JP2014193156A - Method for preparing acetic acid bacterium having defective target gene and use thereof - Google Patents

Method for preparing acetic acid bacterium having defective target gene and use thereof Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for preparing an acetic acid bacterium having a defective target gene without introducing foreign genes.SOLUTION: In a method for preparing an acetic acid bacterium having a defective target gene by self-cloning, an endogenous pyrimidine synthesis enzyme (orotic acid phosphoribosyltransferase (pyrE) gene or orotidine 5'-phosphate decarboxylase (pyrF)) gene is used as a selection marker, the target gene is destroyed by double crossover with a target-destroying DNA, and cells having defective target gene are selected by uracil-prototrophism.

Description

本発明は、目的遺伝子を欠損した酢酸菌の製造方法及びその利用に関する。   The present invention relates to a method for producing acetic acid bacteria deficient in a target gene and use thereof.

酢酸菌Gluconacetobacter europaeus(Ga. europaeus)は高いエタノール酸化能力および酢酸耐性を有し、食酢の工業生産において世界中で広く利用されている。しかし、当該酢酸菌の代謝工学技術は現時点で報告されてはおらず、近年タイプ株のドラフトゲノム配列が決定されたばかりでもあり、今後の研究の発展が期待される微生物である。遺伝子破壊により改良することで、さらに有用な酢酸菌を産出することができる可能性がある。   The acetic acid bacterium Gluconacetobacter europaeus (Ga. Europaeus) has high ethanol oxidation ability and acetic acid resistance, and is widely used all over the world in industrial production of vinegar. However, the metabolic engineering technology of the acetic acid bacterium has not been reported at present, and the draft genome sequence of the type strain has just been determined in recent years. By improving by gene disruption, there is a possibility that more useful acetic acid bacteria can be produced.

遺伝子破壊に関しては、Ga. xylinusやAcetobacter aceti等の類縁酢酸菌における実績が報告されている(非特許文献1〜4)。しかしながら、これらの事例では外来薬剤耐性遺伝子が選抜マーカーとして用いられているため、得られた形質転換体は「遺伝子組換え体」と定義され、実際の食酢生産に用いるにはさらに克服すべき課題がある。これを回避する手法として、形質転換体の遺伝子構成が親株と同一であるセルフクローニング法が用いられる。しかしながら、酢酸菌(Ga. europaeus)に関しては、そのまま実際の食酢生産に用いることができるような形質転換体を直接得る方法は報告されていない。   Regarding gene disruption, achievements in related acetic acid bacteria such as Ga. Xylinus and Acetobacter aceti have been reported (Non-Patent Documents 1 to 4). However, in these cases, a foreign drug resistance gene is used as a selection marker, so the obtained transformant is defined as a “gene recombinant” and is a problem to be further overcome for use in actual vinegar production. There is. As a technique for avoiding this, a self-cloning method in which the gene structure of the transformant is the same as that of the parent strain is used. However, with respect to acetic acid bacteria (Ga. Europaeus), a method for directly obtaining a transformant that can be used as it is for actual vinegar production has not been reported.

Shigematsu T、外6名、「Cellulose production from glucose using a glucose dehydrogenase gene (gdh)-deficient mutant of Gluconacetobacter xylinus and its use for bioconversion of sweet potato pulp.」、2005年、J Biosci Bioeng.、99(4)、pp. 415-22Shigematsu T, 6 others, `` Cellulose production from glucose using a glucose dehydrogenase gene (gdh) -deficient mutant of Gluconacetobacter xylinus and its use for bioconversion of sweet potato pulp. '', 2005, J Biosci Bioeng., 99 (4) , Pp. 415-22 Yadav V、外5名、「N-acetylglucosamine 6-phosphate deacetylase (nagA) is required for N-acetyl glucosamine assimilation in Gluconacetobacter xylinus.」、PLoS One、2011年、6(6)、e18099Yadav V, 5 others, `` N-acetylglucosamine 6-phosphate deacetylase (nagA) is required for N-acetyl glucosamine assimilation in Gluconacetobacter xylinus. '', PLoS One, 2011, 6 (6), e18099 Iida A、外2名、「Control of acetic acid fermentation by quorum sensing via N-acylhomoserine lactones in Gluconacetobacter intermedius.」、J Bacteriol.、2008年、190(7)、pp. 2546-55Iida A, 2 others, `` Control of acetic acid fermentation by quorum sensing via N-acylhomoserine lactones in Gluconacetobacter intermedius. '', J Bacteriol., 2008, 190 (7), pp. 2546-55 Sakurai K、外4名、「Role of the glyoxylate pathway in acetic acid production by Acetobacter aceti.」、J Biosci Bioeng、2013年、115(1)、pp. 32-6Sakurai K, 4 others, "Role of the glyoxylate pathway in acetic acid production by Acetobacter aceti.", J Biosci Bioeng, 2013, 115 (1), pp. 32-6

本発明は、目的遺伝子を欠損した酢酸菌であって、外来遺伝子が導入されていない酢酸菌を製造する方法を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a method for producing an acetic acid bacterium lacking a target gene and having no foreign gene introduced therein.

本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を重ね、本発明を完成させた。具体的には、本発明者らは、内在性のピリミジン生合成系遺伝子を選抜マーカーとして用いることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。   The inventors of the present invention have intensively studied to solve the above problems and have completed the present invention. Specifically, the present inventors have found that the above problem can be solved by using an endogenous pyrimidine biosynthesis gene as a selection marker, and have completed the present invention.

本発明はかかる知見に基づきさらに検討を重ねた結果完成されたものであり、下記に掲げるものである。
項1.
セルフクローニングによる、目的遺伝子を欠損した酢酸菌の製造方法であって、内在性のピリミジン生合成系遺伝子を選択マーカーとして用いることを特徴とする方法。
項2.
前記ピリミジン生合成系遺伝子が、オロト酸ホスホリボシルトランスフェラーゼ(pyrE)遺伝子、又はオロチジン5’−リン酸デカルボキシラーゼ(pyrF)遺伝子である、項1に記載の方法。
項3.
以下の工程を含有する、項1又は2に記載の方法:
(1)当該酢酸菌のゲノムにおける、目的遺伝子の上流領域から下流領域までに相当するDNAにおいて、当該目的遺伝子の少なくとも一部が前記ピリミジン生合成系遺伝子を含有するDNAで置換されたDNAを含有する、目的遺伝子破壊作用を備えるDNAを、該ピリミジン生合成系遺伝子を欠損した酢酸菌株に導入する工程;及び
(2)前記工程(1)により得られた酢酸菌から、ウラシル原栄養性を指標として、目的遺伝子を破壊する作用を備える前記DNAとダブルクロスオーバーを起こした目的遺伝子欠損株を選抜する工程。
項4.
目的遺伝子を破壊する作用を備える前記DNAが、環状DNAである、項3に記載の方法。
項5.
目的遺伝子を破壊する作用を備える前記DNAが、直鎖DNAである、項3に記載の方法。
項6.
以下の工程を含有する、項1又は2に記載の方法:
(1)当該酢酸菌のゲノムにおける、目的遺伝子の上流領域から下流領域までに相当するDNAにおいて、当該目的遺伝子の少なくとも一部が欠損したDNA;並びに前記ピリミジン生合成系遺伝子をそれぞれ含有する環状DNAを、該ピリミジン生合成系遺伝子を欠損する株に導入する工程;
(2)前記工程(1)により得られた酢酸菌から、ウラシル原栄養性を指標として、前記環状DNAがpop−in置換によりゲノムに取り込まれた株を選抜する工程;及び
(3)前記工程(2)により選抜された酢酸菌株から、5−フルオロオロチン酸(5−FOA)耐性、及びウラシル要求性を指標として、pop−out置換により少なくとも一部の目的遺伝子及び該ピリミジン生合成系遺伝子を含有するDNAがゲノムから脱落した目的遺伝子欠損株を選抜する工程。
項7.
ピリミジン生合成系遺伝子を欠損した前記株が、次の工程を含有する方法により得られるものである、項3〜6のいずれかに記載の方法:
(i)当該酢酸菌のゲノムにおける、前記ピリミジン生合成系遺伝子の上流領域から下流領域までに相当するDNAにおいて、該ピリミジン生合成系遺伝子の少なくとも一部が欠損したDNAを含有する、該ピリミジン生合成系遺伝子破壊作用を備えるDNAを、酢酸菌に導入する工程;及び
(ii)前記工程(i)により得られた酢酸菌から、5−FOA耐性、及びウラシル要求性を指標として、該ピリミジン生合成系遺伝子破壊作用を備える前記DNAとダブルクロスオーバーを起こした該ピリミジン生合成系遺伝子欠損株を選抜する工程。
項8.
ピリミジン生合成系遺伝子遺伝子を破壊する作用を備える前記DNAが、環状DNAである、項7に記載の方法。
項9.
ピリミジン生合成系遺伝子を破壊する作用を備える前記DNAが、直鎖DNAである、項7に記載の方法。
項10.
項1〜9のいずれかの製造方法により得られうる、目的遺伝子を欠損した酢酸菌。
The present invention has been completed as a result of further studies based on such knowledge, and is described below.
Item 1.
A method for producing acetic acid bacteria lacking a target gene by self-cloning, wherein an endogenous pyrimidine biosynthesis gene is used as a selection marker.
Item 2.
Item 2. The method according to Item 1, wherein the pyrimidine biosynthesis gene is an orotate phosphoribosyltransferase (pyrE) gene or an orotidine 5′-phosphate decarboxylase (pyrF) gene.
Item 3.
Item 3. The method according to Item 1 or 2, comprising the following steps:
(1) In the DNA corresponding to the region from the upstream region to the downstream region of the target gene in the genome of the acetic acid bacterium, DNA containing at least a part of the target gene replaced with DNA containing the pyrimidine biosynthesis gene A step of introducing a DNA having a target gene-disrupting action into an acetic acid strain deficient in the pyrimidine biosynthesis gene; and (2) an index of uracil prototrophy from the acetic acid bacterium obtained in the step (1). A step of selecting a target gene-deficient strain that has caused a double crossover with the DNA having an action of destroying the target gene.
Item 4.
Item 4. The method according to Item 3, wherein the DNA having an action of destroying a target gene is circular DNA.
Item 5.
Item 4. The method according to Item 3, wherein the DNA having an action of destroying a target gene is linear DNA.
Item 6.
Item 3. The method according to Item 1 or 2, comprising the following steps:
(1) DNA corresponding to from the upstream region to the downstream region of the target gene in the genome of the acetic acid bacterium, a DNA in which at least a part of the target gene is deleted; and circular DNAs each containing the pyrimidine biosynthesis gene In a strain lacking the pyrimidine biosynthetic gene;
(2) a step of selecting a strain in which the circular DNA has been incorporated into the genome by pop-in substitution from acetic acid bacteria obtained in the step (1) using uracil prototrophy as an index; and (3) the step From the acetic acid strain selected by (2), using 5-fluoroorotic acid (5-FOA) resistance and uracil requirement as an index, at least a part of the target gene and the pyrimidine biosynthesis gene by pop-out substitution A step of selecting a target gene-deficient strain in which the contained DNA has been removed from the genome.
Item 7.
Item 7. The method according to any one of Items 3 to 6, wherein the strain lacking the pyrimidine biosynthesis gene is obtained by a method comprising the following steps:
(I) The pyrimidine biosynthesis comprising DNA corresponding to from the upstream region to the downstream region of the pyrimidine biosynthesis gene in the genome of the acetic acid bacterium, wherein at least a part of the pyrimidine biosynthesis gene is deleted. A step of introducing a DNA having a synthetic gene disrupting action into an acetic acid bacterium; and (ii) from the acetic acid bacterium obtained by the step (i), using 5-FOA resistance and uracil requirement as indices, A step of selecting the pyrimidine biosynthetic gene-deficient strain that has caused a double crossover with the DNA having a synthetic gene disrupting action.
Item 8.
Item 8. The method according to Item 7, wherein the DNA having an action of destroying a pyrimidine biosynthesis gene is a circular DNA.
Item 9.
Item 8. The method according to Item 7, wherein the DNA having an action of destroying a pyrimidine biosynthesis gene is linear DNA.
Item 10.
Item 10. An acetic acid bacterium lacking a target gene, which can be obtained by the production method according to any one of Items 1 to 9.

本発明の方法を利用することにより、目的遺伝子を欠損した酢酸菌であって、外来遺伝子が導入されていない酢酸菌を製造することができる。   By using the method of the present invention, an acetic acid bacterium lacking a target gene and having no foreign gene introduced therein can be produced.

pop−in/pop−outを利用した本発明の方法の一例を示す図面である。It is drawing which shows an example of the method of this invention using pop-in / pop-out. ゲノム中のpyrE遺伝子を欠失させる方法の一例を示す図面である。It is drawing which shows an example of the method of deleting the pyrE gene in a genome. 目的遺伝子(aldC)を欠失させる方法の一例を示す図面である。It is drawing which shows an example of the method of deleting the target gene (aldC). 実施例の結果を示す図面である。It is drawing which shows the result of an Example. 実施例の結果を示す図面である。It is drawing which shows the result of an Example. 試験例の結果を示す図面である。It is drawing which shows the result of a test example. 試験例の結果を示す図面である。It is drawing which shows the result of a test example. 試験例の結果を示す図面である。It is drawing which shows the result of a test example. 目的遺伝子(aldC)を欠失させる方法の一例を示す図面である。It is drawing which shows an example of the method of deleting the target gene (aldC). 実施例の結果を示す図面である。It is drawing which shows the result of an Example.

1.目的遺伝子を欠損した酢酸菌の製造方法
本発明の、目的遺伝子を欠損した酢酸菌の製造方法は、セルフクローニングによる方法であって、内在性のピリミジン生合成系遺伝子を選択マーカーとして用いることを特徴とする。
1. Method for producing acetic acid bacteria deficient in the target gene The method for producing acetic acid bacteria deficient in the target gene of the present invention is a self-cloning method, characterized in that an endogenous pyrimidine biosynthesis gene is used as a selection marker. And

酢酸菌は、特に限定されないが、例えば、アセトバクター属又はグルコンアセトバクター属等を用いることができる。中でも、Gluconacetobacter europaeus及びAcetobacter pasteurianusが好ましい。   Although acetic acid bacteria are not specifically limited, For example, Acetobacter genus or Glucon acetobacter genus etc. can be used. Of these, Gluconacetobacter europaeus and Acetobacter pasteurianus are preferable.

セルフクローニングとは、同一種に属する生物間で核酸を交換することをいう。   Self-cloning means exchanging nucleic acids between organisms belonging to the same species.

目的遺伝子は、特に限定されない。欠損株の取得効率の面においても、目的遺伝子の長さは特に制限されることはない。   The target gene is not particularly limited. The length of the target gene is not particularly limited in terms of the efficiency of obtaining a defective strain.

本発明においては、内在性のピリミジン生合成系遺伝子を選択マーカーとして用いることを特徴とする。内在性の遺伝子を選択マーカーとするため、目的遺伝子を欠損した酢酸菌であって、外来遺伝子が導入されていない酢酸菌を製造することができる。   In the present invention, an endogenous pyrimidine biosynthesis gene is used as a selection marker. Since an endogenous gene is used as a selectable marker, an acetic acid bacterium lacking a target gene and having no foreign gene introduced therein can be produced.

ピリミジン生合成系遺伝子とは、ピリミジン塩基(チミン、シトシン及びウラシル)の生合成経路に関わる遺伝子群を指す。この経路はすべてのピリミジン塩基の前駆体であるUMP(ウリジン一リン酸)を合成する6つの酵素反応からなる。6つの酵素(及びそれをコードする遺伝子)とは、すなわち、UMP合成経路の上流から順にカルバモイルリン酸合成酵素(carAB遺伝子)、アスパラギン酸トランスカルバモイラーゼ(pyrB遺伝子)、ジヒドロオロターゼ(pyrC遺伝子)、ジヒドロオロト酸デヒドロゲナーゼ(pyrD遺伝子)、オロト酸ホスホリボシルトランスフェラーゼ(pyrE)遺伝子、及びオロチジン5’−リン酸デカルボキシラーゼ(pyrF)である。これらの酵素をコードする遺伝子を保持する株はウラシル原栄養性を示すが、これらの酵素をコードする遺伝子を破壊された株はUMPを生合成できなくなり、ウラシル要求性株となる。   A pyrimidine biosynthesis gene refers to a group of genes involved in the biosynthesis pathway of pyrimidine bases (thymine, cytosine and uracil). This pathway consists of six enzymatic reactions that synthesize UMP (uridine monophosphate), the precursor of all pyrimidine bases. The six enzymes (and the genes encoding them) are: carbamoyl phosphate synthase (carAB gene), aspartate transcarbamoylase (pyrB gene), dihydroorotase (pyrC gene) in order from the upstream of the UMP synthesis pathway ), Dihydroorotate dehydrogenase (pyrD gene), orotate phosphoribosyltransferase (pyrE) gene, and orotidine 5′-phosphate decarboxylase (pyrF). Strains carrying the genes encoding these enzymes exhibit uracil prototrophy, but strains in which the genes encoding these enzymes are disrupted cannot biosynthesize UMP and become uracil-requiring strains.

これらのうち、pyrE又はpyrFを破壊された株については、5−フルオロオロチン酸(5−FOA)によるポジティブセレクションが可能である。5−FOAは、遺伝子破壊を受けていない株においてはまずオロチン酸(orotate)の代わりにピリミジン経路に取り込まれ、最終的にRNAに取り込まれるために正常なRNAの合成が阻害され、菌体は死滅する。これに対して、pyrE破壊株及びpyrF破壊株においては5−FOAは代謝されず、菌体は生存できる。このことを利用すると、5−FOA及び十分量のウラシルを含む培地を用いることにより、pyrE破壊株又はpyrF破壊株を選別することができる。このため、本発明において選択マーカーとして用いる内在性のピリミジン生合成系遺伝子としては、pyrE又はpyrFが好ましい。pyrE又はpyrFを用いれば、ウラシル原栄養性を指標として、pyrE又はpyrFがゲノムに存在する株を選択することができる。また、pyrE又はpyrFを用いれば、5−FOA耐性を指標として、pyrE又はpyrFがゲノムから欠損した株を選択することができる。   Among these, positive selection with 5-fluoroorotic acid (5-FOA) is possible for strains in which pyrE or pyrF is disrupted. In strains that have not undergone gene disruption, 5-FOA is first taken into the pyrimidine pathway instead of orotate, and finally taken up into RNA, so that normal RNA synthesis is inhibited. To die. On the other hand, 5-FOA is not metabolized in the pyrE disrupted strain and the pyrF disrupted strain, and the cells can survive. By utilizing this, a pyrE disrupted strain or a pyrF disrupted strain can be selected by using a medium containing 5-FOA and a sufficient amount of uracil. For this reason, as an endogenous pyrimidine biosynthesis gene used as a selection marker in the present invention, pyrE or pyrF is preferable. If pyrE or pyrF is used, a strain in which pyrE or pyrF is present in the genome can be selected using uracil prototrophy as an index. Moreover, if pyrE or pyrF is used, a strain in which pyrE or pyrF is deleted from the genome can be selected using 5-FOA resistance as an index.

本発明の、目的遺伝子を欠損した酢酸菌の製造方法は、ダブルクロスオーバーを利用した方法であってもよいし、pop−in/pop−outを利用した方法であってもよい。   The method for producing acetic acid bacteria lacking the target gene of the present invention may be a method utilizing double crossover or a method utilizing pop-in / pop-out.

ダブルクロスオーバーを利用した方法としては、特に限定されないが、例えば以下のような工程(1)及び(2)を含む方法等が挙げられる。
(1)当該酢酸菌のゲノムにおける、目的遺伝子の上流領域から下流領域までに相当するDNAにおいて、当該目的遺伝子の少なくとも一部が前記ピリミジン生合成系遺伝子を含有するDNAで置換されたDNAを含有する、目的遺伝子破壊作用を備えるDNAを、該ピリミジン生合成系遺伝子を欠損した酢酸菌株に導入する工程;及び
(2)前記工程(1)により得られた酢酸菌から、ウラシル原栄養性を指標として、目的遺伝子を破壊する作用を備える前記DNAとダブルクロスオーバーを起こした目的遺伝子欠損株を選抜する工程。
Although it does not specifically limit as a method using a double crossover, For example, the method etc. which include the following processes (1) and (2) are mentioned.
(1) In the DNA corresponding to the region from the upstream region to the downstream region of the target gene in the genome of the acetic acid bacterium, DNA containing at least a part of the target gene replaced with DNA containing the pyrimidine biosynthesis gene A step of introducing a DNA having a target gene-disrupting action into an acetic acid strain deficient in the pyrimidine biosynthesis gene; and (2) an index of uracil prototrophy from the acetic acid bacterium obtained in the step (1). A step of selecting a target gene-deficient strain that has caused a double crossover with the DNA having an action of destroying the target gene.

前記工程(1)において、目的遺伝子破壊作用を備えるDNAを、ピリミジン生合成系遺伝子を欠損した酢酸菌株に導入することにより、ピリミジン生合成系遺伝子を含有するDNAがゲノムに導入される一方で、目的遺伝子をゲノムから欠落させることができる。
これは、当該酢酸菌のゲノム中の、目的遺伝子を含む領域が、前記ピリミジン生合成系遺伝子を含有するDNAで置き換わるためである。より詳細には、この置換は、目的遺伝子破壊作用を備える前記DNAがゲノムとダブルクロスオーバーを起こすことによって起こる。このダブルクロスオーバーを起こすためには、目的遺伝子破壊作用を備える前記DNAが、目的遺伝子の上流領域(以下、「5’−UR」ということがある。)及び下流領域(以下、「3’−DR」ということがある。)を、ピリミジン生合成系遺伝子を挟むようにしてそれぞれ含んでいる必要がある。これらの5’−UR及び3’−DRと同一の配列は、それぞれ目的遺伝子を挟むようにしてゲノム中にも存在している。これらの互いに同一の配列同士でダブルクロスオーバーを起こすことにより、結果的にゲノム中の目的遺伝子がピリミジン生合成系遺伝子で置換される。このダブルクロスオーバーを起こすために、5’−UR及び3’−DRに求められる長さは適宜設定できるが、通常、200塩基以上であれば十分である。5’−UR及び3’−DRの長さは、目的遺伝子の破壊効率の面で、好ましくは300塩基〜2,000塩基であり、より好ましくは500塩基〜1,000塩基である。
In the step (1), by introducing a DNA having a target gene disrupting action into an acetic acid strain lacking a pyrimidine biosynthesis gene, DNA containing the pyrimidine biosynthesis gene is introduced into the genome, The target gene can be deleted from the genome.
This is because the region containing the target gene in the genome of the acetic acid bacterium is replaced with DNA containing the pyrimidine biosynthesis gene. More specifically, this replacement occurs when the DNA having the target gene destruction action causes a double crossover with the genome. In order to cause this double crossover, the DNA having a target gene disrupting action is used in the upstream region (hereinafter sometimes referred to as “5′-UR”) and downstream region (hereinafter referred to as “3′-”). DR ”))) must be included so as to sandwich the pyrimidine biosynthesis gene. These same sequences as 5′-UR and 3′-DR are also present in the genome so as to sandwich the target gene. By causing a double crossover between these mutually identical sequences, the target gene in the genome is eventually replaced with a pyrimidine biosynthesis gene. In order to cause this double crossover, the lengths required for 5′-UR and 3′-DR can be appropriately set, but usually 200 bases or more is sufficient. The length of 5′-UR and 3′-DR is preferably 300 bases to 2,000 bases, more preferably 500 bases to 1,000 bases, in view of the target gene destruction efficiency.

目的遺伝子を破壊する作用を備える前記DNAは、前述のダブルクロスオーバーを起こすものであればよく、特に限定されない。このDNAは、環状DNAであってもよいし、直鎖DNAであってもよい。このDNAの長さとしては、本発明の効果が得られればよく、特に限定されないが、環状DNAである場合には通常、2kbp〜10kbpであり、好ましくは4kbp〜8kbpである。また、同様に直鎖DNAである場合には通常、1kbp〜8kbpであり、好ましくは2kbp〜4kbpである。   The DNA having the action of destroying the target gene is not particularly limited as long as it causes the above-described double crossover. This DNA may be circular DNA or linear DNA. The length of this DNA is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, but in the case of circular DNA, it is usually 2 kbp to 10 kbp, and preferably 4 kbp to 8 kbp. Similarly, in the case of linear DNA, it is usually 1 kbp to 8 kbp, preferably 2 kbp to 4 kbp.

直鎖DNAである場合、より詳細には、一例として、被破壊遺伝子(目的遺伝子)の上流0.5k〜1.0kの領域、pyrE遺伝子(1.5k)及び被破壊遺伝子の下流0.5〜1.0kの領域(すなわち、全長2.5k〜3.5k)のもの等を用いることができるが、特にこれに限定されず、発明の効果が得られる範囲内で幅広く選択できる。   In the case of linear DNA, more specifically, as an example, a region of 0.5k to 1.0k upstream of the gene to be destroyed (target gene), a pyrE gene (1.5k), and 0.5 downstream of the gene to be destroyed. A region having a region of ˜1.0 k (that is, a total length of 2.5 k to 3.5 k) or the like can be used.

DNAの酢酸菌への導入方法は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。特に限定されないが、例えばエレクトロポレーション法、大腸菌との接合伝達法(特開2012-125164号公報)及び塩化カルシウム法(Okumura, H. et al.: Agric. Biol. Chem., 49, 1011 (1985))等により導入することができる。この中でも、特にエレクトロポレーション法が作業の簡便性の面で好ましい。   The method for introducing DNA into acetic acid bacteria is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the purpose. Although not particularly limited, for example, electroporation method, conjugation transfer method with E. coli (JP 2012-125164 A) and calcium chloride method (Okumura, H. et al .: Agric. Biol. Chem., 49, 1011 ( 1985)) and the like. Among these, the electroporation method is particularly preferable from the viewpoint of easy work.

上記において、ピリミジン生合成系遺伝子を欠損した酢酸菌株は、特に限定されないが、例えば次のような工程を含む方法によって得ることができる。
(i)酢酸菌のゲノムにおける、当該ピリミジン生合成系遺伝子の上流領域から下流領域までに相当するDNAにおいて、該ピリミジン生合成系遺伝子の少なくとも一部が欠損したDNAを含有する、該ピリミジン生合成系遺伝子破壊作用を備えるDNAを、酢酸菌に導入する工程;及び
(ii)前記工程(i)により得られた酢酸菌から、5−FOA耐性、及びウラシル要求性を指標として、該ピリミジン生合成系遺伝子破壊作用を備える前記DNAとダブルクロスオーバーを起こした該ピリミジン生合成系遺伝子欠損株を選抜する工程。
In the above, the acetic acid strain lacking the pyrimidine biosynthesis gene is not particularly limited, but can be obtained by, for example, a method including the following steps.
(I) The pyrimidine biosynthesis containing DNA in which at least a part of the pyrimidine biosynthesis gene is deleted in DNA corresponding to the region from the upstream to the downstream of the pyrimidine biosynthesis gene in the genome of acetic acid bacteria (Ii) introducing pyrimidine biosynthesis from acetic acid bacteria obtained by the above step (i) using 5-FOA resistance and uracil requirement as indicators, Selecting the pyrimidine biosynthetic gene-deficient strain that has caused a double crossover with the DNA having a gene-disrupting action.

上述の方法において、ダブルクロスオーバーによる遺伝子置換のメカニズムは、前記工程(1)及び(2)のメカニズムと同様である。したがって、ピリミジン生合成系遺伝子破壊作用を備えるDNAが、ピリミジン生合成系遺伝子の上流領域及び下流領域をそれぞれどの程度の長さ有していればよいか等をはじめ、全ての諸条件は、前記工程(1)及び(2)においてした説明と同様に設定できる。   In the above-described method, the mechanism of gene replacement by double crossover is the same as the mechanism of the steps (1) and (2). Accordingly, all conditions including the length of the upstream region and the downstream region of the pyrimidine biosynthetic gene each having the pyrimidine biosynthetic gene disrupting function, It can be set in the same manner as described in the steps (1) and (2).

前記工程(2)において、ウラシル原栄養性を指標とする選抜は、目的遺伝子を破壊する作用を備える前記DNAとダブルクロスオーバーを起こした目的遺伝子欠損株を選抜する目的で行うものであり、かかる目的が達成される限りにおいて、その詳細な条件については適宜設定することができる。   In the step (2), the selection using uracil prototrophy as an index is performed for the purpose of selecting a target gene-deficient strain that has caused a double crossover with the DNA having an action of destroying the target gene. As long as the object is achieved, the detailed conditions can be set as appropriate.

例えば、極めて低頻度で生じる形質転換体(ウラシル原栄養性株)を、ウラシルを含まない最少培地で集積することにより、目的遺伝子破壊株を選抜することができる。この場合の条件としては、特に限定されないが、最少培地の組成として以下が例示できる。   For example, a target gene-disrupted strain can be selected by accumulating transformants (uracil prototrophic strain) generated at a very low frequency in a minimal medium not containing uracil. The conditions in this case are not particularly limited, but examples of the composition of the minimal medium include the following.

グルコース 30g/L、L−グルタミン酸ナトリウム・一水和物 10g/L、リン酸水素二カリウム 0.1g/L、リン酸二水素カリウム 0.5g/L、塩化カリウム 0.1g/L、塩化カルシウム・二水和物 0.1g/L、硫酸マグネシウム・七水和物 0.25g/L、塩化鉄(III) 0.005g/L、硫酸亜鉛・七水和物 0.05g/L、モリブデン(IV)酸二ナトリウム・二水和物 0.0005g/L、ホウ酸 0.0005g/L、硫酸銅・五水和物 0.0025g/L、硫酸マンガン・五水和物 0.01g/L、塩化コバルト(II) 0.0005g/L、(+)−パントテン酸カルシウム 0.002g/L、エタノール及び酢酸 5ml/L   Glucose 30 g / L, L-glutamate sodium monohydrate 10 g / L, dipotassium hydrogen phosphate 0.1 g / L, potassium dihydrogen phosphate 0.5 g / L, potassium chloride 0.1 g / L, calcium chloride・ Dihydrate 0.1 g / L, Magnesium sulfate heptahydrate 0.25 g / L, Iron (III) chloride 0.005 g / L, Zinc sulfate heptahydrate 0.05 g / L, Molybdenum ( IV) disodium acid dihydrate 0.0005 g / L, boric acid 0.0005 g / L, copper sulfate pentahydrate 0.0025 g / L, manganese sulfate pentahydrate 0.01 g / L, Cobalt (II) chloride 0.0005 g / L, (+)-calcium pantothenate 0.002 g / L, ethanol and acetic acid 5 ml / L

本発明の、目的遺伝子を欠損した酢酸菌の製造方法のうち、pop−in/pop−outを利用した方法としては、特に限定されないが、例えば以下のような工程(1)及び(2)を含む方法等が挙げられる。
(1)当該酢酸菌のゲノムにおける、目的遺伝子の上流領域から下流領域までに相当するDNAにおいて、当該目的遺伝子の少なくとも一部が欠損したDNA;並びに前記ピリミジン生合成系遺伝子をそれぞれ含有する環状DNAを、該ピリミジン生合成系遺伝子を欠損する株に導入する工程;
(2)前記工程(1)により得られた酢酸菌から、ウラシル原栄養性を指標として、前記環状DNAがpop−in置換によりゲノムに取り込まれた株を選抜する工程;及び
(3)前記工程(2)により選抜された酢酸菌株から、5−FOA耐性、及びウラシル要求性を指標として、pop−out置換により少なくとも一部の目的遺伝子及び該ピリミジン生合成系遺伝子を含有するDNAがゲノムから脱落した目的遺伝子欠損株を選抜する工程。
Of the methods for producing acetic acid bacteria deficient in the target gene of the present invention, the method using pop-in / pop-out is not particularly limited. For example, the following steps (1) and (2) are performed. The method of including is mentioned.
(1) DNA corresponding to from the upstream region to the downstream region of the target gene in the genome of the acetic acid bacterium, a DNA in which at least a part of the target gene is deleted; and circular DNAs each containing the pyrimidine biosynthesis gene In a strain lacking the pyrimidine biosynthetic gene;
(2) a step of selecting a strain in which the circular DNA has been incorporated into the genome by pop-in substitution from acetic acid bacteria obtained in the step (1) using uracil prototrophy as an index; and (3) the step From the acetic acid strain selected by (2), DNA containing at least a part of the target gene and the pyrimidine biosynthesis gene is dropped from the genome by pop-out substitution using 5-FOA resistance and uracil requirement as an index. Selecting the target gene-deficient strain.

pop−in/pop−outを利用した方法の一例を、図1に示す。   An example of a method using pop-in / pop-out is shown in FIG.

工程(1)で使用する環状DNAは、当該酢酸菌のゲノムにおける、目的遺伝子の上流領域(5’−UR)から下流領域(3’−DR)までに相当するDNAにおいて、当該目的遺伝子の少なくとも一部が欠損したDNAを含有する。当該環状DNAは、さらに、ピリミジン生合成系遺伝子を含有する。   The circular DNA used in the step (1) is a DNA corresponding to the region from the upstream region (5′-UR) to the downstream region (3′-DR) of the target gene in the genome of the acetic acid bacterium. Contains partially defective DNA. The circular DNA further contains a pyrimidine biosynthesis gene.

続く工程(2)において、ウラシル原栄養性を指標として選抜することにより、ゲノムの5’−UR又は3’−DRの部分(図1では5’−URの部分)においてpop−in置換によりこの環状DNAの全長がゲノムに取り込まれた株を選抜することができる。   In the subsequent step (2), by selecting uracil prototrophy as an index, the 5′-UR or 3′-DR portion of the genome (5′-UR portion in FIG. 1) is replaced by pop-in substitution. A strain in which the full length of the circular DNA is incorporated into the genome can be selected.

さらに、工程(3)において、5−FOA耐性、及びウラシル要求性を指標として選抜することにより、pop−out置換により少なくとも一部の目的遺伝子及び該ピリミジン生合成系遺伝子を含有するDNAがゲノムから脱落した目的遺伝子欠損株を選抜することができる。   Furthermore, in step (3), by selecting 5-FOA resistance and uracil requirement as an index, DNA containing at least a part of the target gene and the pyrimidine biosynthesis gene by pop-out substitution is extracted from the genome. The missing target gene-deficient strain can be selected.

5’−UR及び3’−DRについての説明は、ダブルクロスオーバーに用いる配列についての説明と同様である。   The description for 5'-UR and 3'-DR is the same as the description for the sequence used for double crossover.

遺伝子の導入方法、ウラシル原栄養性を指標とする選抜方法、並びに5−FOA耐性及びウラシル要求性を指標とする選抜方法についての説明も、ダブルクロスオーバーを利用する方法についての説明と同様である。   The description of the gene introduction method, the selection method using uracil prototrophy as an index, and the selection method using 5-FOA resistance and uracil requirement as an index are the same as the description of the method using double crossover. .

pop−in/pop−outを利用した方法の利点としては、最終的に得られる遺伝子破壊株を用いて、さらに別の目的遺伝子を標的として工程(1)〜(3)を繰り返すことにより、別々の遺伝子を順次欠損させていくことができるという点が挙げられる。   The advantage of the method using pop-in / pop-out is that the gene-disrupted strain finally obtained is used to target another target gene and repeat the steps (1) to (3), thereby separately. The gene can be deleted sequentially.

以下に実施例及び試験例を掲げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Test Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

1.実施例1:環状の標的遺伝子破壊用供与DNAを用いたaldC欠損株の作出
1.1 遺伝子操作
一般的な遺伝子操作は、既報(Green MR, Sambrook JF. 2012. Molecular cloning: a laboratory manual, 4th ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY.)に準拠した。DNA断片のクローニングには大腸菌DH5α株を用い、50 μg/ml アンピシリンを添加したLB培地で培養することで形質転換体を選抜した。プラスミドDNAの抽出には、Plasmid Midi Kit (キアゲン社)を用いた。以下に記す遺伝子破壊ベクター構築の際に用いたプライマーは、Ga. europaeus LMG18890T株(Andres-Barrao, C. et al.: J. Bacteriol., 193, 2670 (2011))のドラフトゲノムデータを基に設計した。DNAポリメラーゼは、KOD plus (東洋紡)、またはPfu-X (グライナー社)を用いた。制限酵素およびその他核酸修飾酵素は、タカラバイオ社およびニッポンジーン社より購入した。サザンブロット解析には、DIG High Prime DNA Labeling and Detection Starter Kit I (ロシュ社)を用いた。DNAシーケンシングは、BigDye Terminator Cycle Sequencing kit, ver. 3.1および3130ジェネティックアナライザー(共にアプライド・バイオシステムズ社)を用いた。
1. Example 1: Generation of an aldC-deficient strain using a circular target gene disruption donor DNA 1.1 Genetic manipulation General genetic manipulation has been reported (Green MR, Sambrook JF. 2012. Molecular cloning: a laboratory manual, 4th ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY). For cloning of DNA fragments, Escherichia coli DH5α strain was used, and transformants were selected by culturing in LB medium supplemented with 50 μg / ml ampicillin. Plasmid Midi Kit (Qiagen) was used for extraction of plasmid DNA. The primers used in the construction of the gene disruption vector described below are based on the draft genome data of Ga. Europaeus LMG18890 T strain (Andres-Barrao, C. et al .: J. Bacteriol., 193, 2670 (2011)). Designed. As the DNA polymerase, KOD plus (Toyobo) or Pfu-X (Greiner) was used. Restriction enzymes and other nucleic acid modifying enzymes were purchased from Takara Bio Inc. and Nippon Gene. For Southern blot analysis, DIG High Prime DNA Labeling and Detection Starter Kit I (Roche) was used. For DNA sequencing, BigDye Terminator Cycle Sequencing kit, ver. 3.1 and 3130 Genetic Analyzer (both Applied Biosystems) were used.

1.2 エレクトロコンピテントセルの作成
食酢発酵液より単離したGa. europaeus 凍結菌体100μlを、1.6 % (wt/v) エタノールおよび1.0 % (v/v) セルラーゼ(Sigma-Ardrich社)を含む5 ml YPD(グルコース 30 g/l, 酵母エキス, 5 g/l, ポリペプトン 2 g/l)またはYPDU(YPDに60μg/ml ウラシルを添加したもの)に接種し、30℃、往復振とう150 rpmで16時間培養した(前培養)。前培養液を、OD660が0.03となる様、1.6% エタノールおよび1.0 % セルラーゼを含む30 ml YPDまたはYPDUに接種し、対数期中期(OD660=0.4)まで培養した。菌体を回収し、滅菌超純水および10 % (v/v) グリセロールで十分に洗浄した後、培養液の1/100量の10 % グリセロールに細胞を懸濁し、エレクトロコンピテントセルとした。
1.2 Preparation of electrocompetent cells 100 μl of frozen Ga. Europaeus cells isolated from vinegar fermented liquid containing 1.6% (wt / v) ethanol and 1.0% (v / v) cellulase (Sigma-Ardrich) Inoculate 5 ml YPD (glucose 30 g / l, yeast extract, 5 g / l, polypeptone 2 g / l) or YPDU (YPD supplemented with 60 μg / ml uracil), 30 ° C, reciprocal shaking 150 rpm For 16 hours (preculture). The preculture was inoculated into 30 ml YPD or YPDU containing 1.6% ethanol and 1.0% cellulase so that OD660 was 0.03, and cultured until the mid-log phase (OD660 = 0.4). The cells were collected and thoroughly washed with sterilized ultrapure water and 10% (v / v) glycerol, and then the cells were suspended in 10% glycerol of 1/100 volume of the culture solution to obtain an electrocompetent cell.

1.3 遺伝子破壊ベクターの構築
KGMA0119株(野生株)のゲノムDNAを抽出した後、これを鋳型として、pyrE ORFの上流および下流1.0 kbの領域を、それぞれEU-F (5’-GGAATTCGATCGCCATCCACGACGAAT-3’(配列番号1); 下線, EcoRI認識サイト)-E5’-R(5’-TTCAGCGCCAGTGCTTCTTCGGAGCCTGTTGAAAGTCCAG-3’ (配列番号2); 下線, pyrE ORF 下流領域5’末端との相同領域)およびE3’-F(5’-CTGGACTTTCAACAGGCTCCGAAGAAGCACTGGCGCTGAA-3’ (配列番号3); 下線, pyrE ORF 上流領域3’端との相同領域)-ED-R(5’-CGGGATCCAGCCCGGAAAACATTCAGCA-3’ (配列番号4); 下線, BamHI認識サイト)のプライマーペアを用いてPCR増幅した。得られた両DNA断片を鋳型とし、EU-FおよびED-RによるPCR増幅を行い、pyrE ORFを欠失させたDNA断片を作製した。同DNA断片を制限酵素で消化し、pUC19の該当位置にクローニングしたものをpyrE破壊ベクター(pUC19-ΔpyrE)とした。同様に、aldC ORF、その上流1.0 kb、および下流1.0 kbを含む2.9 kbの領域を、aldC-F(5’-AGAATTCGATCACGCTCGAAACCCTGT-3’ (配列番号5); 下線, EcoRI認識サイト)およびaldC-R(5’-AAATCGATCGATATCCCCCACCAGTTCA-3’ (配列番号6); ClaI認識サイト)のプライマーを用いてPCR増幅し、得られたDNA断片を制限酵素処理した後、pBR322の該当位置にクローニングした。得られたプラスミドDNAを鋳型とし、aldC-i1(5’-ATTCACGAAGCCATTCGCGTGGCTG-3’ (配列番号7))およびaldC-i2(5’-GATTGCCCGAGAATGGTGAAGCAGG-3’ (配列番号8))のプライマーを用いてinverse PCRを行い、aldC ORFを欠失させた直鎖状DNA断片を作製した。同時に、pyrE ORFおよびその推定プロモーター領域を含む1.5 kbのDNA断片を、5’端をリン酸化したEP-F2(5’-CTGCCATATCCCGTGTTCGT-3’ (配列番号9))およびE-R4(5’-TCGCCATAGGGAAAGACTGC-3’ (配列番号10))によりPCR増幅し、この断片と前述のaldC OFR欠失断片を連結することでaldC破壊ベクター(pBR322-ΔaldC::pyrE)を作製した。
1.3 Construction of gene disruption vector
After extracting the genomic DNA of KGMA0119 strain (wild strain), using this as a template, the upstream and downstream 1.0 kb regions of the pyrE ORF were respectively EU-F (5'-G GAATTC GATCGCCATCCACGACGAAT-3 '(SEQ ID NO: 1). ; Underline, EcoRI recognition site) -E5'-R (5'- TTCAGCGCCAGTGCTTCTTC GGAGCCTGTTGAAAGTCCAG-3 '(SEQ ID NO: 2); Underline, pyrE ORF downstream region 5'-end homologous region) and E3'-F (5'- CTGGACTTTCAACAGGCTCC GAAGAAGCACTGGCGCTGAA-3 '(SEQ ID NO: 3); Underline, pyrE ORF Homologous region with 3' end of upstream region) -ED-R (5'-CG GGATCC AGCCCGGAAAACATTCAGCA-3 '(SEQ ID NO: 4); Underline, BamHI recognition site PCR amplification was carried out using the primer pair. Using both the obtained DNA fragments as templates, PCR amplification with EU-F and ED-R was performed to prepare a DNA fragment lacking the pyrE ORF. The DNA fragment was digested with a restriction enzyme and cloned into the corresponding position of pUC19 to obtain a pyrE disruption vector (pUC19-ΔpyrE). Similarly, a 2.9 kb region including aldC ORF, its upstream 1.0 kb, and downstream 1.0 kb was converted into aldC-F (5'-A GAATTC GATCACGCTCGAAACCCTGT-3 '(SEQ ID NO: 5); underline, EcoRI recognition site) and aldC -R (5'-AA ATCGAT CGATATCCCCCACCAGTTCA-3 '(SEQ ID NO: 6); ClaI recognition site) PCR amplification was performed, and the resulting DNA fragment was subjected to restriction enzyme treatment and then cloned into the corresponding position of pBR322. . Using the obtained plasmid DNA as a template, using aldC-i1 (5'-ATTCACGAAGCCATTCGCGTGGCTG-3 '(SEQ ID NO: 7)) and aldC-i2 (5'-GATTGCCCGAGAATGGTGAAGCAGG-3' (SEQ ID NO: 8)) primers PCR was performed to produce a linear DNA fragment from which the aldC ORF was deleted. At the same time, a 1.5 kb DNA fragment containing the pyrE ORF and its putative promoter region was converted into EP-F2 (5'-CTGCCATATCCCGTGTTCGT-3 '(SEQ ID NO: 9)) and E-R4 (5'- phosphorylated at the 5' end. PCR amplification was performed using TCGCCATAGGGAAAGACTGC-3 ′ (SEQ ID NO: 10)), and this fragment was ligated with the aforementioned aldC OFR deletion fragment to prepare an aldC disruption vector (pBR322-ΔaldC :: pyrE).

1.4 遺伝子破壊株の単離
1.4.1
pUC19-ΔpyrEおよびKGMA0119株エレクトロコンピテントセルを氷冷した0.1cmキュベット中で混和した後、遺伝子導入装置ECM630(BTX社)により25kv/cm, 200Ω, 25μFの電気パルスを与え、エレクトロポレーションによる同株の形質転換を行った。その後、直ちに氷冷した1 ml YPD液体培地を加え、30℃で16時間振とう培養した。培養液を0.2 % (wt/v) 5-FOAおよび60 μg/ml ウラシルを含む最少寒天培地(組成前述)へ塗布し、30℃で2〜3日間
培養し、5-FOA耐性およびウラシル要求性を示す株を選抜した。同表現型を示す株の遺伝子型をPCR、DNAシーケンシング、およびサザンブロット解析により解析し、pyrE遺伝子欠失の認められた株の一つをKGMA0704株(ΔpyrE)として、以降の遺伝子破壊実験を行った(図2)。
1.4 Isolation of gene disruption strain 1.4.1
After mixing pUC19-ΔpyrE and KGMA0119 strain electrocompetent cells in an ice-cooled 0.1 cm cuvette, an electric pulse of 25 kv / cm, 200 Ω, 25 μF was given by a gene transfer device ECM630 (BTX) and the same by electroporation. Strains were transformed. Immediately afterwards, ice-cold 1 ml YPD liquid medium was added and cultured with shaking at 30 ° C. for 16 hours. The culture solution is applied to a minimal agar medium (composition mentioned above) containing 0.2% (wt / v) 5-FOA and 60 μg / ml uracil, and cultured at 30 ° C for 2 to 3 days. 5-FOA resistance and uracil requirement A strain showing was selected. The genotype of the strain showing the same phenotype was analyzed by PCR, DNA sequencing, and Southern blot analysis, and one of the strains with the deletion of the pyrE gene was designated as KGMA0704 strain (ΔpyrE). Performed (FIG. 2).

上記に示す方法で、aldC破壊ベクターであるpBR322-ΔaldC::pyrE をKGMA0704株へ、エレクトロポレーションにより導入した。電気パルスを与えた後、直ちに氷冷した1 ml YPD液体培地を加え、30℃で3時間振とう培養した。菌体を回収し、生理食塩水(0.85 % (wt/v) NaCl)で洗浄したのち、5 ml ウラシル非添加最少培地へ接種して、更に30℃で96〜120時間培養することで、ウラシル原栄養性株を集積培養した。続いて、培養液を適宜希釈し、ウラシル非添加最少寒天培地へ塗布して30℃で2〜3日間培養した。得られたウラシル原栄養性株の遺伝子型をPCR、DNAシーケンシングおよびサザンブロット解析により解析し、aldC遺伝子座においてpyrEとの置換が認められた株の一つをKGMA4004株(ΔpyrE, ΔaldC::pyrE)とし(図3)、アセトイン生産性試験へ供試した。   By the method described above, the aldC disruption vector pBR322-ΔaldC :: pyrE was introduced into the KGMA0704 strain by electroporation. Immediately after the electric pulse was applied, ice-cold 1 ml YPD liquid medium was added and cultured with shaking at 30 ° C. for 3 hours. The cells are collected, washed with physiological saline (0.85% (wt / v) NaCl), inoculated into 5 ml uracil-free minimal medium, and further cultured at 30 ° C for 96 to 120 hours. The prototrophic strain was enriched and cultured. Subsequently, the culture solution was appropriately diluted, applied to a minimal agar medium without uracil, and cultured at 30 ° C. for 2 to 3 days. The genotype of the obtained uracil prototrophic strain was analyzed by PCR, DNA sequencing and Southern blot analysis, and one of the strains in which substitution with pyrE was observed at the aldC locus was identified as KGMA4004 strain (ΔpyrE, ΔaldC :: pyrE) (FIG. 3) and was subjected to an acetoin productivity test.

1.4.2
pyrEを選抜マーカーとした遺伝子破壊系構築にあたり、タイプ株のドラフトゲノムデータを用い、Ga. europaeusのピリミジン生合成経路を推測した。その結果、同酢酸菌は他微生物と同様の代謝経路を有していることが示唆された。そこで、上記に示した手法により、KGMA0119株(野生株)を供試し、5-FOA耐性およびウラシル要求性を指標として、pyrE欠失株の作出を試みた。その結果、複数の候補株が得られたが、その内の一つをKGMA0704株として、以降の解析へ供試した。まず、KGMA0704株をウラシル添加、または非添加最少培地で培養したところ、ウラシルの存在下のみで増殖がみられ(図4)、この結果から同株のウラシル要求性が確認された。また、同株の遺伝子型を、EP-F3(5’-ATCCCCACCAGCATGTTCAC-3’ (配列番号11))およびE-R4(図2)をプライマーとして用いたPCR(鋳型, ゲノムDNA)、およびpyrEプローブ(図2)を用いたサザンブロット解析により同定した。
その結果、どちらの解析においても、KGMA0704株では野生株よりも低分子のシグナルが検出されたことから(図5)、KGMA0704株ゲノム中におけるpyrE遺伝子の欠失が示された。
更にこの事実は、得られたPCR産物のシーケンシングからも確認された。これらの結果から、KGMA0704株において欠失したpyrE遺伝子はGa. europaeusにおいてピリミジン生合成に関与し、同遺伝子を選抜マーカーとして用いた遺伝子破壊系の構築が可能であることが示唆された。これ踏まえ、KGMA0704株(ΔpyrE)を、以降の遺伝子破壊実験へ供試した。
1.4.2
In constructing a gene disruption system using pyrE as a selection marker, we estimated the pyrimidine biosynthesis pathway of Ga. europaeus using draft genome data of type strains. As a result, it was suggested that the acetic acid bacteria have the same metabolic pathway as other microorganisms. Therefore, by using the method described above, the KGMA0119 strain (wild strain) was tested and an attempt was made to produce a pyrE-deficient strain using 5-FOA resistance and uracil requirement as indices. As a result, a plurality of candidate strains were obtained. One of them was used as a KGMA0704 strain, and was used for the subsequent analysis. First, when the KGMA0704 strain was cultured in a minimal medium with or without uracil, growth was observed only in the presence of uracil (FIG. 4), and the uracil requirement of the same strain was confirmed from this result. In addition, the genotype of the same strain was changed to PCR (template, genomic DNA) using the primers EP-F3 (5′-ATCCCCACCAGCATGTTCAC-3 ′ (SEQ ID NO: 11)) and E-R4 (FIG. 2), and the pyrE probe. They were identified by Southern blot analysis using (FIG. 2).
As a result, in both analyses, a signal of a low molecular weight was detected in the KGMA0704 strain compared to the wild strain (FIG. 5), indicating that the pyrE gene was deleted in the genome of the KGMA0704 strain.
This fact was further confirmed by sequencing of the obtained PCR product. These results suggested that the pyrE gene deleted in KGMA0704 strain is involved in pyrimidine biosynthesis in Ga. Europaeus, and that it is possible to construct a gene disruption system using this gene as a selection marker. Based on this, KGMA0704 strain (ΔpyrE) was used for the subsequent gene disruption experiments.

1.4.3
一般に、α-アセト乳酸デカルボキシラーゼはアセトイン生合成系遺伝子群の一つであり、微生物における同生合成系は、過剰量の乳酸、或いはピルビン酸を、中性の化合物であるアセトインへ転換することで環境の酸性化を抑制すると同時に、炭素枯渇時に利用する炭素源として貯蔵するという働きを持つ(Huang, M. et al.: J. Bacteriol., 181, 3837 (1999))。酢酸菌においても、乳酸を含む培地で培養するとアセトインが蓄積することが古くから知られている(Ley, J. De: J. Gen. Microbiol., 21:352 (1959))。一方で、食酢、ビール、或いは清酒等においてアセトインは不快臭の一つとして広く知られており、その蓄積量をコントロールすることは製品設計における重要課題の一つである。更に、タイプ株のドラフトゲノムデータから、Ga. europaeusもaldCを含むアセトイン生合成系遺伝子群を保持することが示唆されている。これらを踏まえ、アセトイン非生産菌作出を目的として、Ga. europaeusにおける推定aldC遺伝子をpyrE遺伝子で置換することで、同遺伝子の破壊を試みた。すなわち、KGMA0704株へaldC破壊ベクターを導入し、ウラシル原栄養性を指標とした選抜を行った。これにより複数の候補株が得られたが、その内の一つをKGMA4004株とし、同株の遺伝子型を前述同様の手法により同定した。なお、PCRにはaldC-F2(5’-CCTGAACCTTCATTTCAATGGTGCG-3’ (配列番号12))およびaldC-R2(5’-GTCCATGCTCTGGTGCGTAAGCTTC-3’ (配列番号13))をプライマーとして用い(図3)、ゲノムDNAを鋳型とした。また、サザンブロット解析にはaldCプローブ(図3)を用いた。その結果、どちらの解析においても、KGMA4004株では野生株よりも高分子のシグナルが検出され(図5)、aldC遺伝子座における、pyrEによる置換が示された。同様の結果は、DNAシーケンシングからも確認された。これらを踏まえ、KGMA4004株をaldC欠損株(ΔpyrE, ΔaldC::pyrE)として、後述のアセトイン生産性試験へ供試した。
1.4.3
Generally, α-acetolactic acid decarboxylase is one of acetoin biosynthetic genes, and the biosynthetic system in microorganisms converts excessive amounts of lactic acid or pyruvate into acetoin, which is a neutral compound. It suppresses the acidification of the environment and stores it as a carbon source for use during carbon depletion (Huang, M. et al .: J. Bacteriol., 181, 3837 (1999)). It has been known for a long time that acetic acid bacteria also accumulate acetoin when cultured in a medium containing lactic acid (Ley, J. De: J. Gen. Microbiol., 21: 352 (1959)). On the other hand, acetoin is widely known as one of unpleasant odors in vinegar, beer, sake, etc., and controlling the amount of accumulation is one of the important issues in product design. Furthermore, it is suggested from the draft genome data of the type strain that Ga. Europaeus also retains an acetoin biosynthesis gene group including aldC. Based on these findings, we attempted to destroy this gene by replacing the putative aldC gene in Ga. Europaeus with the pyrE gene for the purpose of producing non-acetoin-producing bacteria. Specifically, the aldC disruption vector was introduced into the KGMA0704 strain, and selection was performed using uracil prototrophy as an index. As a result, a plurality of candidate strains were obtained. One of them was designated as KGMA4004 strain, and the genotype of the strain was identified by the same method as described above. In the PCR, aldC-F2 (5'-CCTGAACCTTCATTTCAATGGTGCG-3 '(SEQ ID NO: 12)) and aldC-R2 (5'-GTCCATGCTCTGGTGCGTAAGCTTC-3' (SEQ ID NO: 13)) were used as primers (Fig. 3), genome. DNA was used as a template. Further, the aldC probe (FIG. 3) was used for Southern blot analysis. As a result, in both analyzes, a signal of a polymer was detected in the KGMA4004 strain than in the wild strain (FIG. 5), and substitution with pyrE at the aldC locus was shown. Similar results were confirmed from DNA sequencing. Based on these, the KGMA4004 strain was used as an aldC-deficient strain (ΔpyrE, ΔaldC :: pyrE) and subjected to the acetoin productivity test described below.

2.試験例:得られたaldC欠損株(KGMA4004株)の評価(アセトイン生産性試験) 2.1
KGMA0119株およびKGMA4004株凍結菌体100μlを、0.4 % (wt/v) エタノールおよび0.5 % (wt/v) 酢酸を含む5 ml YPD液体培地へ接種し、30℃、往復振とう150 rpmで16時間培養した(前培養)。前培養液を、OD660=0.03となる様、0.4% エタノール、0.5 % 酢酸、および0.3 % (wt/v) L-乳酸ナトリウムを含む30 ml YPDまたは最少培地へ接種し、前培養と同条件で振とう培養した。培養液上清を経時的に回収し、上清中の揮発性成分をガスクロマトグラフィー(GC-14A, 島津)により定量した。カラムは、信和化工パックドカラム(PEG20M 10%, SHINCARBON A 60/80, 2.1m × 3.2mm)を用い、昇温プログラムは80℃ 3分, 10℃/分 12分, 200℃ 5分で解析を行った。
2. Test Example: Evaluation of the obtained aldC-deficient strain (KGMA4004 strain) (acetoin productivity test) 2.1.
Inoculate 100 μl of frozen cells of KGMA0119 and KGMA4004 strains into 5 ml YPD liquid medium containing 0.4% (wt / v) ethanol and 0.5% (wt / v) acetic acid, and 30 hours at 30 ° C with reciprocating shaking at 150 rpm for 16 hours. Cultured (preculture). The preculture is inoculated into 30 ml YPD or minimal medium containing 0.4% ethanol, 0.5% acetic acid, and 0.3% (wt / v) L-sodium lactate so that OD660 = 0.03. Cultured with shaking. The culture supernatant was collected over time, and the volatile components in the supernatant were quantified by gas chromatography (GC-14A, Shimadzu). The column was a Shinwa Kako packed column (PEG20M 10%, SHINCARBON A 60/80, 2.1m × 3.2mm), and the temperature rising program was 80 ° C for 3 minutes, 10 ° C / minute for 12 minutes, and 200 ° C for 5 minutes. went.

2.2
上記により得られたKGMA4004株を、L-乳酸ナトリウムを含む富栄養培地(YPD)または最少培地で培養し、そのアセトイン生産性を解析した。その結果、どちらの培地においてもKGMA4004株のアセトイン蓄積量は、野生株と比較して著しく減少していた(図6〜図8)。これらの結果から、Ga. europaeusにおいてpyrEを選抜マーカーとした遺伝子破壊が可能であることが実証された。また同時に、KGMA4004株において欠失したaldC遺伝子はアセトイン生合成に関与しており、同遺伝子の破壊でアセトイン非生産菌を作出できることが示された。
2.2
The KGMA4004 strain obtained as described above was cultured in a rich medium (YPD) containing L-sodium lactate or a minimal medium, and its acetoin productivity was analyzed. As a result, the acetoin accumulation amount of the KGMA4004 strain was remarkably reduced in both media compared to the wild strain (FIGS. 6 to 8). From these results, it was demonstrated that gene disruption using pyrE as a selection marker in Ga. Europaeus is possible. At the same time, the aldC gene deleted in the KGMA4004 strain is involved in acetoin biosynthesis, and it was shown that non-acetoin-producing bacteria can be produced by disruption of this gene.

3.実施例2:直鎖状の標的遺伝子破壊用供与DNAを用いた遺伝子破壊
3.1 直鎖状標的遺伝子破壊用供与DNAの作成
直鎖状標的遺伝子破壊用供与DNAは、以下の手順に従い作製した。すわわち、既報(Akasaka N, Sakoda H, Hidese R, Ishii Y, Fujiwara S. 2013. An efficient method using Gluconacetobacter europaeus to reduce an unfavorable flavor compound, acetoin, in rice vinegar production. Appl. Environ. Microbiol. doi:10.1128/AEM.02397-13.)において作製した環状の遺伝子破壊ベクターpUC19-ΔpyrEおよびpBR322-ΔaldC::pyrEを鋳型とし、前者はEU-F - ED-R、後者はaldC-F - aldC-Rのプライマーペア(図9)を用いてPCR増幅した。PCR反応溶液にDpnIを加え、37℃で1時間保温し、鋳型に用いた環状DNAを完全に消化した。なお、図9において、上方及び下方の矢印はコンストラクション及びジェノタイピング分析にそれぞれ使用したプライマーを示している。また、「cs」はcitrate synthase、「gr」はglutamate racemase、「h」はhypothetical protein、「als」はα-acetolactate synthaseの略である。
3. Example 2: Gene disruption using linear target gene disruption donor DNA 3.1 Preparation of linear target gene disruption donor DNA A linear target gene disruption donor DNA was prepared according to the following procedure. . In other words, Akasaka N, Sakoda H, Hidese R, Ishii Y, Fujiwara S. 2013.An efficient method using Gluconacetobacter europaeus to reduce an unfavorable flavor compound, acetoin, in rice vinegar production.Appl.Environ.Microbiol.doi : 10.1128 / AEM.02397-13.) Using the circular gene disruption vectors pUC19-ΔpyrE and pBR322-ΔaldC :: pyrE prepared as templates in the former, EU-F-ED-R for the former, and aldC-F-aldC- for the latter PCR amplification was performed using an R primer pair (FIG. 9). DpnI was added to the PCR reaction solution and incubated at 37 ° C. for 1 hour to completely digest the circular DNA used as the template. In FIG. 9, the upper and lower arrows indicate the primers used for construction and genotyping analysis, respectively. “Cs” stands for citrate synthase, “gr” stands for glutamate racemase, “h” stands for hypothetical protein, and “als” stands for α-acetolactate synthase.

その後、得られたPCR産物を、0.7%アガロースゲル(1×TAE)を用いた電気泳動により分離し、NucleoSpin Gel and PCR Cleanup Kit(タカラバイオ)により精製した。得られたPCR産物をエタノール沈殿により更に精製し、濃縮した。これらを以降の遺伝子破壊実験に供試した。なお、ここで得られた直鎖状遺伝子破壊用供与DNAの塩基配列はGa. europaeusが本来染色体中に保持する配列である。   Thereafter, the obtained PCR products were separated by electrophoresis using 0.7% agarose gel (1 × TAE) and purified by NucleoSpin Gel and PCR Cleanup Kit (Takara Bio). The resulting PCR product was further purified by ethanol precipitation and concentrated. These were subjected to subsequent gene disruption experiments. The base sequence of the linear DNA disruption donor DNA obtained here is the sequence that Ga. Europaeus originally holds in the chromosome.

3.2 Ga. europaeusの遺伝子破壊および遺伝子型の同定
前項で得られた直鎖状遺伝子破壊用供与DNAを、既報(Akasaka, 2013)に従い、エレクトロポレーション法により導入した。選抜および単離は全て既報(Akasaka, 2013)に準拠した。得られた標的遺伝子破壊株の遺伝子型は、候補株染色体DNAを鋳型としたPCRにより同定した。pyrEおよびaldC遺伝子座の増幅には、それぞれEP-F3 - E-R4およびaldC-F2 - aldC-R2のプライマーペアを用いた。これら手順により得られたpyrEおよびaldC破壊株の一つを、それぞれKGMA6722株(ΔpyrE)およびKGMA4809株(ΔpyrE, ΔaldC::pyrE)とした。
3.2 Identification of gene disruption and genotype of Ga. Europaeus The linear gene disruption donor DNA obtained in the previous section was introduced by electroporation according to the previous report (Akasaka, 2013). The selection and isolation were all based on the previous report (Akasaka, 2013). The genotype of the obtained target gene disruption strain was identified by PCR using the candidate strain chromosomal DNA as a template. EP-F3-E-R4 and aldC-F2-aldC-R2 primer pairs were used for amplification of the pyrE and aldC loci, respectively. One of the pyrE and aldC disrupted strains obtained by these procedures was designated as KGMA6722 strain (ΔpyrE) and KGMA4809 strain (ΔpyrE, ΔaldC :: pyrE), respectively.

3.3 直鎖状DNA導入による標的遺伝子破壊株の単離
上記3.1及び3.2に記載した手法で、直鎖状のpyrEおよびaldC破壊用供与DNAを作製し、それぞれをKGMA0119株(wild-type)およびKGMA0704株(ΔpyrE)へ導入した。選抜の結果、どちらの試行においても、標的遺伝子が破壊されたと考えられる候補株が複数得られた。これら候補株からKGMA6722株およびKGMA4809株を選択し、両株から染色体DNAを抽出して、同DNAを鋳型としたPCRにより遺伝子型を同定した。その結果、KGMA6722株のpyrE遺伝子座からは、野生株と比較して低分子のシグナルが検出された(図10A)。同様に、KGMA4809株のaldC遺伝子座からは、野生株および親株KGMA0704株よりも高分子のシグナルが検出された(図10B)。これらの結果は、図9に示す予想とよく合致する結果である。更に、得られたDNA断片のシーケンス解析の結果、両株において、確かに標的遺伝子が破壊されている事が確認された。これらの結果から、Ga. europaeusの遺伝子破壊は、PCR等化学合成により得られた直鎖状DNAを導入する事でも達成可能である事が実証された。上記は、Ga. europaeusの遺伝子破壊が大腸菌等の他種生物を介さずに行える(遺伝子破壊ベクター構築の際、大腸菌を用いたクローニング作業を必要としない)事を明示しており、本項で示す手法は、食品生産菌を育種する上で極めて有効な手段であると考えられる。
3.3 Isolation of target gene disruption strain by introduction of linear DNA By the methods described in 3.1 and 3.2 above, linear pyrE and aldC disruption donor DNAs were prepared, and each of them was used as a KGMA0119 strain ( wild-type) and KGMA0704 strain (ΔpyrE). As a result of selection, in both trials, a plurality of candidate strains that were considered to have the target gene destroyed were obtained. From these candidate strains, KGMA6722 strain and KGMA4809 strain were selected, chromosomal DNA was extracted from both strains, and the genotype was identified by PCR using the DNA as a template. As a result, a low molecular signal was detected from the pyrE locus of the KGMA6722 strain as compared to the wild strain (FIG. 10A). Similarly, a higher molecular signal was detected from the aldC locus of the KGMA4809 strain than the wild strain and the parent strain KGMA0704 (FIG. 10B). These results are in good agreement with the prediction shown in FIG. Furthermore, as a result of sequence analysis of the obtained DNA fragments, it was confirmed that the target gene was indeed destroyed in both strains. From these results, it was demonstrated that the gene disruption of Ga. Europaeus can also be achieved by introducing linear DNA obtained by chemical synthesis such as PCR. The above clearly states that the gene disruption of Ga. Europaeus can be performed without using other organisms such as E. coli (no cloning work using E. coli is required when constructing a gene disruption vector). The technique shown is considered to be a very effective means for breeding food-producing bacteria.

続いて、pyrE破壊株を構築する上で、環状DNA(pUC19-ΔpyrE)および直鎖状DNA(ΔpyrE)を用いた場合の形質転換効率を検証した。すなわち、導入DNA単位量あたりのpyrE欠失株数は、環状DNAの場合8.6 CFU/pmolDNA, 直鎖状DNAでは9.0 CFU/pmolDNAであり、両者間で顕著な差異は見られなかった。同様の結果は、超好熱性アーキアThermococcus kodakarensisにおいても報告されており(Sato T, Fukui T, Atomi H, Imanaka T. 2003. Targeted gene disruption by homologous recombination in the hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakaraensis KOD1. J. Bacteriol. 185:210-220.)、組換えに必要な十分な長さの相同領域を持つDNAであれば、環状/直鎖を問わず遺伝子破壊を行えるものと考えられる。   Subsequently, the transformation efficiency when circular DNA (pUC19-ΔpyrE) and linear DNA (ΔpyrE) were used in constructing a pyrE-disrupted strain was verified. That is, the number of pyrE-deficient strains per unit amount of introduced DNA was 8.6 CFU / pmol DNA for circular DNA and 9.0 CFU / pmol DNA for linear DNA, and there was no significant difference between the two. Similar results have been reported in the hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakarensis (Sato T, Fukui T, Atomi H, Imanaka T. 2003.Targeted gene disruption by homologous recombination in the hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakaraensis KOD1. J. Bacteriol. 185: 210-220.), DNA having a homologous region of sufficient length necessary for recombination is considered to be capable of gene disruption regardless of circular or linear.

Claims (10)

セルフクローニングによる、目的遺伝子を欠損した酢酸菌の製造方法であって、内在性のピリミジン生合成系遺伝子を選択マーカーとして用いることを特徴とする方法。 A method for producing acetic acid bacteria lacking a target gene by self-cloning, wherein an endogenous pyrimidine biosynthesis gene is used as a selection marker. 前記ピリミジン生合成系遺伝子が、オロト酸ホスホリボシルトランスフェラーゼ(pyrE)遺伝子、又はオロチジン5’−リン酸デカルボキシラーゼ(pyrF)遺伝子である、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the pyrimidine biosynthesis gene is an orotate phosphoribosyltransferase (pyrE) gene or an orotidine 5'-phosphate decarboxylase (pyrF) gene. 以下の工程を含有する、請求項1又は2に記載の方法:
(1)当該酢酸菌のゲノムにおける、目的遺伝子の上流領域から下流領域までに相当するDNAにおいて、当該目的遺伝子の少なくとも一部が前記ピリミジン生合成系遺伝子を含有するDNAで置換されたDNAを含有する、目的遺伝子破壊作用を備えるDNAを、該ピリミジン生合成系遺伝子を欠損した酢酸菌株に導入する工程;及び
(2)前記工程(1)により得られた酢酸菌から、ウラシル原栄養性を指標として、目的遺伝子を破壊する作用を備える前記DNAとダブルクロスオーバーを起こした目的遺伝子欠損株を選抜する工程。
The method according to claim 1 or 2, comprising the following steps:
(1) In the DNA corresponding to the region from the upstream region to the downstream region of the target gene in the genome of the acetic acid bacterium, DNA containing at least a part of the target gene replaced with DNA containing the pyrimidine biosynthesis gene A step of introducing a DNA having a target gene-disrupting action into an acetic acid strain deficient in the pyrimidine biosynthesis gene; and (2) an index of uracil prototrophy from the acetic acid bacterium obtained in the step (1). A step of selecting a target gene-deficient strain that has caused a double crossover with the DNA having an action of destroying the target gene.
目的遺伝子を破壊する作用を備える前記DNAが、環状DNAである、請求項3に記載の方法。 The method according to claim 3, wherein the DNA having an action of destroying a target gene is circular DNA. 目的遺伝子を破壊する作用を備える前記DNAが、直鎖DNAである、請求項3に記載の方法。 The method according to claim 3, wherein the DNA having an action of destroying a target gene is linear DNA. 以下の工程を含有する、請求項1又は2に記載の方法:
(1)当該酢酸菌のゲノムにおける、目的遺伝子の上流領域から下流領域までに相当するDNAにおいて、当該目的遺伝子の少なくとも一部が欠損したDNA;並びに前記ピリミジン生合成系遺伝子をそれぞれ含有する環状DNAを、該ピリミジン生合成系遺伝子を欠損する株に導入する工程;
(2)前記工程(1)により得られた酢酸菌から、ウラシル原栄養性を指標として、前記環状DNAがpop−in置換によりゲノムに取り込まれた株を選抜する工程;及び
(3)前記工程(2)により選抜された酢酸菌株から、5−フルオロオロチン酸(5−FOA)耐性、及びウラシル要求性を指標として、pop−out置換により少なくとも一部の目的遺伝子及び該ピリミジン生合成系遺伝子を含有するDNAがゲノムから脱落した目的遺伝子欠損株を選抜する工程。
The method according to claim 1 or 2, comprising the following steps:
(1) DNA corresponding to from the upstream region to the downstream region of the target gene in the genome of the acetic acid bacterium, a DNA in which at least a part of the target gene is deleted; and circular DNAs each containing the pyrimidine biosynthesis gene In a strain lacking the pyrimidine biosynthetic gene;
(2) a step of selecting a strain in which the circular DNA has been incorporated into the genome by pop-in substitution from acetic acid bacteria obtained in the step (1) using uracil prototrophy as an index; and (3) the step From the acetic acid strain selected by (2), using 5-fluoroorotic acid (5-FOA) resistance and uracil requirement as an index, at least a part of the target gene and the pyrimidine biosynthesis gene by pop-out substitution A step of selecting a target gene-deficient strain in which the contained DNA has been removed from the genome.
ピリミジン生合成系遺伝子を欠損した前記株が、次の工程を含有する方法により得られるものである、請求項3〜6のいずれかに記載の方法:
(i)当該酢酸菌のゲノムにおける、前記ピリミジン生合成系遺伝子の上流領域から下流領域までに相当するDNAにおいて、該ピリミジン生合成系遺伝子の少なくとも一部が欠損したDNAを含有する、該ピリミジン生合成系遺伝子破壊作用を備えるDNAを、酢酸菌に導入する工程;及び
(ii)前記工程(i)により得られた酢酸菌から、5−FOA耐性、及びウラシル要求性を指標として、該ピリミジン生合成系遺伝子破壊作用を備える前記DNAとダブルクロスオーバーを起こした該ピリミジン生合成系遺伝子欠損株を選抜する工程。
The method according to any one of claims 3 to 6, wherein the strain lacking a pyrimidine biosynthesis gene is obtained by a method comprising the following steps:
(I) The pyrimidine biosynthesis comprising DNA corresponding to from the upstream region to the downstream region of the pyrimidine biosynthesis gene in the genome of the acetic acid bacterium, wherein at least a part of the pyrimidine biosynthesis gene is deleted. A step of introducing a DNA having a synthetic gene disrupting action into an acetic acid bacterium; and (ii) from the acetic acid bacterium obtained by the step (i), using 5-FOA resistance and uracil requirement as indices, A step of selecting the pyrimidine biosynthetic gene-deficient strain that has caused a double crossover with the DNA having a synthetic gene disrupting action.
ピリミジン生合成系遺伝子遺伝子を破壊する作用を備える前記DNAが、環状DNAである、請求項7に記載の方法。 The method according to claim 7, wherein the DNA having an action of destroying a pyrimidine biosynthesis gene is a circular DNA. ピリミジン生合成系遺伝子を破壊する作用を備える前記DNAが、直鎖DNAである、請
求項7に記載の方法。
The method according to claim 7, wherein the DNA having an action of disrupting a pyrimidine biosynthesis gene is a linear DNA.
請求項1〜9のいずれかの製造方法により得られうる、目的遺伝子を欠損した酢酸菌。 An acetic acid bacterium deficient in a target gene, which can be obtained by the production method according to claim 1.
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