JP2014060946A - Red fluorescent protein - Google Patents

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Mariko Murai
麻莉子 村井
Katsunori Koe
克典 小江
Isao Sakane
勲 坂根
Takashi Kinebuchi
隆 杵渕
Hirofumi Suzuki
浩文 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a red fluorescent protein being highly useful.SOLUTION: Provided is a red fluorescent protein having a specified amino acid sequence derived from disc coral (Discosoma sp.). Also provided is a red fluorescent protein whose amino acid sequence has 80% or more homology to the above amino acid sequence, and it fluoresces after the expressing cell is cultured at least 16 hours at 37°C.

Description

本発明は、赤色蛍光タンパク質に関する。   The present invention relates to a red fluorescent protein.

サンゴ虫DiscosomaよりクローニングされたClontech社のDsRedと称する赤色蛍光タンパク質(Red Fluorescent Protein、RFP)は、細胞学および分子生物学における蛍光マーカーとして広く利用されている。RFPは、他のタンパク質と融合させることで、細胞内局在や発現量の変化をイメージングするレポーターとして用いられる。RFPの励起に使用される波長は、GFPの励起波長と比較して、細胞や組織で用いる際に光散乱が少なく光毒性が低い。また、赤色蛍光は組織透過性が高いことから、細胞や生体組織の観察に優れている。さらにRFPは、GFPなど他の蛍光特性を有する蛍光タンパク質との併用による多色カラーイメージングに適しており、複数の生命現象を同時に可視化する解析において広く使用されている。   Clontech's red fluorescent protein (Red Fluorescent Protein, RFP), cloned from the coral insect Discosoma, is widely used as a fluorescent marker in cytology and molecular biology. RFP is used as a reporter for imaging changes in intracellular localization and expression level by fusing with other proteins. The wavelength used for the excitation of RFP has less light scattering and lower phototoxicity when used in cells and tissues than the excitation wavelength of GFP. Moreover, since red fluorescence has high tissue permeability, it is excellent for observation of cells and living tissues. Furthermore, RFP is suitable for multicolor imaging by using in combination with fluorescent proteins having other fluorescent properties such as GFP, and is widely used in analysis for visualizing a plurality of life phenomena simultaneously.

その蛍光特性の有効性からRFPに対するニーズは高いが、RFPの代表であるDsRedは複数の問題点を有する。野生型のDsRedは蛍光発色団の形成が遅く、安定な4量体を形成し凝集を起こしやすい。このため、DsRedを用いて蛍光を検出しようとする場合、十分な強度の蛍光が生じるまで待つ必要が生じる。   Although the need for RFP is high due to the effectiveness of its fluorescence characteristics, DsRed, which is representative of RFP, has a plurality of problems. Wild-type DsRed has a slow formation of a fluorescent chromophore, forms a stable tetramer, and tends to aggregate. For this reason, when it is going to detect fluorescence using DsRed, it will be necessary to wait until fluorescence of sufficient intensity | strength arises.

このような問題を克服するため、先行技術文献に説明されるように、DsRedの様々な改良が行われている。中でも広く使われるDsRedの変異体は、特許文献1および非特許文献1に開示されるDsRed Express(Clontech)およびDsRed T4である。これらは、DsRedにランダムに変異を導入することで作製された、成熟が早く、野生型よりも凝集度が低い4量体型の変異体である。成熟速度の促進に最も影響するアミノ酸変異は、DsRed ExpressおよびDsRed T4が共通して有するN42Q(42番目のアスパラギンがグルタミンに置換された変異)であると考えられており、その他8つのアミノ酸の置換によって野生型DsRedの17倍ほど成熟が早くなっている。   In order to overcome such problems, various improvements of DsRed have been made as described in the prior art documents. Among them, DsRed mutants widely used are DsRed Express (Clontech) and DsRed T4 disclosed in Patent Literature 1 and Non-Patent Literature 1. These are tetramer-type mutants that are produced by randomly introducing mutations into DsRed and that mature quickly and have a lower degree of aggregation than the wild-type. The amino acid mutation that most affects the promotion of maturation rate is considered to be N42Q (mutation in which the 42nd asparagine is replaced with glutamine) which DsRed Express and DsRed T4 have in common. Is about 17 times as mature as wild-type DsRed.

また、単量体化されたDsRedが作製されているが、そのような変異型の取得には非常に多くの変異導入が必要である。また、最も明るい現在利用可能な単量体型DsRedでも、その蛍光強度は野生型の半分程度である。   In addition, although monomerized DsRed has been prepared, a large number of mutations are required for obtaining such mutants. Even the brightest currently available monomer type DsRed has a fluorescence intensity about half that of the wild type.

特開2011−92198号公報JP2011-92198A

Rapidly maturing variants of the Discosoma red fluorescent protein(DsRed). Bevis BJ, Glick BS et al., Nat. Biotechnol., 20(1), 83-87(2002)Rapidly maturing variants of the Discosoma red fluorescent protein (DsRed). Bevis BJ, Glick BS et al., Nat. Biotechnol., 20 (1), 83-87 (2002) A monomeric red fluorescent protein. Campbell RE, Tour O et al., Proc. Natl Acad. Sci. USA, 99, 7877-7882(2002)A monomeric red fluorescent protein. Campbell RE, Tour O et al., Proc. Natl Acad. Sci. USA, 99, 7877-7882 (2002) Improved monomeric red, orange and yellow foluorescent proteins derived form Discosoma sp. red fluorescent protein Shaner NC, Campbell RE et al., Nat. Biotechnol., 22(12), 1567-1572(2004)Improved monomeric red, orange and yellow foluorescent proteins derived form Discosoma sp.red fluorescent protein Shaner NC, Campbell RE et al., Nat. Biotechnol., 22 (12), 1567-1572 (2004)

本発明の目的は、高い有用性を有する赤色蛍光タンパク質を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a red fluorescent protein having high utility.

本発明に係る赤色蛍光タンパク質は、配列番号1に記載のアミノ酸配列を有する。   The red fluorescent protein according to the present invention has the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1.

本発明に係る赤色蛍光タンパク質は、配列番号1に記載のアミノ酸配列との間で80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、37℃で少なくとも16時間培養した時点において蛍光を生じる。   The red fluorescent protein according to the present invention has an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, and produces fluorescence when cultured at 37 ° C. for at least 16 hours.

本発明に係る赤色蛍光タンパク質は、配列番号2、3または4に記載のアミノ酸配列を有する。   The red fluorescent protein according to the present invention has the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 3 or 4.

本発明に係る赤色蛍光タンパク質は、配列番号2、3または4に記載のアミノ酸配列との間で80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、37℃で少なくとも16時間培養した時点において蛍光を生じる。   The red fluorescent protein according to the present invention has an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 3 or 4, and is fluorescent when cultured at 37 ° C. for at least 16 hours. Produce.

本発明に係る赤色蛍光タンパク質は、沖縄県石垣島産ディスクコーラル(Discosoma sp.)に由来し、37℃で少なくとも16時間培養した時点において蛍光を生じる。   The red fluorescent protein according to the present invention is derived from a disc coral (Discosoma sp.) Produced in Ishigaki Island, Okinawa Prefecture, and produces fluorescence when cultured at 37 ° C. for at least 16 hours.

本発明に係る核酸は、本発明に係る赤色蛍光タンパク質をコードする。   The nucleic acid according to the present invention encodes the red fluorescent protein according to the present invention.

本発明に係る核酸は、配列番号5に記載の赤色蛍光タンパク質をコードする遺伝子を含む。   The nucleic acid according to the present invention includes a gene encoding the red fluorescent protein represented by SEQ ID NO: 5.

本発明に係る核酸は、配列番号6、7または8に記載の赤色蛍光タンパク質をコードする遺伝子を含む。   The nucleic acid according to the present invention includes a gene encoding the red fluorescent protein described in SEQ ID NO: 6, 7 or 8.

本発明によれば、高い有用性を有する赤色蛍光タンパク質が提供される。   According to the present invention, a red fluorescent protein having high utility is provided.

実施形態に係る赤色蛍光タンパク質の吸収スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the absorption spectrum of the red fluorescent protein which concerns on embodiment. 実施形態に係る赤色蛍光タンパク質の蛍光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the fluorescence spectrum of the red fluorescent protein which concerns on embodiment. 実施形態に係る赤色蛍光タンパク質の励起スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the excitation spectrum of the red fluorescent protein which concerns on embodiment. 実施形態に係る赤色蛍光タンパク質を発現する大腸菌を、37℃で約16時間培養した場合、および37℃で約23時間培養した場合の蛍光の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of fluorescence when colon_bacillus | E._coli which expresses the red fluorescent protein which concerns on embodiment is culture | cultivated at 37 degreeC for about 16 hours, and when cultured at 37 degreeC for about 23 hours.

実施形態に係る赤色蛍光タンパク質の例は、配列番号1に記載のアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質である。   An example of the red fluorescent protein according to the embodiment is a red fluorescent protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1.

赤色蛍光タンパク質とは、励起光を受けて励起され、赤色の光を放つタンパク質を意味する。この発光の発生には、基質を必要としない。   The red fluorescent protein means a protein that is excited by receiving excitation light and emits red light. The generation of this luminescence does not require a substrate.

配列番号1に記載のアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質は、沖縄県石垣島産ディスクコーラル(Discosoma sp.)に由来する。この生物は、現時点において種の同定がなされていない生物である。   The red fluorescent protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 is derived from Ishigaki Island, Okinawa Prefecture Disc Coral (Discosoma sp.). This organism is an organism whose species has not yet been identified.

配列番号1に記載のアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質は、228個のアミノ酸から成り、593nmに蛍光ピークを示し、568nmに吸収ピークを示す。このアミノ酸配列と、赤色蛍光を呈する従来のDsRED(AET75774)のアミノ酸配列との間の相同性は約89%である。このため、配列番号1との間で90%以上の相同性を示すアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質、好ましくは、配列番号1との間で95%以上の相同性を示すアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質、さらに好ましくは、そのような高い相同性を示すアミノ酸配列を有していることに加えて、日本産(とくに沖縄産)である赤色蛍光タンパク質は、配列番号1に記載のアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質と同様の特性が期待でき、本願発明に含まれる。   The red fluorescent protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 consists of 228 amino acids, exhibits a fluorescence peak at 593 nm, and an absorption peak at 568 nm. The homology between this amino acid sequence and the amino acid sequence of conventional DsRED (AET75774) exhibiting red fluorescence is about 89%. Therefore, a red fluorescent protein having an amino acid sequence showing 90% or more homology with SEQ ID NO: 1, preferably a red fluorescent protein having an amino acid sequence showing 95% or more homology with SEQ ID NO: 1. In addition to the protein, more preferably having such an amino acid sequence exhibiting high homology, the red fluorescent protein produced in Japan (particularly from Okinawa) has the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1. Properties similar to those of red fluorescent protein can be expected and are included in the present invention.

この赤色蛍光タンパク質のアミノ酸配列を以下に示す:
MSCSKNVIKEFMRFKVHMEGTVNGHEFEIRGEGEGRPYEGQNTVKLKVIKGGPLPFAWDILSPQFQYGSKVYVKHPPDIPDYKKLSFPEGFKWERVMNFEDGGVVTVTQDSSLIDGCFVYEVKFIGVNFPSDGPVMQKKTMGWEPSTERLYPRDGVLKGDLHMALILEDGHYLVEFKSIYRAKKPVQLPGYYYVDTKLDIISHNEDYTVVEQFERTNGRYHAFLKPPQ(配列番号1)。
The amino acid sequence of this red fluorescent protein is shown below:
MSCSKNVIKEFMRFKVHMEGTVNGHEFEIRGEGEGRPYEGQNTVKLKVIKGGPLPFAWDILSPQFQYGSKVYVKHPPDIPDYKKLSFPEGFKWERVMNFEDGGVVTVTQDSSLIDGCFVYEVKDIFIGVNFPSDGPVMDIYKKDGWLVEFQ

配列番号1に記載のアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質は、それ自体では、DsRedといった他のRFPと同様に、低温でのみ蛍光発色団の形成が促され、成熟速度が遅く、蛍光強度が低い。しかしながら、この赤色蛍光タンパク質は、DsRedといった他のRFPとは異なり、わずかな変異を導入することで、低温でなくても蛍光発色団の形成が促され、成熟速度が速く、蛍光強度が強い変異型の赤色蛍光タンパク質を取得できる。そのような変異型赤色蛍光タンパク質は、後述するような変異体1、2および3である。   As with other RFPs such as DsRed, the red fluorescent protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 itself promotes the formation of a fluorescent chromophore only at low temperatures, has a low maturation rate, and has a low fluorescence intensity. However, unlike other RFPs such as DsRed, this red fluorescent protein introduces a slight mutation that promotes the formation of a fluorescent chromophore even at low temperatures, has a high maturation rate, and has a strong fluorescence intensity. A type of red fluorescent protein can be obtained. Such mutant red fluorescent proteins are mutants 1, 2, and 3 as described below.

以上の観点から、配列番号1に記載のアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質は、低温でなくても蛍光発色団の形成が促され、成熟速度が速く、蛍光強度が強い変異型の赤色蛍光タンパク質をもたらす、有用な赤色蛍光タンパク質である。   In view of the above, the red fluorescent protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 is a mutant red fluorescent protein that promotes the formation of a fluorescent chromophore even at low temperatures, has a high maturation rate, and has a strong fluorescence intensity. Resulting in a useful red fluorescent protein.

実施形態に係る赤色蛍光タンパク質の別の例は、配列番号1に記載のアミノ酸配列との間で80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、37℃で少なくとも16時間培養した時点において蛍光を生じる赤色蛍光タンパク質である。   Another example of the red fluorescent protein according to the embodiment has an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, and is fluorescent when cultured at 37 ° C. for at least 16 hours. Is a red fluorescent protein.

この赤色蛍光タンパク質は、配列番号1に記載のアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質に対して変異が導入され、その結果、成熟が早くなった赤色蛍光タンパク質である。「成熟が早くなる」とは、赤色蛍光タンパク質を細胞内に発現させた後、赤色蛍光を測定できるようになるまでの時間が早くなることを意味する。早く蛍光を発するようになる理由は、例えば、蛍光発色団の形成が早くなることを含む。なお、「蛍光を生じる」とは、蛍光顕微鏡やルミノメーターといった一般的な測定装置により測定可能な十分な蛍光を生じることを含む。   This red fluorescent protein is a red fluorescent protein in which mutation has been introduced into the red fluorescent protein having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1, and as a result, maturation has been accelerated. “Maturation is accelerated” means that the time until red fluorescence can be measured after red fluorescent protein is expressed in the cell is shortened. The reason why fluorescence is emitted early includes, for example, that the formation of the fluorescent chromophore is accelerated. Note that “producing fluorescence” includes generating sufficient fluorescence that can be measured by a general measuring device such as a fluorescence microscope or a luminometer.

相同性は、好ましくは、85%以上、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上または99%以上である。   The homology is preferably 85% or more, 90% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more.

実施形態に係る赤色蛍光タンパク質の別の例は、配列番号2、3または4に記載のアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質である。   Another example of the red fluorescent protein according to the embodiment is a red fluorescent protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 3 or 4.

これらの赤色蛍光タンパク質は、配列番号1に記載のアミノ酸配列を有する沖縄県石垣島産ディスクコーラル(Discosoma sp.)から取得された赤色蛍光タンパク質に対して変異を導入し、37℃で少なくとも16時間培養した時点において蛍光を生じる特性を獲得した赤色蛍光タンパク質である。   These red fluorescent proteins introduce mutations into the red fluorescent protein obtained from Ishigaki-jima disc coral (Discosoma sp.) Having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 at 37 ° C. for at least 16 hours. It is a red fluorescent protein that has acquired the property of generating fluorescence when cultured.

配列番号2に記載のアミノ酸配列は、配列番号1に記載のアミノ酸配列においてN末端から118番目のフェニルアラニンがロイシンに置換(F118L)されたものである。本願を通して、配列番号2に記載のアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質のことを、便宜的に「変異体1」、「mutant1」または「mut1」と称する。また、配列番号1に記載のアミノ酸配列を有する沖縄県石垣島産ディスクコーラル(Discosoma sp.)から取得された赤色蛍光タンパク質のことを、便宜的に「野生型」または「WT」と称する。   The amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2 is obtained by substituting the 118th phenylalanine from the N-terminus with leucine (F118L) in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1. Throughout this application, the red fluorescent protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 will be referred to as “mutant 1”, “mutant1” or “mut1” for convenience. In addition, a red fluorescent protein obtained from Ishigaki-jima disc coral (Discosoma sp.) Having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 is referred to as “wild type” or “WT” for convenience.

変異体1は、592nmに蛍光ピークを示し、568nmに吸収ピークを示す。変異体1の蛍光ピークにおける蛍光強度は、野生型の蛍光ピークにおける蛍光強度の1.4倍である。   Mutant 1 exhibits a fluorescence peak at 592 nm and an absorption peak at 568 nm. The fluorescence intensity at the fluorescence peak of variant 1 is 1.4 times the fluorescence intensity at the wild-type fluorescence peak.

変異体1のアミノ酸配列を以下に示す:
MSCSKNVIKEFMRFKVHMEGTVNGHEFEIRGEGEGRPYEGQNTVKLKVIKGGPLPFAWDILSPQFQYGSKVYVKHPPDIPDYKKLSFPEGFKWERVMNFEDGGVVTVTQDSSLIDGCLVYEVKFIGVNFPSDGPVMQKKTMGWEPSTERLYPRDGVLKGDLHMALILEDGHYLVEFKSIYRAKKPVQLPGYYYVDTKLDIISHNEDYTVVEQFERTNGRYHAFLKPPQ(配列番号2)。
The amino acid sequence of variant 1 is shown below:
MSCSKNVIKEFMRFKVHMEGTVNGHEFEIRGEGEGRPYEGQNTVKLKVIKGGPLPFAWDILSPQFQYGSKVYVKHPPDIPDYKKLSFPEGFKWERVMNFEDGGVVTVTQDSSLIDGCLVYEVKFIGVNFPSDGPVMDIYYKNGGWEPSTERLYVERGYPV

配列番号3に記載のアミノ酸配列は、配列番号1に記載のアミノ酸配列においてN末端から41番目のグルタミンがヒスチジンに置換され(Q41H)、118番目のフェニルアラニンがロイシンに置換(F118L)されたものである。本願を通して、配列番号3に記載のアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質のことを、便宜的に「変異体2」、「mutant2」または「mut2」と称する。   The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in which the 41st glutamine from the N-terminus is substituted with histidine (Q41H) and the 118th phenylalanine is substituted with leucine (F118L). is there. Throughout this application, the red fluorescent protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 3 will be referred to as “mutant 2”, “mutant 2” or “mut 2” for convenience.

変異体2は、592nmに蛍光ピークを示し、568nmに吸収ピークを示す。変異体2の蛍光ピークにおける蛍光強度は、野生型の蛍光ピークにおける蛍光強度の1.5倍である。   Mutant 2 shows a fluorescence peak at 592 nm and an absorption peak at 568 nm. The fluorescence intensity at the fluorescence peak of variant 2 is 1.5 times the fluorescence intensity at the wild-type fluorescence peak.

変異体2のアミノ酸配列を以下に示す:
MSCSKNVIKEFMRFKVHMEGTVNGHEFEIRGEGEGRPYEGHNTVKLKVIKGGPLPFAWDILSPQFQYGSKVYVKHPPDIPDYKKLSFPEGFKWERVMNFEDGGVVTVTQDSSLIDGCLVYEVKFIGVNFPSDGPVMQKKTMGWEPSTERLYPRDGVLKGDLHMALILEDGHYLVEFKSIYRAKKPVQLPGYYYVDTKLDIISHNEDYTVVEQFERTNGRYHAFLKPPQ(配列番号3)。
The amino acid sequence of variant 2 is shown below:
MSCSKNVIKEFMRFKVHMEGTVNGHEFEIRGEGEGRPYEGHNTVKLKVIKGGPLPFAWDILSPQFQYGSKVYVKHPPDIPDYKKLSFPEGFKWERVMNFEDGGVVTVTQDSSLIDGCLVYEVKFIGVNFPSDGPVMDIQYTMGWEPSTERLYVERGYPV

配列番号4に記載のアミノ酸配列は、配列番号1に記載のアミノ酸配列においてN末端から71番目のバリンがアラニンに置換(V71A)され、226番目のプロリンがグルタミンに置換(P226Q)されたものである。本願を通して、配列番号4に記載のアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質のことを、便宜的に「変異体3」、「mutant3」または「mut3」と称する。   The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in which the 71st valine from the N-terminus is substituted with alanine (V71A) and the 226th proline is substituted with glutamine (P226Q). is there. Throughout this application, the red fluorescent protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 4 will be referred to as “mutant 3”, “mutant 3” or “mut 3” for convenience.

変異体3は、593nmに蛍光ピークを示し、567nmに吸収ピークを示す。変異体1の蛍光ピークにおける蛍光強度は、野生型の蛍光ピークにおける蛍光強度の1.7倍である。   Mutant 3 shows a fluorescence peak at 593 nm and an absorption peak at 567 nm. The fluorescence intensity at the fluorescence peak of variant 1 is 1.7 times the fluorescence intensity at the wild-type fluorescence peak.

変異体3のアミノ酸配列を以下に示す:
MSCSKNVIKEFMRFKVHMEGTVNGHEFEIRGEGEGRPYEGQNTVKLKVIKGGPLPFAWDILSPQFQYGSKAYVKHPPDIPDYKKLSFPEGFKWERVMNFEDGGVVTVTQDSSLIDGCFVYEVKFIGVNFPSDGPVMQKKTMGWEPSTERLYPRDGVLKGDLHMALILEDGHYLVEFKSIYRAKKPVQLPGYYYVDTKLDIISHNEDYTVVEQFERTNGRYHAFLKQPQ(配列番号4)。
The amino acid sequence of variant 3 is shown below:
MSCSKNVIKEFMRFKVHMEGTVNGHEFEIRGEGEGRPYEGQNTVKLKVIKGGPLPFAWDILSPQFQYGSKAYVKHPPDIPDYKKLSFPEGFKWERVMNFEDGGVVTVTQDSSLIDGCFVYEVKFIGVNFPSDGPVMQYTMTM

実施形態に係る赤色蛍光タンパク質の別の例は、配列番号2、3または4に記載のアミノ酸配列との間で80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、37℃で少なくとも16時間培養した時点において蛍光を生じる赤色蛍光タンパク質である。   Another example of the red fluorescent protein according to the embodiment has an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, 3 or 4, and is cultured at 37 ° C. for at least 16 hours It is a red fluorescent protein that produces fluorescence at the time when it is applied.

この赤色蛍光タンパク質は、すなわち、変異体1、2または3に対して更にアミノ酸配列の変異が導入されているものの、変異体1、2または3の早く成熟するという特性が維持されているものである。   In other words, this red fluorescent protein is one in which a mutation in the amino acid sequence is further introduced into mutants 1, 2, or 3, but the characteristic that mutants 1, 2, or 3 mature quickly is maintained. is there.

相同性は、好ましくは、85%以上、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上または99%以上である。   The homology is preferably 85% or more, 90% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more.

実施形態に係る赤色蛍光タンパク質の別の例は、沖縄県石垣島産ディスクコーラル(Discosoma sp.)に由来し、37℃で少なくとも16時間培養した時点において蛍光を生じる赤色蛍光タンパク質である。   Another example of the red fluorescent protein according to the embodiment is a red fluorescent protein that is derived from a disc coral (Discosoma sp.) From Ishigaki Island, Okinawa Prefecture, and generates fluorescence when cultured at 37 ° C. for at least 16 hours.

沖縄県石垣島産ディスクコーラル(Discosoma sp.)に由来する赤色蛍光タンパク質の1つの例は、配列番号1に記載のアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質であるが、配列番号1に記載のアミノ酸配列に対して、例えば自然状態で変異が導入され、早く成熟するという特性が獲得されたものも実施形態に係る赤色蛍光タンパク質に含まれる。   One example of a red fluorescent protein derived from a disc coral (Discosoma sp.) From Ishigaki Island, Okinawa Prefecture is a red fluorescent protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, but the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 On the other hand, for example, a protein in which a mutation is introduced in a natural state and a property of early maturation is acquired is also included in the red fluorescent protein according to the embodiment.

実施形態に係る、37℃で少なくとも16時間培養した時点において蛍光を生じる赤色蛍光タンパク質は、従来の赤色蛍光タンパク質と比較して早く成熟し、早く蛍光を測定することが可能となる。従来の赤色蛍光タンパク質には、成熟のために、それを発現する細胞を低温状態に置く必要があるものも存在するが、実施形態に係る赤色蛍光タンパク質はそのような必要がなく、例えば37℃で速やかに蛍光の検出が可能となる。したがって、実施形態に係る赤色蛍光タンパク質は、実験的な取扱いが容易であり、細胞の本来の状態により近い状態での測定を可能とする。また、実施形態に係る赤色蛍光タンパク質は、従来の赤色蛍光タンパク質と比較して、強い蛍光を示す。   The red fluorescent protein that produces fluorescence when cultured at 37 ° C. for at least 16 hours according to the embodiment matures faster than the conventional red fluorescent protein, and fluorescence can be measured quickly. Some conventional red fluorescent proteins require the cells expressing them to be kept at a low temperature for maturation, but the red fluorescent protein according to the embodiment does not need such, for example, 37 ° C. This makes it possible to detect fluorescence quickly. Therefore, the red fluorescent protein according to the embodiment is easy to handle experimentally and enables measurement in a state closer to the original state of the cell. In addition, the red fluorescent protein according to the embodiment exhibits strong fluorescence as compared with the conventional red fluorescent protein.

実施形態に係る赤色蛍光タンパク質は、核酸の形態で提供されてもよい。すなわち、実施形態に係る赤色蛍光タンパク質をコードする遺伝子を含む核酸も提供される。   The red fluorescent protein according to the embodiment may be provided in the form of a nucleic acid. That is, a nucleic acid containing a gene encoding the red fluorescent protein according to the embodiment is also provided.

このような核酸の具体的な例は、配列番号5に記載の塩基配列を含む核酸である。この塩基配列は、野生型の遺伝子をコードしている。   A specific example of such a nucleic acid is a nucleic acid comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 5. This base sequence encodes a wild type gene.

野生型の遺伝子をコードする塩基配列を以下に示す:
ATGAGTTGTTCCAAGAATGTGATCAAGGAGTTCATGAGGTTCAAAGTTCATATGGAAGGAACGGTCAATGGGCATGAGTTTGAAATACGGGGGGAAGGTGAAGGGAGGCCTTACGAAGGCCAAAACACCGTAAAGCTGAAGGTAATCAAAGGTGGACCTTTGCCATTTGCTTGGGATATTTTGTCGCCACAATTCCAGTATGGAAGCAAGGTATATGTCAAGCATCCCCCTGACATACCAGACTACAAAAAGCTGTCATTTCCTGAGGGATTTAAATGGGAAAGGGTCATGAACTTTGAAGACGGAGGCGTGGTTACCGTAACCCAGGATTCCAGTTTGATAGACGGCTGTTTCGTCTACGAGGTCAAGTTCATTGGAGTGAACTTCCCTTCTGATGGACCTGTTATGCAGAAGAAGACTATGGGCTGGGAACCGAGCACTGAGCGTTTGTATCCTCGTGATGGGGTTCTGAAAGGAGACCTACATATGGCCCTGATTCTGGAAGATGGTCATTACCTGGTTGAATTTAAAAGTATTTACAGGGCAAAGAAGCCTGTGCAGCTCCCAGGGTACTACTACGTTGACACCAAACTGGATATAATAAGCCACAACGAAGACTACACAGTCGTTGAGCAGTTTGAAAGAACCAACGGACGATACCATGCGTTCCTGAAGCCACCGCAGTAA(配列番号5)。
The nucleotide sequence encoding the wild type gene is shown below:
(SEQ ID NO: 5).

また、このような核酸の具体的な例は、配列番号6、7および8に記載の塩基配列を含む核酸である。これらの塩基配列は、それぞれ、変異体1、2および3の遺伝子をコードしている。   Further, specific examples of such nucleic acids are nucleic acids comprising the base sequences set forth in SEQ ID NOs: 6, 7 and 8. These base sequences encode the genes of mutants 1, 2 and 3, respectively.

変異体1の遺伝子をコードする塩基配列を以下に示す:
ATGAGTTGTTCCAAGAATGTGATCAAGGAGTTCATGAGGTTCAAAGTTCATATGGAAGGAACGGTCAATGGGCATGAGTTTGAAATACGGGGGGAAGGTGAAGGGAGGCCTTACGAAGGCCAAAACACCGTAAAGCTGAAGGTAATCAAAGGTGGACCTTTGCCATTTGCATGGGATATTTTGTCGCCACAATTCCAGTATGGAAGCAAGGTATATGTCAAGCATCCCCCTGACATACCAGACTACAAAAAGCTGTCATTTCCTGAGGGATTTAAATGGGAAAGGGTCATGAACTTTGAAGACGGAGGCGTGGTTACCGTAACCCAGGATTCCAGTTTGATAGACGGCTGTCTCGTCTACGAGGTCAAGTTCATTGGAGTGAACTTCCCTTCTGATGGACCTGTTATGCAGAAGAAGACTATGGGCTGGGAACCGAGCACTGAGCGTTTGTATCCTCGTGATGGGGTTCTGAAAGGAGACCTACATATGGCCCTGATTCTGGAAGATGGTCATTACCTGGTTGAATTTAAAAGTATTTACAGGGCAAAGAAGCCTGTGCAGCTCCCAGGGTACTACTACGTTGACACCAAACTGGATATAATAAGCCACAACGAAGACTACACAGTCGTTGAGCAGTTTGAAAGAACCAACGGACGATACCATGCGTTCCTGAAGCCACCGCAGTAA(配列番号6)。
The base sequence encoding the gene of variant 1 is shown below:
(SEQ ID NO: 6).

変異体2の遺伝子をコードする塩基配列を以下に示す:
ATGAGTTGTTCCAAGAATGTGATCAAGGAGTTCATGAGGTTCAAAGTTCATATGGAAGGAACGGTCAATGGGCATGAGTTTGAAATACGGGGGGAAGGTGAAGGGAGGCCTTACGAAGGCCATAACACCGTAAAGCTGAAGGTAATCAAAGGTGGACCTTTGCCATTTGCATGGGATATTTTGTCGCCACAATTCCAGTATGGAAGCAAGGTATATGTCAAGCATCCCCCTGACATACCAGACTACAAAAAGCTGTCATTTCCTGAGGGGTTTAAATGGGAAAGGGTCATGAACTTTGAAGACGGAGGCGTGGTTACCGTAACCCAGGATTCCAGTTTGATAGACGGCTGTCTCGTCTACGAGGTCAAGTTCATTGGAGTGAACTTCCCTTCTGATGGACCTGTTATGCAGAAGAAGACTATGGGCTGGGAACCGAGCACTGAGCGTTTGTATCCTCGTGATGGGGTTCTGAAAGGAGACCTACATATGGCCCTGATTCTGGAAGATGGTCATTACCTGGTTGAATTTAAAAGTATTTACAGGGCAAAGAAGCCTGTGCAGCTCCCAGGGTACTACTACGTTGACACCAAACTGGATATAATAAGCCACAACGAAGACTACACAGTCGTTGAGCAGTTTGAAAGAACCAACGGACGATACCATGCGTTCCTGAAGCCACCGCAGTAA(配列番号7)。
The base sequence encoding the gene of variant 2 is shown below:
(SEQ ID NO: 7).

変異体3の遺伝子をコードする塩基配列を以下に示す:
ATGAGTTGTTCCAAGAATGTGATCAAGGAGTTCATGAGGTTCAAAGTTCATATGGAAGGAACGGTCAATGGGCATGAGTTTGAAATACGGGGGGAAGGTGAAGGGAGGCCTTACGAAGGCCAAAACACCGTAAAGCTGAAGGTAATCAAAGGTGGACCTTTGCCATTTGCTTGGGATATTTTGTCGCCACAATTCCAGTATGGAAGCAAGGCATATGTCAAGCATCCCCCTGACATACCAGACTACAAAAAGCTGTCATTTCCTGAGGGATTTAAATGGGAAAGGGTCATGAACTTTGAAGACGGAGGCGTGGTTACCGTAACCCAGGATTCCAGTTTGATAGACGGCTGTTTCGTCTACGAGGTCAAGTTCATTGGAGTGAACTTCCCTTCTGATGGACCTGTTATGCAGAAGAAGACTATGGGCTGGGAACCGAGCACTGAGCGTTTGTATCCTCGTGATGGGGTTCTGAAAGGAGACCTACATATGGCCCTGATTCTGGAAGATGGTCATTACCTGGTTGAATTTAAAAGTATTTACAGGGCAAAGAAGCCTGTGCAGCTCCCAGGGTACTACTACGTTGACACCAAACTGGATATAATAAGCCACAACGAAGACTACACAGTCGTTGAGCAGTTTGAAAGAACCAACGGACGATACCATGCGTTCCTGAAGCAACCGCAGTAA(配列番号8)。
The base sequence encoding the gene of variant 3 is shown below:
(SEQ ID NO: 8).

核酸は、プロモーターといった転写制御のための因子が結合する領域をさらに含んでよい。また、核酸は、実施形態に係る赤色蛍光タンパク質とは異なるタンパク質をコードする遺伝子をさらに含んでよい。この場合、赤色蛍光タンパク質とこの異なるタンパク質とが融合した状態で発現されるように、それらの遺伝子が核酸上に配置されている。   The nucleic acid may further include a region to which a factor for transcription control such as a promoter binds. The nucleic acid may further include a gene encoding a protein different from the red fluorescent protein according to the embodiment. In this case, the genes are arranged on the nucleic acid so that the red fluorescent protein and the different protein are expressed in a fused state.

また、核酸はベクターの形態であってよい。ベクターは、抗生物質耐性遺伝子および複製起点といった一般的なベクターに含まれる要素を含んでよい。   The nucleic acid may also be in the form of a vector. Vectors may contain elements contained in common vectors such as antibiotic resistance genes and origins of replication.

このような核酸によれば、実施形態に係る赤色蛍光タンパク質の遺伝子を、核酸の形態にて安定的に保存および使用することができる。   According to such a nucleic acid, the gene of the red fluorescent protein according to the embodiment can be stably stored and used in the form of a nucleic acid.

(1)沖縄県石垣島産ディスクコーラル由来(Discosoma sp.)からの野生型蛍光タンパク質遺伝子のクローニング
石垣島産ディスクコーラルから完全長cDNAライブラリーを取得し、そのライブラリーから野生型の赤色蛍光タンパク質遺伝子をクローニングした。
(1) Cloning of wild-type fluorescent protein gene from disc coral from Ishigaki Island in Okinawa Prefecture (Discosoma sp.) Obtaining a full-length cDNA library from disc coral from Ishigaki Island The gene was cloned.

完全長cDNAライブラリーは次のようにして取得した。東京都武蔵村山市所在のペット販売業者から購入した沖縄県石垣島産ディスクコーラルの0.62g分を、10mLのトータルRNA抽出試薬TRIzol Reagent(インビトロジェン社)溶液中でガラス製ホモジナイザーを用いて細胞を破砕し、取扱説明書に従ってTotal RNAを抽出した。その後、抽出したTotal RNAはMicro−FastTrack 2.0 kit(インビトロジェン社)を用いて取扱説明書に従ってmRNAを抽出した。分離精製したmRNAについて、完全長cDNA合成試薬GeneRacer(インビトロジェン社)を使用し、取扱説明書に従って完全長cDNAを合成した。   A full-length cDNA library was obtained as follows. 0.62g of disc coral from Ishigakijima, Okinawa, purchased from a pet dealer in Musashimurayama, Tokyo, was used to prepare cells using a glass homogenizer in 10mL of total RNA extraction reagent TRIzol Reagent (Invitrogen). After crushing, total RNA was extracted according to the instruction manual. Thereafter, mRNA was extracted from the extracted total RNA according to the instruction manual using Micro-FastTrack 2.0 kit (Invitrogen). The separated and purified mRNA was synthesized using a full-length cDNA synthesis reagent GeneRacer (Invitrogen) according to the instruction manual.

クローニングのためのプライマーセットを、下記4種類の刺胞動物の蛍光タンパク質においてよく保存されているアミノ酸配列GTXNGH(配列番号9)に基づいて、候補となるプライマーを作製した。Xは20アミノ酸いずれのアミノ酸も含まれる。
Montipora efflorescens(ABB17950)
Galaxea fascicularis(ABB17967)
Discosoma striata(AAU04445)
Discosoma sp. RC−2004 (AY679106)
As a primer set for cloning, a candidate primer was prepared based on the amino acid sequence GTXNGH (SEQ ID NO: 9) which is well conserved in the following four types of cnidarian fluorescent proteins. X includes any amino acid of 20 amino acids.
Montipola efflorescens (ABB17950)
Galaxea fascicularis (ABB17967)
Discosoma stricta (AAU04445)
Discosoma sp. RC-2004 (AY679106)

作製したプライマーは以下の4種である。
coral−universal−F1−ta、TGGAAGGcrmtGTaAACGGGCAC(配列番号10)
coral−universal−F1−tt、TGGAAGGcrmtGTtAACGGGCAC(配列番号11)
coral−universal−F1−ca、TGGAAGGcrmcGTaAACGGGCAC(配列番号12)
coral−universal−F1−ct、TGGAAGGcrmcGTtAACGGGCAC(配列番号13)
The prepared primers are the following four types.
coral-universal-F1-ta, TGGAAGGcrmtGTaAACGGGCAC (SEQ ID NO: 10)
coral-universal-F1-tt, TGGAAGGcrmtGTtAACGGGCAC (SEQ ID NO: 11)
coral-universal-F1-ca, TGGAAGGcrmcGTaAACGGGCAC (SEQ ID NO: 12)
coral-universal-F1-ct, TGGAAGGcrmcGTtAACGGGCAC (SEQ ID NO: 13)

これらのプライマーセットを用い、完全長cDNA合成試薬GeneRacer(インビトロジェン社)を使用し、取扱説明書に従って完全長cDNAライブラリーを鋳型として3’ Race PCRを実施した。   Using these primer sets, 3 'Race PCR was performed using a full-length cDNA library as a template, using a full-length cDNA synthesis reagent GeneRacer (Invitrogen) according to the instruction manual.

3’ Race PCRから得られた配列を基に以下の2つのプライマーセットを作成し、完全長cDNA合成試薬GeneRacer(インビトロジェン社)を使用し、取扱説明書に従って完全長cDNAライブラリーを鋳型として5’ Race PCRを実施した。
Discosoma(FP586)−R1、TTCTTTCATACTGCTCAACGATTGT(配列番号14)
Discosoma(FP586)−R2、TTCAACTAGGTAATGACCACCGTCT(配列番号15)
Based on the sequence obtained from 3 'Race PCR, the following two primer sets are prepared, using a full-length cDNA synthesis reagent GeneRacer (Invitrogen), and using the full-length cDNA library as a template according to the instruction manual, 5' Race PCR was performed.
Discosoma (FP586) -R1, TTCTTTCATACTGCTCCAACGAGTGT (SEQ ID NO: 14)
Discosoma (FP586) -R2, TTCAACTAGTAATGACCACCGTCT (SEQ ID NO: 15)

5’ Race PCRから得られた配列を基に以下のプライマーを作成し、完全長cDNA合成試薬GeneRacer(インビトロジェン社)を使用し、取扱説明書に従って完全長cDNAライブラリーを鋳型として完全長取得のための3’ Race PCRを実施した。
Discosoma−Full−FP586−F1,ATTCCAGTTTCAGTCAGTGACGGTCAGAGA(配列番号16)
Based on the sequence obtained from 5 'Race PCR, the following primers are prepared, and full length cDNA synthesis reagent GeneRacer (Invitrogen) is used to obtain the full length using the full length cDNA library as a template according to the instruction manual. 3 'Race PCR was performed.
Discosoma-Full-FP586-F1, ATTCCAGTTTCAGTCAGGTGACGGTCAGAGA (SEQ ID NO: 16)

完全長取得3’ Race PCRにより、沖縄県石垣島産ディスクコーラル由来の赤色蛍光タンパク質の遺伝子をコードしている塩基配列を取得した。その塩基配列を以下に示す。
GTTTCAGCCAGTGATACAGTGACAGGGTGAGCTACTTGGTATTCTAACAAAATGAGTTGTTCCAAGAATGTGATCAAGGAGTTCATGAGGTTCAAAGTTCATATGGAAGGAACGGTCAATGGGCATGAGTTTGAAATACGGGGGGAAGGTGAAGGGAGGCCTTACGAAGGCCAAAACACCGTAAAGCTGAAGGTAATCAAAGGTGGACCTTTGCCATTTGCTTGGGATATTTTGTCGCCACAATTCCAGTATGGAAGCAAGGTATATGTCAAGCATCCCCCTGACATACCAGACTACAAAAAGCTGTCATTTCCTGAGGGATTTAAATGGGAAAGGGTCATGAACTTTGAAGACGGAGGCGTGGTTACCGTAACCCAGGATTCCAGTTTGATAGACGGCTGTTTCGTCTACGAGGTCAAGTTCATTGGAGTGAACTTCCCTTCTGATGGACCTGTTATGCAGAAGAAGACTATGGGCTGGGAACCGAGCACTGAGCGTTTGTATCCTCGTGATGGGGTTCTGAAAGGAGACCTACATATGGCCCTGATTCTGGAAGATGGTCATTACCTGGTTGAATTCAAAAGTATTTACAGGGCAAAGAAGCCTGTGCAGCTCCCAGGGTACTACTACGTTGACACCAAACTGGATATAATAAGCCACAACGAAGACTACACAGTCGTTGAGCAGTTTGAAAGAACCAACGGACGATACCATGCGTTCCTGAAGCCACCGCAGTGAACTCCGCTTCACGAGTTAGGAGTAATCGTTTTTTTAGGATTGCACCCAAAAATTGTAGGACTTGACCGCAGAAATGTAACCAACAGGCTTTGCTTATTAAACATGTATTTGAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA(配列番号17)
A base sequence encoding the gene of red fluorescent protein derived from disc coral produced in Ishigaki Island, Okinawa Prefecture was obtained by full length acquisition 3 ′ Race PCR. The base sequence is shown below.
(SEQ ID NO: 17)

この塩基配列から推定される野生型蛍光タンパク質のアミノ酸配列を以下に示す。
MSCSKNVIKEFMRFKVHMEGTVNGHEFEIRGEGEGRPYEGQNTVKLKVIKGGPLPFAWDILSPQFQYGSKVYVKHPPDIPDYKKLSFPEGFKWERVMNFEDGGVVTVTQDSSLIDGCFVYEVKFIGVNFPSDGPVMQKKTMGWEPSTERLYPRDGVLKGDLHMALILEDGHYLVEFKSIYRAKKPVQLPGYYYVDTKLDIISHNEDYTVVEQFERTNGRYHAFLKPPQ*(配列番号2)
The amino acid sequence of the wild type fluorescent protein deduced from this base sequence is shown below.
MSCSKNVIKEFMRFKVHMEGTVNGHEFEIRGEGEGRPYEGQNTVKLKVIKGGPLPFAWDILSPQFQYGSKVYVKHPPDIPDYKKLSFPEGFKWERVMNFEDGGVVTVTQDSSLIDGCFVYEVKQFIGVNFPSDGPVYY

(2)Discosoma sp.蛍光タンパク質遺伝子の変異体作製
上記(1)にて取得したDiscosoma sp.由来の野生型赤色蛍光タンパク質遺子に変異を導入し、変異体を取得した。
(2) Discosoma sp. Preparation of mutant of fluorescent protein gene Discosoma sp. Obtained in (1) above. Mutations were introduced into wild-type red fluorescent protein residues derived from the mutants to obtain mutants.

上記(1)にて取得した野生型赤色蛍光タンパク質遺伝子の塩基配列に含まれる、一箇所のEcoRIの制限酵素サイトをなくすため、一般的なキットを用いて、アミノ酸配列を変化させずにDNA配列を改変する処理を行った。そして、一般的なキットを用いて、pRSETB(Invitrogen)のベクターへの挿入を行った。pRSETBにおける、BamHI(5’末端側)およびEcoRI(3’末端側)の間に、開始コドンから終止コドンまでのDiscosoma sp.由来の蛍光タンパク質遺伝子を挿入した。   In order to eliminate one EcoRI restriction enzyme site contained in the base sequence of the wild-type red fluorescent protein gene obtained in (1) above, a DNA sequence can be used without changing the amino acid sequence using a general kit. The process which modifies was performed. Then, pRSETB (Invitrogen) was inserted into the vector using a general kit. In pRSETB, between BamHI (5′-end side) and EcoRI (3′-end side), the Discosoma sp. The derived fluorescent protein gene was inserted.

Discosoma sp.由来の赤色蛍光タンパク質の変異体作製は、 GeneMorph II Random Mutagenesis Kit(Agilent Technologies)を用いて、以下の通り行った。   Discosoma sp. A mutant of the derived red fluorescent protein was produced using GeneMorph II Random Mutagenesis Kit (Agilent Technologies) as follows.

Discosoma sp.由来の野生型蛍光タンパク質がクローニングされているpRSET−B(Invitrogen)のプラスミドを鋳型とし、
Primer1(CTGTACGACGATGACGATAAGGATCCAATG)(配列番号18)、および
Primer2(GTTAGCAGCCGGATCAAGCTTCGAATTCTTAC)(配列番号19)
をプライマーとして、キットに添付されているマニュアルに準じて、PCR反応を行った。PCR反応後、1%アガロースゲルを用いて電気泳動を行い、目的PCR産物をWizard SV Gel and PCR Clean−Up(Promega社)を用いて精製した。精製後、マニュアルに準じてPCR反応を行い、DpnIを加えて、37度で処理した後に、エタノール沈殿を行った。沈殿後、少量の蒸留水にDNAを溶かして、MicroPulser(BioRad社)を用いて、エレクトロポレーション法で、JM109(DE3)にトランスフォームを行った。トランスフォーム後の大腸菌を25cm四方のLB(50μg/mLのアンピシリン入り)プレートに撒いて、37℃で、コロニーを形成させて、スクリーニングを行った。コロニー形成後、VISIRAYS(ATTO)のGREENの光を照射して観察し、明るい蛍光を持ったコロニーを選んで、培養を行い、その大腸菌が保持していたプラスミドのDNA配列を決定した。これによって、変異体1および3を取得した。変異体2は、変異体1のプラスミドを鋳型として、上記と同様のプライマーを用いて同様の操作を行って取得した。
Discosoma sp. PRSET-B (Invitrogen) plasmid in which a wild-type fluorescent protein derived from is cloned as a template,
Primer1 (CGTTACGACGGATGACGATAAGGATCCAATG) (SEQ ID NO: 18), and Primer2 (GTTAGCAGCCGGATCAGCTTCGAATTCTTAC) (SEQ ID NO: 19)
PCR reaction was carried out using as a primer according to the manual attached to the kit. After the PCR reaction, electrophoresis was performed using 1% agarose gel, and the target PCR product was purified using Wizard SV Gel and PCR Clean-Up (Promega). After purification, PCR reaction was performed according to the manual, DpnI was added and treated at 37 degrees, followed by ethanol precipitation. After precipitation, DNA was dissolved in a small amount of distilled water and transformed into JM109 (DE3) by electroporation using MicroPulser (BioRad). The transformed Escherichia coli was spread on a 25 cm square LB (containing 50 μg / mL ampicillin) plate to form colonies at 37 ° C. and screened. After formation of the colony, observation was performed by irradiating with VISRAYS (ATTO) GREEN light, and a colony having bright fluorescence was selected and cultured, and the DNA sequence of the plasmid retained by the E. coli was determined. Thereby, variants 1 and 3 were obtained. Mutant 2 was obtained by performing the same operation using the plasmid of mutant 1 as a template and the same primers as described above.

野生型および3種の変異体のプラスミドをそれぞれ保持する大腸菌を28度で3晩培養後、溶菌して、His Link(Promega社)を用いたカラムクロマトグラフィーを行って精製した。   Escherichia coli carrying the wild-type and the three mutant plasmids was cultured at 28 ° C. for 3 nights, then lysed and purified by column chromatography using His Link (Promega).

(3)Discosoma sp.蛍光タンパク質の野生型および変異体のスペクトル測定
精製した野生型赤色蛍光タンパク質および3種の変異体について、各スペクトルを測定した。
(3) Discosoma sp. Spectra measurement of wild type and mutant of fluorescent protein Each spectrum of purified wild type red fluorescent protein and three mutants was measured.

上記(2)の通り精製した野生型および3種の変異体について、分光光度計U−3010 spectrophotometer(HITACHI社)を用いて吸収スペクトルを測定し(図1)、蛍光光度計F−2500 Fluorescence Spectrohotometer(HITACHI社)を用いて蛍光スペクトル(図2)および励起スペクトル(図3)を測定した。蛍光スペクトルは568nmで励起したものであり、励起スペクトルは蛍光波長を610nmに設定して測定したものである。   For the wild type and the three mutants purified as described in (2) above, the absorption spectrum was measured using a spectrophotometer U-3010 spectrophotometer (HITACHI) (FIG. 1), and the fluorometer F-2500 Fluorescence Spectrometer The fluorescence spectrum (FIG. 2) and the excitation spectrum (FIG. 3) were measured using (HITACHI). The fluorescence spectrum was excited at 568 nm, and the excitation spectrum was measured with the fluorescence wavelength set at 610 nm.

図1から3に示される通り、3種の変異体は、野生型と比較して高い蛍光強度および吸光度を示した。変異体1、2および3のピーク値における蛍光強度は、それぞれ、野生型のピーク値の蛍光強度の1.4倍、1.5倍および1.7倍であった。   As shown in FIGS. 1 to 3, the three mutants showed higher fluorescence intensity and absorbance than the wild type. The fluorescence intensity at the peak values of the mutants 1, 2, and 3 was 1.4 times, 1.5 times, and 1.7 times the fluorescence intensity of the wild type peak value, respectively.

(4)大腸菌における37℃培養条件下での蛍光観察
野生型および3種の変異体を37℃で培養したときの蛍光の様子を観察した。
(4) Fluorescence observation in 37 degreeC culture conditions in colon_bacillus | E._coli The state of fluorescence when wild type and three types of mutants were cultured at 37 degreeC was observed.

野生型および変異体をそれぞれ発現させた大腸菌を37℃で培養し、経過観察を行った。VISIRAYS(ATTO)のGREENの光で励起し、赤色蛍光フィルター(Olympus)を用いてDP70(Olympus)で蛍光画像を取得した。その結果を図4に示す。   Escherichia coli expressing the wild type and the mutant was cultured at 37 ° C., and the follow-up was performed. Excited with VISIARAYS (ATTO) GREEN light, a fluorescent image was acquired with DP70 (Olympus) using a red fluorescent filter (Olympus). The result is shown in FIG.

図4は、培養を始めてから約16時間後の蛍光画像(a)および透過光画像(c)、並びに約23時間後の蛍光画像(b)および透過光画像(d)を示している。図4(a)から、約16時間の段階では、野生型では蛍光を検出できない一方で、変異体1から3では検出可能な蛍光を示していることがわかる。図4(b)から、約23時間の段階になると、野生型も検出可能な蛍光を示す一方で、変異体1から3は十分な強度の蛍光を示していることがわかる。   FIG. 4 shows a fluorescent image (a) and a transmitted light image (c) about 16 hours after the start of culture, and a fluorescent image (b) and a transmitted light image (d) after about 23 hours. From FIG. 4 (a), it can be seen that, at the stage of about 16 hours, fluorescence cannot be detected with the wild type, but detectable fluorescence with the mutants 1 to 3. From FIG. 4 (b), it can be seen that at the stage of about 23 hours, the wild type also shows detectable fluorescence, while the mutants 1 to 3 show sufficiently intense fluorescence.

Claims (8)

配列番号1に記載のアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質。   A red fluorescent protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1. 配列番号1に記載のアミノ酸配列との間で80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、37℃で少なくとも16時間培養した時点において蛍光を生じる赤色蛍光タンパク質。   A red fluorescent protein having an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and producing fluorescence when cultured at 37 ° C for at least 16 hours. 配列番号2、3または4に記載のアミノ酸配列を有する赤色蛍光タンパク質。   A red fluorescent protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, 3 or 4. 配列番号2、3または4に記載のアミノ酸配列との間で80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、37℃で少なくとも16時間培養した時点において蛍光を生じる赤色蛍光タンパク質。   A red fluorescent protein having an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, 3 or 4, and producing fluorescence when cultured at 37 ° C. for at least 16 hours. 沖縄県石垣島産ディスクコーラル(Discosoma sp.)に由来し、37℃で少なくとも16時間培養した時点において蛍光を生じる赤色蛍光タンパク質。   A red fluorescent protein derived from disc coral (Discosoma sp.) From Ishigaki Island, Okinawa Prefecture, which produces fluorescence when cultured at 37 ° C. for at least 16 hours. 請求項1から5の何れか1項に記載の赤色蛍光タンパク質をコードする遺伝子を含む核酸。   A nucleic acid comprising a gene encoding the red fluorescent protein according to any one of claims 1 to 5. 配列番号5に記載の赤色蛍光タンパク質をコードする遺伝子を含む核酸。   A nucleic acid comprising a gene encoding the red fluorescent protein represented by SEQ ID NO: 5. 配列番号6、7または8に記載の赤色蛍光タンパク質をコードする遺伝子を含む核酸。   A nucleic acid comprising a gene encoding the red fluorescent protein represented by SEQ ID NO: 6, 7 or 8.
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