE motif region of NAI2 protein is hydrophilic. The region of the C-terminal half of the NAI2 protein is unique and we have called the NAI2 domain. The NAI2 protein having such a structure can be referred to as a protein having an ER body-forming ability because an ER body is not formed in the nai2 mutant.

このような独特の構造を有しているNAI2(配列番号1および2)は、ファミリーを形成している。シロイヌナズナにおけるNAI2と構造的に関連するタンパク質として、TSK結合タンパク質1(TSA1/At1g52410(配列番号3および4))、At3g15960(配列番号5および6)が挙げられる。TSA1は、シグナルペプチド、10回のEFEリピート、およびNAI2ドメインを有している。At3g15960は、NAI2やTSA1よりも小さいタンパク質であり、シグナルペプチドおよびNAI2ドメインを有しているが、EFEリピートを有していない。また、B. napusにおける、シグナルペプチド、9回のEFEリピート、およびNAI2ドメインを有しているタンパク質(TC74287(配列番号7および8))もまた、NAI2と構造的に関連するタンパク質として挙げられる。他にもNAI2ホモログをアブラナ目植物(例えば、B. rapa (AC189268、AC189514)、B. oleracea(BZ479594、BZ006167)等)にて同定した。しかし、動物や真菌だけでなく、イネやポプラにおいても、NAI2ホモログは見出されなかった。   NAI2 (SEQ ID NOs: 1 and 2) having such a unique structure forms a family. Examples of proteins structurally related to NAI2 in Arabidopsis include TSK binding protein 1 (TSA1 / At1g52410 (SEQ ID NOs: 3 and 4)) and At3g15960 (SEQ ID NOs: 5 and 6). TSA1 has a signal peptide, 10 EFE repeats, and a NAI2 domain. At3g15960 is a smaller protein than NAI2 or TSA1, has a signal peptide and a NAI2 domain, but does not have an EFE repeat. A protein having a signal peptide, 9 EFE repeats, and a NAI2 domain (TC74287 (SEQ ID NOs: 7 and 8)) in B. napus is also exemplified as a protein structurally related to NAI2. In addition, NAI2 homologues were identified in Brassicaceae plants (for example, B. rapa (AC189268, AC189514), B. oleracea (BZ479594, BZ006167), etc.). However, NAI2 homologs were not found not only in animals and fungi but also in rice and poplar.

NAI2と同様にアブラナ目に特異的なタンパク質であり、ER貯留シグナル(KDEL(配列番号17))を有する可溶性タンパク質であるPYK10(配列番号11および12)は、nai2変異体ではER全体に分散するが野生型ではERボディに集積していることから、ERボディ集積能を有するタンパク質と称することができる。PYK10もまた、構造的に関連するタンパク質のファミリーを形成している。PYK10ホモログとしては、同様にβ−グルコシダーゼの機能を有するBGLU18(配列番号13および14)およびBGLU21(配列番号15および16)が挙げられる。BGLU18もまた、同様の配列(REEL(配列番号18))を有する可溶性タンパク質であり、PYK10と同様に、創傷によって誘導されたERボディに集積する(データは示さず)。   Similar to NAI2, PYK10 (SEQ ID NO: 11 and 12), which is a protein specific to Brassica and has a ER retention signal (KDEL (SEQ ID NO: 17)), is distributed throughout the ER in the nai2 mutant. Is accumulated in the ER body in the wild type, it can be referred to as a protein having ER body accumulation ability. PYK10 also forms a family of structurally related proteins. Examples of PYK10 homologs include BGLU18 (SEQ ID NOs: 13 and 14) and BGLU21 (SEQ ID NOs: 15 and 16), which also have the function of β-glucosidase. BGLU18 is also a soluble protein with a similar sequence (REEL (SEQ ID NO: 18)) and, like PYK10, accumulates in the ER body induced by wounds (data not shown).

〔DNA構築物〕
本発明は、アブラナ目植物にのみ存在するオルガネラであるERボディを、非アブラナ目植物において形成させるためのDNA構築物を提供する。本発明にかかるDNA構築物は、ERボディ形成能を有するタンパク質をコードする遺伝子と、ERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子とを含んでいる。
[DNA construct]
The present invention provides a DNA construct for forming an ER body, which is an organelle present only in Brassicaceae plants, in non-Brassic plants. The DNA construct according to the present invention includes a gene encoding a protein having an ER body-forming ability and a gene encoding a protein having an ER body-accumulating ability.

本明細書中にて使用される場合、「ERボディ形成能を有するタンパク質」は、上述したNAI2ファミリー分子が意図される。用語「ERボディ形成能」は、ERボディの形成が阻害されたアブラナ目植物に発現させた際にERボディを形成し得る能力(活性)が意図される。   As used herein, the “NAI2 family molecule” described above is intended as the “protein having the ability to form an ER body”. The term “ER body-forming ability” intends the ability (activity) capable of forming an ER body when expressed in a Brassicaceae plant in which formation of the ER body is inhibited.

本明細書中にて使用される場合、「ERボディ集積能を有するタンパク質」は、上述したPYK10ファミリー分子が意図される。用語「ERボディ集積能」は、ERボディの形成が阻害されたアブラナ目植物にERボディを形成させた際に、形成されたERボディへ集積し得る能力(活性)が意図される。   As used herein, the “protein having the ability to accumulate ER bodies” is intended to include the aforementioned PYK10 family molecules. The term “ER body accumulation ability” intends the ability (activity) that can be accumulated in the formed ER body when an ER body is formed in a Brassicaceae plant in which formation of the ER body is inhibited.

一実施形態において、ERボディ形成能を有するタンパク質(第1ポリペプチドともいう。)は、(i)配列番号1、3、5または7に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、あるいは、(ii)配列番号1、3、5または7に示されるアミノ酸配列の、1または数個のアミノ酸が置換、付加または欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ形成能を有するタンパク質であり得る。また、ERボディ集積能を有するタンパク質(第2ポリペプチドともいう。)は、(iii)配列番号11、13または15に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、あるいは、(iv)配列番号11、13または15に示されるアミノ酸配列の、1または数個のアミノ酸が置換、付加または欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ集積能を有するタンパク質であり得る。   In one embodiment, the protein having an ER body-forming ability (also referred to as a first polypeptide) is (i) a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, 3, 5 or 7, or (ii) a sequence It may be a protein having an ER body-forming ability, consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids of the amino acid sequence shown in Nos. 1, 3, 5 or 7 are substituted, added or deleted. In addition, a protein having an ER body accumulation ability (also referred to as a second polypeptide) is (iii) a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11, 13 or 15, or (iv) SEQ ID NO: 11, 13 or 15 may be a protein having an ER body accumulation ability, consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, added, or deleted.

ポリペプチド(アミノ酸)の観点で用いられる場合、「1または数個」は、1〜30個の範囲内であることが好ましく、1〜20個の範囲内であることがより好ましく、1〜10個の範囲内であることがさらに好ましく、1〜5個の範囲内であることがなおさらに好ましい。なお、当業者は、目的のポリペプチドの長さに応じて、用語「1または数個」によって示されるアミノ酸数の範囲がどの程度であるのかを容易に理解し得る。   When used in terms of a polypeptide (amino acid), “one or several” is preferably in the range of 1-30, more preferably in the range of 1-20, and more preferably 1-10. More preferably, it is in the range of 1 to 5, and still more preferably in the range of 1 to 5. A person skilled in the art can easily understand the extent of the number of amino acids indicated by the term “one or several” depending on the length of the target polypeptide.

本明細書中で使用される場合、用語「ポリペプチド」は、「ペプチド」または「タンパク質」と交換可能に使用され、アミノ酸の重合体が意図される。また、ポリペプチドの「フラグメント」は、該ポリペプチドの部分断片が意図される。本発明にかかるポリペプチドはまた、組換え的に生成されても、化学合成されても、天然供給源より単離されてもよい。   As used herein, the term “polypeptide” is used interchangeably with “peptide” or “protein” and is intended to be a polymer of amino acids. A polypeptide “fragment” is intended to be a partial fragment of the polypeptide. The polypeptides according to the invention may also be produced recombinantly, chemically synthesized or isolated from natural sources.

他の実施形態において、ERボディ形成能を有するタンパク質をコードする遺伝子(第1遺伝子ともいう。)は、(A)配列番号2、4または6に示されるポリヌクレオチド配列からなるDNA、(B)配列番号2、4または6に示されるポリヌクレオチド配列の、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは付加されているポリヌクレオチド配列からなるDNAであり、かつERボディ形成能を有するタンパク質をコードするDNA、(C)配列番号2、4または6に示されるポリヌクレオチド配列の相補配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつERボディ形成能を有するタンパク質をコードするDNA、あるいは、(D)配列番号2、4または6に示されるポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと80%以上の相同性を有するDNAであり、かつERボディ形成能を有するタンパク質をコードするDNA、を含んでいる。また、ERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子(第2遺伝子ともいう。)は、(a)配列番号12、14または16に示されるポリヌクレオチド配列からなるDNA、(b)配列番号12、14または16に示されるポリヌクレオチド配列の、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは付加されているポリヌクレオチド配列からなるDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、(c)配列番号12、14または16に示されるポリヌクレオチド配列の相補配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、あるいは、(d)配列番号12、14または16に示されるポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと80%以上の相同性を有するDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、を含んでいる。   In another embodiment, a gene encoding a protein having an ER body-forming ability (also referred to as a first gene) is (A) DNA comprising a polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4 or 6, (B) A DNA comprising a polynucleotide sequence in which one or several nucleotides of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4 or 6 are deleted, substituted or added, and encodes a protein having an ER body-forming ability (C) a DNA that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide comprising a complementary sequence of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4 or 6, and encodes a protein having an ER body-forming ability, Or (D) a polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4 or 6 Comprising polynucleotide is DNA having a homology of 80% or more, and contains a DNA, which encodes a protein having an ER body forming ability. In addition, a gene encoding a protein having an ER body accumulation ability (also referred to as a second gene) is (a) DNA consisting of a polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14 or 16, (b) SEQ ID NO: 12, A DNA consisting of a polynucleotide sequence in which one or several nucleotides of the polynucleotide sequence shown in 14 or 16 are deleted, substituted or added, and encoding a protein having an ER body accumulation ability; c) DNA that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide comprising a complementary sequence of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14, or 16 and encodes a protein having the ability to accumulate ER bodies, or (d ) Polynucleotide shown in SEQ ID NO: 12, 14 or 16 A DNA having a polynucleotide homology of 80% or more consisting of sequence and DNA encoding a protein having an ER body integrated ability contains.

ポリヌクレオチド(塩基)の観点で用いられる場合、「1または数個」は、1〜100個の範囲内であることが好ましく、1〜50個の範囲内であることがより好ましく、1〜30個の範囲内であることがさらに好ましく、1〜15個の範囲内であることがなおさらに好ましい。なお、当業者は、目的のポリヌクレオチドの長さに応じて、用語「1または数個」によって示される塩基数の範囲がどの程度であるのかを容易に理解し得る。例えば、オリゴヌクレオチドの場合、用語「1または数個」は、1〜10個の範囲内であることが好ましく、1〜7個の範囲内であることがより好ましく、1〜5個の範囲内であることがさらに好ましく、1〜3個の範囲内であることがなおさらに好ましい。   When used in terms of polynucleotide (base), “one or several” is preferably in the range of 1 to 100, more preferably in the range of 1 to 50, and 1 to 30. More preferably, it is in the range of 1 to 15, and still more preferably in the range of 1 to 15. A person skilled in the art can easily understand the extent of the range of the number of bases indicated by the term “one or several” depending on the length of the target polynucleotide. For example, in the case of oligonucleotides, the term “one or several” is preferably in the range of 1-10, more preferably in the range of 1-7, and in the range of 1-5. More preferably, it is still more preferably in the range of 1 to 3.

本明細書中で使用される場合、用語「ポリヌクレオチド」は、「遺伝子」、「核酸」または「核酸分子」と交換可能に使用され、ヌクレオチドの重合体が意図される。また、ポリヌクレオチドの「フラグメント」は、該ポリヌクレオチドの部分断片が意図される。本明細書中で使用される場合、用語「ヌクレオチド配列」は、「核酸配列」または「塩基配列」と交換可能に使用される。   As used herein, the term “polynucleotide” is used interchangeably with “gene”, “nucleic acid” or “nucleic acid molecule” and is intended to be a polymer of nucleotides. A “fragment” of a polynucleotide is intended to be a partial fragment of the polynucleotide. As used herein, the term “nucleotide sequence” is used interchangeably with “nucleic acid sequence” or “base sequence”.

本発明にかかるポリヌクレオチドは、RNA(例えば、mRNA)の形態、またはDNAの形態(例えば、cDNAまたはゲノムDNA)で存在し得る。DNAは、二本鎖または一本鎖であり得る。一本鎖DNAまたはRNAは、コード鎖(センス鎖としても知られる)であり得るか、または、非コード鎖(アンチセンス鎖としても知られる)であり得る。   The polynucleotide according to the present invention may exist in the form of RNA (eg, mRNA) or in the form of DNA (eg, cDNA or genomic DNA). DNA can be double-stranded or single-stranded. Single-stranded DNA or RNA can be the coding strand (also known as the sense strand) or it can be the non-coding strand (also known as the antisense strand).

本明細書中で使用される場合、用語「オリゴヌクレオチド」は、ヌクレオチドが数個ないし数十個結合したものが意図され、「ポリヌクレオチド」と交換可能に使用される。   As used herein, the term “oligonucleotide” is intended to be a combination of several to several tens of nucleotides, and is used interchangeably with “polynucleotide”.

本明細書中で使用される場合、用語「ストリンジェントな(ハイブリダイゼーション)条件」は、ハイブリダイゼーション溶液(50%ホルムアミド、5×SSC(150mMのNaCl、15mMのクエン酸三ナトリウム)、50mMのリン酸ナトリウム(pH7.6)、5×デンハート液、10%硫酸デキストラン、および20μg/mlの変性剪断サケ精子DNAを含む)中にて42℃で一晩インキュベーションした後、約65℃にて0.1×SSC中でフィルターを洗浄することが意図されるが、ハイブリダイゼーションさせるポリヌクレオチドによって、高ストリンジェンシーでの洗浄条件は適宜変更され、例えば、哺乳類由来DNAを用いる場合は、0.1% SDSを含む0.5×SSC中にて65℃での洗浄(好ましくは15分間×2回)が好ましく、E.coli由来DNAを用いる場合は、0.1% SDSを含む0.1×SSC中にて68℃での洗浄(好ましくは15分間×2回)が好ましく、RNAを用いる場合は、0.1% SDSを含む0.1×SSC中にて68℃での洗浄(好ましくは15分間×2回)が好ましく、オリゴヌクレオチドを用いる場合は、0.1% SDSを含む0.1×SSC中にてハイブリダイゼーション温度での洗浄(好ましくは15分間×2回)が好ましい。   As used herein, the term “stringent (hybridization) conditions” refers to a hybridization solution (50% formamide, 5 × SSC (150 mM NaCl, 15 mM trisodium citrate), 50 mM phosphorous. After overnight incubation at 42 ° C. in sodium acid (pH 7.6), 5 × Denhardt's solution, 10% dextran sulfate, and 20 μg / ml denatured sheared salmon sperm DNA, Although it is intended to wash the filter in 1 × SSC, the washing conditions at high stringency are appropriately changed depending on the polynucleotide to be hybridized. For example, when using mammalian-derived DNA, 0.1% SDS Washing at 65 ° C. in 0.5 × SSC containing (preferably 15 minutes × 2 times), and more preferably, E. When using E. coli-derived DNA, washing at 68 ° C. in 0.1 × SSC containing 0.1% SDS (preferably 15 minutes × 2 times) is preferable, and when using RNA, 0.1% Washing at 68 ° C. in 0.1 × SSC containing SDS (preferably twice for 15 minutes) is preferable. When oligonucleotides are used, in 0.1 × SSC containing 0.1% SDS Washing at the hybridization temperature (preferably 15 minutes × 2 times) is preferred.

本明細書中で使用される場合、目的のポリペプチドまたはポリヌクレオチドについての相同性は、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましく、95%以上であることがなおさらに好ましい。   As used herein, the homology for the polypeptide or polynucleotide of interest is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and more preferably 90% or more. Preferably, it is more preferably 95% or more.

本発明にかかるDNA構築物は、プロモータをさらに含んでいることが好ましく、単一のプロモータを含んでいる場合、該プロモータは第1遺伝子および第2遺伝子と作動可能に連結されており、複数のプロモータを含んでいる場合、第1プロモータが第1遺伝子と作動可能に連結されており、第2プロモータが第2遺伝子と作動可能に連結されている。ここで、第1遺伝子は、ERボディ形成能を有するタンパク質をコードする遺伝子であり、第2遺伝子は、ERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子である。また、第2プロモータは第1プロモータと同一であっても異なってもよい。   The DNA construct according to the present invention preferably further includes a promoter. When the DNA construct includes a single promoter, the promoter is operably linked to the first gene and the second gene, and a plurality of promoters are included. The first promoter is operably linked to the first gene and the second promoter is operably linked to the second gene. Here, the first gene is a gene encoding a protein having an ER body forming ability, and the second gene is a gene encoding a protein having an ER body accumulating ability. The second promoter may be the same as or different from the first promoter.

本発明において用いられるプロモータとしては特に限定されず、当業者であれば、植物におけるタンパク質発現に好ましいプロモータとして周知のものが適宜選択することができる。   The promoter used in the present invention is not particularly limited, and those skilled in the art can appropriately select a promoter that is well-known as a preferred promoter for protein expression in plants.

本発明にかかるDNA構築物は、ERボディに集積させるための目的タンパク質をコードする遺伝子(目的遺伝子ともいう。)をさらに含んでいてもよい。この場合、ERボディ集積能を有するタンパク質と目的タンパク質との融合タンパク質を生成するようにERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子と目的タンパク質をコードする遺伝子とがインフレームにて連結されている。   The DNA construct according to the present invention may further include a gene (also referred to as a target gene) encoding a target protein to be accumulated in the ER body. In this case, the gene encoding the protein having the ER body accumulation ability and the gene encoding the target protein are linked in frame so as to generate a fusion protein of the protein having the ER body accumulation ability and the target protein. .

このような構成を有しているDNA構築物を用いれば、これまで期待することができなかったタンパク質の貯蔵部位を、種々の植物体にて形成させることができる。すなわち、本発明のDNA構築物は、目的タンパク質を植物体に貯蔵する目的に用いられ得る。   If a DNA construct having such a structure is used, a protein storage site that could not be expected so far can be formed in various plants. That is, the DNA construct of the present invention can be used for the purpose of storing a target protein in a plant body.

目的タンパク質を植物体に貯蔵する目的に用いられる場合、本発明にかかるDNA構築物は、ERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子を2つ以上含んでいてもよく、少なくとも1つがPYK10ファミリー分子をコードする遺伝子であればよく、他方は例えばMEB2ファミリー分子をコードする遺伝子であってもよい。ERボディの膜タンパク質であるMEB2が、細胞中に誘導されたERボディに局在化するという観点から、MEB2もまたERボディ集積能を有するタンパク質といえる。このような構成を有するDNA構築物を用いて目的タンパク質をERボディに集積させる場合は、ERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子の少なくとも1つと目的タンパク質をコードする遺伝子とがインフレームにて連結されて、ERボディ集積能を有するタンパク質の少なくとも1つと目的タンパク質との融合タンパク質を生成されればよい。   When used for the purpose of storing a target protein in a plant body, the DNA construct according to the present invention may contain two or more genes encoding a protein having an ER body accumulation ability, at least one of which contains a PYK10 family molecule. Any gene may be used as long as it encodes, and the other gene may encode a MEB2 family molecule, for example. From the viewpoint that MEB2, which is a membrane protein of the ER body, is localized in the ER body induced in cells, MEB2 can also be said to be a protein having an ER body accumulation ability. When a target protein is accumulated in an ER body using a DNA construct having such a configuration, at least one gene encoding a protein having an ER body accumulation ability and a gene encoding the target protein are linked in frame. Thus, a fusion protein of at least one protein having an ER body accumulation ability and a target protein may be generated.

なお、本明細書中にて使用される場合、MEB2タンパク質は、配列番号9に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、あるいは、配列番号9に示されるアミノ酸配列の、1または数個のアミノ酸が置換、付加または欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ集積能を有するタンパク質である。また、MEB2遺伝子は、配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列からなるDNA;配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列の、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは付加されているポリヌクレオチド配列からなるDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA;配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列の相補配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA;あるいは、配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと80%以上の相同性を有するDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、を含んでいる遺伝子である。   As used herein, MEB2 protein is a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9, or one or several amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 are substituted. It is a protein consisting of an added or deleted amino acid sequence and having ER body accumulation ability. The MEB2 gene is a DNA comprising the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10; from a polynucleotide sequence in which one or several nucleotides of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10 are deleted, substituted or added. A DNA encoding a protein having the ability to accumulate ER bodies; hybridizing under stringent conditions to a polynucleotide comprising a complementary sequence of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10, and capable of accumulating ER bodies Or a DNA encoding a protein having a homology of 80% or more with a polynucleotide comprising the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10 and having an ER body accumulation ability, Containing genes That.

〔組成物およびキット〕
本明細書中で使用される場合、「組成物」は各種成分が一物質中に含有されている形態であることが意図される。また、本明細書中で使用される場合、「キット」は各種成分の少なくとも1つが別物質中に含有されている形態であることが意図される。
[Composition and kit]
As used herein, a “composition” is intended to be a form in which various components are contained in one substance. In addition, as used herein, a “kit” is intended to be a form in which at least one of various components is contained in another substance.

一般に、組成物は「二種以上の成分が全体として均質に存在し、一物質として把握されるもの」が意図され、例えば、物質Aを主成分として含有する単一の組成物、主成分としての物質Aと物質Bとを含有する単一の組成物であり得る。これらの組成物は、主成分の機能を阻害しない範囲内で物質Aおよび物質B以外の他の成分を含有してもよい。本発明にかかる組成物は、単独で使用されても、他の物質または組成物と併用されてもよい。この場合、併用されるべき他の物質または組成物が本発明にかかる組成物中に提供されてもされなくてもよい。後者の場合は、これらを全体として一組成物として認識し得ないが、この場合は、後述する「キット」の範疇に入り得、組成物としてではなくキットとして提供され得ることを当業者は容易に理解する。   In general, a composition is intended to be “one or more components that are homogeneously present as a whole and grasped as a single substance”. For example, a single composition containing substance A as a main component, as a main component The single composition containing the substance A and the substance B can be a single composition. These compositions may contain other components other than the substance A and the substance B within a range not inhibiting the function of the main component. The composition according to the present invention may be used alone or in combination with other substances or compositions. In this case, other substances or compositions to be used together may or may not be provided in the composition according to the present invention. In the latter case, these cannot be recognized as a composition as a whole, but in this case, those skilled in the art can easily fall into the category of “kits” described later and be provided as a kit rather than as a composition. To understand.

本明細書中において使用される場合、用語「キット」は、特定の材料を内包する容器(例えば、ボトル、プレート、チューブ、ディッシュなど)を備えた包装が意図される。好ましくは各材料を使用するための指示書を備える。本明細書中においてキットの局面において使用される場合、「備えた(備えている)」は、キットを構成する個々の容器のいずれかの中に内包されている状態が意図される。また、本発明にかかるキットは、複数の異なる組成物を1つに梱包した包装であり得、ここで、組成物の形態は上述したような形態であり得、溶液形態の場合は容器中に内包されていてもよい。本発明にかかるキットは、物質Aおよび物質Bを同一の容器に混合して備えていても別々の容器に備えていてもよい。「指示書」は、紙またはその他の媒体に書かれていても印刷されていてもよく、あるいは磁気テープ、コンピューター読み取り可能ディスクまたはテープ、CD−ROMなどのような電子媒体に付されてもよい。   As used herein, the term “kit” intends a package with a container (eg, bottle, plate, tube, dish, etc.) containing a particular material. Preferably, instructions for using each material are provided. As used herein, in the aspect of a kit, “comprising” is intended to mean being contained in any of the individual containers that make up the kit. In addition, the kit according to the present invention may be a package in which a plurality of different compositions are packed together, where the form of the composition may be a form as described above, or in the case of a solution form in a container. It may be included. The kit according to the present invention may comprise substance A and substance B mixed in the same container or in separate containers. The “instructions” may be written or printed on paper or other media, or may be affixed to electronic media such as magnetic tape, computer readable disk or tape, CD-ROM, etc. .

本発明は、ERボディを非アブラナ目植物にて形成させるための組成物を提供する。一実施形態において、本発明にかかる組成物は、上述した単一のDNA構築物を含有している。また、本発明は、ERボディを非アブラナ目植物にて形成させるためのキットを提供する。一実施形態において、本発明にかかる組成物は、上述した単一のDNA構築物を備えている。   The present invention provides a composition for forming ER bodies in non-brassic plants. In one embodiment, the composition according to the invention contains a single DNA construct as described above. The present invention also provides a kit for forming ER bodies in non-brassic plants. In one embodiment, the composition according to the invention comprises a single DNA construct as described above.

本発明の別の実施形態において、上述した単一のDNA構築物の構成が、別々のDNA構築物中に含まれていてもよい。すなわち、一実施形態において、本発明にかかる組成物は、ERボディ形成能を有するタンパク質をコードする遺伝子を含んでいる第1DNA構築物と、ERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子を含んでいる第2DNA構築物とを含有していることを特徴としている。本実施形態にかかる組成物は、ERボディ集積能を有するさらなるタンパク質をコードするさらなる遺伝子を含んでいる第3DNA構築物をさらに含有していてもよい。また、一実施形態において、本発明にかかるキットは、ERボディ形成能を有するタンパク質をコードする遺伝子を含んでいる第1DNA構築物と、ERボディ集積能を有するタンパク質をコードする遺伝子を含んでいる第2DNA構築物とを備えていることを特徴としている。本実施形態にかかるキットは、ERボディ集積能を有するさらなるタンパク質をコードするさらなる遺伝子を含んでいる第3DNA構築物をさらに備えていてもよい。   In another embodiment of the invention, the configuration of the single DNA construct described above may be included in a separate DNA construct. That is, in one embodiment, the composition according to the present invention includes a first DNA construct containing a gene encoding a protein having an ER body-forming ability and a gene encoding a protein having an ER body-accumulating ability. And a second DNA construct. The composition concerning this embodiment may further contain the 3rd DNA construct containing the additional gene which codes the additional protein which has ER body integration | stacking ability. In one embodiment, the kit according to the present invention includes a first DNA construct containing a gene encoding a protein having ER body-forming ability and a gene encoding a protein having ER body-accumulating ability. 2 DNA construct. The kit according to the present embodiment may further include a third DNA construct containing an additional gene encoding an additional protein having an ER body accumulation ability.

本発明にかかる組成物およびキットにおいて、第2DNA構築物または第3DNA構築物は、上述したように、ERボディに集積させるための目的タンパク質をコードする目的遺伝子をさらに含んでいる構成であってもよい。このような構成を有する組成物またはキットは、目的タンパク質を植物体に貯蔵する目的に用いられ得る。   In the composition and kit according to the present invention, the second DNA construct or the third DNA construct may further comprise a target gene encoding a target protein to be accumulated in the ER body, as described above. The composition or kit having such a configuration can be used for the purpose of storing the target protein in a plant.

〔植物体およびその作製方法〕
上述したようなDNA構築物、組成物およびキットを用いれば、ERボディを有する植物体を作製することができる。すなわち、本発明は、ERボディを有する植物体およびその作製方法を提供する。
[Plant body and production method thereof]
By using the DNA construct, composition and kit as described above, a plant having an ER body can be produced. That is, this invention provides the plant body which has ER body, and its production method.

本発明にかかる植物体は、上述したDNA構築物が植物体に導入され、その結果、各DNA構築物に含まれている遺伝子(ポリヌクレオチド)によってコードされるタンパク質を発現していればよい。すなわち、本発明にかかる植物体の作製方法は、上述したDNA構築物を植物体に導入する工程を包含すればよい。本発明における遺伝子導入の手順は、当該分野にて周知の技術が用いられればよく、いわゆる「形質転換体植物」の作製方法が採用され得る。なお、上記DNA構築物は、上述した組成物またはキットとして提供されてもよい。   The plant according to the present invention only needs to express the protein encoded by the gene (polynucleotide) contained in each DNA construct as a result of introducing the above-described DNA construct into the plant. That is, the method for producing a plant according to the present invention may include a step of introducing the above-described DNA construct into the plant. For the gene introduction procedure in the present invention, a technique well known in the art may be used, and a so-called “transformant plant” production method may be employed. In addition, the said DNA construct may be provided as a composition or kit mentioned above.

本明細書中で使用される場合、用語「形質転換体」は、細胞、組織または器官だけでなく、生物個体もまた意図される。なお、本発明にかかる形質転換体は、少なくとも、本発明にかかるDNA構築物中に含まれている遺伝子が導入されており、この遺伝子によってコードされるタンパク質を発現していればよいといえる。すなわち、発現ベクター以外の手段によって生成された形質転換体も、本発明の技術的範囲に含まれる点に留意すべきである。また、本発明にかかる植物体(形質転換体)は、所望のタンパク質が安定的に発現していることが好ましい。   As used herein, the term “transformant” intends not only a cell, tissue or organ, but also an individual organism. In addition, it can be said that the transformant according to the present invention is only required to express at least the gene contained in the DNA construct according to the present invention and express the protein encoded by this gene. That is, it should be noted that transformants generated by means other than expression vectors are also included in the technical scope of the present invention. Moreover, it is preferable that the desired protein is stably expressed in the plant body (transformant) according to the present invention.

本明細書中で使用される場合、「遺伝子が導入された」または「遺伝子が導入されている」は、公知の遺伝子工学的手法(遺伝子操作技術)により、対象細胞(宿主細胞)内に発現可能に導入されていること(すなわち、形質転換体)が意図される。植物を用いた産業分野に本発明を適用する場合は、各種作物(農林水産業で生産される植物、農作物)が適用対象として挙げられる。具体的には、例えば、穀物(イネ、コムギ、トウモロコシ等)、材木類(マツ、スギ、ヒノキ等)、各種野菜類、花卉類が挙げられる。   As used herein, “gene introduced” or “gene introduced” is expressed in a target cell (host cell) by a known genetic engineering technique (gene manipulation technique). It is intended to be introduced (ie, transformant). When the present invention is applied to the industrial field using plants, various crops (plants and crops produced in the agriculture, forestry and fisheries industry) can be cited as application targets. Specific examples include cereals (rice, wheat, corn, etc.), timbers (pine, cedar, cypress, etc.), various vegetables, and flower buds.

本発明において形質転換の対象となる植物は、植物体全体、植物器官(例えば葉、花弁、茎、根、種子など)、植物組織(例えば表皮、師部、柔組織、木部、維管束、柵状組織、海綿状組織など)または植物培養細胞、あるいは種々の形態の植物細胞(例えば、懸濁培養細胞)、プロトプラスト、葉の切片、カルスなどのいずれをも意味する。形質転換に用いられる植物としては、特に限定されず、単子葉植物綱または双子葉植物綱に属する植物のいずれでもよい。一実施形態において、本発明にかかる植物体は、成育した植物個体、植物細胞、植物組織、カルス、種子の少なくとも何れかであり得る。   Plants to be transformed in the present invention include whole plants, plant organs (eg leaves, petals, stems, roots, seeds, etc.), plant tissues (eg epidermis, phloem, soft tissue, xylem, vascular bundle, It means any of a palisade tissue, a spongy tissue, etc.) or a plant culture cell, or various forms of plant cells (eg, suspension culture cells), protoplasts, leaf sections, callus, and the like. The plant used for transformation is not particularly limited, and may be any plant belonging to the monocotyledonous plant class or the dicotyledonous plant class. In one embodiment, the plant according to the present invention may be a grown plant individual, a plant cell, a plant tissue, a callus, or a seed.

植物への遺伝子の導入には、当業者に公知の形質転換方法(例えば、アグロバクテリウム法、遺伝子銃(粒子ボンバードメント)、PEG法、エレクトロポレーション法など)が用いられ、アグロバクテリウムを介する方法と直接植物細胞に導入する方法とに大別される。アグロバクテリウム法を用いる場合は、構築した植物用発現ベクターを適当なアグロバクテリウムに導入し、この株を当該分野において周知の方法(例えばリーフディスク法など)に従って無菌培養葉片に感染させればよい。また、遺伝子を直接植物細胞または植物組織に導入する方法としては、エレクトロポレーション法、遺伝子銃法が知られている。遺伝子銃を用いる場合は、植物体、植物器官、植物組織自体をそのまま使用してもよく、切片を調製した後に使用してもよく、プロトプラストを調製して使用してもよい。なお、遺伝子が導入された細胞または植物組織から植物体の再生は、植物細胞の種類に応じて当業者に公知の方法で行うことが可能である。   For the introduction of genes into plants, transformation methods known to those skilled in the art (for example, the Agrobacterium method, gene gun (particle bombardment), PEG method, electroporation method, etc.) are used. And the method of directly introducing into plant cells. When the Agrobacterium method is used, the constructed plant expression vector is introduced into an appropriate Agrobacterium, and this strain is infected with a sterile cultured leaf piece according to a method well known in the art (for example, the leaf disc method). Good. Electroporation and gene gun methods are known as methods for directly introducing genes into plant cells or plant tissues. When using a gene gun, a plant body, a plant organ, and a plant tissue itself may be used as they are, or may be used after preparing a section, or a protoplast may be prepared and used. It should be noted that regeneration of a plant body from a cell or plant tissue into which a gene has been introduced can be performed by methods known to those skilled in the art depending on the type of plant cell.

植物培養細胞を宿主として用いる場合は、例えば、マイクロインジェクション法、エレクトロポレーション法(電気穿孔法)、ポリエチレングリコール法、遺伝子銃(パーティクルガン)法、プロトプラスト融合法、リン酸カルシウム法などによって組換えベクターが培養細胞に導入される。形質転換の結果として得られるカルスなどは、そのまま細胞培養、組織培養または器官培養に用いることが可能であり、また従来知られている植物組織培養法を用い、適当な濃度の植物ホルモン(オーキシン、サイトカイニン、ジベレリン、アブシジン酸、エチレン、ブラシノライドなど)の投与などによって植物体に再生させることができる。   When plant cultured cells are used as a host, the recombinant vector can be obtained by, for example, microinjection, electroporation (electroporation), polyethylene glycol, gene gun (particle gun), protoplast fusion, calcium phosphate, etc. Introduced into cultured cells. Callus and the like obtained as a result of transformation can be used as they are for cell culture, tissue culture or organ culture as they are, and a plant hormone culture method (auxin, Cytokinin, gibberellin, abscisic acid, ethylene, brassinolide, etc.) can be regenerated into plants.

遺伝子が植物に導入されたか否かの確認は、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などを用いて目的遺伝子の検出を行えばよい。目的遺伝子の検出が、核酸プローブを、目的遺伝子にハイブリダイズさせる工程であり得る。本明細書中で使用される場合、「核酸プローブ」は、目的の核酸にハイブリダイズし得るものであれば特に限定されず、いわゆるハイブリダイゼーションプローブであってもPCRプライマーであってもよい。ハイブリダイゼーション技術およびPCR技術は、当該分野において周知であり、当業者は、容易に実行し得る。   Whether or not the gene has been introduced into the plant can be confirmed by detecting the target gene using a PCR method, Southern hybridization method, Northern hybridization method or the like. Detection of the target gene can be a step of hybridizing the nucleic acid probe to the target gene. As used herein, the “nucleic acid probe” is not particularly limited as long as it can hybridize to a target nucleic acid, and may be a so-called hybridization probe or a PCR primer. Hybridization techniques and PCR techniques are well known in the art and can be easily performed by those skilled in the art.

核酸プローブは、目的遺伝子(またはその相補鎖)の部分配列を含むオリゴヌクレオチドであれば特に限定されない。in situハイブリダイゼーションの場合、核酸プローブは、配列表に記載のヌクレオチド配列またはその相補配列の、15〜50個連続する塩基からなるオリゴヌクレオチドが好ましく、より好ましくは20〜50個、さらに好ましくは20〜45個、最も好ましくは25〜40個連続する塩基からなるオリゴヌクレオチドである。また、PCR(in situ PCRを含む。)の場合、核酸プローブは、配列表に記載のヌクレオチド配列またはその相補配列の、15〜50個連続する塩基からなるオリゴヌクレオチドが好ましく、より好ましくは15〜40個、さらに好ましくは15〜35個、最も好ましくは25〜35個連続する塩基からなるオリゴヌクレオチドである。もちろん、後述する実施例にて用いられたオリゴヌクレオチドであってもよい。   The nucleic acid probe is not particularly limited as long as it is an oligonucleotide containing a partial sequence of the target gene (or its complementary strand). In the case of in situ hybridization, the nucleic acid probe is preferably an oligonucleotide composed of 15 to 50 consecutive bases of the nucleotide sequence described in the sequence listing or its complementary sequence, more preferably 20 to 50, and still more preferably 20 An oligonucleotide consisting of ˜45, most preferably 25 to 40 consecutive bases. In the case of PCR (including in situ PCR), the nucleic acid probe is preferably an oligonucleotide consisting of 15 to 50 consecutive bases of the nucleotide sequence described in the sequence listing or its complementary sequence, more preferably 15 to An oligonucleotide consisting of 40, more preferably 15 to 35, most preferably 25 to 35 consecutive bases. Of course, the oligonucleotide used in the Example mentioned later may be sufficient.

本発明にかかるポリヌクレオチドがゲノム内に組み込まれた形質転換植物体が一旦取得されれば、当該植物体の有性生殖または無性生殖によって子孫を得ることができる。また、当該植物体またはその子孫、あるいはこれらのクローンから、例えば、種子、果実、切穂、塊茎、塊根、株、カルス、プロトプラストなどを得て、それらを基に当該植物体を量産することができる。したがって、本発明には、所望のタンパク質が発現可能に導入された植物体、もしくは、当該植物体と同一の性質を有する当該植物体の子孫、またはこれら由来の組織も含まれる。   Once a transformed plant in which the polynucleotide of the present invention is integrated into the genome is obtained, offspring can be obtained by sexual reproduction or asexual reproduction of the plant. Further, for example, seeds, fruits, cuttings, tubers, tuberous roots, strains, callus, protoplasts, and the like can be obtained from the plant or its progeny or clones thereof, and the plant can be mass-produced based on them it can. Accordingly, the present invention also includes a plant into which a desired protein is introduced so that it can be expressed, or a progeny of the plant having the same properties as the plant, or a tissue derived therefrom.

このような植物体の作製方法が、植物体にERボディを生成させる方法でもあり得ることを、本明細書を読んだ当業者は容易に理解する。すなわち、本発明はまた、植物体にERボディを生成させる方法を提供する。   Those skilled in the art who read this specification will easily understand that such a method for producing a plant can be a method for generating an ER body in a plant. That is, the present invention also provides a method for generating an ER body in a plant body.

上述したDNA構築物が、貯蔵を目的とするタンパク質をコードする遺伝子を含んでいる場合は、本発明を用いれば、ERボディに目的タンパク質を貯蔵した植物体を作製することができる。すなわち、本発明は、ERボディに目的タンパク質を貯蔵した植物体およびその作製方法を提供する。また同様に、本発明は、目的タンパク質を植物体内に貯蔵する方法を提供する。   When the DNA construct described above contains a gene encoding a protein intended for storage, a plant body in which the target protein is stored in the ER body can be produced by using the present invention. That is, this invention provides the plant body which stored the target protein in ER body, and its production method. Similarly, the present invention provides a method for storing a target protein in a plant.

なお、貯蔵した目的タンパク質を精製する際には、周知の方法(例えば、細胞または組織を破壊した後に遠心分離して可溶性画分を回収する方法)で細胞や組織から細胞抽出液を調製した後、この細胞抽出液から周知の方法(例えば、目的のタンパク質に対する抗体を用いたアフィニティー精製、硫安沈殿またはエタノール沈殿、酸抽出、陰イオンまたは陽イオン交換クロマトグラフィー、ホスホセルロース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、アフィニティークロマトグラフィー、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー、およびレクチンクロマトグラフィー)によって精製する工程が好ましいが、これらに限定されない。最も好ましくは、高速液体クロマトグラフィー(「HPLC」)が精製のために用いられる。   In addition, when purifying the stored target protein, after preparing a cell extract from cells or tissues by a well-known method (for example, a method in which cells or tissues are disrupted and then centrifuged to recover a soluble fraction) From this cell extract, well-known methods (for example, affinity purification using an antibody against the protein of interest, ammonium sulfate precipitation or ethanol precipitation, acid extraction, anion or cation exchange chromatography, phosphocellulose chromatography, hydrophobic interaction Chromatography, affinity chromatography, hydroxyapatite chromatography, and lectin chromatography) are preferred, but not limited thereto. Most preferably, high performance liquid chromatography (“HPLC”) is used for purification.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

また、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。   Moreover, all the academic literatures and patent literatures described in this specification are incorporated herein by reference.

非特許文献2に記載の手順に従って、表1に記載のプライマーおよびテンプレートとしてのESTクローン(MEB1についてはU21078、MEB2についてはU23495、NAI2についてはU16255)またはmRNAを用いて、目的の遺伝子を含むcDNAフラグメントをPCR増幅し、それぞれ発現ベクターpUGW2に挿入した。用いたESTクローンは、the Arabidopsis Biological Resource Centerから得たSalk/Stanford/PGEC Consortium full-length cDNA/ORFクローンである。   In accordance with the procedure described in Non-Patent Document 2, using the primers and template EST clones (U21078 for MEB1, U23495 for MEB2, U16255 for NAI2) or mRNA as described in Table 1, or cDNA containing the gene of interest The fragments were PCR amplified and inserted into the expression vector pUGW2, respectively. The EST clone used is a Salk / Stanford / PGEC Consortium full-length cDNA / ORF clone obtained from the Arabidopsis Biological Resource Center.

得られた発現ベクターを、非特許文献2に記載の手順に従って、粒子ボンバードメントによって、タマネギ上皮細胞またはタバコカルスへ導入した。小胞体とERボディを緑色蛍光タンパク質で可視化するために、発現ベクター、pBI221・SP−GFP−HDELを同時に導入した。遺伝子導入の6〜12時間後に、非特許文献2に記載の手順に従って、共焦点レーザ顕微鏡にて観察を行った。   The obtained expression vector was introduced into onion epithelial cells or tobacco callus by particle bombardment according to the procedure described in Non-Patent Document 2. In order to visualize the endoplasmic reticulum and the ER body with green fluorescent protein, an expression vector, pBI221 • SP-GFP-HDEL was simultaneously introduced. 6 to 12 hours after gene introduction, observation was performed with a confocal laser microscope according to the procedure described in Non-Patent Document 2.

内因性のERボディはアブラナ目植物においてのみ観察される。アブラナ目植物に独特なオルガネラを非アブラナ目植物にて形成させることは、非常に興味深いことである。NAI2は、内因性のERボディの形成に必須な、ERボディ形成能を有するタンパク質である。このようなNAI2を用いれば非アブラナ目植物においてERボディ形成を誘導することが可能であるのかどうかを確認した。しかし、タマネギ上皮細胞にNAI2を導入しても、ERボディは観察されなかった(図1右上)。同様に、ERボディ集積能を有するPYK10をタマネギ上皮細胞に導入しても、ERボディは観察されなかった(図1左上)。   Endogenous ER bodies are only observed in Brassicaceae plants. It is of great interest to form organelles unique to Brassicaceae plants in non-Brassic plants. NAI2 is a protein having an ER body-forming ability that is essential for the formation of endogenous ER bodies. It was confirmed whether such NAI2 could induce ER body formation in non-brassic plants. However, no ER body was observed when NAI2 was introduced into onion epithelial cells (upper right of FIG. 1). Similarly, when PYK10 having ER body accumulation ability was introduced into onion epithelial cells, no ER body was observed (upper left in FIG. 1).

NAI2およびPYK10の発現を制御する転写因子NAI1によって発現が制御される膜タンパク質MEB1およびMEB2を用いて、タマネギ上皮細胞においてERボディ形成を誘導することが可能であるのかどうかを確認した。しかし、MEB1およびMEB2を導入しても、ERボディは誘導されなかった(図1左中)。ERボディの膜タンパク質であるMEB1およびMEB2と、可溶性のERボディタンパク質であるPYK10との相互作用に基づいてERボディ形成が誘導される可能性を検討したが、これらの組合せによっても、ERボディ形成は誘導されなかった(図1右中)。さらに、膜タンパク質であるMEB1およびMEB2と、ERボディ形成能を有するNAI2との相互作用に基づいてERボディ形成が誘導される可能性を検討したが、これらの組合せによっても、ERボディ形成は誘導されなかった(図1左下)。   It was confirmed whether it is possible to induce ER body formation in onion epithelial cells using the membrane proteins MEB1 and MEB2 whose expression is controlled by the transcription factor NAI1, which controls the expression of NAI2 and PYK10. However, even when MEB1 and MEB2 were introduced, the ER body was not induced (the middle left in FIG. 1). The possibility that ER body formation is induced based on the interaction between MEB1 and MEB2 which are membrane proteins of ER body and PYK10 which is soluble ER body protein was examined. Was not induced (middle right of FIG. 1). Furthermore, the possibility of ER body formation being induced based on the interaction between membrane proteins MEB1 and MEB2 and NAI2 having the ability to form ER bodies was examined. Was not done (lower left of FIG. 1).

遺伝子導入の手順や観察時期についても種々の条件を検討したが、好ましい結果を得ることはできなかった。このことは、アブラナ目植物におけるERボディ形成機構が非常に複雑であること、アブラナ目植物に独特なオルガネラを非アブラナ目植物にて形成させることは非常に困難であることを示唆した。   Various conditions were also examined for the gene introduction procedure and the observation period, but favorable results could not be obtained. This suggests that the ER body formation mechanism in Brassicaceae plants is very complicated, and it is very difficult to form organelles unique to Brassicaceae plants in non-Brassic plants.

そこで、MEB1、MEB2およびPYK10の局在がNAI2の有無に伴ってどのように変化するのかをさらに詳細に検討する目的で、これらの遺伝子を組み合わせてタマネギ上皮細胞に導入した。すると、NAI2とPYK10とを同時に発現させた際に、タマネギ上皮細胞には通常観察されない細長い形状の構造物が観察された(図1右下)。その形状がERボディと似ているものの、非膜タンパク質であるNAI2およびPYK10の2つのタンパク質を発現させるだけで、ERボディという独特なオルガネラが構築され得るとは全く予想し得なかったので、このタマネギ上皮細胞に形成された細長い構造物を、シロイヌナズナにおける内因性のERボディと、形態面で比較した。図2に示すように、この人工的に誘導した構造物は、シロイヌナズナにおける内因性のERボディと同一のサイズおよび形状であった(図2)。タマネギ上皮細胞のみならず、タバコ培養細胞でもNAI2およびPYK10タンパク質を発現させるだけでERボディが形成された(図4)。   Therefore, these genes were combined and introduced into onion epithelial cells for the purpose of examining in more detail how the localization of MEB1, MEB2, and PYK10 changes with or without NAI2. Then, when NAI2 and PYK10 were expressed at the same time, an elongated structure that was not normally observed in onion epithelial cells was observed (lower right in FIG. 1). Although its shape is similar to that of the ER body, it was completely unexpected that a unique organelle called the ER body could be constructed only by expressing two proteins, NAI2 and PYK10, which are non-membrane proteins. The elongated structures formed in onion epithelial cells were compared morphologically with the endogenous ER body in Arabidopsis thaliana. As shown in FIG. 2, this artificially derived structure was the same size and shape as the endogenous ER body in Arabidopsis (FIG. 2). An ER body was formed only by expressing NAI2 and PYK10 proteins not only in onion epithelial cells but also in tobacco cultured cells (FIG. 4).

この人工的に誘導した構造物がERボディであるのか否かをさらに検討するために、ERボディの膜タンパク質であるMEB2の局在が、NAI2およびPYK10の有無によって変化するかどうかを調べた。GFPとMEB2との融合遺伝子を作製する目的で、MEB2遺伝子を含むcDNAフラグメントをPCR増幅し、GFP遺伝子を含む発現ベクターpUGW6に挿入した。得られたベクターをNAI2遺伝子またはPYK10遺伝子を含むベクターとともにタマネギ上皮細胞に導入した。小胞体およびERボディを赤色蛍光タンパク質で可視化するために、発現ベクターpBI221・SP−tdTOM−KDELを同時に導入した。その結果、NAI2およびPYK10が存在しない(すなわち、構造物が誘導されていない)状態では、MEB2はER全体に分散し、そのシグナルは非常に低かった(図3上)。しかし、NAI2およびPYK10が存在する(すなわち、構造物が誘導されている)状態では、MEB2はその構造物へ引き寄せられて、その構造物の膜状に局在した(図3下)。   In order to further investigate whether this artificially derived structure is an ER body, it was examined whether the localization of MEB2, which is a membrane protein of the ER body, changes depending on the presence or absence of NAI2 and PYK10. In order to produce a fusion gene of GFP and MEB2, a cDNA fragment containing the MEB2 gene was PCR amplified and inserted into an expression vector pUGW6 containing the GFP gene. The obtained vector was introduced into an onion epithelial cell together with a vector containing the NAI2 gene or PYK10 gene. In order to visualize the endoplasmic reticulum and ER body with a red fluorescent protein, the expression vector pBI221 • SP-tdTOM-KDEL was simultaneously introduced. As a result, in the absence of NAI2 and PYK10 (ie, the structure was not induced), MEB2 was dispersed throughout the ER and its signal was very low (top in FIG. 3). However, in the presence of NAI2 and PYK10 (that is, the structure is induced), MEB2 was attracted to the structure and localized in the film form of the structure (bottom of FIG. 3).

これらの結果より、アブラナ目植物に独特なオルガネラであるERボディを非アブラナ目植物にて形成させるには、NAI2およびPYK10の両方を発現させることが必要でありかつ十分であることがわかった。   From these results, it was found that it is necessary and sufficient to express both NAI2 and PYK10 in order to form ER bodies, which are organelles unique to Brassicaceae plants, in non-Brassic plants.

シロイヌナズナにおいて、NAI2は、ERボディ形成のためのERボディ成分である。本発明者らは、主要なERボディ成分であるPYK10における変異がERボディの形態を変化させることを見出した(示さず)。このことは、PYK10もまたERボディ形成を調節することを示唆するが、上記結果とも一致している。また、シロイヌナズナにおいて、CBB染色によってPYK10タンパク質は容易に検出されるがNAI2タンパク質は検出されない。このことは、PYK10がNAI2よりも豊富に存在することを示す。NAI2がPYK10のシャペロンとして機能し、PYK10の集積および濃縮化を容易にしている可能性が示唆される。   In Arabidopsis, NAI2 is an ER body component for ER body formation. The inventors have found that mutations in PYK10, the major ER body component, change the morphology of the ER body (not shown). This suggests that PYK10 also regulates ER body formation, but is consistent with the above results. In Arabidopsis, PYK10 protein is easily detected by CBB staining, but NAI2 protein is not detected. This indicates that PYK10 is more abundant than NAI2. This suggests that NAI2 functions as a chaperone of PYK10, facilitating PYK10 accumulation and enrichment.

本発明を用いれば、タンパク質生産工場として用いた植物にて目的タンパク質の備蓄を省資源かつ省エネルギーにて行うことができる。   By using the present invention, it is possible to stock up the target protein in a plant used as a protein production factory with resource saving and energy saving.

Claims (16)

第1ポリペプチドをコードする第1遺伝子と、第2ポリペプチドをコードする第2遺伝子とを含んでいるDNA構築物であって、
第1ポリペプチドが、
(i)配列番号1、3、5もしくは7に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、または
(ii)配列番号1、3、5もしくは7に示されるアミノ酸配列の、1もしくは数個のアミノ酸が置換、付加もしくは欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ形成能を有するタンパク質
であり、
第2ポリペプチドが、
(iii)配列番号11、13もしくは15に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、または
(iv)配列番号11、13もしくは15に示されるアミノ酸配列の、1もしくは数個のアミノ酸が置換、付加もしくは欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ集積能を有するタンパク質
である、DNA構築物、あるいは
第1遺伝子が、
(A)配列番号2、4、6もしくは8に示されるポリヌクレオチド配列からなるDNA、
(B)配列番号2、4、6もしくは8に示されるポリヌクレオチド配列の、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは付加されているポリヌクレオチド配列からなるDNAであり、かつERボディ形成能を有するタンパク質をコードするDNA、
(C)配列番号2、4、6もしくは8に示されるポリヌクレオチド配列の相補配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつERボディ形成能を有するタンパク質をコードするDNA、あるいは
(D)配列番号2、4、6もしくは8に示されるポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと80%以上の相同性を有するDNAであり、かつERボディ形成能を有するタンパク質をコードするDNA
を含んでおり、
第2遺伝子が、
(a)配列番号12、14もしくは16に示されるポリヌクレオチド配列からなるDNA、
(b)配列番号12、14もしくは16に示されるポリヌクレオチド配列の、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは付加されているポリヌクレオチド配列からなるDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、
(c)配列番号12、14もしくは16に示されるポリヌクレオチド配列の相補配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、あるいは
(d)配列番号12、14もしくは16に示されるポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと80%以上の相同性を有するDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA
を含んでいる、DNA構築物。
A DNA construct comprising a first gene encoding a first polypeptide and a second gene encoding a second polypeptide,
The first polypeptide is
(I) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, 3, 5 or 7, or (ii) one or several amino acids of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, 3, 5 or 7 are substituted, A protein consisting of an added or deleted amino acid sequence and having the ability to form an ER body,
The second polypeptide is
(Iii) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11, 13 or 15, or (iv) one or several amino acids of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11, 13 or 15 are substituted, added or deleted A DNA construct or a first gene, which is a protein comprising an amino acid sequence and having an ER body accumulation ability,
(A) DNA comprising the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4, 6 or 8;
(B) DNA comprising a polynucleotide sequence in which one or several nucleotides of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4, 6 or 8 have been deleted, substituted or added, and ER body-forming ability DNA encoding a protein having
(C) DNA encoding a protein that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of a complementary sequence of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4, 6 or 8, and has an ER body-forming ability, or (D) DNA having a homology of 80% or more with a polynucleotide comprising the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4, 6 or 8 and encoding a protein having an ER body-forming ability
Contains
The second gene is
(A) DNA comprising the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14 or 16,
(B) DNA consisting of a polynucleotide sequence in which one or several nucleotides of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14 or 16 are deleted, substituted or added, and has the ability to accumulate ER bodies DNA encoding a protein,
(C) DNA that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide comprising a complementary sequence of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14, or 16 and encodes a protein having an ER body accumulation ability, or (d ) DNA having a homology of 80% or more with a polynucleotide comprising the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14, or 16 and encoding a protein having an ER body accumulation ability
A DNA construct comprising:
第3ポリペプチドをコードする第3遺伝子をさらに含んでおり、
第3ポリペプチドが、
(i)配列番号9に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、または
(ii)配列番号9に示されるアミノ酸配列の、1もしくは数個のアミノ酸が置換、付加もしくは欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ集積能を有するタンパク質
であり、
第3遺伝子が、
(a)配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列からなるDNA、
(b)配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列の、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは付加されているポリヌクレオチド配列からなるDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、
(c)配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列の相補配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、あるいは
(d)配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと80%以上の相同性を有するDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA
を含んでいる、請求項1に記載のDNA構築物。
Further comprising a third gene encoding a third polypeptide;
A third polypeptide is
(I) a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9, or (ii) an amino acid sequence in which one or several amino acids of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 are substituted, added or deleted, And a protein having an ER body accumulation ability,
The third gene is
(A) DNA consisting of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10,
(B) a DNA comprising a polynucleotide sequence in which one or several nucleotides of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10 are deleted, substituted or added, and encodes a protein having an ER body accumulation ability DNA,
(C) DNA that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide comprising a complementary sequence of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10 and encodes a protein having ER body accumulation ability, or (d) SEQ ID NO: 10 A DNA having a homology of 80% or more with a polynucleotide comprising the polynucleotide sequence shown in FIG. 5 and encoding a protein having an ER body accumulation ability
The DNA construct according to claim 1, comprising:
目的タンパク質をコードする目的遺伝子をさらに含んでおり、第2ポリペプチドまたは第3ポリペプチドと該目的タンパク質との融合タンパク質を生成するように第2遺伝子または第3遺伝子と目的遺伝子とがインフレームにて連結されている、請求項1または2に記載のDNA構築物。   The target gene encoding the target protein is further included, and the second gene or the third gene and the target gene are in frame so as to generate a fusion protein of the second polypeptide or the third polypeptide and the target protein. The DNA construct according to claim 1 or 2, which is ligated together. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のDNA構築物を含有している、植物体にERボディを生成させるための組成物。   A composition for generating an ER body in a plant, comprising the DNA construct according to any one of claims 1 to 3. 請求項3に記載のDNA構築物を含有している、目的タンパク質を植物体に貯蔵するための組成物。   The composition for storing the target protein in a plant body containing the DNA construct of Claim 3. 第1ポリペプチドをコードする第1遺伝子を含んでいる第1DNA構築物と、第2ポリペプチドをコードする第2遺伝子を含んでいる第2DNA構築物とを含有している、植物体にERボディを生成させるための組成物であって、
第1ポリペプチドが、
(i)配列番号1、3、5もしくは7に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、または
(ii)配列番号1、3、5もしくは7に示されるアミノ酸配列の、1もしくは数個のアミノ酸が置換、付加もしくは欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ形成能を有するタンパク質
であり、
第2ポリペプチドが、
(iii)配列番号11、13もしくは15に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、または
(iv)配列番号11、13もしくは15に示されるアミノ酸配列の、1もしくは数個のアミノ酸が置換、付加もしくは欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ集積能を有するタンパク質
である、組成物、あるいは
第1遺伝子が、
(A)配列番号2、4、6もしくは8に示されるポリヌクレオチド配列からなるDNA、
(B)配列番号2、4、6もしくは8に示されるポリヌクレオチド配列の、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは付加されているポリヌクレオチド配列からなるDNAであり、かつERボディ形成能を有するタンパク質をコードするDNA、
(C)配列番号2、4、6もしくは8に示されるポリヌクレオチド配列の相補配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつERボディ形成能を有するタンパク質をコードするDNA、あるいは
(D)配列番号2、4、6もしくは8に示されるポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと80%以上の相同性を有するDNAであり、かつERボディ形成能を有するタンパク質をコードするDNA
を含んでおり、
第2遺伝子が、
(a)配列番号12、14もしくは16に示されるポリヌクレオチド配列からなるDNA、
(b)配列番号12、14もしくは16に示されるポリヌクレオチド配列の、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは付加されているポリヌクレオチド配列からなるDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、
(c)配列番号12、14もしくは16に示されるポリヌクレオチド配列の相補配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、あるいは
(d)配列番号12、14もしくは16に示されるポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと80%以上の相同性を有するDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA
を含んでいる、組成物。
Generating an ER body in a plant containing a first DNA construct comprising a first gene encoding a first polypeptide and a second DNA construct comprising a second gene encoding a second polypeptide A composition for causing
The first polypeptide is
(I) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, 3, 5 or 7, or (ii) one or several amino acids of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, 3, 5 or 7 are substituted, A protein consisting of an added or deleted amino acid sequence and having the ability to form an ER body,
The second polypeptide is
(Iii) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11, 13 or 15, or (iv) one or several amino acids of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11, 13 or 15 are substituted, added or deleted A composition comprising the amino acid sequence and a protein having an ER body accumulation ability, or a first gene,
(A) DNA comprising the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4, 6 or 8;
(B) DNA comprising a polynucleotide sequence in which one or several nucleotides of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4, 6 or 8 have been deleted, substituted or added, and ER body-forming ability DNA encoding a protein having
(C) DNA encoding a protein that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide consisting of a complementary sequence of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4, 6 or 8, and has an ER body-forming ability, or (D) DNA having a homology of 80% or more with a polynucleotide comprising the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2, 4, 6 or 8 and encoding a protein having an ER body-forming ability
Contains
The second gene is
(A) DNA comprising the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14 or 16,
(B) DNA consisting of a polynucleotide sequence in which one or several nucleotides of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14 or 16 are deleted, substituted or added, and has the ability to accumulate ER bodies DNA encoding a protein,
(C) DNA that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide comprising a complementary sequence of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14, or 16 and encodes a protein having an ER body accumulation ability, or (d ) DNA having a homology of 80% or more with a polynucleotide comprising the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12, 14, or 16 and encoding a protein having an ER body accumulation ability
A composition comprising:
第3ポリペプチドをコードする第3遺伝子を含んでいる第3DNA構築物をさらに含有している、請求項5に記載の組成物であって、
第3ポリペプチドが、
(i)配列番号9に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、または
(ii)配列番号9に示されるアミノ酸配列の、1もしくは数個のアミノ酸が置換、付加もしくは欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ集積能を有するタンパク質
であり、
第3遺伝子が、
(a)配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列からなるDNA、
(b)配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列の、1もしくは数個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは付加されているポリヌクレオチド配列からなるDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、
(c)配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列の相補配列からなるポリヌクレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA、あるいは
(d)配列番号10に示されるポリヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドと80%以上の相同性を有するDNAであり、かつERボディ集積能を有するタンパク質をコードするDNA
を含んでいる、組成物。
6. The composition of claim 5, further comprising a third DNA construct comprising a third gene encoding a third polypeptide,
A third polypeptide is
(I) a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9, or (ii) an amino acid sequence in which one or several amino acids of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 are substituted, added or deleted, And a protein having an ER body accumulation ability,
The third gene is
(A) DNA consisting of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10,
(B) a DNA comprising a polynucleotide sequence in which one or several nucleotides of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10 are deleted, substituted or added, and encodes a protein having an ER body accumulation ability DNA,
(C) DNA that hybridizes under stringent conditions to a polynucleotide comprising a complementary sequence of the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 10 and encodes a protein having ER body accumulation ability, or (d) SEQ ID NO: 10 A DNA having a homology of 80% or more with a polynucleotide comprising the polynucleotide sequence shown in FIG. 5 and encoding a protein having an ER body accumulation ability
A composition comprising:
第2DNA構築物が、目的タンパク質をコードする目的遺伝子をさらに含んでおり、第2ポリペプチドまたは第3ポリペプチドと該目的タンパク質との融合タンパク質を生成するように第2遺伝子または第3遺伝子と目的遺伝子とがインフレームにて連結されている、請求項6または7に記載の組成物。   The second DNA construct further includes a target gene encoding the target protein, and the second gene or the third gene and the target gene so as to generate a fusion protein of the second polypeptide or the third polypeptide and the target protein. The composition according to claim 6 or 7, wherein and are linked in-frame. 目的タンパク質を植物体に貯蔵するために用いられる、請求項8に記載の組成物。   The composition according to claim 8, which is used for storing a target protein in a plant body. 前記植物体が単子葉植物である、請求項4〜9のいずれか1項に記載の組成物。   The composition according to any one of claims 4 to 9, wherein the plant is a monocotyledonous plant. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のDNA構築物、あるいは請求項4〜10のいずれか1項に記載の組成物を植物体に導入する工程を包含する、ERボディを有する植物体の作製方法。   A plant body having an ER body comprising the step of introducing the DNA construct according to any one of claims 1 to 3 or the composition according to any one of claims 4 to 10 into the plant body. Manufacturing method. 第1ポリペプチドおよび第2ポリペプチドを発現しており、
第1ポリペプチドが、
(i)配列番号1、3、5もしくは7に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、または
(ii)配列番号1、3、5もしくは7に示されるアミノ酸配列の、1もしくは数個のアミノ酸が置換、付加もしくは欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ形成能を有するタンパク質
であり、
第2ポリペプチドが、
(iii)配列番号11、13もしくは15に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、または
(iv)配列番号11、13もしくは15に示されるアミノ酸配列の、1もしくは数個のアミノ酸が置換、付加もしくは欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ集積能を有するタンパク質
である、植物体。
Expressing a first polypeptide and a second polypeptide;
The first polypeptide is
(I) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, 3, 5 or 7, or (ii) one or several amino acids of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, 3, 5 or 7 are substituted, A protein consisting of an added or deleted amino acid sequence and having the ability to form an ER body,
The second polypeptide is
(Iii) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11, 13 or 15, or (iv) one or several amino acids of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11, 13 or 15 are substituted, added or deleted A plant comprising a protein having an amino acid sequence and having an ER body accumulation ability.
請求項1〜3のいずれか1項に記載のDNA構築物、あるいは請求項4〜10のいずれか1項に記載の組成物を植物体に導入する工程を包含する、植物体にERボディを生成させる方法。   An ER body is produced in a plant body, comprising the step of introducing the DNA construct according to any one of claims 1 to 3 or the composition according to any one of claims 4 to 10 into the plant body. How to make. 請求項3に記載のDNA構築物、あるいは請求項8または9に記載の組成物を植物体に導入する工程を包含する、ERボディに目的タンパク質を貯蔵した植物体の作製方法。   A method for producing a plant body in which a protein of interest is stored in an ER body, comprising the step of introducing the DNA construct according to claim 3 or the composition according to claim 8 or 9 into the plant body. 第1ポリペプチド、第2ポリペプチドおよび第3ポリペプチドを発現しており、かつ第2ポリペプチドまたは第3ポリペプチドが目的タンパク質との融合タンパク質として発現しており、
第1ポリペプチドが、
(i)配列番号1、3、5もしくは7に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、または
(ii)配列番号1、3、5もしくは7に示されるアミノ酸配列の、1もしくは数個のアミノ酸が置換、付加もしくは欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ形成能を有するタンパク質
であり、
第2ポリペプチドが、
(iii)配列番号11、13もしくは15に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、または
(iv)配列番号11、13もしくは15に示されるアミノ酸配列の、1もしくは数個のアミノ酸が置換、付加もしくは欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ集積能を有するタンパク質
であり、
第3ポリペプチドが、
(v)配列番号9に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、または
(vi)配列番号9に示されるアミノ酸配列の、1もしくは数個のアミノ酸が置換、付加もしくは欠失しているアミノ酸配列からなり、かつERボディ集積能を有するタンパク質
である、植物体。
The first polypeptide, the second polypeptide and the third polypeptide are expressed, and the second polypeptide or the third polypeptide is expressed as a fusion protein with the target protein,
The first polypeptide is
(I) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, 3, 5 or 7, or (ii) one or several amino acids of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, 3, 5 or 7 are substituted, A protein consisting of an added or deleted amino acid sequence and having the ability to form an ER body,
The second polypeptide is
(Iii) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11, 13 or 15, or (iv) one or several amino acids of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11, 13 or 15 are substituted, added or deleted A protein having an ER body accumulation ability,
A third polypeptide is
(V) a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9, or (vi) an amino acid sequence in which one or several amino acids of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 are substituted, added or deleted, A plant that is a protein having an ER body accumulation ability.
請求項3に記載のDNA構築物、あるいは請求項8または9に記載の組成物を植物体に導入する工程を包含する、目的タンパク質を植物体内に貯蔵する方法。   A method for storing a target protein in a plant comprising the step of introducing the DNA construct according to claim 3 or the composition according to claim 8 or 9 into the plant.
JP2010068055A 2010-03-24 2010-03-24 Gene capable of forming er body, and use thereof Pending JP2013116047A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010068055A JP2013116047A (en) 2010-03-24 2010-03-24 Gene capable of forming er body, and use thereof
PCT/JP2010/065711 WO2011118058A1 (en) 2010-03-24 2010-09-13 Gene capable of forming er body, and use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010068055A JP2013116047A (en) 2010-03-24 2010-03-24 Gene capable of forming er body, and use thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013116047A true JP2013116047A (en) 2013-06-13

Family

ID=44672645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010068055A Pending JP2013116047A (en) 2010-03-24 2010-03-24 Gene capable of forming er body, and use thereof

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2013116047A (en)
WO (1) WO2011118058A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5809810B2 (en) * 2011-02-22 2015-11-11 本田技研工業株式会社 Method for accumulating proteins in plant cells

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011118058A1 (en) 2011-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Altman From plant tissue culture to biotechnology: scientific revolutions, abiotic stress tolerance, and forestry
US10329579B2 (en) Genes to enhance disease resistance in crops
WO2010115368A1 (en) Rice zinc finger protein transcription factor dst and use thereof for regulating drought and salt tolerance
AU2005217648A1 (en) Plants modified with mini-chromosomes
US20060143735A1 (en) Root active promoters and uses thereof
US11732270B2 (en) Compositions and methods for manipulating the development of plants
WO2013092275A2 (en) Genes to enhance the defense against pathogens in plants
Flachowsky et al. Transgenic apple plants overexpressing the Lc gene of maize show an altered growth habit and increased resistance to apple scab and fire blight
JP2014027940A (en) Method for production of plant imparted with stress tolerance and use thereof
JP2002524056A (en) Transgene assay using stable hairy root transformation
JPWO2013111755A1 (en) Plant showing improved resistance to environmental stresses and method for producing the same
JP2021523726A (en) Highly lethal RNAi target genes for aphids and their use
EP2813142B1 (en) Method for introducing florigen
CN107012167A (en) The expression of the transcription regulaton factor of heat tolerance can be provided
JP4528953B2 (en) Dwarfing transformed plants and genes for inducing dwarfing
WO2011118058A1 (en) Gene capable of forming er body, and use thereof
CN105906696B (en) The identification and application of one new cotton fiber development related gene GhEIN3
JP5164093B2 (en) Method for increasing resistance of rice to pathogens and pathogen-resistant rice transformants
JP4064184B2 (en) Genes involved in brassinosteroid synthesis
CN101665803B (en) There is plant and the production method thereof of the growth characteristics of change
CN106480069B (en) Cucumber CsERF025 gene and its promote the straight developmental application of cucumber fruits
JP5303713B2 (en) Submerged response-related genes and their use
JP4464879B2 (en) Genes involved in the initiation of nodule formation and their utilization
WO2014025137A1 (en) Uip1 gene for increasing resistance of plants to drought stress and use thereof
US20150033408A1 (en) Polypeptide involved in morphogenesis and/or environmental stress resistance of plant