JP2022525639A - 害虫駆除と植物の健康のための融合タンパク質、組換え細菌、エキソスポリウム断片 - Google Patents

害虫駆除と植物の健康のための融合タンパク質、組換え細菌、エキソスポリウム断片 Download PDF

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Abstract

本発明は、融合タンパク質をバチルス・セレウス科にエキソプロリウムに標的化す標的化配列、エキソスポリウムタンパク質もしくはエキソプロリウムタンパク質断片及びセリンプロテアーゼ活性を有する酵素を有する融合タンパク質に関する。セリンプロテアーゼ活性を有する酵素はバチルス・セレウスに由来するか、この酵素の誘導体である。本願発明は、これら融合タンパク質を発現する組換えバチルス・セレウス科及びこの組換えバチルス・セレウス科メンバー由来のエキソスポリウム断片も提供する。線虫を制御するためのこれら組換えバチルス・セレウス科メンバー又はそれに由来するエキソスポリウム断片の使用方法も提供される。【選択図】図5

Description

発明の分野
本発明は、融合タンパク質を組換えバチルス・セレウス(Bacillus cereus)科メンバーのエキソスポリウムに標的化する標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片を含む融合タンパク質に関する。融合タンパク質はさらに、セリンプロテアーゼを含む。本発明はさらに、融合タンパク質を発現する組換えバチルス・セレウス(バチルス・セレウス)科メンバー、組換えバチルス・セレウス科メンバーに由来するエキソスポリウム断片、および組換えバチルス・セレウス科メンバーまたはエキソスポリウム断片を含む製剤に関する。組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤で処理した植物種子も提供する。本発明は、さらに、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤を用いて植物の成長を刺激し、および/または植物の健康を促進するための方法に関する。
発明の背景
植物の根を囲む地帯の中には、根圏とよばれる領域がある。根圏では、細菌、菌類、その他の生物が栄養分をめぐって、また植物の根の構造に結合するために競合する。有害で有益な細菌と菌類の両方が根圏を占めることができる。細菌、菌類、植物の根系はすべて、根圏のペプチド、酵素、その他のタンパク質の作用によって影響を受けることができる。土壌の増強またはこれらのペプチド、酵素、または他のタンパク質のいずれかによる植物の処理は、有益な土壌細菌および真菌の全体集団に対して有益な効果を有し、植物成長のためのより健康な全体的土壌環境を作り、植物成長を改善し、そしてある種の細菌および真菌病原体に対する植物の保護を提供するであろう。しかし、植物にそのような有益な効果を誘導するためにペプチド、酵素、および他のタンパク質を土壌に導入するこれまでの試みは、土壌中の酵素、タンパク質、およびペプチドの残存率が低いことによって妨げられてきた。さらに、土壌中に自然に存在するプロテアーゼの保有率は、土壌中のタンパク質の分解につながる可能性がある。植物の根の周囲の環境(根圏)は、細菌、菌類、栄養分、根のユニークな混合物であり、原生の土壌とは異なった性質をもっている。これらの生物間の共生関係は独特であり、外因性タンパク質を含む方がよいために変化する可能性がある。根圏における菌類と細菌の高濃度は、土壌中のタンパク質に有害なプロテアーゼや他の元素の異常に高いレベルのために、タンパク質の分解をさらに大きく引き起こす。さらに、土壌に導入された酵素やその他のタンパク質は、植物の根から速やかに遠ざかることができる。
したがって、ペプチド、酵素、および他のタンパク質を植物に効果的に送達する方法(例えば、植物根系に)およびそのような分子が活性のままである期間を延長する方法について、当技術分野では必要性が存在する。さらに、当該技術分野において、そのようなペプチド、酵素、およびタンパク質を根圏、植物の葉および特に植物の根に選択的にターゲティングする方法が必要とされている。
発明の概要
融合タンパク質が提供される。融合タンパク質は、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムへの融合タンパク質を標的とする標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片を含む。融合タンパク質はまた、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素を含む。このような活性を有する酵素は、以下を含む:
バチルス・フィルムス(Bacillus firmus)細菌由来の野生型セリンプロテアーゼ酵素の配列に対する少なくとも1つのアミノ酸欠失を含むアミノ酸配列であって、アミノ酸欠失が野生型酵素の触媒残基を保持し、同一条件下で野生型セリンプロテアーゼ酵素のセリンプロテアーゼ活性と比較して、同じかまたは増加したセリンプロテアーゼ活性をもたらすもの;
バチルス・フィルムス酵素;
配列番号210-212のいずれか1つと少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、または少なくとも99%の同一性を有するアミノ酸配列。
組換えバチルス・セレウス科メンバーを提供する。組換えバチルス・セレウス科メンバーは融合タンパク質を発現する。融合タンパク質は、本明細書に記載される融合タンパク質のいずれでもよい。
組換えバチルス・セレウス科メンバーの全ブロス培養を提供する。組換えバチルス・セレウス科メンバーの発酵産物を提供する。
エキソスポリウム断片を提供する。エキソスポリウム断片は、組換えバチルス・セレウス科メンバーの全ブロスまたは発酵産物を含む、組換えバチルス・セレウス科メンバーに由来する。組換えバチルス・セレウス科メンバーは、本明細書に記載される組換えバチルス・セレウス科メンバーのいずれでもよい。エキソスポリウム断片は、本明細書に記載される融合タンパク質のいずれかを含むことができる。
製剤を提供する。製剤は、本明細書に記載される組換えバチルス・セレウス科メンバーのいずれかの発酵産物を含む、本明細書に記載される組換えバチルス・セレウス科メンバーのいずれかを含む。この製剤はさらに農業的に許容可能な担体を含む。
別の製剤が提供される。この製剤は、本明細書に記載される組換えバチルス・セレウス科メンバーの全ブロスを含む、本明細書に記載される組換えバチルス・セレウス科メンバーのいずれかに由来するエキソスポリウム断片を含む。この製剤はさらに農業的に許容可能な担体を含む。
さらに別の製剤が提供される。この製剤は、融合タンパク質を発現する組換えバチルス・セレウス科メンバーを含む。代わりに、または加えて、この製剤は、融合タンパク質を発現するバチルス・セレウス科メンバーに由来するエキソスポリウム断片を含む。融合タンパク質は、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムへの融合タンパク質を標的とする標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片を含む。融合タンパク質はまた、セリンプロテアーゼまたは本明細書に記載されているセリンプロテアーゼ変異体を含む。処方はさらに、第2の酵素を含む。
処理した植物種子を提供する。植物種子は、本明細書に記載される組換えバチルス・セレウス科メンバーのいずれでも処理することができる。組換えバチルス・セレウス科メンバーは、本明細書に記載される融合タンパク質のいずれかを発現することができる。
別の処理植物種子が提供される。植物種子は、本明細書に記載されるエキソスポリウム断片のいずれでも処理することができる。エキソスポリウム断片は、本明細書に記載されるバチルス・セレウス科メンバーのいずれに由来してもよい。エキソスポリウム断片は、本明細書に記載される融合タンパク質のいずれかを含むことができる。
さらに別の処理植物種子が提供される。植物の種子は、本明細書に記載される製剤のいずれかで処理することができる。
植物の成長を刺激し、および/または植物の健康を促進する方法を提供する。この方法は、組換えバチルス・セレウス科メンバーを植物成長培地、植物、植物種子、または植物もしくは植物種子の周囲の領域に適用することを含む。組換えバチルス・セレウス科メンバーは、本明細書に記載される組換えバチルス・セレウス科メンバーのいずれかを含むことができる。組換えバチルス・セレウス科メンバーは、本明細書に記載される融合タンパク質のいずれかを発現することができる。
植物の成長を刺激し、および/または植物の健康を促進するための別の方法が提供される。この方法は、エキソスポリウム断片を植物成長培地、植物、植物種子、または植物もしくは植物種子の周囲の領域に適用することを含む。エキソスポリウム断片は、本明細書に記載される組換えバチルス・セレウス科メンバーのいずれに由来するエキソスポリウム断片を含み得る。エキソスポリウム断片は、本明細書に記載される融合タンパク質のいずれかを含むことができる。
植物の成長を刺激し、および/または植物の健康を促進するためのさらに別の方法が提供される。この方法は、植物成長培地、植物、植物種子、または植物もしくは植物種子の周囲の領域に製剤を適用することを含む。製剤は、本明細書に記載される製剤のいずれかを含むことができる。
植物の成長を刺激し、および/または植物の健康を促進するための別の方法が提供される。この方法は、融合タンパク質を発現する組換えバチルス・セレウス科メンバーを、植物成長培地、植物、植物種子、または植物もしくは植物種子の周囲の領域に適用することを含む。融合タンパク質は、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムへの融合タンパク質を標的とする標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片を含む。融合タンパク質はさらに、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素を含む。
植物の成長を刺激し、および/または植物の健康を促進するためのさらに別の方法が提供される。この方法は、融合タンパク質を発現する組換えバチルス・セレウス科メンバーの胞子に由来するエキソスポリウム断片を、植物成長培地、植物、植物種子、または植物もしくは植物種子の周囲の領域に適用することを含む。融合タンパク質は、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムへの融合タンパク質を標的とする標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片を含む。融合タンパク質はさらに、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素を含む。
植物の成長を刺激し、および/または植物の健康を促進するためのさらなる方法が提供される。この方法は、融合タンパク質を発現する組換えバチルス・セレウス科メンバーを、植物成長培地、植物、植物種子、または植物もしくは植物種子の周囲の領域に適用することを含む。融合タンパク質は、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムへの融合タンパク質を標的とする標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片を含む。融合タンパク質はさらに、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素を含む。この方法はさらに、植物成長培地、植物、植物種子、または植物または植物種子の周囲の領域に第2の酵素を適用することを含む。
植物の成長を刺激し、および/または植物の健康を促進するための別の方法が提供される。この方法は、融合タンパク質を発現する組換えセレウス菌の胞子に由来するエキソスポリウム断片を、植物成長培地、植物、植物種子、または植物もしくは植物種子の周囲の領域に適用することを含む。融合タンパク質は、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムへの融合タンパク質を標的とする標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片を含む。融合タンパク質はさらに、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素を含む。この方法はさらに、植物成長培地、植物、植物種子、または植物または植物種子の周囲の領域に第2の酵素を適用することを含む。
線虫防除活性を有するセリンプロテアーゼ変異体のためのアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む核酸分子が提供される。1つの実施形態において、ヌクレオチド配列は、(i)配列番号213のヌクレオチド配列;(ii)配列番号212のアミノ酸配列を含むペプチドをコードするヌクレオチド配列;または(iii)配列番号212のアミノ酸配列と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むペプチドをコードするヌクレオチド配列である。1つの実施形態において、このようなヌクレオチド配列は、宿主細胞におけるヌクレオチド配列の発現を指示することができるプロモーターに機能的に連結されている。その実施形態の1つの局面において、プロモーターは本発明のヌクレオチド配列に対して異種性または外来性であり、本発明のヌクレオチド配列に対して天然または天然に存在するプロモーターではない。
「機能的に連結された」という表現は、核酸分子のエレメントが、それらの機能が協調され、コード配列の発現を可能にするような方法で互いに連結されることを意味する、すなわち、それらは機能的に連結される。一例として、プロモーターは、転写および最終的にそのような他のヌクレオチド配列の発現を保証することができる場合には、別のヌクレオチド配列に機能的に連結される。ヌクレオチド配列をコードする2つのタンパク質、例えば、シグナルペプチドコード核酸配列およびセリンプロテアーゼ活性を有するタンパク質をコードする核酸配列は、第1および第2のタンパク質またはペプチドの融合タンパク質が形成され得るような方法で連結されていれば、互いに機能的にまたは機能的に連結される。
上記核酸分子を含むベクターを提供する。「ベクター」とは、宿主細胞への外来核酸配列の移入のために設計された、プラスミドなどの核酸構築物を意味する。発現ベクターは、宿主細胞における外来核酸配列の発現を可能にするように構築されるベクターの一種である。
上記ベクターを含む宿主細胞を提供する。1つの実施形態において、宿主細胞は細菌宿主細胞である。この実施形態の一態様では、宿主細胞はBacillus細胞である。この実施形態の特定の局面において、宿主細胞はバチルス・セレウス科メンバーである。この実施形態の別の局面において、宿主細胞は大腸菌細胞である。
線虫防除活性を有するセリンプロテアーゼ変異体を含むペプチドが提供される。そのようなペプチドは、(i)配列番号212のアミノ酸配列を含むペプチド;ii)配列番号212のアミノ酸配列と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むペプチド;または(iii)配列番号213によってコードされるペプチドを含む。1つの実施形態において、ペプチドはさらに異種アミノ酸配列を含む。
さらに、前段落に記載されたペプチドを含む組成物を提供する。一実施形態では、組成物は、1重量%~99重量%のこのようなペプチドを含む。
他の物や特徴は、一部は明らかであり、また、一部は以下にに指摘する。
定義
ここで、「1つの(a)」、「1つの(an)」、「1つ」、「その(the)」、および「前記(said)」が本明細書中で使用される場合、特に指示がない限り、それらは「少なくとも1」または「1以上」を意味する。
本明細書で使用される「バチルス・セレウス科メンバー」という用語は、エキソスポリウムを産生することができる任意のBacillus種を指し、したがって、細菌のバチルス・セレウス科は、種バチルス・アントラシス(Bacillus anthracis)、バチルス・セレウス、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)、バチルス・ミコイデス(Bacillus mycoides)、バチルス・シュードミコイデス(Bacillus pseudomycoides)、バチルス・サマニイ(Bacillus samanii)、Bacillus gaemokensis、Bacillus weihenstephensis、およびBacillus toyoiensisを含む。
「構成する」、「含む」および「有する」という用語は、包括的であることを意図し、列挙された要素以外の追加要素が存在する可能性を意味する。
本明細書で使用される用語「遊離酵素」とは、実質的に無傷の細胞を含まない酵素調製物を指す。用語「遊離酵素」とは、限定されるものではないが、部分的に精製され、実質的に精製され、または精製された酵素を含む粗細胞抽出物を含む。遊離酵素は、任意に、酵素の制御された放出を可能にするために、化学マトリックス上に固定するか、または支持体上に固定することができる。用語「固定化」とは、マトリックス上に酵素を固定するか、または支持体上に酵素が維持されるか、または制御されない方法で環境中に放散する代わりに、制御された期間にわたって支持体上に維持されるか、または支持体から放出されるよう。例示的なマトリックスおよび支持体には、炭、バイオチャー、ナノカーボン、アガロース、アルギン酸塩、セルロース、セルロース誘導体、シリカ、プラスチック、ステンレス鋼、ガラス、ポリスチレン、セラミック、ドロマイト、粘土、珪藻土、タルク、ポリマー、ガム、水分散性材料、およびこれらのいずれかの組合せが含まれるが、これらに限定されない。
植物への酵素または組換え微生物の適用に関して本明細書中で使用される用語「葉面」とは、その酵素または組換え微生物が、植物の茎、葉、果実、花、または他の露出した空中部分を含む、植物の1つ以上の空中部分に適用されることを意味する。
用語「融合タンパク質」は、本明細書中で使用される場合、2つ以上の別個のタンパク質に由来する配列を含むポリペプチド配列を有するタンパク質を指す。融合タンパク質は、第1のポリペプチドの全部または一部をコードする核酸分子と、第2のポリペプチドの全部または一部をコードする核酸分子とを連結して、核酸配列を作成することによって生成することができ、これを発現させると、元のタンパク質の各々に由来する機能特性を有する単一のポリペプチドが得られる。
本明細書で用いる「発芽率」という用語は、特定の時間帯に発芽する種子の数を意味する。たとえば、85%の発芽率は、100種子のうち85種子が一定期間に発芽することを示している。
ここでいう「不活化」とは、組換えバチルス・セレウス科の胞子の不活化に関連して用いられる用語で、胞子が発芽できないか、または胞子が損傷を受けて生きている細菌ができないことを意味する。「部分的不活化」とは、胞子の一部が発芽して生きた複製状態に戻る能力を保持していることを意味する。「遺伝的不活化」とは、胞子の完全または部分的な不活化をもたらす、胞子のDNAの突然変異による、組換えバチルス・セレウス科メンバーの胞子の不活化を意味する。用語「物理的不活性化」および「化学的不活性化」は、任意の物理的または化学的手段、例えば熱処理、ガンマ線照射、x-線照射、UV-A照射、UV-B照射、またはグルタルアルデヒド、ホルムアルデヒド、過酸化水素、酢酸、ブリーチ、クロロホルム、フェノール又はこれらの任意の組み合わせなどの溶媒による処理を意味する。
用語「天然配列」、「天然アミノ酸配列」、「野生型配列」、および「野生型アミノ酸配列」は、本明細書中では、天然に存在するタンパク質中に存在するアミノ酸配列を意味するために互換的に使用される。
「植物成長培地」は、植物の成長を支持することができる任意の材料を含む。
用語「植物成長を促進する」および「植物成長を刺激する」は本明細書中で互換的に使用され、植物の身長、体重、葉の大きさ、根の大きさ、果実の大きさ、シュートの大きさまたは茎の大きさ、および/または植物からのタンパク質収量を増加させる能力、および/または作物収量を増加させる能力、および/または植物の活力を改善する能力を指す。例えば、これは、処理されていない植物または作物と比較して、処理された植物または作物の根および/またはシュートの長さおよび/または新鮮および/または乾燥重量の増加に関係し得る。
植物、特に農業、シルビカルチャーおよび/または装飾植物の収量の増加は、それぞれの植物の製品の収量が、同一条件下だが、ここに開示された組成物の適用はない条件下で産生された植物の同じ製品の収量よりも測定可能な量だけ増加することを意味する。
植物活力の向上には、(a)植物の活力向上、(b)植物および/または植物産物の品質向上、例えば、タンパク質量の増加、(c)植物の外観改善、(d)老化の抑制、(d)根の成長促進および/またはより発達した根系(例えば根の乾燥量によって決定される)の増大、(f)根粒形成、特に根粒菌根粒形成の促進、(g)穂の伸長、(h)葉身の大型化、(i)枯れた基底葉の減少、(j)クロロフィル含量の増加、(k)光合成活性期間の延長、(l)植物林分密度の増加または改善、(m)植物倒伏の減少(less plant verse (lodging))、(n)植物体重の増加、(n)草丈の増加、(p)分げつ増加、(q)より強いおよび/またはより生産的な分げつ、(r)より少ない非生産的分げつ、(s)色素含量の増加、すなわち緑色化、(t)発芽の早期化および/または改善、(u)出芽の均一化および/または早期化、(v)シュートの生育の増加、(w)開花の早期化、(x)着果の早期化、(y)穀粒の成熟の早期化、(z)必要とされる肥料の減少、(aa)必要とされる種子の減少。
本明細書に記載される細菌に言及して使用される用語「組換え体」は、遺伝子または遺伝子の一部を欠失させるように改変された細菌(例えば、遺伝子の「ノックアウト」を有する細菌)、ならびに外因性ペプチドまたはタンパク質を発現するように改変された細菌を含む、同型の野生型細菌と比較して任意の遺伝子改変を有する細菌を包含する。
「根圏(rhizosphere)」という用語は、「根域(root zone)」と互換的に用いられ、植物の根を取り囲み、それらの影響を受ける土壌のその区分を意味する。
本明細書中で使用される用語「相乗的有効量」とは、第2の物質(例えば、第2の酵素)と組み合わせて使用された場合に、単独で使用された場合に、それぞれの第1および第2の物質の生物学的効果の合計よりも大きい生物学的効果を生じる第1の物質(例えば、第1の酵素)の量を意味する。
本明細書中で使用される用語「標的化配列」とは、より長いポリペプチドまたはタンパク質の一部として存在する場合、より長いポリペプチドまたはタンパク質の特定の細胞内位置への局在をもたらすポリペプチド配列を意味する。本明細書に記載されている標的化配列は、バチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムへのタンパク質の局在化をもたらす。
図1Aおよび1Bは、バチルス・アントラシス Sterne株BclAのアミノ末端部分のアミノ酸配列およびバチルス・セレウス科メンバー由来の様々なエキソスポリウムタンパク質由来の対応する領域とのアラインメントを示す。
図2は、バチルス・チューリンゲンシス BT013A, BT013A-pBC210, BT013A-pBC211およびBT013A-pSuper212の全ブロス培養のタンパク質活性を比較した結果である。
図3は、バチルス・チューリンゲンシス BT013Aのエキソスポリウムに接合するセリンタンパク質変異体エンザイムの安定性を、遊離セリンプロテアーゼ変異体エンザイムと比較した、エンザイムアッセイの結果を示している。
図4は、完全長セリンプロテアーゼまたはセリンプロテアーゼ変異体を有するエキソスポリウム断片の酵素活性を示す。
図5は、完全長セリンプロテアーゼまたはセリンプロテアーゼ変異体を示す組換えバチルス・セレウス科メンバーの全ブロス培養物またはエキソスポリウム断片で処理したダイズ種子を用いた試験における線虫制御活性を示す。発明の詳細な説明I.バチルス・セレウス科メンバーにおける発現のための融合タンパク質
本発明は、融合タンパク質を組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムに標的化する標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片を含む融合タンパク質に関する。融合タンパク質はさらに、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素を含む。バチルス・セレウス科メンバー細菌で発現させると、これらの融合タンパク質は胞子のエキソスポリウム層を標的とし、セリンプロテアーゼが胞子の外側に表示されるように物理的に配向される。
このバチルスエキソスポリウムディスプレイ(BEMD)システムは、植物(例えば、植物の葉、果実、花、茎、または根)または土壌などの植物成長培地にセリンプロテアーゼを送達するために使用することができる。このようにして土壌や他の植物成長培地に運ばれた酵素やタンパク質は、土壌中で長期間にわたって存続し、活性を示す。ここに記載した融合タンパク質を土壌または植物の根圏に発現する組換えバチルス・セレウス科メンバー細菌の導入は、植物成長の有益な増強および/または多くの異なる土壌条件における線虫などの害虫の制御につながる。BEMDを使ってこれらの酵素をつくることで、植物の生後数カ月間にわたって植物と根圏に有益な結果を発揮し続けることができる。
さらに、以下にさらに記載するように、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムを胞子から除去し、融合タンパク質を含むエキソスポリウム断片を生成することができるように、BEMDシステムを改変することができる。エキソスポリウム断片はまた、無細胞調製物中で植物にセリンプロテアーゼを送達するために使用することができる。
A.セリンプロテアーゼ活性を有する酵素をバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムにターゲティングするための配列、エキソスポリウムタンパク質、およびエキソスポリウムタンパク質フラグメントのターゲティング
参考にするために、バチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムに対する酵素またはタンパク質(例えば、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素)のターゲティングに用いることができる標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、およびエキソスポリウムタンパク質断片のアミノ酸配列の記述を、それらの配列番号とともに表1に提供する。
Figure 2022525639000002
Figure 2022525639000003
Figure 2022525639000004
Figure 2022525639000005
Figure 2022525639000006
Figure 2022525639000007
Figure 2022525639000008
Bacillusは桿状細菌の属である。バチルス・セレウス科の細菌は、エキソスポリウムを産生することができるあらゆるBacillus種を含む。このように、細菌のバチルス・セレウス科は、バチルス・アントラシス、バチルス・セレウス、バチルス・チューリンゲンシス、バチルス・ミコイデス、バチルス・シュードミコイデス、Bacillus samanii、Bacillus gaemokensis、Bacillus weihenstephensis、およびBacillus toyoiensisを含む。ストレスの多い環境条件下では、バチルス・セレウス科細菌は胞子形成を行い、長時間休眠状態に留まることのできる卵形の内生胞子を形成する。内生胞子の最外層はエキソスポリウムと呼ばれ、毛のような突起で囲まれた基底層からなる。毛髪様ナップ上のフィラメントは主にコラーゲン様糖タンパク質BclAによって形成され、一方基底層は多くの異なるタンパク質から成っている。別のコラーゲン関連タンパク質、BclBもエキソスポリウムに存在し、バチルス・セレウス科メンバーの内生胞子上に露出している。表面仮眠の主成分であるBclAは、そのアミノ末端(N末端)が基底層に位置し、そのカルボキシ末端(C末端)が胞子から外側に伸びているエキソスポリウムに付着していることが示されている。
科学文献には、Bacillus属内のサブグループとして、バチルス・セレウス ”科”または”群”が記載されている。Priestら、”Population Structure and Evolution of the Bacillus cereus Group” J. Bacteriology, 2004, vol. 186, no. 23, pp. 7959-7970; Peng ら、“The Regulation of Exosporium-Related Genes in Bacillus thuringiensis” Nature Scientific Reports, 2016, vol.6, no.19005,pp. 1-12。Pengらの記載:
「B. cereusグループの胞子は複雑な多層構造である。核様体を含む核様体はペプチドグリカン皮質内に包まれており、この皮質は胞子の被膜に包まれている。すべてのB. cereusグループ種の胞子は、エキソスポリウムとよばれる別のゆるく合った層によって囲まれている。外膜は枯草菌のような他の種には存在しない。外膜は成熟した胞子の最外層を構成している。エキソスポリウムは、胞子の外側の透過性バリアとして作用し、胞子の生存と毒性に寄与するバルーン状の層である。」
BclAおよびBclBのN末端領域からの特定の配列を用いて、バチルス・セレウス科メンバーである内生胞子のエキソスポリウムを標的とすることができることが以前に発見された(米国特許出願公開第2010/0233124号および2011/0281316号、およびThompsonら、「バチルス・アントラシス胞子表面へのBclAおよびBclBタンパク質の標的化」、分子微生物学70(2):421-34(2008)参照)。また、バチルス・アントラシスのBetA/BAS3290タンパク質はエキソスポリウムに局在することが分かった。融合タンパク質に取り込まれ、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムに目的のペプチドまたはタンパク質を標的化するために使用される、さらなる標的化配列、ならびにエキソスポリウムタンパク質およびエキソスポリウムタンパク質の断片は、米国特許出願公開公報第に記載されている。2016/0031948および2016/0108096は、ここにその全体を引用して組み込まれている。
特に、バチルス・アントラシス Sterne株由来のBclAのアミノ酸20-35は、エキソスポリウムへのターゲティングに十分であることが見出されている。BclA (配列番号1)のアミノ酸1-41と、関連配列を有する他のバチルス・セレウス科外膜タンパク質およびバチルス・セレウス科タンパク質の対応するN末端領域との配列アラインメントを図1Aおよび1Bに示す。図1Aと1Bからわかるように、BclAの20-41番目のアミノ酸に相当する領域には、すべてのタンパク質の間で相同性の高い領域がある。しかし、これらの配列では、BclAのアミノ酸36-41に相当するアミノ酸は二次構造を含んでおり、エキソスポリウムへの融合タンパク質の局在には必要ではない。BclAの保存された標的化配列領域(配列番号1のアミノ酸20-35)を図1Aおよび1Bに太字で示す。標的化配列内のBclAの25-35番目のアミノ酸にまたがるより高度に保存された領域は、図1Aおよび1Bの配列に下線を付し、エキソスポリウムの表面上に記載されたタンパク質を指令し、集合させるExsFA/BxpB/ExsFBおよび同族体の認識配列である。図1Aの配列番号3、5、および7のアミノ酸配列は、それぞれバチルス・アントラシス Sterne株BetA/BAS3290のアミノ酸1-33、メチオニンに続くバチルス・アントラシス Sterne株BAS4623のアミノ酸2-43、およびバチルス・アントラシス Sterne株BclBのアミノ酸1-34である。(BAS4623については、天然タンパク質中の1位に存在するバリンをメチオニンで置換すると、より良好な発現が得られることがわかった。)図1Aからわかるように、これらの配列のそれぞれにはBclAのアミノ酸20-35に対応する保存領域(配列番号1;太字で示す)と、BclAのアミノ酸25-35に対応するより高度に保存された領域(下線で示した)が含まれている。
バチルス・セレウス科メンバー由来のさらなるタンパク質もまた、保存されたターゲティング領域を含む。特に、図において 配列番号:9はBacillus weihenstephensis KBAB4 2280遺伝子産物のアミノ酸1-30、配列番号: 13はBacillus weihenstephensis KBAB4 3572遺伝子産物のアミノ酸1-39、配列番号: 15はバチルス・セレウス VD200エキソスポリウムリーダーペプチドのアミノ酸1-49、配列番号: 17はバチルス・セレウス VD166エキソスポリウムリーダーペプチドのアミノ酸1-33、配列番号: 19はバチルス・セレウス VD200仮想タンパク質IKG_04663のアミノ酸1-39、配列番号: 21はBacillus weihenstephensis KBAB4 YVTN β-プロペラタンパク質のアミノ酸1-39 配列番号: 23はBacillus weihenstephensis KBAB4の仮想タンパク質bcerkbab4_2363のアミノ酸1-30、配列番号: 25はBacillus weihenstephensis KBAB4の仮想タンパク質bcerkbab4_2131のアミノ酸1-30、配列番号: 27はBacillus weihenstephensis KBAB4のトリプルのアミノ酸1-36 配列番号:コラーゲンを含むバチルス・ミコイデス 2048の仮想タンパク質bmyc0001_21660のアミノ酸1-30、配列番号:バチルス・ミコイデス 2048の仮想タンパク質bmyc0001_22540のアミノ酸1-21、配列番号:バチルス・チューリンゲンシス 35646コラーゲントリプルヘリックス反復タンパク質のアミノ酸1-22、配列番号:バチルス・セレウスの仮想タンパク質WP_69652のアミノ酸1-35、配列番号:バチルス・セレウス exosporiumリーダーWP016117717のアミノ酸1-41、配列番号:バチルス・セレウス exosporiumペプチドWP002105192のアミノ酸1-49 配列番号: 49はバチルス・セレウスの仮想タンパク質WP87353のアミノ酸1-38、配列番号: 51はバチルス・セレウスのエキソスポリウムペプチド02112369のアミノ酸1-39、配列番号: 53はバチルス・セレウスのエキソスポリウムタンパク質WP016099770のアミノ酸1-39、配列番号: 55はアミノ酸1 -バチルス・チューリンゲンシス仮想タンパク質YP006612525の36、配列番号57はバチルス・ミコイデス仮想タンパク質TIGR03720のアミノ酸1-136、配列番号59はB. cereus ATCC 10987コラーゲントリプルヘリックス反復ドメインタンパク質のアミノ酸1-36、配列番号61はB. cereus E33Lコラーゲン様タンパク質のアミノ酸1-39、配列番号63はB. weihenstephanensis KBAB4トリプルヘリックス反復含有コラーゲンのアミノ酸1-41、配列番号65はB. thuringiensis strのアミノ酸1-30である。アルカム仮想タンパク質BALH_2230、配列番号67はB. cereus ATCC 14579トリプルヘリックスリピート含有コラーゲンのアミノ酸1-33、配列番号71はB. cereus ATCC 14579トリプルヘリックスリピート含有コラーゲンのアミノ酸1-38、配列番号73はB. cereus E33L仮想タンパク質BCZK1835のアミノ酸1-30、配列番号75はB. weihenstephanensis KBAB4トリプルヘリックスリピート含有コラーゲンのアミノ酸1-48、配列番号77はB. cereus ATCC 14579トリプルヘリックスリピート含有コラーゲンのアミノ酸1-30、配列番号79はBのアミノ酸1-39である。セレウスATCC 14579仮想タンパク質BC4725、配列番号81はB. cereus E33L仮想タンパク質BCZK4476のアミノ酸1-44であり、配列番号83はB. anthracis strのアミノ酸1-40である。「Ames Ancestor」トリプルヘリックス反復含有コラーゲン、配列番号: 85はB. thuringiensis serovar konkukian strのアミノ酸1-34である。97-27 BclAタンパク質、配列番号87はB. cereus ATCC 10987保存仮説タンパク質のアミノ酸1-34であり、配列番号89はB. cereus ATCC 14579トリプルヘリックスリピート含有コラーゲンのアミノ酸1-34であり、配列番号91はB. cereusエキソスポリウムリーダーペプチド部分配列のアミノ酸1-99であり、配列番号93はB. weihenstephanensis仮説タンパク質ER45_27600のアミノ酸1-136である。図1Aおよび1Bに示すように、これらのタンパク質の各N末端領域は、BclAのアミノ酸20-35で保存されている領域(配列番号1)、およびBclAのアミノ酸25-35に対応するより高度に保存されている領域を含む。
B. thuringiensis由来のBclAのアミノ酸1-41(配列番号: 204)およびB. anthracis由来のBclAのアミノ酸1-41(配列番号: 206)は、配列番号2と同一であるため、図1には描いていない。
アミノ酸20-35を含むBclAの任意の部分は、エキソスポリウムへの融合タンパク質を標的とするために使用することができる。さらに、全長エキソスポリウムタンパク質またはエキソスポリウムタンパク質フラグメントは、エキソスポリウムへの融合タンパク質を標的にするために使用することができる。したがって、全長のBclAまたはアミノ酸20-35を含むBclAの断片をエキソスポリウムへのターゲティングに使用することができる。例えば、完全長BclA (配列番号2、204、または206)、または配列番号95または207(BclAのアミノ酸1-196)または205(BclAのアミノ酸1-166)などのカルボキシ末端を欠く中サイズのBclA断片を用いて、融合タンパク質をエキソスポリウムにターゲティングすることができる。配列番号95、205、および207の断片などの中サイズの断片は、全長BclAよりも二次構造が少なく、標的化配列としての使用に適していることがわかっている。標的化配列は、配列番号1(BclAのアミノ酸1-41)、配列番号1のアミノ酸1-35、配列番号1のアミノ酸20-35、または配列番号96(BclAのアミノ酸20-35に連結したメチオニン残基)などのアミノ酸20-35を含むBclAのはるかに短い部分も含むことができる。アミノ酸20-35の一部のみを含むBclAのさらに短い断片もまた、エキソスポリウムへの融合タンパク質を標的化する能力を示す。例えば、標的化配列は、配列番号1のアミノ酸22-31、配列番号1のアミノ酸22-33、または配列番号1のアミノ酸20-31を含むことができる。
別法として、BetA/BAS3290、BclB、BAS1882、KBAB4 2280遺伝子産物、B. cereus VD200エキソスポリウムリーダーペプチド、B. cereus VD166エキソスポリウムリーダーペプチド、B. VD200仮想タンパク質IKG_0463、B. weihenstephensis KBAB4 YVTN β-プロペラタンパク質、B. weihenstephensis KBAB4仮想タンパク質bcerkbab4_2131、コラーゲンを含むB. weihenstephensis KBAB4三重ヘリックスリピート、B. mycoides 2048仮想タンパク質bmyco0001_21660、B. mycoides 2048仮想タンパク質bmyc0001_22540、B.2048の仮想タンパク質bmyc0001_21510、B. thuringiensis 35646のコラーゲントリプルヘリックスリピートタンパク質、B. cereusの仮想タンパク質WP_69652、B. cereusのエキソスポリウムペプチドWP002105192、B. cereusのエキソスポリウムペプチド0212369、B. thuringiensisの仮想タンパク質YP006612525、B. mycoidesの仮想タンパク質TIGR03720、B. cereusのATCC 10987のコラーゲントリプルヘリックスリピートドメインタンパク質、B. cereusのE33Lコラーゲン様タンパク質、B. cereus weihenstephanensis KBAB4トリプルヘリックス反復含有コラーゲン、B. thuringiensis str.アルカム・ハム仮想タンパク質BALH_2230、B. cereus ATCC 14579トリプルヘリックス反復含有コラーゲン、B. cereusコラーゲントリプルヘリックス反復、B. cereus ATCC 14579トリプルヘリックス反復含有コラーゲン、B. cereus E33L仮想タンパク質BCZK1835、B. weihenstephanensis KBAB4トリプルヘリックス反復含有コラーゲン、B. cereus ATCC 14579トリプルヘリックス反復含有コラーゲン、B. cereus ATCC 14579仮想タンパク質BC4725、B. cereus E33L仮想タンパク質BCZK4476、B. anthracis str。”Ames Ancestor”トリプルヘリックス反復含有コラーゲン、B. thuringiensis serovar konkukian str.97-27 BclAタンパク質、B. cereus ATCC 10987は、仮想タンパク質、B. cereus ATCC 14579トリプルヘリックス反復含有コラーゲン、B. cereusエキソスポリウムリーダーペプチド部分配列、またはBclAのアミノ酸20-35に相当するアミノ酸を含むB. weihenstephanensis仮想タンパク質ER45_27600を標的化配列として役立てることができる。
図1Aからわかるように、BetA/BAS3290のアミノ酸12-27、BAS4623のアミノ酸13-28、BAS1882のアミノ酸9-24、KBAB4 2280遺伝子産物のアミノ酸18-33、B. cereus VD200エキソスポリウムリーダーペプチドのアミノ酸28-43、B. cereus VD166エキソスポリウムリーダーペプチドのアミノ酸12-27、B. cereus VD200仮想タンパク質IKG_04663のアミノ酸18-33、B. weihenstephensis KBAB4 YVTN β-プロペラタンパク質、B. weihenstephensis KBAB4仮想タンパク質bcerkbab4_2363アミノ酸9-24。Weihenstephensis KBAB4仮想タンパク質bcerkbab4_2131、コラーゲンを含むB. weihenstephensis KBAB4トリプルヘリックスリピートの15-30、B. mycoides 2048仮想タンパク質bmyc0001_22540のアミノ酸1-15 B. B. thuringiensisの2048の仮想タンパク質bmyc0001_21510、B. thuringiensisのアミノ酸1-16、B. cereusの仮想タンパク質WP_69652のアミノ酸14-29、B. cereusのエキソスポリウムリーダーWP016117717のアミノ酸20-35、B. cereusのエキソスポリウムペプチドWP002105192のアミノ酸28-43、B. cereusの仮想タンパク質WP87353のアミノ酸32、B. cereusのエキソスポリウムペプチド0212369のアミノ酸18-33、B. cereusのエキソスポリウムタンパク質WP016099770のアミノ酸18-33、B. thuringiensisの仮想タンパク質WP006612525のアミノ酸15-30、およびB. mycoidesの仮想タンパク質TIGR03720のアミノ酸115-130はBclAのアミノ酸20-35に相当する。661出版物の図1Bからわかるように、B. cereus ATCC 10987コラーゲントリプルヘリックス反復ドメインタンパク質のアミノ酸15-30、B. cereus E33Lコラーゲン様タンパク質のアミノ酸18-33、B. weihenstephanensis KBAB4トリプルヘリックス反復含有コラーゲンのアミノ酸20-35、B. thuringiensis strのアミノ酸9-24である。Al Hakam仮想タンパク質BALH_2230、B. cereus ATCC 14579三重らせん反復含有コラーゲンのアミノ酸12-27、B. cereusコラーゲン三重らせん反復のアミノ酸23-38、B. cereus ATCC 14579三重らせん反復含有コラーゲンのアミノ酸17-32、B. cereus E33L仮想タンパク質BCZK1835のアミノ酸9-24、B. weihenstephanensis KBAB4三重らせん反復含有コラーゲンのアミノ酸27-42、B. cereus ATCC 14579三重らせん反復含有コラーゲンのアミノ酸9-24、B. cereus ATCC 14579仮想タンパク質BC4725のアミノ酸18-33、B. cereus仮想タンパク質BCZK4476のアミノ酸23-38、アミノ酸19-34B. anthracis str。B. thuringiensis serovar konkukian strのアミノ酸13-28である「Ames Ancestor」トリプルヘリックスリピート含有コラーゲン97-27 B. cereus ATCC 10987のアミノ酸13-28は仮定タンパク質を保存し、B. cereus ATCC 14579トリプルヘリックス反復含有コラーゲンのアミノ酸13-28、B. cereusエキソスポリウムリーダーペプチド部分配列のアミノ酸78-93、およびB. weihenstephanensis仮定タンパク質ER45_27600のアミノ酸115-130はBclAのアミノ酸20-35に相当する。したがって、上記の対応するアミノ酸を含むこれらのタンパク質の任意の部分は、標的化配列として働くことができる。
さらに、BclAのアミノ酸20-35、または上記の対応するアミノ酸のいずれかを含む任意のアミノ酸配列が、標的化配列として役立つことができる。
標的化配列は、配列番号:1のアミノ酸1-35、配列番号:1のアミノ酸20-35、配列番号:1、配列番号:96、配列番号:1のアミノ酸22-31、配列番号:1のアミノ酸22-33、または配列番号:1のアミノ酸20-31を含み得る。あるいは、標的化配列は、配列番号1のアミノ酸1-35、配列番号1のアミノ酸20-35、配列番号1、または配列番号96からなることができる。あるいは、標的化配列は、配列番号1のアミノ酸22-31、配列番号1のアミノ酸22-33、または配列番号1のアミノ酸20-31からなることができる。別法として、エキソスポリウムタンパク質は、完全長BclA (配列番号2)を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質断片は、配列番号95(BclAのアミノ酸1-196)などのカルボキシ末端を欠くBclAの中サイズ断片を含み得る。別法として、エキソスポリウムタンパク質断片は、配列番号95で構成することができる。
標的化配列は、配列番号:1のアミノ酸2-35;配列番号:1のアミノ酸5-35;配列番号:1のアミノ酸8-35;配列番号:1のアミノ酸10-35;または配列番号:1のアミノ酸15-35を含み得る。
標的化配列は、配列番号3のアミノ酸1-27、配列番号3のアミノ酸12-27、または配列番号3を含むことができ、またはエキソスポリウムタンパク質は、完全長BetA/BAS3290(配列番号4)を含むことができる。また、BetA/BAS3290のアミノ酸12-27に結合したメチオニン残基を標的化配列として用いることができることがわかっている。したがって、標的化配列は、配列番号97を含むことができる。あるいは、標的化配列は、配列番号3のアミノ酸14-23、配列番号3のアミノ酸14-25、または配列番号3のアミノ酸12-23を含み得る。
標的化配列は、配列番号3のアミノ酸2-27;配列番号3のアミノ酸5-27;配列番号3のアミノ酸8-27;または配列番号3のアミノ酸10-27を含み得る。
標的化配列は、配列番号5のアミノ酸1-38、配列番号5のアミノ酸23-38、配列番号5、または配列番号201(BAS4623のアミノ酸23-38に連結したメチオニン残基)を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は全長BAS4623(配列番号6)を含むことができる。
標的化配列は、配列番号: 5のアミノ酸2-38、配列番号: 5のアミノ酸5-38、配列番号: 5のアミノ酸8-38、配列番号: 5のアミノ酸10-38、配列番号: 5のアミノ酸15-38、または、配列番号: 5のアミノ酸20-38、となり得る。
あるいは、標的化配列は、配列番号7のアミノ酸1-28、配列番号7のアミノ酸13-28、配列番号7、または配列番号202(BclBのアミノ酸13-28に連結されたメチオニン残基)を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は全長BclB (配列番号8)を含むことができる。
標的化配列は、配列番号7のアミノ酸2-28;配列番号7のアミノ酸5-28;配列番号7のアミノ酸8-28;または配列番号7のアミノ酸10-28を含み得る。
標的化配列は、配列番号9のアミノ酸1-24、配列番号9のアミノ酸9-24、または配列番号9を含むことができ、またはエキソスポリウムタンパク質は、全長BAS1882(配列番号10)を含むことができる。BAS1882のアミノ酸9-24に連結されたメチオニン残基を標的化配列として用いることができる。したがって、標的化配列は、配列番号: 105を含むことができる。
標的化配列は、配列番号9のアミノ酸2-24;配列番号9のアミノ酸5-24;または配列番号9のアミノ酸8-24を含み得る。
標的化配列は、配列番号11のアミノ酸1-33、配列番号11のアミノ酸18-33、または配列番号11を含むことができ、またはエキソスポリウムタンパク質は、全長のB. weihenstephensis KBAB4 2280遺伝子産物(配列番号12)を含むことができる。B. weihenstephensis KBAB4 2280遺伝子産物のアミノ酸18-33に結合したメチオニン残基を標的化配列として用いることができる。したがって、標的化配列は、配列番号98を含むことができる。
標的化配列は、配列番号: 11のアミノ酸2-33、配列番号: 11のアミノ酸5-33、配列番号: 11のアミノ酸8-33、配列番号: 11のアミノ酸10-33、または、配列番号: 11のアミノ酸15-33、とすることができる。
標的化配列はまた、配列番号13のアミノ酸1-33、配列番号13のアミノ酸18-33、または配列番号13を含むことができ、またはエキソスポリウムタンパク質は、全長B. weihenstephensis KBAB4 3572遺伝子産物(配列番号14)を含むことができる。B. weihenstephensis KBAB4 3572遺伝子産物のアミノ酸18-33に結合したメチオニン残基を標的化配列として用いることができる。したがって、標的化配列は、配列番号99を含むことができる。
標的化配列は、配列番号13のアミノ酸2-33、配列番号13のアミノ酸5-33、配列番号13のアミノ酸8-33、配列番号13のアミノ酸10-33、または、配列番号13のアミノ酸15-33からなることができる。
あるいは、標的化配列は、配列番号15のアミノ酸1-43、配列番号15のアミノ酸28-43、または配列番号15を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、完全長B. cereus VD200エキソスポリウムリーダーペプチド(配列番号16)を含むことができる。
標的化配列は、配列番号15のアミノ酸2-43、配列番号:15のアミノ酸5-43、配列番号:15のアミノ酸8-43、配列番号:15のアミノ酸10-43、配列番号:15のアミノ酸15-43、配列番号:15のアミノ酸20-43、または、配列番号:15のアミノ酸25-43である。
標的化配列はまた、配列番号17のアミノ酸1-27、配列番号17のアミノ酸12-27、または配列番号17を含むことができ、またはエキソスポリウムタンパク質は、完全長B. cereus VD166エキソスポリウムリーダーペプチド(配列番号18)を含むことができる。B. cereus VD166エキソスポリウムリーダーペプチドのアミノ酸12-27に結合したメチオニン残基を標的化配列として用いることができる。したがって、標的化配列は、配列番号:100を含むことができる。
標的化配列は、配列番号17のアミノ酸2-27;配列番号17のアミノ酸5-27;配列番号17のアミノ酸8-27;または配列番号17のアミノ酸10-27を含み得る。
標的化配列はまた、配列番号19のアミノ酸1-33、配列番号19のアミノ酸18-33、または配列番号19を含むことができ、またはエキソスポリウムタンパク質は、完全長B. cereus VD200仮想タンパク質IKG_04663(配列番号20)を含むことができる。
標的化配列は、配列番号:19のアミノ酸2-33、配列番号:19のアミノ酸5-33、配列番号:19のアミノ酸8-33、配列番号:19のアミノ酸10-33、または、配列番号:19のアミノ酸15-33である。
あるいは、標的化配列は、配列番号21のアミノ酸1-33、配列番号21のアミノ酸18-33、または配列番号21を含むか、またはエキソスポリウムタンパク質は、全長B. weihenstephensis KBAB4 YVTN β-プロペラータンパク質(配列番号22)を含むことができる。B. weihenstephensis KBAB4 YVTN β‐プロペラタンパク質のアミノ酸18-33に結合したメチオニン残基を標的化配列として用いることができる。したがって、標的化配列は、配列番号:101を含むことができる。
標的化配列は、配列番号: 21のアミノ酸2-33、配列番号:21のアミノ酸5-33、配列番号:21のアミノ酸8-33、配列番号:21のアミノ酸10-33、または、配列番号:21のアミノ酸15-33である。
標的化配列はまた、配列番号23のアミノ酸1-24、配列番号23のアミノ酸9-24、または配列番号23を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、全長B. weihenstephensis KBAB4仮定タンパク質bcerkbab4_2363(配列番号24)を含むことができる。B. weihenstephensis KBAB4仮想タンパク質bcerkbab4_2363のアミノ酸9-24に連結したメチオニン残基を標的化配列として用いることができる。したがって、標的化配列は、配列番号:102を含むことができる。
標的化配列は、配列番号23のアミノ酸2-24;配列番号23のアミノ酸5-24;または配列番号23のアミノ酸8-24を含み得る。
標的化配列は、配列番号25のアミノ酸1-24、配列番号25のアミノ酸9-24、または配列番号25を含み、またはエキソスポリウムタンパク質は、全長B. weihenstephensis KBAB4仮定タンパク質bcerkbab4_2131(配列番号26)を含むことができる。B. weihenstephensis KBAB4仮想タンパク質bcerkbab4_2131のアミノ酸9-24に連結したメチオニン残基を標的化配列として用いることができる。したがって、標的化配列は、配列番号: 103を含むことができる。
標的化配列は、配列番号25のアミノ酸2-24;配列番号25のアミノ酸5-24;または配列番号25のアミノ酸8-24を含み得る。
あるいは、標的化配列は、配列番号27のアミノ酸1-30、配列番号27のアミノ酸15-30、または配列番号27を含むか、またはエキソスポリウムタンパク質は、コラーゲンを含む完全長B. weihenstephensis KBAB4三重らせん反復配列(配列番号28)を含むことができる。
標的化配列は、配列番号27のアミノ酸2-30;配列番号27のアミノ酸5-30;配列番号27のアミノ酸8-30;または配列番号27のアミノ酸10-30を含み得る。
標的化配列はまた、配列番号:29のアミノ酸1-33、配列番号:29のアミノ酸18-33、または配列番号:29を含むことができ、または、エキスポリウムタンパク質は、全長Bmycoides 2048の仮想プロテインbmyco0001_21660(配列番号: 30)を含むことができる。
標的化配列は、配列番号:29のアミノ酸2-33、配列番号:29のアミノ酸5-33、配列番号:29のアミノ酸8-33、配列番号:29のアミノ酸10-33、または、配列番号:29のアミノ酸15-33である。
標的化配列はまた、配列番号:31のアミノ酸1-24、配列番号:31のアミノ酸9-24、または配列番号:31を含むことができ、または、エキスポリウムタンパク質は、B.mycoides 2048仮想タンパク質bmyc0001_22540(配列番号:32)の全長を含むことができる。B.mycoides 2048のアミノ酸9-24と結びついたエチオニン残基は、標的化配列として使用することができる仮想タンパク質bmyc0001_22540を用いることができる。したがって、標的化配列は、配列番号:104を含むことができる。
標的化配列は、配列番号31のアミノ酸2-24;配列番号31のアミノ酸5-24;または配列番号31のアミノ酸8-24を含み得る。
あるいは、標的化配列は、配列番号:33のアミノ酸1-15、配列番号:33、またはエキソポリウムタンパク質は、B.mycoides 2048仮想タンパク質bmyc0001_21510(SEQ ID番号: 34)の全長を含んでいる。
標的化配列はまた、配列番号35のアミノ酸1-16、配列番号35を含むことができ、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. thuringiensis 35646コラーゲン三重らせん反復タンパク質(配列番号36)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号43のアミノ酸1-29、配列番号43のアミノ酸14-29、または配列番号43を含むことができ、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereus仮想タンパク質WP_69652(配列番号44)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号43のアミノ酸2-29;配列番号43のアミノ酸5-29;配列番号43のアミノ酸8-29;または配列番号43のアミノ酸10-29を含み得る。
あるいは、標的化配列は、配列番号45のアミノ酸1-35、配列番号45のアミノ酸20-35、または配列番号45を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereusエキソスポリウムリーダーWP016117717(配列番号46)の全長を含むことができる。B. cereusエキソスポリウムリーダーWP016117717のアミノ酸20-35に結合したメチオニン残基を標的化配列として用いることができる。したがって、標的化配列は、配列番号:106を含むことができる。
標的化配列は、配列番号:45のアミノ酸2-35、配列番号:45のアミノ酸5-35、配列番号:45のアミノ酸8-35、配列番号:45のアミノ酸10-35、または配列番号:45のアミノ酸15-35を含むことができる。
標的化配列は、配列番号47のアミノ酸1-43、配列番号47のアミノ酸28-43、または配列番号47を含むことができ、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereusエキソスポリウムペプチドWP002105192(配列番号48)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号47のアミノ酸2-43、配列番号47のアミノ酸5-43、配列番号47のアミノ酸8-43、配列番号47のアミノ酸10-43、配列番号47のアミノ酸15-43、配列番号47のアミノ酸20-43、または、配列番号47のアミノ酸25-43を含むことができる。
標的化配列は、配列番号49のアミノ酸1-32、配列番号49のアミノ酸17-32、または配列番号49を含むことができ、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereus仮想タンパク質WP87353(配列番号50)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号:49のアミノ酸2-32、配列番号:49のアミノ酸5-32、配列番号:49のアミノ酸8-32、配列番号:49のアミノ酸10-32、または、配列番号:49のアミノ酸15-32を含むことができる。
あるいは、標的化配列は、配列番号51のアミノ酸1-33、配列番号51のアミノ酸18-33、または配列番号51を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereusエキソスポリウムペプチド02112369(配列番号52)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号:51のアミノ酸2-33、配列番号:51のアミノ酸5-33、配列番号:51のアミノ酸8-33、配列番号:51のアミノ酸10-33、または配列番号:51のアミノ酸15-33を含むことができる。
標的化配列は、配列番号53のアミノ酸1-33、配列番号53のアミノ酸18-33、または配列番号53を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereusエキソスポリウムタンパク質WP016099770(配列番号54)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号53のアミノ酸2-33、配列番号53のアミノ酸5-33、配列番号53のアミノ酸8-33、配列番号53のアミノ酸10-33、または配列番号53のアミノ酸15-33を含み得る。
あるいは、標的化配列は、配列番号55のアミノ酸1-30、配列番号55のアミノ酸15-30、または配列番号55を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. thuringiensis仮定タンパク質YP006612525(配列番号56)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号55のアミノ酸2-30、配列番号55のアミノ酸5-30、配列番号55のアミノ酸8-30、または配列番号55のアミノ酸10-30を含み得る。
標的化配列は、配列番号57のアミノ酸1-130、配列番号57のアミノ酸115-130、または配列番号57を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. mycoides仮定タンパク質TIGR03720(配列番号58)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号57のアミノ酸2-130、配列番号の57アミノ酸5-130、配列番号57のアミノ酸10-130、配列番号57のアミノ酸20-130、配列番号57のアミノ酸30-130、配列番号57のアミノ酸40-130、配列番号57のアミノ酸50-130、配列番号57のアミノ酸60-130、配列番号57のアミノ酸70-130、配列番号57のアミノ酸80-130、配列番号57のアミノ酸90-130、配列番号57のアミノ酸100-130、または配列番号の110-130の57アミノ酸を含むことができる。
標的化配列は、配列番号59のアミノ酸1-30または配列番号59を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereus ATCC 10987コラーゲン三重ヘリックス反復ドメインタンパク質(配列番号60)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号59のアミノ酸2-30、配列番号59のアミノ酸4-30、または配列番号59のアミノ酸6-30を含み得る。
標的化配列は、配列番号61のアミノ酸1-33、配列番号61のアミノ酸18-33、または配列番号61を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereus E33Lコラーゲン様タンパク質(配列番号62)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号61のアミノ酸2-33、配列番号61のアミノ酸5-33、配列番号61のアミノ酸10-33、または配列番号61のアミノ酸15-33を含み得る。
標的化配列は、配列番号63のアミノ酸1-35、または配列番号63を含むことができ、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. weihenstephanensis KBAB4三重らせん反復含有コラーゲン(配列番号64)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号63のアミノ酸2-35、配列番号63のアミノ酸5-35、配列番号63のアミノ酸8-35、配列番号63のアミノ酸10-35、または配列番号63のアミノ酸15-35を含むことができる。
標的化配列は、配列番号65のアミノ酸1-24、配列番号65のアミノ酸9-24、配列番号65または配列番号107を含むことができ、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. thuringiensis str Al Ham仮説タンパク質BALH_2230(配列番号66)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号65のアミノ酸2-24、または配列番号65のアミノ酸5-24を含み得る。
標的化配列は、配列番号67の酸1-27、配列番号67のアミノ酸12-27、または配列番号67を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereus ATCC 14579三重らせん反復含有コラーゲン(配列番号68)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号67のアミノ酸2-27、配列番号67のアミノ酸5-27、または配列番号67のアミノ酸10-27を含み得る。
標的化配列は、配列番号69のアミノ酸1-38、配列番号69のアミノ酸23-38、または配列番号69を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereusコラーゲン三重らせん反復(配列番号70)の全長を含み得る。
標的化配列は、配列番号69のアミノ酸2-38、配列番号69のアミノ酸5-38、配列番号69のアミノ酸10-38、または配列番号69のアミノ酸15-38を含み得る。
エキソスポリウムタンパク質は、B. cereus ATCC 14579三重らせん反復含有コラーゲン(配列番号: 72)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号73を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereus E33L仮想タンパク質BCZK1835(配列番号74)の全長を含み得る。
標的化配列は、配列番号75のアミノ酸1-42、配列番号75のアミノ酸27-42、または配列番号75を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. weihenstephanensis KBAB4三重らせん反復含有コラーゲン(配列番号76)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号75のアミノ酸2-42、配列番号75のアミノ酸5-42、配列番号75のアミノ酸10-42、配列番号75のアミノ酸15-42、配列番号75のアミノ酸20-42、または配列番号75のアミノ酸25-42を含むことができる。
標的化配列は、配列番号77のアミノ酸1-24、配列番号77のアミノ酸9-24、または配列番号77を含むことができ、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereus ATCC 14579三重らせん反復含有コラーゲン(配列番号78)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号77のアミノ酸2-24、または配列番号77のアミノ酸5-24を含み得る。
エキソスポリウムタンパク質は、B. cereus ATCC 14579仮想タンパク質BC4725(配列番号80)の全長を含み得る。
標的化配列は、配列番号81のアミノ酸1-38、配列番号81のアミノ酸23-38、または配列番号81を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereus E33L仮想タンパク質BCZK4476(配列番号82)の全長を含み得る。
標的化配列は、配列番号81のアミノ酸2-38、配列番号81の5-38、配列番号81のアミノ酸10-38、配列番号81のアミノ酸15-38、または配列番号81のアミノ酸20-38を含み得る。
標的化配列は、配列番号83のアミノ酸1-34または配列番号83を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. anthracis str ‘Ames Ancestor’三重らせん反復含有コラーゲン(配列番号: 84)の全長を含み得る。
エキソスポリウムタンパク質は、B. thuringiensis serovar konkukian str. 97-27 BclAタンパク質(配列番号: 86)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号87のアミノ酸1-28、配列番号87のアミノ酸13-28、または配列番号87を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereus ATCC 10987の保存された仮想タンパク質(配列番号88)の全長を含むことができる。
標的化配列は、配列番号87のアミノ酸2-28、配列番号87のアミノ酸5-28、または配列番号87のアミノ酸10-28を含み得る。
標的化配列は、配列番号89のアミノ酸1-28、または配列番号89を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereus ATCC 14579三重らせん反復含有コラーゲン(配列番号90)の全長を含み得る。
標的化配列は、配列番号89のアミノ酸2-28、配列番号89のアミノ酸5-28、または配列番号89のアミノ酸10-28を含み得る。
標的化配列は、配列番号91のアミノ酸1-93、または配列番号91を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. cereusエキソスポリウムリーダーペプチド部分配列(配列番号92)を含み得る。
標的化配列は、配列番号91のアミノ酸2-93、配列番号91のアミノ酸10-93、配列番号91のアミノ酸20-93、配列番号91のアミノ酸30-93、配列番号91のアミノ酸40-93、配列番号91のアミノ酸50-93又は配列番号91のアミノ酸60-93を含み得る。
標的化配列は、配列番号93のアミノ酸1-130または配列番号93を含み得るか、またはエキソスポリウムタンパク質は、B. weihenstephanensis)仮想タンパク質ER45_27600、部分配列(配列番号94)を含み得る。
標的化配列は、配列番号93のアミノ酸2-130、配列番号93のアミノ酸10-130、配列番号93のアミノ酸20-130または配列番号93のアミノ酸30-130を含み得る。
標的化配列は、配列番号204のアミノ酸1-35、配列番号204のアミノ酸20-35、配列番号204、または配列番号205を含み得る。
標的化配列は、配列番号206のアミノ酸1-35、配列番号206のアミノ酸20-35、配列番号206、または配列番号207を含み得る。
さらに、BclAのアミノ酸20-35より短い配列を用いて、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムへの融合タンパク質を標的化することができることが見出されている。特に、BclAのアミノ酸20-33、BclAのアミノ酸20-31、BclAのアミノ酸21-33、またはBclAのアミノ酸23-31を用いて、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムへの融合タンパク質を標的とすることができる。したがって、標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-33、配列番号1のアミノ酸20-31、配列番号1のアミノ酸21-33、または配列番号1のアミノ酸23-31を含むことができる。。図1Aおよび1Bに示された配列番号のいずれかの対応する領域はまた、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムへの融合タンパク質を標的化するために使用することができる。「対応する領域」とは、図1Aおよび1Bに示すように、配列を配列番号1とアラインメントする場合、配列番号のアミノ酸とアラインメントする他のアミノ酸配列の領域が、それらの配列の「対応する領域」であることを意味する。したがって、例えば、配列番号3のアミノ酸12-25、配列番号5のアミノ酸23-36、配列番号7のアミノ酸13-26などを用いて、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムへの融合タンパク質を標的とすることができる。なぜなら、これらの領域は、図1Aに示すように配列番号1のアミノ酸20-33とアラインからである。
BclAのアミノ酸20-35内のさらに短い領域は、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムへの融合タンパク質のターゲティングに使用することもできる。特に、配列番号1のアミノ酸25-30を含む任意のアミノ酸配列、または図1Aおよび1Bに示される配列のいずれかからの対応するアミノ酸を使用することができる。当業者は、配列番号1の25-30のアミノ酸、または図1Aおよび1Bに示される配列のいずれかの対応する領域から始まり、アミノ末端、カルボキシ末端、または両者に追加のアミノ酸を付加して、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムへの融合タンパク質のターゲティングに有効であろう標的化配列を創り出すことができることを認識するであろう。
さらに、BclAのアミノ酸20-35は保存されており、アミノ酸25-35はより保存されているが、エキソスポリウムに対するタンパク質を標的とする標的化配列の能力に影響を及ぼすことなく、この領域においてある程度の変動が生じ得ることが、‘661刊行物の図1Aおよび1Bから容易に分かる。刊行物‘661の図1Aおよび図1Bは、BclAのアミノ酸20-35(「20-35%の同一性」)およびBclAのアミノ酸25-35(「25-35%の同一性」)に対する各配列の対応するアミノ酸のパーセント同一性を列挙する。したがって、例えば、BclAのアミノ酸20-35と比較して、BetA/BAS3290の対応するアミノ酸は約81.3%同一であり、BAS4623の対応するアミノ酸は約50.0%同一であり、BclBの対応するアミノ酸は約43.8%同一であり、BAS1882の対応するアミノ酸は約62.5%同一であり、KBAB4 2280遺伝子産物の対応するアミノ酸は約81.3%同一であり、KBAB4 3572遺伝子産物の対応するアミノ酸は約81.3%同一である。残りの配列についてのこの領域上の配列同一性を、図1Aおよび1Bに列挙する。
BclAのアミノ酸25-35に関して、BetA/BAS3290の対応するアミノ酸は約90.9%同一であり、BAS4623の対応するアミノ酸は約72.7%同一であり、BclBの対応するアミノ酸は約54.5%同一であり、BAS1882の対応するアミノ酸は約72.7%同一であり、KBAB4 2280遺伝子産物の対応するアミノ酸は約90.9%同一であり、KBAB4 3572遺伝子産物の対応するアミノ酸は約81.8%同一である。残りの配列についてのこの領域上の配列同一性を、図1Aおよび1Bに列挙する。
したがって、標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約43%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができ、アミノ酸25-35との同一性は、少なくとも約54%である。あるいは、標的化配列は、16個のアミノ酸からなるアミノ酸配列から成り、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約43%の同一性を有し、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約54%である。
標的化配列はまた、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約50%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができ、アミノ酸25-35との同一性は、少なくとも約63%である。あるいは、標的化配列は、16アミノ酸からなり、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約50%の同一性を有し、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約63%であるアミノ酸配列からなる。
標的化配列はまた、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約50%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができ、アミノ酸25-35との同一性は、少なくとも約72%である。あるいは、標的化配列は、16アミノ酸からなり、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約50%の同一性を有し、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約72%であるアミノ酸配列からなる。
標的化配列はまた、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約56%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができ、アミノ酸25-35との同一性は、少なくとも約63%である。あるいは、標的化配列は16アミノ酸からなり、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約56%の同一性を有するアミノ酸配列からなり、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約63%である。
標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約62%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができ、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約72%である。あるいは、標的化配列は、16アミノ酸からなり、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約62%の同一性を有し、配列番号1のアミノ酸25-35との同一性が少なくとも約72%であるアミノ酸配列からなり得る。
標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも68%の同一性を有するアミノ酸配列を含み得、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約81%である。あるいは、標的化配列は、16個のアミノ酸から成るアミノ酸配列から成り、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも68%の同一性を有し、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約81%である。
標的化配列はまた、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約75%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができ、ここでアミノ酸25-35との同一性は少なくとも約72%である。あるいは、標的化配列は、16個のアミノ酸からなり、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約75%の同一性を有するアミノ酸配列からなり、配列番号1のアミノ酸25-35との同一性は少なくとも約72%である。
標的化配列はまた、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約75%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができ、ここでアミノ酸25-35との同一性は少なくとも約81%である。あるいは、標的化配列は、16個のアミノ酸からなり、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約75%の同一性を有するアミノ酸配列からなり、配列番号1のアミノ酸25-35との同一性は、少なくとも約81%である。
標的化配列はまた、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約81%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができ、ここでアミノ酸25-35との同一性は少なくとも約81%である。あるいは、標的化配列は、16個のアミノ酸からなるアミノ酸配列から成り、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約81%の同一性を有し、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約81%である。
標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約81%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができ、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約90%である。あるいは、標的化配列は、16個のアミノ酸からなるアミノ酸配列からなり、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約81%の同一性を有し、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約90%である。
当業者は、標的化配列がBclAのアミノ酸20-35、BetA/BAS3290、BAS4263、BclB、BAS1882、KBAB4 2280遺伝子産物、もしくはKBAB 3572遺伝子産物の対応するアミノ酸を含む限り、またはBclAのアミノ酸20-35および25-35に対する上述の配列同一性のいずれかを含む配列が存在する限りにおいて、上記配列の変異体を標的化配列として使用することもできることを認識する。
BclAのアミノ酸25-35に相同性を有する領域を欠くある種のバチルス・セレウス科エキソスポリウムタンパク質は、バチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムに対するペプチドまたはタンパク質を標的化するために使用することもできる。特に、融合タンパク質は、配列番号108(B. mycoides InhA)を含むエキソスポリウムタンパク質、配列番号109(B. anthracis Sterne BAS1141(ExsY))を含むエキソスポリウムタンパク質、配列番号110(B. anthracis Sterne BAS1144(BxpB/ExsFA))を含むエキソスポリウムタンパク質、配列番号112(B. anthracis Sterne BAS140)を含むエキソスポリウムタンパク質、配列番号113(B. anthracis H9401 ExsFB)を含むエキソスポリウムタンパク質、配列番号114(B. thuringiensis HD74 InhA1)を含むエキソスポリウムタンパク質、配列番号115(B. cereus ATCC 10876 ExsJ)を含むエキソスポリウムタンパク質、配列番号116(B. cereus ExsH)を含むエキソスポリウムタンパク質、配列番号117(B. anthracis Ames YjcA)を含むエキソスポリウムタンパク質、配列番号118(B. anthracis YjcB)を含むエキソスポリウムタンパク質、配列番号119(B. anthracis Sterne Bcl)を含むエキソスポリウムタンパク質、配列番号120(B. thuringiensis serovar konkukian str.97-27酸性ホスファターゼ)を含むエキソスポリウムタンパク質、配列番号121(B. thuringiensis HD74 InhA2)を含むエキソスポリウムタンパク質、配列番号122(B. mycoides InhA3)を含むエキソスポリウムタンパク質、または配列番号203(B. anthracis CotY変異体)を含むエキソスポリウムタンパク質を含むことができる。本明細書に記載する融合タンパク質中に配列番号108-122または203のいずれかを含むエキソスポリウムタンパク質を包含すると、B. cereus科メンバーのエキソスポリウムへのターゲティングが生じることになるであろう。
さらに、上記の全長エキソスポリウムタンパク質またはエキソスポリウムタンパク質断片のいずれかと高度の配列同一性を有するエキソスポリウムタンパク質を用いて、バチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムにペプチドまたはタンパク質を標的化することもできる。したがって、融合タンパク質は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、18、20、24、26、28、30、32、34、36、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、78、80、82、84、86、88、90、92、94、95、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、および203のいずれか1つに対して少なくとも85%の同一性を有するエキソスポリウムタンパク質またはエキソスポリウムタンパク質断片を含み得る。
代わりに、融合タンパク質は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、95、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、および203のいずれか1つと少なくとも90%の同一性を有するエキソスポリウムタンパク質を含み得る。
融合タンパク質は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34,36、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、95、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、122、122、および203のいずれか1つと95%以上の同一性を有するエキソスポリウムタンパク質を含み得る。
融合タンパク質は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、95、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、122、122、および203のいずれか1つと98%以上の同一性を有するエキソスポリウムタンパク質を含むことができる。
融合タンパク質は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、78、80、82、84、86、88、90、92、94、95、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、および203のいずれか1つと少なくとも99%の同一性を有するエキソスポリウムタンパク質を含むことができる。
融合タンパク質は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、95、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、および203のいずれか1つと100%の同一性をい有するエキソスポリウムタンパク質を含むことができる。
また、本発明の標的化配列、エキソスポリウムタンパク質またはエキソスポリウムタンパク質フラグメントは、ターゲティング機能を提供するモチーフの観点から記載することができる。図1Aおよび1Bは、多くの他のバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムタンパク質の対応するアミノ末端領域とBclA(配列番号:1)のアミノ末端領域の配列アラインメントを示す。図1からわかるように、BclAのアミノ酸20-35には保存されたモチーフがあり(図1で太線で示している)、BclAのアミノ酸25-35にはより高度に保存されたモチーフがある(太線で示しており、図1で下線で示している)。このより高度に保存された領域は、ExsFA/BxpB/ExsFBおよび相同体の認識配列であり、エキソスポリウムの表面に記載されたエキソスポリウムタンパク質を指令し、集合させる。
さらに、BclAのアミノ酸20-35は保存されており、アミノ酸25-35はより保存されているが、エキソスポリウムに対するタンパク質を標的とする標的化配列の能力に影響を及ぼすことなく、この領域にある程度の変動が起こりうる。図1は、BclAのアミノ酸20-35(「20-35%の同一性」)およびBclAのアミノ酸25-35(「25-35%の同一性」)に対する各配列の対応するアミノ酸のパーセントの同一性を列挙する。BclA(配列番号1)のアミノ酸20-35と43.8%程度の低い標的化配列同一性を有し、BclAのアミノ酸25-35との同一性は54.5%である配列は、エキソスポリウムへの融合タンパク質をターゲティングする能力を保持する。データはPCT刊行物番号WO 2016/044661の実施例59の表58に提供されており、ここにはその全体を引用して組み込まれている。表58は、これらの酵素および様々な標的化配列を含む融合タンパク質を発現するバチルス・セレウス科メンバー胞子上のホスファチジルコリン特異的ホスホリパーゼC遺伝子(PC-PLC)およびリパーゼの酵素レベルを示す。PCT公開番号WO 2016/044661の表58の関連部分を以下に再現し、BclAのアミノ酸20-35および25-35と標的化配列のそれぞれの同一性パーセントを示すために、さらに2つのカラムを追加して示す(配列番号1):
Figure 2022525639000009
これらのデータは、BclAのアミノ酸20-35(配列番号1)と50~68.8%の同一性を有し、BclAのアミノ酸25-35との同一性は63.6-81.8%である標的化配列を用いて、エキソスポリウムタンパク質に対する対象タンパク質(例えば、酵素)のターゲティングが達成できることを示す。このようなモチーフは、融合タンパク質を組換えバチルス菌のエキソスポリウムに標的化する標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片に存在し、X-X-X-X-X-X-X-X-X-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16
[式中
はアミノ酸であるか、存在せず、
はフェニルアラニン(F)、ロイシン(L)、イソロイシン(I)又はメチオニン(M)であり、
は任意のアミノ酸であり、
はプロリン(P)またはセリン(S)であり、
は任意のアミノ酸であり、
は、ロイシン(L)、アスパラギン(N)、セリン(S)、又はイソロイシン(I)であり、
がバリン(V)又はイソロイシン(I)であり、
はグリシン(G)であり、
がプロリン(P)であり、
10がトレオニン(T)又はプロリン(P)であり、
11はロイシン(L)又はフェニルアラニン(F)であり、
12がプロリン(P)であり、
13は任意のアミノ酸であり、
14は任意のアミノ酸であり、
15はプロリン(P)、グルタミン(Q)、又はトレオニン(T)であり、
16は、プロリン(P)、トレオニン(T)、又はセリン(S)である。]
となる配列を含む。
標的化配列、エキソスポルイムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片のいずれも、本明細書に記載されているセリンプロテアーゼ活性を有するタンパク質を含む、目的の任意のタンパク質またはペプチドを、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムにターゲティングするために使用することができる。
例えば、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片のいずれか(例えば、配列番号203-207のいずれか)を用いて、目的のタンパク質またはペプチド(例えば、配列番号210、211、または212のセリンプロテアーゼ活性を有する酵素)を、組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムに標的化することができる。
本明細書に記載される融合タンパク質のいずれかを発現する組換えバチルス・セレウス科メンバーの胞子形成の間に、ターゲティングモチーフ、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片は、胞子エキソスポリウム集合機構によって認識され、エキソスポリウムに向けられ、その結果、胞子の外側上に融合タンパク質または融合タンパク質の目的部分(例えば、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素)のタンパク質またはペプチド部分が表示される。
異なる標的化配列の使用は、バチルス・セレウス科メンバー胞子の表面上の融合タンパク質の発現レベルの制御を可能にする。本明細書に記載される標的化配列の特定の使用は、融合タンパク質のより高いレベルの発現をもたらすであろうが、標的化配列の他の使用は、胞子の表面上の融合タンパク質のより低いレベルの発現をもたらすであろう。
本明細書中に記載される融合タンパク質のいずれにおいても、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片は、Xが任意のアミノ酸である、そのカルボキシ末端にアミノ酸配列GXTを含むことができる。
本明細書中に記載される融合タンパク質のいずれにおいても、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片は、配列番号1のアミノ酸20に対応する標的化配列の位置にアラニン残基を含むことができる。
本明細書に記載される融合タンパク質のいずれにおいても、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片は、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片の最初のアミノ酸の直前のアミノ酸位置、又は配列番号1のアミノ酸20に相当する標的化配列の位置にメチオニン、セリン、またはトレオニン残基をさらに含むことができる。
B. セリンプロテアーゼタンパク質
融合タンパク質は、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素を含み得る。
セリンプロテアーゼは、最も大きく、最も広く分布しているプロテアーゼの一種である。セリンプロテアーゼは、タンパク質の特定の認識部位内のセリン残基でペプチド結合を切断する。これらのプロテアーゼは、細菌により環境中の栄養除去に頻繁に利用される。また、セリンプロテアーゼは、線虫の腸組織の消化を介して殺線虫活性を示すことが示されている。Meloidogyne incognitaおよびダイズシストセンチュウ(soybean cyst nematode)に対して殺線虫活性を示すバチルス・フィルムス株DS‐1の研究から、その株が生産するセリンプロテアーゼはセリンプロテアーゼ活性を有し、線虫の腸組織を分解することが明らかになった。Geng, C.ら、”A Novel Serine Protease, Sep1, from Bacillus firmus DS-1 Has Nematicidal Activity and Degrades Multiple Intestinal-Associated Nematode Proteins”、Scientific Reports, 2016, vol.6, No. 25012。
他の研究は、セリンプロテアーゼが、真菌植物病原体およびPythiumのような卵菌類のような病原体に対して活性を有することを示している。Dunneら、”Overproduction of an Inducible Extracellular Serine Protease Improves Biological Control of Pythium ultimum by Stenotrophomonas maltophilia strain W81”、Microbiology, 2000, vol. 146, pp. 2069-2078, 及び Yen, Y.ら、“An Tntifungal Protease Produced by Pseudomonas aeruginosa M-1001 with Shrimp and Crab Shell Powder as a Carbon Source” Enzyme and Microbial Technology、2006、 vol. 39, pp. 311-317を参照されたい。
表2において、配列番号210-212は、野生型酵素およびセリンプロテアーゼ活性を示すか、または示すと予測される変種酵素についてのアミノ酸配列である。したがって、例えば、配列番号210および211は、2つの異なるバチルス・フィルムス株由来の野生型セリンプロテアーゼ酵素のアミノ酸配列を提供し、98%の配列類似性を有する。配列番号212は、配列番号210と同じ酵素に対するアミノ酸配列を提供するが、但し、配列番号210は、アミノ酸181-240の欠失を有し、配列番号210と212は、81%の配列類似性を有する。上記のGengら、2016年に参照されている触媒残基は、配列番号212の変異体セリンプロテアーゼアミノ酸配列中に維持されている。
Figure 2022525639000010
シグナルペプチド
融合タンパク質が、天然の配列がシグナルペプチドを含む酵素を含む場合、その酵素はシグナルペプチドなしで使用することができる。代わりに、天然のシグナルペプチド(または別のシグナルペプチド)を、任意に、酵素配列の最初のアミノ酸の直前の酵素のアミノ末端に含めることができる。
さらに、シグナルペプチドを、天然配列がシグナルペプチドを含まない酵素のアミノ末端に任意に含めることができる。
C. 組換えバチルス・セレウス科メンバーにおける発現のための融合タンパク質
融合タンパク質を組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムに標的化する標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片を含む融合タンパク質を提供する。融合タンパク質はさらに、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素を含む。
本明細書に記載の融合タンパク質のいずれかにおいて、融合タンパク質は以下のものを含むことができる。(1)配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約43%の同一性を有するアミノ酸配列を含む標的化配列であって、アミノ酸25-35との同一性が少なくとも約54%である標的化配列;(2)配列番号1のアミノ酸1-35を含む標的化配列;(3)配列番号1のアミノ酸20-35を含む標的化配列;(4)配列番号1を含む標的化配列;(5)配列番号2と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(6)配列番号1のアミノ酸2-35を含む標的化配列;(7)配列番号1のアミノ酸5-35を含む標的化配列;(8)配列番号1のアミノ酸8-35を含む標的化配列;(9)配列番号1のアミノ酸10-35を含む標的化配列;(10)配列番号1のアミノ酸15-35を含む標的化配列;(11)配列番号3のアミノ酸1-27を含む標的化配列;(12)配列番号3のアミノ酸12-27を含む標的化配列;(13)配列番号3を含む標的化配列;(14)配列番号4と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(15)配列番号3のアミノ酸2-27を含む標的化配列;(16)配列番号3のアミノ酸5-27を含む標的化配列;(17)配列番号3のアミノ酸8-27を含む標的化配列;(17)配列番号3のアミノ酸8-27を含む標的化配列;(18)配列番号3のアミノ酸10-27を含む標的化配列;(19)配列番号5のアミノ酸1-38を含む標的化配列;(20)配列番号5のアミノ酸23-38を含む標的化配列;(21)配列番号5を含む標的配列;(22)配列番号6と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(23)配列番号5のアミノ酸2-38を含む標的化配列;(24)配列番号5のアミノ酸5-38を含む標的化配列;(25)配列番号5のアミノ酸8-38を含む標的化配列;(26)配列番号5のアミノ酸10-38を含む標的化配列;(27)配列番号5のアミノ酸15-38を含む標的化配列;(28)配列番号5のアミノ酸20-38を含む標的化配列;(29)配列番号7のアミノ酸1-28を含む標的化配列;(30)配列番号7のアミノ酸13-28を含む標的化配列;(31)配列番号7を含む標的配列;(32)配列番号8と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(33)配列番号7のアミノ酸2-28を含む標的化配列;(34)配列番号7のアミノ酸5-28を含む標的化配列;(35)配列番号7のアミノ酸8-28を含む標的化配列;(36)配列番号7のアミノ酸10-28を含む標的化配列;(37)配列番号9のアミノ酸1-24を含む標的化配列;(38)配列番号9のアミノ酸9-24を含む標的化配列;(39)配列番号9を含む標的化配列;(40)配列番号10と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(41)配列番号9のアミノ酸2-24を含む標的化配列;(42)配列番号9のアミノ酸5-24を含む標的化配列;(43)配列番号9のアミノ酸8-24を含む標的化配列;(44)配列番号11のアミノ酸1-33を含む標的化配列;(45)配列番号11のアミノ酸18-33を含む標的化配列;(46)配列番号11を含む標的化配列;(47)配列番号12と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(48)配列番号11のアミノ酸2-33を含む標的化配列;(49)配列番号11のアミノ酸5-33を含む標的化配列;(50)配列番号11のアミノ酸8-33を含む標的化配列;(51)配列番号11のアミノ酸10-33を含む標的化配列;(52)配列番号11のアミノ酸15-33を含む標的化配列;(53)配列番号13のアミノ酸1-33を含む標的化配列;(54)配列番号13のアミノ酸18-33を含む標的化配列;(55)配列番号13を含む標的化配列;(56)配列番号14と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(57)配列番号13のアミノ酸2-33を含む標的化配列;(58)配列番号13のアミノ酸5-33を含む標的化配列;(59)配列番号13のアミノ酸8-33を含む標的化配列;(60)配列番号13のアミノ酸10-33を含む標的化配列;(61)配列番号13のアミノ酸15-33を含む標的化配列;(62)配列番号15のアミノ酸1-43を含む標的化配列;(63)配列番号15のアミノ酸28-43を含む標的化配列;(64)配列番号15を含む標的化配列;(65)配列番号16と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(66)配列番号15のアミノ酸2-43を含む標的化配列;(67)配列番号15のアミノ酸5-43を含む標的化配列;(68)配列番号15のアミノ酸8-43を含む標的化配列;(69)配列番号15のアミノ酸10-43を含む標的化配列;(70)配列番号15のアミノ酸15-43を含む標的化配列;(71)配列番号15のアミノ酸20-43を含む標的化配列;(72)配列番号15のアミノ酸25-43を含む標的化配列;(73)配列番号17のアミノ酸1-27を含む標的化配列;(74)配列番号17のアミノ酸12-27を含む標的化配列;(75)配列番号17のアミノ酸12-27を含む標的化配列;(76)配列番号18と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(77)配列番号17のアミノ酸2-27を含む標的化配列;(78)配列番号17のアミノ酸5-27を含む標的化配列;(79)配列番号17のアミノ酸8-27を含む標的化配列;(80)配列番号17のアミノ酸10-27を含む標的化配列;(81)配列番号19のアミノ酸1-33を含む標的化配列;(82)配列番号19のアミノ酸18-33を含む標的化配列;(83)配列番号19を含む標的化配列;(84)配列番号20と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(85)配列番号19のアミノ酸2-33を含む標的化配列;(86)配列番号19のアミノ酸5-33を含む標的化配列;(87)配列番号19のアミノ酸8-33を含む標的化配列;(88)配列番号19のアミノ酸10-33を含む標的化配列;(89)配列番号19のアミノ酸15-33を含む標的化配列;(90)配列番号21のアミノ酸1-33を含む標的化配列;(91)配列番号21のアミノ酸18-33を含む標的化配列;(92)配列番号21を含む標的化配列;(93)配列番号22と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(94)配列番号21のアミノ酸2-33を含む標的化配列;(95)配列番号21のアミノ酸5-33を含む標的化配列;(96)配列番号21のアミノ酸8-33を含む標的化配列;(97)配列番号21のアミノ酸10-33を含む標的化配列;(98)配列番号21のアミノ酸15-33を含む標的化配列;(99)配列番号23のアミノ酸1-24を含む標的化配列;(100)配列番号23のアミノ酸9-24を含む標的化配列;(101)配列番号23を含む標的化配列;(102)配列番号24と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(103)配列番号23のアミノ酸2-24を含む標的化配列;(104)配列番号23のアミノ酸5-24を含む標的化配列;(105)配列番号23のアミノ酸8-24を含む標的化配列;(106)配列番号25のアミノ酸1-24を含む標的化配列;(107)配列番号25のアミノ酸9-24を含む標的化配列;(108)配列番号25を含む標的化配列;(109)配列番号26と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(110)配列番号25のアミノ酸2-24を含む標的化配列;(111)配列番号25のアミノ酸5-24を含む標的化配列;(112)配列番号25のアミノ酸8-24を含む標的化配列;(113)配列番号27のアミノ酸1-30を含む標的化配列;(114)配列番号27のアミノ酸15-30を含む標的化配列;(115)配列番号27を含む標的化配列;(116)配列番号28と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(117)配列番号27のアミノ酸2-30を含む標的化配列;(118)配列番号27のアミノ酸5-30を含む標的化配列;(119)配列番号27のアミノ酸8-30を含む標的化配列;(120)配列番号27のアミノ酸10-30を含む標的化配列;(121)配列番号29のアミノ酸1-33を含む標的化配列;(122)配列番号29のアミノ酸18-33を含む標的化配列;(123)配列番号29を含む標的化配列;(124)配列番号30と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(125)配列番号29のアミノ酸2-33を含む標的化配列;(126)配列番号29のアミノ酸5-33を含む標的化配列;(127)配列番号29のアミノ酸8-33を含む標的化配列;(128)配列番号29のアミノ酸10-33を含む標的化配列;(129)配列番号29のアミノ酸15-33を含む標的化配列;(130)配列番号31のアミノ酸1-24を含む標的化配列;(131)配列番号31のアミノ酸9-24を含む標的化配列;(132)配列番号31を含む標的配列;(133)配列番号32と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含む標的化配列;(134)配列番号32のアミノ酸2-24を含む標的化配列;(135)配列番号31のアミノ酸5-24を含む標的化配列;(136)配列番号31のアミノ酸8-24を含む標的化配列;(137)配列番号33のアミノ酸1-15を含む標的化配列;(138)配列番号33を含む標的化配列;(139)配列番号34と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(140)配列番号35のアミノ酸1-16を含む標的化配列;(141)配列番号35を含む標的化配列;(142)配列番号36と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(143)配列番号43のアミノ酸1-29を含む標的化配列;(144)配列番号43のアミノ酸14-29を含む標的化配列;(145)配列番号43を含む標的化配列;(146)配列番号44と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(147)配列番号43のアミノ酸2-29を含む標的化配列;(148)配列番号43のアミノ酸5-29を含む標的化配列;(149)配列番号43のアミノ酸8-29を含む標的化配列;(150)配列番号43のアミノ酸10-29を含む標的化配列;(151)配列番号45のアミノ酸1-35を含む標的化配列;(152)配列番号45のアミノ酸20-35を含む標的化配列;(153)配列番号45を含む標的配列;(154)配列番号46と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含む標的化配列;(155)配列番号45のアミノ酸2-35を含む標的化配列;(156)配列番号45のアミノ酸5-35を含む標的化配列;(157)配列番号45のアミノ酸8-35を含む標的化配列;(158)配列番号45のアミノ酸10-35を含む標的化配列;(159)配列番号45のアミノ酸15-35を含む標的化配列;(160)配列番号47のアミノ酸1-43を含む標的化配列;(161)配列番号47のアミノ酸28-43を含む標的化配列;(162)配列番号47を含む標的化配列;(163)配列番号48と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(164)配列番号47のアミノ酸2-43を含む標的化配列;(165)配列番号47のアミノ酸5-43を含む標的化配列;(166)配列番号47のアミノ酸8-43を含む標的化配列;(167)配列番号47のアミノ酸
10-43を含む標的化配列;(168)配列番号47のアミノ酸15-43を含む標的化配列;(169)配列番号47のアミノ酸20-43を含む標的化配列;(170)配列番号47のアミノ酸25-43を含む標的化配列;(171)配列番号49のアミノ酸1-32を含む標的化配列;(172)配列番号49のアミノ酸17-32を含む標的化配列;(173)配列番号49を含む標的化配列;(174)配列番号50と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含む標的化配列;(175)配列番号49のアミノ酸2-32を含む標的化配列;(176)配列番号49のアミノ酸5-32を含む標的化配列;(177)配列番号49のアミノ酸8-32を含む標的化配列;(178)配列番号49のアミノ酸10-32を含む標的化配列;(179)配列番号49のアミノ酸15-32を含む標的化配列;(180)配列番号51のアミノ酸1-33を含む標的化配列;(181)配列番号51のアミノ酸18-33を含む標的化配列;(182)配列番号51を含む標的化配列;(183)配列番号52と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(184)配列番号51のアミノ酸2-33を含む標的化配列;(185)配列番号51のアミノ酸5-33を含む標的化配列;(186)配列番号51のアミノ酸8-33を含む標的化配列;(187)配列番号51のアミノ酸10-33を含む標的化配列;(188)配列番号51のアミノ酸15-33を含む標的化配列;(189)配列番号53のアミノ酸1-33を含む標的化配列;(190)配列番号53のアミノ酸18-33を含む標的化配列;(191)配列番号53を含む標的化配列;(192)配列番号54と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(193)配列番号53のアミノ酸2-33を含む標的化配列;(194)配列番号53のアミノ酸5-33を含む標的化配列;(195)配列番号53のアミノ酸8-33を含む標的化配列;(196)配列番号53のアミノ酸10-33を含む標的化配列;(197)配列番号53のアミノ酸15-33を含む標的化配列;(198)配列番号55のアミノ酸1-30を含む標的化配列;(199)配列番号55のアミノ酸15-30を含む標的化配列;(200)配列番号55を含む標的化配列;(201)配列番号56と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(202)配列番号55のアミノ酸2-30を含む標的化配列;(203)配列番号55のアミノ酸5-30を含む標的化配列;(204)配列番号55のアミノ酸8-30を含む標的化配列;(205)配列番号55のアミノ酸10-30を含む標的化配列;(206)配列番号57のアミノ酸1-130を含む標的化配列;(207)配列番号57のアミノ酸115-130を含む標的化配列;(208)配列番号57を含む標的化配列;(209)配列番号58と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(210)配列番号57のアミノ酸2-130を含む標的化配列;(211)配列番号57のアミノ酸5-130を含む標的化配列;(212)配列番号57のアミノ酸10-130を含む標的化配列;(213)配列番号57のアミノ酸20-130を含む標的化配列;(214)配列番号57のアミノ酸30-130を含む標的化配列;(215)配列番号57のアミノ酸40-130を含む標的化配列;(216)配列番号57のアミノ酸50-130を含む標的化配列;(217)配列番号57のアミノ酸60-130を含む標的化配列;(218)配列番号57のアミノ酸70-130を含む標的化配列;(219)配列番号57のアミノ酸80-130を含む標的化配列;(220)配列番号57のアミノ酸90-130を含む標的化配列;(221)配列番号57のアミノ酸100-130を含む標的配列;(222)配列番号57のアミノ酸110-130を含む標的化配列;(223)配列番号96と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質断片;(224)配列番号96を含む標的配列;(225)配列番号97を含む標的化配列;(226)配列番号98を含む標的化配列;(227)配列番号99を含む標的化配列;(228)配列番号100を含む標的化配列;(229)配列番号101を含む標的化配列;(230)配列番号102を含む標的配列;(231)配列番号103を含む標的化配列;(232)配列番号104を含む標的化配列;(233)配列番号105を含む標的化配列。234)配列番号106を含む標的化配列;(235)配列番号108と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(237)配列番号110と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(239)配列番号112と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(240)配列番号113と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(241)配列番号114と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(242)配列番号115と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(243)オスポリウム 配列番号116と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むタンパク質;(244)配列番号117と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(245)配列番号118と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(246)配列番号119と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(247)配列番号120と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(248)配列番号121と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(249)配列番号1のアミノ酸22-31を含む標的化配列;(250)配列番号1のアミノ酸22-33を含む標的化配列;(251)配列番号1のアミノ酸20-31を含む標的化配列;(252)a 配列番号3のアミノ酸14-23を含む標的化配列;(253)配列番号3のアミノ酸14-25を含む標的化配列;(254)配列番号3のアミノ酸12-23を含む標的化配列;(255)配列番号59のアミノ酸1-30を含む標的化配列;(256)配列番号59を含む標的化配列;(257)配列番号60と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(258)配列番号59のアミノ酸2-30を含む標的化配列;(259)配列番号59のアミノ酸4-30を含む標的化配列;(260)配列番号59のアミノ酸6-30を含む標的化配列;(261)配列番号61のアミノ酸1-33を含む標的化配列;(262)配列番号61のアミノ酸18-33を含む標的化配列;(263)配列番号61を含む標的化配列;(264)配列番号62と少なくとも85%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(265)配列番号61のアミノ酸2-33を含む標的化配列;(266)配列番号61のアミノ酸5-33を含む標的化配列;(267)配列番号61のアミノ酸10-33を含む標的化配列;(268)配列番号61のアミノ酸15-33を含む標的化配列;(269)配列番号63のアミノ酸1-35を含む標的化配列;(270)配列番号63を含む標的化配列;(271)配列番号64と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(272)配列番号63のアミノ酸2-35を含む標的化配列;(273)配列番号63のアミノ酸5-35を含む標的化配列;(274)配列番号63のアミノ酸8-35を含む標的化配列;(275)配列番号63のアミノ酸10-35を含む標的化配列;(276)配列番号63のアミノ酸15-35を含む標的化配列;(277)配列番号65のアミノ酸1-24を含む標的化配列;(278)配列番号65のアミノ酸9-24を含む標的化配列;(279)配列番号65を含む標的化配列;(280)配列番号66と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含む標的化配列;(281)配列番号107を含む標的化配列;(282)配列番号65のアミノ酸2-24を含む標的化配列;(283)配列番号65のアミノ酸5-24を含む標的化配列;(284)配列番号67のアミノ酸1-27を含む標的化配列;(285)配列番号67のアミノ酸12-27を含む標的化配列;(286)配列番号67を含む標的化配列;(287)配列番号68と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(288)配列番号67のアミノ酸2-27を含む標的化配列;(289)配列番号67のアミノ酸5-27を含む標的化配列;(290)配列番号67のアミノ酸10-27を含む標的化配列;(291)配列番号69のアミノ酸1-38を含む標的化配列;(292)配列番号69のアミノ酸23-38を含む標的化配列;(293)配列番号69を含む標的化配列;(294)配列番号70と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(295)配列番号69のアミノ酸2-38を含む標的化配列;(296)配列番号69のアミノ酸5-38を含む標的化配列;(297)配列番号69のアミノ酸10-38を含む標的化配列;(298)配列番号69のアミノ酸15-38を含む標的化配列;(299)配列番号72を含むエキソスポリウムタンパク質;(300)配列番号73を含む標的化配列;(301)配列番号74と少なくとも95%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(302)配列番号75のアミノ酸1-42を含む標的化配列;(303)配列番号75のアミノ酸27-42を含む標的化配列;(304)配列番号75を含む標的化配列;(305)配列番号76と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(306)配列番号75のアミノ酸2-42を含む標的化配列;(307)配列番号75のアミノ酸5-42を含む標的化配列;(308)配列番号75のアミノ酸10-42を含む標的化配列;(309)配列番号75のアミノ酸15-42を含む標的化配列;(310)配列番号75のアミノ酸20-42を含む標的化配列;(311)配列番号75のアミノ酸25-42を含む標的化配列;(312)配列番号77のアミノ酸1-24を含む標的化配列;(313)配列番号77のアミノ酸9-24を含む標的化配列;(314)配列番号77を含む標的化配列;(315)配列番号78と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(316)配列番号77のアミノ酸2-24を含む標的化配列;(317)配列番号77のアミノ酸5-24を含む標的化配列;(318)配列番号80と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(319)配列番号81のアミノ酸1-38を含む標的化配列;(320)配列番号81のアミノ酸23-38を含む標的化配列;(321)配列番号81を含む標的化配列;(322)配列番号82と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含む標的化配列;(323)配列番号81のアミノ酸2-38を含む標的化配列;(324)配列番号81のアミノ酸5-38を含む標的化配列;(325)配列番号81のアミノ酸10-38を含む標的化配列;(326)配列番号81のアミノ酸15-38を含む標的化配列;(327)配列番号81のアミノ酸20-38を含む標的化配列;(328)配列番号83のアミノ酸1-34を含む標的化配列;(329)配列番号83を含む標的化配列;(330)配列番号84と少なくとも85%の同
一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(331)配列番号86と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(332)配列番号87のアミノ酸1-28を含む標的化配列;(333)配列番号87のアミノ酸13-28を含む標的化配列;(335)配列番号88と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(336)配列番号87のアミノ酸2-28を含む標的化配列;(337)配列番号87のアミノ酸5-28を含む標的化配列;(338)配列番号87のアミノ酸10-28を含む標的化配列;(339)配列番号89のアミノ酸1-28を含む標的化配列;(340)配列番号89を含む標的化配列;(341)配列番号90と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(342)配列番号89のアミノ酸2-28を含む標的化配列;(343)配列番号89のアミノ酸5-28を含む標的化配列;(345)配列番号91のアミノ酸1-93を含む標的化配列;(346)配列番号91を含む標的化配列;(347)配列番号92と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(348)配列番号91のアミノ酸2-93を含む標的化配列;(349)配列番号91のアミノ酸20-93を含む標的化配列;(351)配列番号91のアミノ酸30-93を含む標的化配列;(352)配列番号91のアミノ酸40-93を含む標的化配列;(353)配列番号91のアミノ酸50-93を含む標的化配列;(354)配列番号91のアミノ酸60-93を含む標的化配列;(355)配列番号93のアミノ酸1-130を含む標的化配列;(356)配列番号93を含む標的化配列;(357)配列番号94と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(358)配列番号93のアミノ酸2-130を含む標的化配列;(359)配列番号93のアミノ酸10-130を含む標的化配列;(360)配列番号93のアミノ酸20-130を含む標的化配列;(361)配列番号93のアミノ酸30-130を含む標的化配列;(362)配列番号122と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(363)配列番号1のアミノ酸20-33からなる標的化配列;(364)配列番号1のアミノ酸21-33からなる標的化配列;(365)配列番号1のアミノ酸23-31からなる標的化配列;(366)配列番号96のアミノ酸1-15からなる標的化配列;(367)配列番号96のアミノ酸1-13からなる標的化配列;(368)配列番号3のアミノ酸12-25からなる標的化配列;(369)配列番号3のアミノ酸13-25からなる標的化配列;(370)配列番号3のアミノ酸15-23からなる標的化配列;(371)配列番号97のアミノ酸1-15からなる標的化配列;(372)配列番号98のアミノ酸1-13からなる標的化配列;(373)配列番号5のアミノ酸23-36からなる標的化配列;(374)配列番号5のアミノ酸23-34からなる標的化配列;(375)配列番号5のアミノ酸24-36からなる標的化配列;(376)配列番号5のアミノ酸26-34からなる標的化配列;(377)配列番号7のアミノ酸13-26からなる標的化配列;(378)配列番号7のアミノ酸13-24からなる標的化配列;(379)配列番号7のアミノ酸14-26からなる標的化配列;(380)配列番号7のアミノ酸16-24からなる標的化配列;(381)配列番号9のアミノ酸9-22からなる標的化配列;(382)配列番号9のアミノ酸9-20からなる標的化配列;(383)配列番号9のアミノ酸10-22からなる標的化配列;(384)配列番号9のアミノ酸12-20からなる標的化配列;(385)配列番号105のアミノ酸1-15からなる標的化配列;(386)配列番号105のアミノ酸1-13からなる標的化配列;(387)配列番号11のアミノ酸18-31からなる標的化配列;(388)配列番号11のアミノ酸18-29からなる標的化配列;(389)配列番号11のアミノ酸19-31からなる標的化配列;(390)配列番号98のアミノ酸1-15からなる標的化配列;(391)配列番号98のアミノ酸1-13からなる標的化配列;(392)配列番号13のアミノ酸18-31からなる標的化配列;(393)配列番号13のアミノ酸18-29からなる標的化配列;(394)配列番号13のアミノ酸19-31からなる標的化配列;(395)配列番号13のアミノ酸21-29からなる標的化配列;(396)配列番号99のアミノ酸1-15からなる標的化配列;(397)配列番号99のアミノ酸1-13からなる標的化配列;(398)配列番号15のアミノ酸28-41からなる標的化配列;(399)配列番号15のアミノ酸28-39からなる標的化配列;(400)配列番号15のアミノ酸29-41からなる標的化配列;(401)配列番号15のアミノ酸31-39からなる標的化配列;(402)配列番号17のアミノ酸12-25からなる標的化配列;(403)配列番号17のアミノ酸13-25からなる標的化配列;(404)配列番号100のアミノ酸1-15からなる標的化配列;(405)配列番号19のアミノ酸18-31からなる標的化配列;(406)配列番号19のアミノ酸18-29からなる標的化配列;(407)配列番号19のアミノ酸19-31からなる標的化配列;(408)配列番号19のアミノ酸21-29からなる標的化配列;(409)配列番号21のアミノ酸18-31からなる標的化配列;(410)配列番号21のアミノ酸18-29からなる標的化配列;(411)配列番号21のアミノ酸19-31からなる標的化配列;(412)配列番号21のアミノ酸21-29からなる標的化配列;(413)配列番号101のアミノ酸1-15からなる標的化配列;(414)配列番号101のアミノ酸1-13からなる標的化配列;(415)配列番号23のアミノ酸9-22からなる標的化配列;(416)配列番号23のアミノ酸9-20からなる標的化配列;(417)配列番号23のアミノ酸10-22からなる標的化配列;(418)配列番号23のアミノ酸12-20からなる標的化配列;(419)配列番号102のアミノ酸1-15からなる標的化配列;(420)配列番号102のアミノ酸1-13からなる標的化配列;(421)配列番号25のアミノ酸9-22からなる標的化配列;(422)配列番号25のアミノ酸9-20からなる標的化配列;(423)配列番号25のアミノ酸10-22からなる標的化配列;(424)配列番号25のアミノ酸12-20からなる標的化配列;(425)配列番号103のアミノ酸1-15からなる標的化配列;(426)配列番号103のアミノ酸1-13からなる標的化配列;(427)配列番号27のアミノ酸15-28からなる標的化配列;(428)配列番号27のアミノ酸15-26からなるアミノ酸15;(429)配列番号27のアミノ酸16-28からなる標的化配列;(430)配列番号27のアミノ酸18-26からなる標的化配列;(431)配列番号104のアミノ酸1-15からなる標的化配列;(432)配列番号104のアミノ酸1-13からなる標的化配列;(433)配列番号33のアミノ酸1-13からなる標的化配列;(434)配列番号33のアミノ酸1-11からなる標的化配列;(435)配列番号33のアミノ酸3-11からなる標的化配列;(436)配列番号35のアミノ酸1-14からなる標的化配列;(437)配列番号35のアミノ酸1-12からなる標的化配列;(438)標的化配列 配列番号35のアミノ酸2-14からなる標的化配列;(439)配列番号43のアミノ酸14-27からなる標的化配列;(440)配列番号43のアミノ酸14-25からなる標的化配列;(441)配列番号43のアミノ酸15-27からなる標的化配列;(442)配列番号45のアミノ酸20-33からなる標的化配列;(443)配列番号45のアミノ酸20-31からなる標的化配列;(444)配列番号45のアミノ酸21-33からなる標的化配列;(445)配列番号106のアミノ酸1-15からなる標的化配列;(446)配列番号106のアミノ酸1-13からなる標的化配列;(447)配列番号47のアミノ酸28-41からなる標的化配列;(448)配列番号47のアミノ酸28-39からなる標的化配列;(449)配列番号53のアミノ酸18-31からなる標的化配列;(450)配列番号53のアミノ酸18-29からなる標的化配列;(451)配列番号53のアミノ酸19-31からなる標的化配列;(452)配列番号61のアミノ酸18-31を含む標的化配列;(453)配列番号61のアミノ酸18-29を含む標的化配列;(454)配列番号61のアミノ酸19-31を含む標的化配列;(455)配列番号65のアミノ酸9-22を含む標的化配列;(456)配列番号65のアミノ酸9-20を含む標的化配列;(457)配列番号65のアミノ酸10-22を含む標的化配列;(458)配列番号107のアミノ酸1-15を含む標的化配列;(459)配列番号107のアミノ酸1-13を含む標的化配列;(460)配列番号67のアミノ酸12-25を含む標的化配列;(461)配列番号67のアミノ酸12-23を含む標的化配列;(462)配列番号67のアミノ酸13-25を含む標的化配列;(463)配列番号67のアミノ酸15-23を含む標的化配列;(464)配列番号69のアミノ酸23-34を含む標的化配列;(466)配列番号69のアミノ酸24-36を含む標的化配列;(467)配列番号69のアミノ酸26-34を含む標的化配列;(468)配列番号75のアミノ酸27-40を含む標的化配列;(469)配列番号75のアミノ酸27-38を含む標的化配列;(470)配列番号77のアミノ酸9-22を含む標的化配列;(471)配列番号77のアミノ酸9-20を含む標的化配列;(472)配列番号77のアミノ酸10-22を含む標的化配列;(473)配列番号77のアミノ酸12-20を含む標的化配列;(474)配列番号81のアミノ酸23-36を含む標的化配列;(475)配列番号81のアミノ酸23-34を含む標的化配列;(476)配列番号81のアミノ酸24-36を含む標的化配列;(477)配列番号81のアミノ酸26-34を含む標的化配列;(478)配列番号87のアミノ酸13-26を含む標的化配列;(479)配列番号87のアミノ酸13-24を含む標的化配列;または(480)配列番号87のアミノ酸14-26を含む標的化配列;(481)配列番号201を含む標的化配列;(482)配列番号202を含む標的化配列;(483)配列番号203と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(484)配列番号204と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;(485)配列番号205と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質断片;(486)配列番号206と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質;または(487)配列番号207と少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質断片。
例えば、標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約50%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができ、ここで、アミノ酸25-35との同一性は、少なくとも約63%である。
あるいは、標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約50%の同一性を有するアミノ酸配列から成り得るが、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約63%である。
標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約50%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができ、アミノ酸25-35との同一性は、少なくとも約72%である。
あるいは、標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約50%の同一性を有するアミノ酸配列から成り得るが、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約72%である。
標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約56%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができ、アミノ酸25-35との同一性は、少なくとも約63%である。
あるいは、標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約56%の同一性を有するアミノ酸配列から成ることができ、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約63%である。
標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約62%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができ、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約72%である。
あるいは、標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約62%の同一性を有するアミノ酸配列から成り得るが、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約72%である。
標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約68%の同一性を有するアミノ酸配列を含み得、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約81%である。
あるいは、標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約68%の同一性を有するアミノ酸配列から成り得るが、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約81%である。
標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約75%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができ、アミノ酸25-35との同一性は、少なくとも約72%である。
あるいは、標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約75%の同一性を有するアミノ酸配列から成ることができ、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約72%である。
標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約75%の同一性を有するアミノ酸配列を含み得、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約81%である。
あるいは、標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約75%の同一性を有するアミノ酸配列から成ることができ、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約81%である。
標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約81%の同一性を有するアミノ酸配列を含み得、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約81%である。
あるいは、標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約81%の同一性を有するアミノ酸配列から成り得るが、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約81%である。
標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約81%の同一性を有するアミノ酸配列を含み得、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約90%である。
あるいは、標的化配列は、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約81%の同一性を有するアミノ酸配列から成り得るが、ここで、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約90%である。
例えば、標的化配列は、(a)16個のアミノ酸からなり、配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約43%の同一性を有し、アミノ酸25-35との同一性が少なくとも約54%であるアミノ酸配列、(b)配列番号1のアミノ酸1-35、(c)配列番号1のアミノ酸20-35、(d)配列番号1、(e)配列番号96、または(f)配列番号120からなり得る。
本明細書に記載の融合タンパク質のいずれにおいても、融合タンパク質は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、44、46、48、50、52、54、56、58、95、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、および121と少なくとも90%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質またはエキソスポリウムタンパク質断片を含むことができる。
融合タンパク質は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、44、46、48、50、52、54、56、58、95、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、および121と少なくとも95%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質またはエキソスポリウムタンパク質断片を含むことができる。
融合タンパク質は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、44、46、48、50、52、54、56、58、95、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、および121と少なくとも98%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質またはエキソスポリウムタンパク質断片を含むことができる。
融合タンパク質は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、44、46、48、50、52、54、56、58、95、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、および121と少なくとも99%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質またはエキソスポリウムタンパク質断片を含むことができる。
融合タンパク質は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、44、46、48、50、52、54、56、58、95、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、および121と100%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質またはエキソスポリウムタンパク質断片を含むことができる。
本明細書に記載する融合タンパク質のいずれかにおいて、融合タンパク質は、配列番号60、62、64、66、68、70、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、または122と少なくとも90%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質を含み得る。
融合タンパク質は、配列番号60、62、64、66、68、70、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、または122と少なくとも95%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質を含み得る。
融合タンパク質は、配列番号60、62、64、66、68、70、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、または122と少なくとも98%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質を含み得る。
融合タンパク質は、配列番号60、62、64、66、68、70、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、または122と少なくとも99%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質を含み得る。
融合タンパク質は、配列番号60、62、64、66、68、70、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、または122と100%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質を含み得る。
本明細書に記載される融合タンパク質のいずれにおいても、融合タンパク質は、配列番号203-207のいずれか1つと少なくとも90%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質またはエキソスポリウムタンパク質断片を含み得る。
融合タンパク質は、配列番号203-207のいずれか1つと少なくとも95%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質またはエキソスポリウムタンパク質断片を含み得る。
融合タンパク質は、配列番号203-207のいずれか1つと少なくとも98%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質またはエキソスポリウムタンパク質断片を含み得る。
融合タンパク質は、配列番号203-207のいずれか1つと少なくとも99%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質またはエキソスポリウムタンパク質断片を含み得る。
融合タンパク質は、エキソスポリウムタンパク質、または配列番号203-207のいずれか1つと100%の同一性を有するアミノ酸配列を含むエキソスポリウムタンパク質断片を含み得る。
融合タンパク質は、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、または組換えバチルス菌のエキソスポリウムへの融合タンパク質を標的とするエキソスポリウムタンパク質断片を含み、ここで、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片は、配列X-X-X-X-X-X-X-X-X-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16
[式中、
はアミノ酸であるか、存在せず、
はフェニルアラニン(F)、ロイシン(L)、イソロイシン(I)、メチオニン(M)であり、
は任意のアミノ酸であり、
がプリン(P)またはセリン(S)であり、
は任意のアミノ酸であり、
は、ロイシン(L)、アスパラギン(N)、セリン(S)、またはイソロイシン(I)であり、
はバリン(V)またはイソロイシン(I)であり;
はグリシン(G)であり;
は、プロリン(P);
10は、トレオニン(T)またはプロリン(P)であり;
11は、ロイシン(L)またはフェニルアラニン(F)であり;
12は、プロリン(P)であり;
13は、任意のアミノ酸であり;
14は、任意のアミノ酸であり;
15は、プロリン(P)、グルタミン(Q)、またはトレオニン(T)であり、
16は、プロリン(P)、トレオニン(T)、またはセリン(S)である。]
を含む。
本明細書中に記載される融合タンパク質のいずれにおいても、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片は、Xが任意のアミノ酸である、そのカルボキシ末端にアミノ酸配列GXTを含むことができる。
本明細書中に記載される融合タンパク質のいずれにおいても、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片は、配列番号1のアミノ酸20に対応する標的化配列の位置にアラニン残基を含むことができる。
本明細書に記載される融合タンパク質のいずれにおいても、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片は、標的化配列の最初のアミノ酸の直前のアミノ酸位置、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片、または配列番号1のアミノ酸20に相当する標的化配列の位置のメチオニン、セリン、またはトレオニン残基をさらに含むことができる。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素からなる融合タンパク質
組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムへの融合タンパク質を標的とする標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片を含む融合タンパク質、およびセリンプロテアーゼ活性を有する酵素を提供する。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、バチルス・フィルムス由来のセリンプロテアーゼを含むことができ、バチルス・フィルムスセリンプロテアーゼ酵素とも呼ばれる。さらに別の実施形態では、バチルス・フィルムス由来のセリンプロテアーゼは、バチルス・フィルムス株由来のSep1であり得る。さらに別の実施形態では、セリンプロテアーゼは、配列番号210であるバチルス・フィルムス DS-1由来のSep1であり得る。前述のGengら、 2016を参照。さらに別の実施形態では、セリンプロテアーゼは、配列番号211などの別のバチルス・フィルムス株由来のSep1であり得る。
本明細書に記載されるセリンプロテアーゼ酵素については、配列同一性は、配列の全長を最適なマッチングを得るような方法でアラインメントすることによって決定され、その結果、1つの配列をアラインメントされている他の配列の正確なコピーに変換するために、最小数の編集操作(例えば、挿入物、欠失および置換)が必要とされる。米国国立医学図書館のNational Center for Biotechnology Information (「NCBI」)のウェブサイトから入手可能なアルゴリズムである、Needleman-Wunsch Global Alignmment of Protein Sequencesは、このような分析の一例である。
あるいは、または加えて、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号210~211のいずれか1つと少なくとも70%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
例えば、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号210~211のいずれか1つと少なくとも75%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号210~211のいずれか1つと少なくとも80%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号210~211のいずれか1つと少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号210~211のいずれか1つと少なくとも90%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号210~211のいずれか1つと少なくとも95%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号210~211のいずれか1つと少なくとも98%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号210~211のいずれか1つと少なくとも99%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号210~211のいずれか1つと100%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
例えば、本酵素は、配列番号210~211を含み得る。
あるいは、本酵素は配列番号210~211からなることもできる。
さらに、またはその代替として、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、バチルス・フィルムス細菌由来の野生型セリンプロテアーゼ酵素の配列に関連して少なくとも1つのアミノ酸欠失を有するアミノ酸配列を含むことができ、ここで、アミノ酸欠失は、野生型酵素の触媒残基を保持し、同じ条件下で野生型セリンプロテアーゼ酵素のセリンプロテアーゼ活性と比較して、同じかまたは増加したセリンプロテアーゼ活性をもたらす。1つの実施形態において、野生型セリンプロテアーゼ酵素はバチルス・フィルムス DS-1由来のSep1である。前述のGengら、2016を参照。
1つの実施形態において、酵素は、同じ条件下における野生型セリンプロテアーゼ酵素のセリンプロテアーゼ活性と比較して、セリンプロテアーゼ活性を増加させている。
例えば、酵素のアミノ酸配列は、配列番号212を含むことができる。
あるいは、または加えて、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号212に対して少なくとも70%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
例えば、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号212に対して少なくとも75%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号212に対して少なくとも80%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号212に対して少なくとも85%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号212に対して少なくとも90%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号212と少なくとも95%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号212に対して少なくとも98%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号212に対して少なくとも99%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、配列番号212と100%の同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。
別法として、本酵素は配列番号212から成ることができる。
さらに、セリンプロテアーゼ活性を有し、かつ配列番号: 212と70%、75%、80%、85%、90%、95%、98%、または99%の配列同一性を有する酵素は、(配列番号211のアミノ酸181-240の)配列番号212において欠失を維持する。
融合タンパク質へのシグナルペプチドの任意の包含
本明細書中に記載される融合タンパク質のいずれにおいても、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素は、シグナルペプチドをさらに含むことができる。
シグナルペプチドが存在する場合、それは、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素のアミノ末端に存在することが好ましい。
シグナルペプチドは、好ましくは、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素の最初のアミノ酸の直前に存在する。
融合タンパク質がシグナルペプチドを含む場合、シグナルペプチドは、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素のアミノ末端に存在し得る。
D. 融合タンパク質の作製方法
本明細書に記載される融合タンパク質のいずれも、当該技術分野で公知の標準的クローニングおよび分子生物学的方法を用いて製造することができる。例えば、目的のタンパク質またはペプチド(例えば、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素)をコードする遺伝子をポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって増幅し、本明細書に記載されている標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片のいずれかをコードするDNAに連結して、融合タンパク質をコードするDNA分子を形成することができる。融合タンパク質をコードするDNA分子は、任意の適当なベクター、例えばプラスミドベクターにクローン化することができる。このベクターは、融合タンパク質をコードするDNA分子を容易に挿入することができる多重クローニング部位を適当に含む。ベクターはまた、抗生物質耐性遺伝子のような選択マーカーを適当に含んでおり、その結果、ベクターを形質転換し、トランスフェクトし、またはベクターと交配させた細菌を容易に同定し、単離することができる。ベクターがプラスミドである場合、プラスミドは適当に複製起点も含む。あるいは、融合タンパク質をコードするDNAを、B. cereus科メンバーまたは胞子形成細菌宿主の染色体DNAに組み込むこともできる。

E. 融合タンパク質に含まれ得るタグ、マーカー、およびリンカー
本明細書に記載される融合タンパク質のいずれも、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、エキソスポリウムタンパク質断片、またはセリンプロテアーゼ活性を有する酵素の一部ではない追加のポリペプチド配列を含むこともできる。例えば、融合タンパク質(例えば、ポリヒスチジンタグ、またはGFPもしくはYFPなどの蛍光タンパク質)の精製もしくは可視化、または融合タンパク質を発現する組換えバチルス・セレウス科メンバー胞子の可視化を容易にするためのタグまたはマーカーを、融合タンパク質を含むことができる。
ここに記載した標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、およびエキソスポリウムタンパク質断片を用いた、バチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウム上の融合タンパク質の発現は、これらの配列のアミノ末端における二次構造の欠如により増強され、これにより融合タンパク質の天然の折りたたみおよび活性の保持が可能となる。適切なフォールディングは、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、エキソスポリウムタンパク質断片、胞子コートタンパク質、およびセリンプロテアーゼ活性を有する酵素の間に短いアミノ酸リンカーを含めることによってさらに増強することができる。
したがって、本明細書に記載される融合タンパク質のいずれも、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片とセリンプロテアーゼ活性を有する酵素との間のアミノ酸リンカーを含むことができる。
リンカーは、ポリアラニンリンカーまたはポリグリシンリンカーを含み得る。アラニン残基およびグリシン残基の両方の混合物を含むリンカーも使用することができる。ポリアラニンリンカーの例は、配列番号208および209として提供される。
例えば、標的化配列が配列番号1を含む融合タンパク質では、融合タンパク質は以下の構造の1つを有することができる:
リンカーなし:配列番号1-POI
アラニンリンカー:配列番号1-A-POI
グリシンリンカー:配列番号1-G-POI
アラニンとグリシンの混合リンカー:配列番号1-(A/G)-POI
ここで、A、G、および(A/G)は、それぞれ任意の数のアラニン、任意の数のグリシン、または任意の数のアラニンとグリシンの混合である。例えば、nは1~25でよく、好ましくは6~10である。リンカーがアラニンおよびグリシン残基の混合物を含む場合、グリシンおよびアラニン残基の任意の組み合わせを使用することができる。上記の構造において、「POI」は「目的のタンパク質」を意味し、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素を表す。
代わりに、または加えて、リンカーはプロテアーゼ認識部位を含み得る。プロテアーゼ認識部位を含むことにより、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素のプロテアーゼ認識部位を認識するプロテアーゼに曝露されると、標的除去が可能となる。
融合タンパク質がリンカーおよびシグナルペプチドの両方を含む場合、リンカーは、典型的には、シグナルペプチドに対してアミノ末端であろう。例えば、融合タンパク質が配列番号96、ポリアラニンリンカー、シグナル配列、および配列番号210のセリンプロテアーゼを含む場合、これらのエレメントは、典型的には、融合タンパク質のアミノ末端からカルボキシ末端に向かって、融合タンパク質内で以下の順序で配置されるであろう:配列番号:96-A-シグナル配列-配列番号210。
II.融合タンパク質の発現のための組換えバチルス・セレウス科メンバー宿主
本発明はさらに、融合タンパク質を発現する組換えバチルス・セレウス科メンバーに関する。融合タンパク質は、上記セクションIに記載されている融合タンパク質のいずれでもよい。
組換えバチルス・セレウス科メンバーは、エキソスポリウムを産生することができる任意のBacillus種を含むことができる。例えば、組換えバチルス・セレウス科メンバーは、バチルス・アントラシス、バチルス・セレウス、バチルス・チューリンゲンシス、バチルス・ミコイデス、バチルス・シュードミコイデス、Bacillus samanii、Bacillus gaemokensis、Bacillus weihenstephensis、Bacillus toyoiensis、またはこれらのいずれかの組合せを含むことができる。組換えバチルス・セレウス科メンバーは、バチルス・チューリンゲンシスまたはバチルス・ミコイデスを適切に含む。
融合タンパク質を発現する組換えバチルス・セレウス科メンバーを作製するために、任意のバチルス・セレウス科メンバーを、当該技術分野で公知の標準的方法(例えば、エレクトロポレーションによる)を用いて、融合タンパク質をコードするベクターと接合、形質導入、または形質転換することができる。次いで、細菌をスクリーニングして、当該技術分野で公知の任意の方法によって形質転換体を同定することができる。例えば、ベクターが抗生物質耐性遺伝子を含む場合、細菌を抗生物質耐性についてスクリーニングすることができる。あるいは、融合タンパク質をコードするDNAを、バチルス・セレウス科メンバー宿主の染色体DNAに組み込むこともできる。組換えバチルス・セレウス科メンバーは、次いで、胞子形成を誘導するであろう条件に曝露され得る。胞子形成を誘導するための適切な条件が当技術分野で公知である。例えば、組換えバチルス・セレウス科メンバーを寒天プレート上に平板培養し、約30℃で数日間(例えば3日間)インキュベートすることができる。
したがって、組換えバチルス・セレウス科メンバーは胞子の形をとることができる。
上記のいずれかの種の不活化株、非毒性株、または遺伝的に操作された株も適当に使用することができる。たとえば、Cry毒素を欠くバチルス・チューリンゲンシスを用いることができる。あるいは、さらに、融合タンパク質を発現する組換えバチルス・セレウス科メンバーの胞子が一旦生成されると、それらを不活性化して、使用中に一旦さらなる発芽を防止することができる。当該技術分野で公知である細菌胞子を不活化するための任意の方法を用いることができる。適当な方法は、限定されるものではないが、熱処理、ガンマ線照射、X線照射、UV-A照射、UV-B照射、化学処理(例えば、グルタールアルデヒド、ホルムアルデヒド、過酸化水素、酢酸、ブリーチ、またはそれらの任意の組合せによる処理)、またはそれらの組合せを含む。代わりに、毒素非産生株または遺伝的または物理的に不活化された株に由来する胞子を用いることもできる。
したがって、組換えバチルス・セレウス科メンバーは、胞子の形態であり得、ここで、胞子は不活性化される。
組換えバチルス・セレウス科メンバーは、本明細書に記載される融合タンパク質のいずれか2つ以上を共発現することができる。例えば、組換えバチルス・セレウス科メンバーは、配列番号210を含む少なくとも1つの融合タンパク質を、配列番号212を含む融合タンパク質と一緒に同時発現することができる。
多くのバチルス・セレウス科メンバー株は固有の有益な特性を持っている。たとえば、植物の成長促進効果をもつ株もある。他の菌株は内生的である。菌株の中には、内生植物であり、植物成長促進作用をもつものがある。
したがって、本明細書に記載される組換えバチルス・セレウス科メンバーのいずれも、細菌の植物成長促進株、細菌の内生株、または植物成長促進および内生の両方である細菌の株を含むことができる。
細菌の植物成長促進株は、殺虫性毒素(例えば、Cry毒素)を産生し、殺菌性化合物(例えば、β-1、3-グルカナーゼ、キトサナーゼ、リチカーゼ、またはそのいずれかの組合せ)を産生し、殺線虫性化合物(例えば、Cry毒素)を産生し、殺菌性化合物を産生し、1つ以上の抗生物質に耐性であり、1つ以上の自由複製プラスミドを含み、植物根に結合し、植物根にコロニーを形成し、バイオフィルムを形成し、栄養を可溶化し、有機酸を分泌し、またはそれらの任意の組合せを含む細菌の株を含み得る。
組換えバチルス・セレウス科メンバーは細菌の内生株を含むことができる。
組換えバチルス・セレウス科メンバーは、そのBclA遺伝子、そのCotE遺伝子、またはそのCotO遺伝子における不活性化突然変異(例えば、BclA遺伝子、CotE遺伝子、またはCotO遺伝子のノックアウト)を含むことができる。例えば、組換えバチルス・セレウス科メンバーは、そのBclA遺伝子における不活性化突然変異(例えば、BclA遺伝子のノックアウト)を含むことができる。このような突然変異を有する組換えバチルス・セレウス科メンバーにおける融合タンパク質の発現は、融合タンパク質の発現レベルの増加をもたらすことが見出されている。
本発明の組成物は、本明細書中に記載される株の培養物(例えば、全ブロス培養物)を含む。用語「培養」とは、管理された実験室条件または製造条件下で、所定の培養培地中で他の種が存在しない状態で増殖する細胞の集団をいう。本発明の組換えバチルス・セレウス科メンバーの生物学的に純粋な培養物を、当該技術分野で周知の方法に従って得ることができる。
従来の大規模微生物培養プロセスには、水中発酵、固体発酵、または液体表面培養が含まれる。発酵の間、栄養分が枯渇すると、細胞は成長期から胞子形成期への移行を開始し、その結果、発酵の最終産物は大部分が胞子、代謝産物および残留発酵培地である。胞子形成は、バチルス・セレウス科メンバーの自然の生活環の一部であり、一般に、栄養制限などのストレスの多い環境条件に応答して細胞によって開始される。発酵は、高レベルのコロニー形成単位を得て、胞子形成を促進するように構成されている。発酵に起因する培養培地中の細菌細胞、胞子及び代謝産物は、接線流ろ過又は深部ろ過、及び蒸発のような遠心又はろ過のような従来の工業的方法によって直接又は濃縮して使用することができる。
本発明の組成物は、本明細書中に記載される微生物培養プロセスの産物を含む。浸漬発酵が培養プロセスとして使用される実施形態では、産物は、「発酵ブロス」または「全ブロス培養」と呼ばれ、このようなブロスは、上記のように、濃縮され得る。濃縮発酵ブロスは、例えば、ダイアフィルトレーションプロセスを介して洗浄して、残留発酵ブロスおよび代謝産物を除去することができる。本明細書中で使用される用語「ブロス濃縮物」は、上記のように、従来の工業的方法によって濃縮されたが、液体形態のままである発酵ブロスを指し、本明細書中で使用される用語「発酵産物」は、発酵ブロスまたは全ブロス培養、ブロス濃縮物および/または乾燥発酵ブロスまたはブロス濃縮物を指す。
発酵ブロスまたはブイヨン濃縮物は、噴霧乾燥、凍結乾燥、トレー乾燥、流動床乾燥、ドラム乾燥、または蒸発のような従来の乾燥プロセスまたは方法を用いて、担体の添加の有無にかかわらず乾燥することができる。本明細書中で使用される用語「発酵産物」は、発酵ブロスまたは全ブロス培養、ブロス濃縮物および/または乾燥発酵ブロスまたはブロス濃縮物を指す。
得られた乾燥生成物は、特定の粒径または物理的形式を達成するために、粉砕または造粒などによりさらに処理され得る。後述する担体を乾燥後に加えてもよい。
本発明の菌株の発酵ブロスの無細胞調製物は、発酵ブロスの抽出、遠心分離および/または濾過など、当該技術分野で公知の任意の手段によって得ることができる。当業者は、細胞を除去するために用いられる技術(例えば、遠心の速度)に依存して、いわゆる無細胞調製物が細胞を欠いているのではなく、むしろ大部分が無細胞または本質的に無細胞であり得ることを認識するであろう。得られた無細胞調製物は、植物または植物成長培地への適用を助ける成分と共に乾燥および/または処方され得る。発酵ブイヨンのための上記の濃縮法と乾燥技術は無細胞調製にも適用可能である。
セクションIVでさらに記述するように、組換えバチルス・セレウス科メンバーは、組換えバチルス・セレウス科メンバーの胞子からの融合タンパク質を含むエキソスポリウム断片の収集を可能にする突然変異または他の改変を含み得る。
III. 組換えバチルス・セレウス科メンバーにおける融合タンパク質の発現のためのプロモーター
組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、製剤、植物種子、および方法で使用される融合タンパク質をコードするDNAは、ここに記載されている、バチルス・セレウス科メンバーの内生胞子のエキソスポリウム上での融合タンパク質の発現を引き起こすであろう胞子形成プロモーター(例えば、バチルス・セレウス科メンバー由来の天然のbclAプロモーター)の制御下で適切である。
したがって、セクションIに記載された融合タンパク質のいずれも、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、または融合タンパク質のエキソスポリウムタンパク質断片、またはそのようなプロモーターの一部に天然の胞子形成プロモーターの制御下で、組換えバチルス・セレウス科メンバーにおいて発現させることができる。
いずれの融合タンパク質も、高発現胞子形成プロモーターの制御下で発現させることができる。
高発現胞子形成プロモーターは、シグマ-K胞子形成特異的ポリメラーゼプロモーター配列を含み得る。
参考にするために、組換えバチルス・セレウス科メンバー中の融合タンパク質のいずれかを発現するために使用することができるプロモーターの例示的ヌクレオチド配列を、それらの配列番号とともに、以下の表3に提供する。表3はまた、多くのプロモーターについての例示的な最小プロモーター配列を提供する。表3では、プロモーター中のシグマ-K胞子形成特異的ポリメラーゼプロモーター配列を太字と下線で示してある。いくつかの配列は互いに重複する複数のシグマK配列をもっている。重複部分は表中のダブルアンダーラインで示してある。プロモーター配列は指示された各遺伝子の開始コドンのすぐ上流にある。言い換えると、以下の表3に示す配列では、プロモーター配列の最後のヌクレオチドが、指示されたタンパク質をコードする遺伝子のコード領域の開始コドンの最初のヌクレオチドのすぐ前にある。
Figure 2022525639000011
Figure 2022525639000012
Figure 2022525639000013
Figure 2022525639000014
Figure 2022525639000015
Figure 2022525639000016
Figure 2022525639000017
Figure 2022525639000018
Figure 2022525639000019
Figure 2022525639000020
Figure 2022525639000021
Figure 2022525639000022
Figure 2022525639000023
Figure 2022525639000024
表3に示したプロモーター配列中のシグマ-K胞子形成特異的ポリメラーゼプロモーター配列は、後期胞子形成の間、融合タンパク質の高い発現レベルをもたらす。シグマ-K胞子形成特異的ポリメラーゼプロモーター配列のコンセンサス配列はCATANNNTN(配列番号200)であるが、しかし、この配列は2つまでの突然変異を含み、なお機能的であり得る。シグマ-K胞子形成特異的ポリメラーゼプロモーター配列は、一般的にリボソーム結合部位(RBS)の上流に見出される。
表3に示される配列のいずれかに対して高度の配列同一性を有するプロモーターを用いて、融合タンパク質を発現させることもできる。
例えば、融合タンパク質は、配列番号37-42および123-191のいずれか1つの核酸配列と少なくとも80%の同一性を有する核酸配列を含むプロモーターの制御下で発現され得る。
融合タンパク質は、配列番号37-42および123-191のいずれか1つの核酸配列と少なくとも85%の同一性を有する核酸配列を含むプロモーターの制御下で発現され得る。
融合タンパク質は、配列番号37-42および123-191のいずれか1つの核酸配列と少なくとも90%の同一性を有する核酸配列を含むプロモーターの制御下で発現され得る。
融合タンパク質は、配列番号37-42および123-191のいずれか1つの核酸配列と少なくとも95%の同一性を有する核酸配列を含むプロモーターの制御下で発現され得る。
融合タンパク質は、配列番号37-42および123-191のいずれか1つの核酸配列と少なくとも98%の同一性を有する核酸配列を含むプロモーターの制御下で発現され得る。
融合タンパク質は、配列番号37-42および123-191のいずれか1つの核酸配列と少なくとも99%の同一性を有する核酸配列を含むプロモーターの制御下で発現され得る。
融合タンパク質は、配列番号37-42および123-191のいずれか1つの核酸配列と100%の同一性を有する核酸配列を含むプロモーターの制御下で発現され得る。
例えば、融合タンパク質は、BclAプロモーター(例えば、配列番号149、150、175、189、または190)、CotYプロモーター(例えば、配列番号41、42、または181)、ExsYプロモーター(例えば、配列番号37、38、または180)、またはラムノースプロモーター(例えば、配列番号185)、またはこれらのプロモーターのいずれかに対する高度の配列同一性を有するプロモーターの制御下で発現され得る。
したがって、例えば、融合タンパク質は、配列番号37、38、41、42、149、150、175、180、181、185、189、または190のいずれか1つの核酸配列と少なくとも80%の同一性を有する核酸配列を含むプロモーターの制御下で発現され得る。
融合タンパク質は、配列番号37、38、41、42、149、150、175、180、181、185、189、または190のいずれか1つの核酸配列と少なくとも85%の同一性を有する核酸配列を含むプロモーターの制御下で発現され得る。
融合タンパク質は、配列番号37、38、41、42、149、150、175、180、181、185、189、または190のいずれか1つの核酸配列と少なくとも90%の同一性を有する核酸配列を含むプロモーターの制御下で発現され得る。
融合タンパク質は、配列番号37、38、41、42、149、150、175、180、181、185、189、または190のいずれか1つの核酸配列と少なくとも95%の同一性を有する核酸配列を含むプロモーターの制御下で発現され得る。
融合タンパク質は、配列番号37、38、41、42、149、150、175、180、181、185、189、または190のいずれか1つの核酸配列と少なくとも98%の同一性を有する核酸配列を含むプロモーターの制御下で発現され得る。
融合タンパク質は、配列番号37、38、41、42、149、150、175、180、181、185、189、または190のいずれか1つの核酸配列と少なくとも99%の同一性を有する核酸配列を含むプロモーターの制御下で発現され得る。
融合タンパク質は、配列番号37、38、41、42、149、150、175、180、181、185、189、または190のいずれか1つの核酸配列と100%の同一性を有する核酸配列を含むプロモーターの制御下で発現され得る。
融合タンパク質は、シグマ-K胞子形成特異的ポリメラーゼプロモーター配列を含むプロモーターの制御下で発現することができ、ここで、シグマ-K胞子形成特異的ポリメラーゼプロモーター配列または配列は、配列番号:37-42および123-191のいずれかの対応するヌクレオチドと100%の同一性を有する。
融合タンパク質は、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、または融合タンパク質のエキソスポリウムタンパク質断片に天然のプロモーターの制御下で発現させることができる。したがって、例えば、標的化配列がBclAに由来する場合、融合タンパク質を天然のBclAプロモーターの制御下で発現させることができる(例えば、配列番号149、150、175、189または190)。
表3はまた、例示的な最小プロモーター配列を提供する。融合タンパク質は、これらの最小プロモーター配列のいずれかの下で発現することができる。
さらに、融合タンパク質は、表3に挙げたプロモーターのいずれかの部分の下で発現することができ、そのため、プロモーターの部分がシグマ-K胞子形成特異的ポリメラーゼプロモーター配列を含む限り、融合タンパク質を発現させることができる。例えば、融合タンパク質は、開始コドンの上流の最初の25、50、100、150、200、250、または300ヌクレオチドを含むプロモーター領域の下で発現させることができ、その領域がシグマ-K胞子形成-特異的ポリメラーゼプロモーター配列を含む限り、発現させることができる。

IV.このような組換えバチルス・セレウス科メンバーに由来する遊離エキソスポリウムおよびエキソスポリウム断片の収集を可能にする組換えバチルス・セレウス科メンバーへの突然変異および他の遺伝的変化
以下にさらに記述するように、目的のタンパク質またはペプチド(例えば、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素)および標的化配列を含む融合タンパク質、エキソスポリウムタンパク質、または組換えバチルス・セレウス科メンバーのエキソスポリウムへの融合タンパク質を標的とするエキソスポリウムタンパク質断片を発現する組換えバチルス・セレウス科メンバーは、目的の植物、種子、植物成長培地、または種子もしくは植物を囲む領域(例えば、土壌ドレンチ、葉面散布、または種子処理を介して)を送達することを含む、様々な目的で使用することができる。しかし、場合によっては、生きている微生物の存在は望ましくないかもしれず、代わりに、生きている胞子を、胞子の外側表面上のエキソスポリウム中の融合タンパク質から分離することが望まれるだろう。例えば、いくつかの用途では、胞子の完全性を心配することなく酵素活性を増加させることが望ましいであろう。このような状況では、胞子から分離されたエキソスポリウム断片の使用が、そのエキソスポリウム上に酵素を有する生きた微生物の使用よりも好ましい場合がある。
さらに、使用によっては、製品の密度を低下させることが望ましい場合もある。このような例では、高密度胞子をエキソスポリウム(融合タンパク質を含む)から分離することが望ましいであろう。さらに、ある状況下では、生きた胞子が存在することは、製品中での細菌増殖の可能性につながり、それは、いくつかの用途には望ましくないであろう。
突然変異または他の遺伝子変化(例えば、タンパク質の過剰発現)を、組換えバチルス・セレウス科メンバーの胞子から遊離エキソスポリウムを分離することを可能にする組換えバチルス・セレウス科メンバーに導入することができる。この分離過程で、融合タンパク質を含むが胞子自体が実質的にないエキソスポリウム断片が得られる。「実質的に胞子を含まない」とは、遊離エキソスポリウムが胞子から分離されると、胞子を5容積%未満、好ましくは胞子を3容積%未満、さらに好ましくは胞子を1容積%未満含有し、最も好ましくは胞子を含まないか、または胞子が存在する場合は、それらが検出できない製剤が得られることを意味する。これらのエキソスポリウム断片は、本明細書に記載される製剤、植物種子、および方法のいずれにおいても、組換えバチルス・セレウス科メンバー自身の代わりに使用することができる。
組換えバチルス・セレウス科メンバーの胞子に由来するエキソスポリウム断片は、本明細書に記載される製剤、植物種子、および方法のいずれにおいても使用することができる。組換えバチルス・セレウス科メンバーは、本明細書に記載される融合タンパク質のいずれかを発現する。組換えバチルス・セレウス科メンバーはまた、突然変異を含むか、またはタンパク質を発現し、ここで、タンパク質の発現は、野生型バチルス・セレウス科メンバーにおけるタンパク質の発現と比較して、同じ条件下で増加する。このタンパク質の突然変異または発現の増加は、野生型胞子のエキソスポリウムと比較して胞子から除去しやすいエキソスポリウムを有するバチルス・セレウス科メンバーの胞子をもたらす。
組換えバチルス・セレウス科メンバーは、(i)CotE遺伝子における突然変異を含み得る;(ii)ExsYタンパク質の発現が、同じ条件下で野生型バチルス・セレウス科メンバーにおけるExsYタンパク質の発現と比較して増加し、そして、(iii)球状タンパク質を含むカルボキシ末端タグを含み得る;ここで、BclBタンパク質の発現は、同じ条件下で、野生型バチルス・セレウス科メンバーにおけるBclBタンパク質の発現と比較して増加し得る;(iv)YjcBタンパク質を発現し得る、ここで、YjcBタンパク質の発現は、同じ条件下で野生型バチルス・セレウス科メンバーにおけるYjcBタンパク質の発現と比較して増加する;(v)ExsY遺伝子における突然変異を含み得る; (vii)ExsA遺伝子における突然変異を含み得る;または(viii)以下を含み得る CotO遺伝子の突然変異。
組換えバチルス・セレウス科メンバーは、CotE遺伝子のノックアウトまたはCotE遺伝子のドミナントネガティブ型のようなCotE遺伝子の突然変異を含むことができる。CotE遺伝子の突然変異は、CotEがエキソスポリウムを胞子に付着させる能力を部分的または完全に阻害することができる。
組換えバチルス・セレウス科メンバーはExsYタンパク質を発現することができる。ExsYタンパク質は球状タンパク質(例えば、緑色蛍光タンパク質(GFP)またはその変異体)を含むカルボキシ末端タグを含み、同じ条件下で野生型バチルス・セレウス科メンバーにおけるExsYタンパク質の発現と比較して、ExsYタンパク質の発現が増加する。球状タンパク質は25kDaから100kDaの間の分子量をもつことができる。球状タンパク質を含むカルボキシ末端タグを含むExsYタンパク質の発現は、エキソスポリウム中のその標的へのExsYタンパク質の結合を阻害することができる。
組換えバチルス・セレウス科メンバーはBclBタンパク質を発現することができる。BclBタンパク質の発現は、脆弱なエキソスポリウムの形成をもたらすことができる。BclBタンパク質の発現は、野生型バチルス・セレウス科メンバーにおけるBclBタンパク質の発現と比較して、同じ条件下で増加させることができる。
組換えバチルス・セレウス科メンバーはYjcBタンパク質を発現することができる。YjcBタンパク質が発現すると、エキソスポリウムは完全な構造ではなく断片状に形成される。同じ条件下で野生型バチルス・セレウス科メンバーにおけるYjcBタンパク質の発現と比較して、YjcBタンパク質の発現を増加させることができる。
組換えバチルス・セレウス科メンバーは、ExsY遺伝子のノックアウトなどのExsY遺伝子の突然変異を含むことができる。ExsY遺伝子の突然変異は、ExsYがエキソスポリウムの形成を完了したり、エキソスポリウムを胞子に付着させる能力を部分的または完全に阻害することができる。
組換えバチルス・セレウス科メンバーは、CotY遺伝子のノックアウトなどのCotY遺伝子の突然変異を含むことができる。CotY遺伝子の突然変異により、脆弱なエキソスポリウムが形成される可能性がある。
組換えバチルス・セレウス科メンバーは、ExsA遺伝子のノックアウトなどのExsA遺伝子の突然変異を含むことができる。ExsA遺伝子の突然変異により、脆弱なエキソスポリウムが形成される可能性がある。
組換えバチルス・セレウス科メンバーは、CotO遺伝子のノックアウトまたはCotO遺伝子のドミナントネガティブ型などの突然変異CotO遺伝子を含むことができる。CotO遺伝子の突然変異は、エキソスポリウムを細片状に形成させる。
引用の容易さのために、CotE、ExsY、BclB、YjcB、CotY、ExsA、およびCotOについての例示的配列の記述を以下の表4に提供する。
Figure 2022525639000025
エキソスポリウム断片は、これらの組換えバチルス・セレウス科メンバーのいずれからも調製することができ、以下にさらに本明細書に記載するように種々の目的に使用する。組換えバチルス・セレウス科メンバーが融合タンパク質を発現する場合、エキソスポリウム断片は融合タンパク質を含むであろう。胞子から融合タンパク質を含むエキソスポリウム断片を精製すると、融合タンパク質が安定化され、エキソスポリウム断片への共有結合を通して支持される無細胞タンパク質調製物が得られる。
遊離エキソスポリウムの収集を可能にする突然変異または他の遺伝子変化を有する組換えバチルス・セレウス科メンバーの胞子からエキソスポリウムを除去するために、胞子の懸濁液または発酵ブロスを遠心または濾過にかけて、胞子から分離されるエキソスポリウムの断片を生成することができる。組換えバチルス・セレウス科メンバーが融合タンパク質を発現する場合、エキソスポリウム断片は融合タンパク質を含むであろう。
胞子を含む懸濁液または発酵ブロスは、遠心に付し、続いて上清を回収することができる。上清はエキソスポリウムの断片を含み、実質的に胞子を含まない。
代わりに、胞子を含む懸濁液または発酵ブロスを、濾過に付し、続いて濾液を回収することができる。濾液はエキソスポリウムの断片からなり、実質的に胞子を含まない。
胞子の懸濁液または発酵ブロスは、遠心または濾過の前に撹拌または機械的に破壊することができる。
エキソスポリウム断片はまた、勾配遠心、親和性精製、または胞子を懸濁液から沈降させることによって胞子から分離することができる。
融合タンパク質とエキソスポリウム断片との間の強い共有結合により、融合タンパク質は熱に対して抵抗性を示すようになる。エキソスポリウム断片に結合した融合タンパク質の耐熱性により、耐熱性タンパク質または酵素を必要とする用途にこれらを使用することができる。
組換えバチルス・セレウス科メンバーに由来するエキソスポリウム断片を提供する。
エキソスポリウム断片は、遊離エキソスポリウムの収集を可能にする、本明細書に記載される突然変異または他の遺伝子変化のいずれかを含む組換えバチルス・セレウス科メンバーのいずれかに由来することができる。
エキソスポリウム断片は、セクションIに記載されている融合タンパク質のいずれかを含むことができる。
V.製剤
製剤を提供する。この製剤は、本明細書に記載される組換えバチルス・セレウス科メンバーのいずれかを含む。この製剤はさらに農業的に許容可能な担体を含む。
別の製剤が提供される。この製剤は、本明細書に記載される組換えバチルス・セレウス科メンバーのいずれかに由来するエキソスポリウム断片を含む。この製剤はさらに農業的に許容可能な担体を含む。
VI.処理種子
処理した植物種子を提供する。植物種子は、本明細書に記載される組換えバチルス・セレウス科メンバーのいずれでも処理することができる。組換えバチルス・セレウス科メンバーは、本明細書に記載される融合タンパク質のいずれかを発現することができる。
別の処理植物種子が提供される。植物種子は、本明細書に記載されるエキソスポリウム断片のいずれでも処理することができる。エキソスポリウム断片は、本明細書に記載されるバチルス・セレウス科メンバーのいずれに由来してもよい。エキソスポリウム断片は、本明細書に記載される融合タンパク質のいずれかを含むことができる。
さらに別の処理植物種子を提供した。植物の種子は、本明細書に記載される製剤のいずれかで処理することができる。
処理した植物種子のいずれにおいても、植物種子は、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤で被覆することができる。
組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤は、種子処理、例えば、種皮または包帯として使用することができる。シードコーティングまたはドレッシング配合物は、液体担体配合物、スラリー配合物、または粉末配合物の形態であり得る。
シードコーティングまたは包帯配合物は、シード処理がシードに粘着し、かつ、種皮を覆う粘着性の質を有するように提供される通常の添加物とともに適用することができる。適切な添加剤は、タルク、グラファイト、ガム、安定化ポリマー、コーティングポリマー、仕上げポリマー、シード流動および平坦性のためのスリップ剤、化粧品剤、およびカルボキシメチルセルロースなどのセルロース材料を含む。
種子処理製剤は、着色剤および/または他の添加剤をさらに含むことができる。
種子処理製剤は、水または粉末のような適当な担体中の種子に適用され得る。その後、種子を乾燥させ、通常の方法で植えることができる。組換えバチルス・セレウス科メンバーまたはエキソスポリウム断片は、溶液として、または他の市販の添加剤と組み合わせて、種子に直接適用することができる。例えば、組換えバチルス・セレウス科メンバーまたはエキソスポリウム断片は、実生が許容できる担体(例えば、液体担体または固体担体)と組み合わせて適用することができる。
組換えバチルス・セレウス科メンバーまたはエキソスポリウム断片を含む溶液は、スプレーするか、さもなければ種子に適用することができる(例えば、種子スラリーまたは種子浸漬液中)。
組換えバチルス・セレウス科メンバーまたはエキソスポリウム断片を含む固体または乾燥材料も、効果的な実生発芽、成長、および初期実生定着中の保護を促進するのに有用である。
組換えバチルス・セレウス科メンバーまたはエキソスポリウム断片は、用水、緩衝液(例えば、クエン酸塩またはリン酸緩衝液)、他の処理剤(例えば、アルコールまたは他の溶媒)、および/または任意の可溶性剤のような可溶化保険業者と共に使用することができる。
さらに、少量の乾燥剤増強剤、例えば低級アルコールなどをシードコーティング配合物に使用することができる。
種皮製品の安定性を高めるために、界面活性剤、乳化剤および保存剤も比較的低いレベル(例えば、約0.5% w/v以下)で添加することができる。
種子は、限定されるわけではないが、組換えバチルス・セレウス科メンバーまたはエキソスポリウム断片を含む水溶液を種子上または種子上に注入する;またはコンベアシステムの使用の有無にかかわらず、組換えバチルス・セレウス科メンバーまたはエキソスポリウム断片を種子の層上に噴霧または適用する、などの様々な方法を用いて処理することができる。
種子処理に有用な混合装置には、タムラー、混合流域、混合ドラム、およびコーティングしながら種子を封じ込めるために使用される流域またはドラムを含む流体適用装置が含まれるが、これらに限定されない。
種子処理の後、種子は風乾されてもよく、または乾燥空気の流れが、任意で、種子コーティングの乾燥を助けるために使用されてもよい。
組換えバチルス・セレウス科メンバーまたはエキソスポリウム断片を含む種子処理は、任意の市販の種子処理装置を用いて適用することができ、また、シリンジまたは任意の他の種子処理装置の使用のような任意の許容可能な非市販の方法を用いて適用することもできる。
VII. 植物の成長を刺激する方法および/または植物の健康を促進する方法および/または植物病原体を制御する方法
植物の成長を刺激し、および/または植物の健康を促進し、および/または線虫などの植物害虫を制御し、および/または植物病原体を制御するための方法が提供される。この方法は、組換えバチルス・セレウス科メンバーを、植物成長培地、植物、植物種子、または植物または植物害虫と組換えバチルス・セレウス科メンバーと接触する植物または植物種子の周囲の領域に適用することを含む。組換えバチルス・セレウス科メンバーは、本明細書に記載される組換えバチルス・セレウス科メンバーのいずれかを含むことができる。組換えバチルス・セレウス科メンバーは、本明細書に記載される融合タンパク質のいずれかを発現することができる。
植物の成長を刺激し、および/または植物の健康を促進し、および/または植物害虫(例えば、線虫)を制御し、および/または植物病原体を制御するための別の方法が提供される。この方法は、エキソスポリウム断片を植物成長培地、植物、植物種子、または植物もしくは植物種子の周囲の領域に適用するか、または植物害虫とエキソスポリウム断片と接触させることを含む。エキソスポリウム断片は、本明細書に記載される組換えバチルス・セレウス科メンバーのいずれに由来するエキソスポリウム断片を含み得る。エキソスポリウム断片は、本明細書に記載される融合タンパク質のいずれかを含むことができる。
植物の成長を刺激し、および/または植物の健康を促進し、および/または線虫などの植物害虫を制御し、および/または植物病原体を制御するためのさらに別の方法が提供される。この方法は、植物成長培地、植物、植物種子、または植物もしくは植物種子の周囲の領域に製剤を適用することを含む。製剤は、本明細書に記載される製剤のいずれかを含むことができる。
本明細書に記載される方法のいずれにおいても、この方法は、組換えバチルス・セレウス科メンバーを植物成長培地、植物、植物種子、または植物または植物種子の周囲の領域に適用する前に、組換えバチルス・セレウス科メンバーを不活化することをさらに含むことができる。
本明細書に記載される方法のいずれにおいても、この方法は、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤を植物成長培地に適用することを含むことができる。
植物成長培地の使用を含む本明細書に記載される方法のいずれにおいても、植物成長培地は、土壌、水、水溶液、砂、砂利、多糖類、マルチ、堆肥、ピートモス、わら、丸太、粘土、ダイズミール、酵母エキス、またはこれらの組合せを含み得る。
植物生育培地は肥料を含むことができる。
本明細書に記載される任意の方法は、植物成長培地に酵素のための基質を補充することをさらに含むことができる。適当な基質としては、タンパク質ミール、カゼイン、ゼラチン、アルブミン、またはこれらのいずれかの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書に記載される方法のいずれにおいても、この方法は、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤を植物に適用することを含むことができる。
例えば、この方法は、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤を植物の根に適用することを含むことができる。
代わりに、または加えて、この方法は、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤を葉面に適用することを含むことができる。
本明細書に記載される方法のいずれにおいても、この方法は、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤を植物種子に適用することを含むことができる。
方法が、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウムフラグメント、または製剤を植物種子に適用することを含む場合、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウムフラグメント、または製剤を植物種子に適用することは以下を含むことができる。(a)組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウムフラグメント、または製剤を植栽時に植物種子に適用すること;または(b)組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウムフラグメント、または製剤で植物種子を被覆すること。
本明細書に記載される方法のいずれにおいても、制御される植物害虫は、例えば、線虫門からの植物寄生性害虫、例えば、アグレンチウス属、ブルサフェレンコス属、クリコネムス属、ジクモドロス属、グリコデラ属、ヘミコネモイドセラ属、ヘミシクロフォラ属、フンギドルス属、リグス属、メロイドギネマ属、ナコブス属、ネオティレンコス属、パラフェレンチウス属、パラチロネクス属、プラチレンチウス属、プシレンチウス属、プシレンチウス属、パンクトデラ属 キニスルシウス属、ラドホルス属、ロチレンチウス属、スクテロネマ属、トリコドルス属、タイレンチウス属、キシフィネマ属であり得る。
本明細書に記載された方法のいずれにおいても、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤の存在下で生育させた植物は、酵素または微生物の不在下で同じ条件下で生育させた植物と比較して、生育の増加を示すことができる。
本明細書に記載される方法のいずれにおいても、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤が適用された種子は、同じ条件下で、酵素または微生物が適用されていない種子と比較して、発芽率の増加を示すことができる。
本明細書に記載される方法のいずれにおいても、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤の存在下で生育させた植物は、酵素または微生物の非存在下で生育させた植物と比較して、同じ条件下で増加した栄養吸収を示すことができる。
本明細書に記載される方法のいずれにおいても、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤の存在下で生育した植物は、酵素または微生物の非存在下で生育した植物と比較して、同じ条件下で、線虫などの害虫に対する感受性の低下を示すことができる。
本明細書に記載される方法のいずれかにおいて、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤の存在下で生育した植物は、酵素または微生物の不在下で生育した植物と比較して、同じ条件下で、根重量当たりの虫えい減少、シスト減少、および/または線虫減少を含む線虫損傷の減少を示すことができる。
本明細書に記載される方法のいずれかにおいて、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤が適用された土壌などの植物が生育する遺伝子座は、酵素または微生物の不在下で生育する植物と比較して、同じ条件下で、土壌容積当たりの線虫卵の減少および/または線虫の減少を示すことができる。
1つの実施形態において、本発明の組換えバチルス・セレウス科メンバーは、組換えバチルス・セレウス科メンバーによる処理なしで、同じ条件下で生産される植物と比較した場合に、線虫および/または線虫の損傷を少なくとも約0.5%、または少なくとも約1%、または少なくとも約2%、または少なくとも約3%、または少なくとも約5%、または少なくとも約6%、または少なくとも約7%、または少なくとも約8%、または少なくとも約9%、または少なくとも約10%、または少なくとも約11%、または少なくとも約12%減少させる。
本明細書に記載される方法のいずれにおいても、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤の存在下で生育させた植物は、酵素または微生物の非存在下で生育させた植物と比較して、同じ条件下で病原体に対する感受性の低下を示すことができる。
本明細書に記載される方法のいずれかにおいて、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、またはその製剤の存在下で生育した植物は、酵素または微生物の不在下で生育した植物と比較して、同じ条件下で環境ストレス(例えば、干ばつ、洪水、熱、凍結、塩、重金属、低pH、高pH、またはそのいずれかの組合せ)に対する感受性の低下を示すことができる。
本明細書に記載される方法のいずれかにおいて、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤の存在下で生育した植物は、酵素または微生物の非存在下で生育した植物と比較して、同じ条件下で根粒形成の増加を示すことができる。
本明細書に記載される方法のいずれにおいても、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤の存在下で生育させた植物は、酵素、または微生物の不在下で生育させた植物と比較して、同じ条件下でより大きな作物収量を示すことができる。1つの実施形態において、本発明の組換えバチルス・セレウス科メンバーは、組換えバチルス・セレウス科メンバーによる処理なしで、同じ条件下で生産される植物と比較すると、収量または総植物重量を少なくとも約0.5%、または少なくとも約1%、または少なくとも約2%、または少なくとも約3%、または少なくとも約5%、または少なくとも約6%、または少なくとも約7%、または少なくとも約8%、または少なくとも約9%、または約10%、または少なくとも約11%、または少なくとも約12%増加させる。別の実施態様において、本発明の組換えバチルス・セレウス科メンバーは、組換えバチルス・セレウス科メンバーによる処理なしで、同じ条件下で生産される植物と比較して、発芽、少なくとも約0.5%、または少なくとも約1%、または少なくとも約2%、または少なくとも約3%、または少なくとも約5%、または少なくとも約6%、または少なくとも約7%、または少なくとも約8%、または少なくとも約9%、または少なくとも約10%、または少なくとも約11%、または少なくとも約12%改善する。
本明細書に記載される方法のいずれかにおいて、組換えバチルス・セレウス科メンバー、エキソスポリウム断片、または製剤の存在下で生育した植物は、酵素または微生物の非存在下で生育した植物と比較して、同じ条件下で、変化した葉の老化を示すことができる。

XIII.担体
上述のように、本明細書に記載の製剤は、農業的に許容される担体を含む。
農業的に許容される担体は、分散剤、界面活性剤(例えば、重質石油留分、ポリオール脂肪酸エステル、ポリエトキシル化脂肪酸エステル、アリールアルキルポリオキシエチレングリコール、アルキルアミンアセテート、アルキルアリールスルホネート、多価アルコール、リン酸アルキル、またはそれらのいずれかの組み合わせ)、添加剤(例えば、油、ガム、樹脂、クレー、ポリオキシエチレングリコール、テルペン、粘性有機物、硫酸エステル、スルホン酸アルキル、石油スルホネート、アルコール硫酸塩、アルキルブタンジアメートナトリウム、チオブタンジオエートのポリエステル、ベンゼンアセトニトリル誘導体、タンパク質性材料、またはそれらのいずれかの組み合わせ)、水、ポリエチレングリコールの増粘剤、ポリオキシエチレンオレエート、またはそれらの組み合わせ)、粘結防止剤(例えば、炭酸カルシウム、ケイソウ土、または それらのいずれかの組み合わせ)、残渣分解生成物、堆肥化配合物、顆粒状適用、ケイソウ土、油、着色剤、安定剤、防腐剤、ポリマー、コーティング、またはそれらのいずれかの組み合わせを含むことができる。
農業的に許容される担体が界面活性剤を含む場合、界面活性剤は、非イオン性界面活性剤を含むことができる。
農業上許容される担体が添加物を含み、添加物がタンパク質性物質を含む場合、そのタンパク質性物質は、乳製品、小麦粉、大豆粕、血液、アルブミン、ゼラチン、アルファルファ粕、酵母エキス、またはこれらのいずれかの組合せを含み得る。
農業的に許容される担体がケーキング防止剤を含み、ケーキング防止剤がナトリウム塩を含む場合、ナトリウム塩は、ナフタレンスルホン酸モノメチルのナトリウム塩、ナフタレンスルホン酸ジメチルのナトリウム塩、亜硫酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、またはそれらのいずれかの組み合わせを含むことができる。
農業的に許容される担体は、バーミキュライト、炭化炭酸、砂糖工場の炭酸化プレス泥、米の殻、カルボキシメチルセルロース、ピート、パーライト、微細砂、炭酸カルシウム、小麦粉、ミョウバン、デンプン、タルク、タルク、ポリビニルピロリドン、またはこれらのいずれかの組合せを含み得る。
本明細書に記載される製剤のいずれも、シードコーティング製剤(例えば、種子への適用のための水性または油性溶液、または種子への適用のための粉末または粒状製剤)、植物または植物成長培地への適用のための液状製剤(例えば、濃縮製剤またはすぐに使用できる製剤)、または植物または植物成長培地への適用のための固形製剤(例えば、粒状製剤または粉末剤)を含むことができる。
農業上許容される担体は、製剤成分を含み得る。製剤成分は、湿潤剤、増量剤、溶媒、自発性促進剤、乳化剤、分散剤、凍結保護剤、増粘剤、および/またはアジュバントであってよい。1つの実施形態において、製剤成分は湿潤剤である。
本発明の組成物は、回復、有効性、または物理的特性を改善するため、および/または加工、包装および管理を助けるために本発明の組成物に添加された製剤成分を含み得る。このような処方成分は、個別にまたは組み合わせて添加され得る。
製剤成分は、細胞、無細胞調製物および/またはエキソスポリウム断片を含む組成物に添加して、有効性、安定性、および物理的特性、使用性および/または加工、包装および最終用途を容易にするために添加することができる。このような製剤成分には、不活性剤、安定化剤、保存剤、栄養剤、または物理的性質改変剤が含まれ、これらは個別にまたは組み合わせて添加され得る。いくつかの実施形態において、キャリアは、水、油、および他の有機または無機溶媒のような液体材料と、生物学的にまたは化学合成によって誘導されたミネラル、ポリマー、またはポリマー複合体のような固体材料を含むことができる。いくつかの実施形態において、製剤成分は、葉、種子、または根などの植物部分への組成物の付着を容易にする結合剤、アジュバント、または接着剤である。例えば、Taylor、 A.G.ら、”Concepts and Technologies of Selected Seed Treatments”、 Annu. Rev. Phytopathol.、 28: 321-339 (1990)を参照されたい。安定化剤は、ケーキング防止剤、酸化防止剤、沈降防止剤、消泡剤、乾燥剤、保護剤または防腐剤を含み得る。栄養素は、炭素、窒素、および糖、多糖類、油、タンパク質、アミノ酸、脂肪酸およびリン酸塩などのリン源を含み得る。物理的特性改質剤は、増量剤、湿潤剤、増粘剤、pH改質剤、レオロジー改質剤、分散剤、アジュバント、界面活性剤、フィルム形成剤、ハイドロトロープ、ビルダー、不凍剤または着色剤を含むことができる。いくつかの実施形態において、組換えバチルス・セレウス科メンバーの発酵によって産生された細胞、無細胞調製物および/またはエキソスポリウム断片を含む組成物は、いかなる他の製剤調製もせずに、希釈剤として水とともに、または水なしで直接使用することができる。特定の実施形態において、湿潤剤、または分散剤は、凍結乾燥または噴霧乾燥粉末などの発酵から生じるブラス全体の乾燥濃縮物に添加される。湿潤剤は、散布特性および浸透特性を増大させるか、分散剤は、表面に適用した場合、活性成分(一旦希釈)の分散性および溶解性を増大させる。例示的な湿潤剤は当業者に公知であり、MULTIWET(商標) MO-70R (Croda Inc.、Edison、NJ)などのスルホサクシネートおよび誘導体;BREAK-THRU(登録商標)(エボニック、ドイツ)などのシロキサン;ATLOX(商標) 4894(Croda Inc.、Edison、NJ)などの非イオン性化合物;TERWET(登録商標) 3001(Huntsman International LLC、The Woodlands、テキサス)などのアルキルポリグルコシド;TERGITOL(登録商標) 15-S-15(The Dow Chemical Company、Midland、Michigan)などのC12-C14アルコールエトキシレート;RHODAFAC(登録商標) BG-510(Rhodia, Inc.)などのリン酸エステル;およびEMULSOGEN(商標) LS (Clariant Corporation North Carolina)などのアルキルエーテルカルボキシレートを含む。
上述のように、本明細書に記載される製剤のいずれも、農薬を含むことができる。
IX.遊離酵素
本明細書中に記載される酵素のいずれも、遊離酵素として、または組換え微生物中で発現される酵素として使用することができる。
X.植物
植物に関する上記の方法のいずれにおいても、植物は双子葉植物、単子葉植物、裸子植物、または被子植物であり得る。
同様に、ここで記述される種子のいずれについても、種子は双子葉植物、単子葉植物、裸子植物、または被子植物の種子であり得る。
例えば、植物が双子葉植物である場合、又は、種子が双子葉植物の種子である場合、双子葉植物は、以下の植物からなる群より選択され得る。豆、エンドウ豆、トマト、コショウ、スカッシュ、アルファルファ、アーモンド、アニスシード、リンゴ、アプリコット、アラチャ、アーティチョーク、アボカド、バンバラグラウンドナッツ、ビート、ベルガモット、黒コショウ、黒ワルト、ブラックベリー、ブルーベリー、ビターオレンジ、ボクショイ、ブラジルナッツ、ブレッドフルーツ、ブロッコリー、ブロードビーン、芽キャベツ、ソバ、キャベツ、カメリーナ、白菜、カカオ、カンタロープ、キャラウェイシード、カルドゥーン、キャロブ、ニンジン、カシューナッツ、カッサバ、ヒマシ豆、カリフラワー、セロリ、セロリ、チェリー、栗、ひよこ豆、チコリ、唐辛子、菊、シナモン、柑橘類、柑橘類、クレメンタイン、クローブ、クローバー、コーヒー、コーラナッツ、コルザ、トウモロコシ、綿、綿実、カウピー、クランベ、クランベリー、クレス、キュウリ、スグリ、カスタードアップル、ドラムスティックツリー、アースピー、ナス、エンダイブ、フェンネル、フェヌグリーク、イチジク、フィルバート、亜麻、ゼラニウム、グーズベリー、ひょうたん、ブドウ、グレープフルーツ、グアバ、麻、ヘンプシード、ヘナ、ホップ、馬豆、西洋わさび、藍、ジャスミン、エルサレムアーティチョーク、ジュート、ケール、カポック、ケナフ、キウイ、コールラビ、キンカン、ラベンダー、レモン、レンティル、レスペデザ、レタス、ライム、リコリス、リッチ、ビワ、ルパン、マカダミアナッツ、メイス、マンダリン、マンジェル、マンゴー、メドラー、メロン、ミント、桑、マスタード、ネクタリン、ニガーシード、ナツメグ、オクラ、オリーブ、アヘン、オレンジ、パパイヤ、パースニップ、エンドウ豆、ピーチ、ピーナッツ、ナシ、ピーカンナッツ、柿、キマメ、ピスタチオナッツ、オオバコ、プラム、ザクロ、ポメロ、ケシの実、ジャガイモ 、サツマイモ、プルーン、カボチャ、ケブラチョ、マルメロ、シンコナ属の木、キノア、大根、ラミー、菜種、ラズベリー、レア、ルバーブ、バラ、ゴム、ルタバガ、サフラワー、サンフォイン、サルシファイ、サポディラ、薩摩、スコーゾネラ、ゴマ、シアの木、大豆、ほうれん草、スカッシュ、イチゴ、テンサイ、サトウキビ、ヒマワリ、スウェーデン、ピーマン、タンジェリン、お茶、テフ、タバコ、トマト、トレフォイル、桐木、カブ、ウレナ、ベッチ、クルミ、スイカ、イェルバメイト、ウィンタークレス、羊飼いの財布、コショウソウ、ペッパークレス、クレソン、ペニークレス、スターアニス、月桂樹、ベイ月桂樹、カッシア、ジャムン、ディル、タマリンド、ペパーミント、オレガノ、ローズマリー、セージ、サワーソップ、ペニーワー、カロフィラム、バルサムナシ、ククイナッツ、タヒチ栗、バジル、ハックルベリー、ハイビスカス、パッションフルーツ、スターアップル、ササフラス 、セントジョンズワート、ルースストライフ、サンザシ、シラントロ、カレー植物、キウイ、タイム、ズッキーニ、ウルコ、ヒカマ、水葉、とげのあるモンキーオレンジ、イエローモンビン、スターフルーツ、アマランス、わさび、コショウ、イエロープラム、マシュア、チャイニーズトゥーン、ニュージーランドほうれん草、バウアーほうれん草、ウグ、タンジー、、ハコベ、ジョコート、マレーリンゴ、オランダセンニチ、ノゲシ、チャイニーズポテト、ホースパセリ、ヘッジマスタード、カンピオン、瑪瑙、カソドの木、アザミ、バーネット、スターグーズベリー、ソルトワート、グラスワート、スイバ、シルバーレースシダ、カラードグリーン、サクラソウ、カウスリップ、パーズレーン、ノットグラス、テレビンス、ツリーレタス、野生のキンマ、西アフリカのコショウ、イェルバサンタ、タラゴン、パセリ、チャービル、ランドクレス、バーネットサキシフラージュ、ハニーハーブ、バターバー、紫蘇、コショウ、ペリラ、苦い豆、オカ、カンポン、チャイニーズセロリ、レモンバジル、タイバジル、ミズオジギソウ、シセリー、キャベツの木、モリンガ、マウカ、ダチョウシダ、水田ハーブ、イエローサワレタス、ロバージュ、ペッパーグラス、マカ、ボトルひょうたん、ヒヤシンス豆、水ほうれん草、キャットシア、フィッシュワート、沖縄のほうれん草、蓮のスイートジュース、勇敢な兵士、キュラントロ、アルグラ、カルドゥーン、カイグア、ミツバ、チピリン、サンファイア、マンパット、エボロ、ツタひょうたん、キャベツアザミ、ハマナ、チャヤ、フアゾントル、エチオピアマスタード、マゼンタスプリーン、ケノポディウムヘンリー、エパゾール、子羊の四分の一、ツボクサの羽毛、コックスコーム、ケイパー、ラピニ、ナパキャベツ、ミズナ、チャイニーズサボイ、カイラン、マスタードグリーン、マラバルほうれん草、チャード、マシュマロ、クライミングワトル、チャイナジュート、パプリカ、アナトシード、スピアミント、セイボリー、マジョラム、クミン、カモミール、レモン香油、オールスパイス、ビルベリー、チェリモヤ、クラウドベリー、ダムソン、ピタヤ、ドリアン、エルダーベリー、フェイジョア、ジャックフルーツ、ジャンブル、ジュジュベ、サイサリス、パープルマンゴスチン、ランブータン、レッドカラント、ブラックカラント、サラルベリー、サツマ、ウグリフルーツ、アズキ豆、黒豆、黒目豆、インゲンマメ、インゲンマメ、インゲンマメ、腎臓豆、リマ豆、マング豆、ネイビー豆、ピント豆、ランナー豆、マンゲット、スナップエンドウ、スイートピー、ブロッコフラワー、カラブレーゼ、イラクサ、ベルコショウ、ラディチオ、大根、白大根、スキレット、タットソイ、ブロッコリーニ、黒大根、ごぼう、ソラマメ、ブロッコリーラーブ、ラブラブ(lablab)、ルパン、ピンポンノキ、ベルベット豆、シカクマメ、山豆、ムルガ、アイアンウィード、アンブレラブッシュ、トゥンチュラ、ワカルプルカ、ウィッチティブッシュ、ワイリーワトル、チア、ブナナッツ、キャンドルナッツ、コロシント、マモンシロ、マヤナッツ、モンゴンゴ、オグボノナッツ、パラダイスナッツ、コパラミツ。
単子葉植物または種子が単子葉植物の種子である場合、単子葉植物は、トウモロコシ、コムギ、コメ、ミレット、バナナ、ニンニク、アスパラガス、ライグラス、ホニオ、レーシャン、ウコン、ガラン、キビ、カルダム、シャロット、リーク、スカリオン、ランプ、ジョブティア、ラギ、スポットレスウォーターメント、タヒティアンホウレンソウ、アバカ、バクラ、ベテルナット、ブロームミレット、シトロネラ、コヤム、トウモロコシ、ダシェン、デュラム小麦、エド、フィク、シュダングラス、シュパルトグラス、ギニアコーン、マニラ麻、ヘンケン、ハイブリッドトウモロコシ、ジョワール、レモングラス、マグエイ、ブルラッシュミレット、フクスタイルミレット、プロソミレット、ニュージーランドアラックス、アブラヤシ、ヤシ、サゴヤシ, ソルガム、スイートコムギ、スイートコーン、スイートソルガム、サトウキビ、タロ、テフ、チモシーグラス、トリティカル、バニラ、小麦、及びヤムから成る群から選択され得る。
植物が裸子植物であるか又は種子が裸子植物の種子である場合、裸子植物は、Araucariaceae、Boweniaceae、Brfassicaceae、Cephalotaxaceae、Cupressaceae、Cycadaceae、Ephedraceae、Ginkgoaceae、Gnetaceae、Pinaceae、Podocarpaceae、Taxaceae、Taxodiaceae、Welwitschiaceae、及びZamiaceaeからなる群から選択される科から得ることができる。
植物がアブラナ科(Brassicaceae)に由来する場合、その植物はアブラナ属の植物を含むことができる。例えば、アブラナ科の植物は、Brassica napus、Brassica rapa、Brassica juncea、Brassica hirta、Brassica oleracea、Raphanus sativus、Sinapus alba、またはLepidium sativumを含み得る。
本明細書に記載される植物および植物種子は、トランスジェニック穀物(小麦、米)、トウモロコシ、ダイズ、ジャガイモ、ワタ、タバコ、油糧種子菜および果実植物(リンゴ、洋ナシ、柑橘類、柑橘類果実およびブドウ(ワインブドウを含む)のような植物または植物種子を含み得る。好ましいトランスジェニック植物には、トウモロコシ、ダイズ、ジャガイモ、ワタ、タバコ、サトウダイコン、サトウキビ、および油性ナタネが含まれる。
適当なトランスジェニック植物および種子は、特にバチルス・チューリンゲンシス遺伝物質(例えば、遺伝子CryIA (a)、CryIA (b)、CryIA (c)、CryIIA、CryIIΙΑ、CryIIΙΒ2、Cry9c、Cry2Ab、Cry3Bb、CryIFまたはそれらの組合せによる)からの毒素の植物の生成によって特徴付けることができる。植物に毒素が形成されると、昆虫、クモ類、線虫類、ナメクジウオ、カタツムリ類(以下、「Bt植物」という。)に対する植物の抵抗性が高まる。例えば、Bt植物は、トレーダムYIELD GARD(登録商標)(例えば、トウモロコシ、コットン、ダイズ)、KNOCKOUT(登録商標)(例えば、トウモロコシ)、STARLINK(登録商標)(例えば、トウモロコシ)、BOLLGARD(登録商標)(コットン)、NUCOTN(登録商標)(コットン)およびNEWLEAF(登録商標)(ポテト)トウモロコシ品種、コットン品種、ダイズ品種およびポテト品種)のもとで市販されている。除草剤耐性植物には、商標名ROUNDUP READY(登録商標)(トウモロコシ、綿、大豆などのグリホセート耐性)、CLEARFIELD(登録商標)(トウモロコシなど)、LIBERTY LINK(登録商標)(グルホシネートに対する耐性、たとえば油料種子菜種など)、IMI(登録商標)(イミダゾリノン耐性)、STS(登録商標)(トウモロコシなどのスルホニル尿素に対する耐性)の植物が含まれる。
本明細書に記載される植物種子は、遺伝子組換え(例えば、除草剤耐性、水ストレス、干ばつ、ウイルス、窒素産生などの環境因子に対する耐性、または細菌、真菌または昆虫毒素に対する耐性を発現する遺伝子組換え植物または植物部分をもたらす任意の種子)が可能である。適当な遺伝子組換え種子には、コーレ作物、野菜、果実、樹木、繊維作物、油作物、塊茎作物、コーヒー、花、豆類、穀類のもの、ならびに単子葉植物および双子葉植物の他の植物が含まれる。好ましくは、遺伝子組換え種子は、ピーナッツ、タバコ、イネ、小麦、大麦、ライ麦、ソルガム、米、菜種、サトウダイコン、ヒマワリ、トマト、トウガラシ、豆、レタス、ジャガイモ、およびニンジンを含む。最も好ましくは、遺伝子組み換え種子には、綿、大豆、トウモロコシ(甘味、圃場、種子、またはポップコーン)が含まれる。
本発明に従って処理することができる特に有効なトランスジェニック植物は、形質変換事象、または形質変換事象の組合せを含む植物であり、これらは、例えば、様々な国または地域の規制当局のデータベース(例えば、http://gmoinfo.jrc.it/gmp_browse.aspxおよびhttp://www.agbios.com/dbase.php)を参照のこと)に記載されている。
本発明を詳細に記載していれば、添付のクレームに定義されている発明の範囲から逸脱することなく、改変及び変更が可能であることは明らかであろう。
実施例
本発明をさらに例示するために、以下の非限定的な例を提供する。
実施例1セリンプロテアーゼまたはセリンプロテアーゼ変異体を示すバチルス・セレウス科メンバーの構築
配列番号210または配列番号211のセリンプロテアーゼ、または配列番号212のセリンプロテアーゼ変異体を示すバチルス・セレウス科メンバーを構築するために、pUC57プラスミド(アンピシリン耐性カセットおよびColE1複製起点を含む)とバチルス・セレウス由来のpBC16-1プラスミド(テトラサイクリン耐性遺伝子、repU複製遺伝子およびoriU複製起点を含む)との融合を通して、pSUPERプラスミドを作製した。この5.8kbプラスミドは、E. coliおよびBacillus spp.の双方で複製可能であり、Bacillus spp.のβ-ラクタム抗生物質に対する耐性およびテトラサイクリンに対する耐性を付与することによって選択することができる。基底pSUPERプラスミドは、BclAプロモーター(配列番号149)、BclAの開始コドン、アミノ酸20-35(配列番号1のアミノ酸20-35)およびフレーム内のアラニンリンカー配列と配列番号210、配列番号211、または配列番号212を融合させたPCR生成断片の挿入によって改変され、それぞれpSUPER-BclA 20-35-SEQ ID: 210、pSUPER-BclA 20-35-配列番号211、またはpSUPER-BclA 20-35-配列番号212と名付けたプラスミドを生じさせた。このコンストラクトをE. coliに形質転換し、Lysogenyブロスプレートにアンピシリン(100μg/mL)を加えて平板培養し、単一コロニーを得た。個々のコロニーを用いて、ライソジェニーブロス+アンピシリンを接種し、37℃、300 rpmで一夜インキュベートした。得られた培養物由来のプラスミドは、市販のプラスミド精製キットを用いて抽出した。これらのプラスミド抽出物のDNA濃度を分光光度法により測定し、制限酵素の適切な組み合わせで分析消化を行ったプラスミドを得た。得られた消化パターンをアガロースゲル電気泳動により可視化し、プラスミドの大きさと異なるプラスミドの特徴の存在を調べた。精製pSUPER誘導体の配列番号210、配列番号211または配列番号212発現カセットなどの関連するセクションを、サンガー配列決定法によりさらに検討した。
さらに、およびその代替として、上記のpSUPERプラスミドの誘導体プラスミドを、以下のようにして作成した。上記のpSUPERプラスミドのpBC断片(BclA/セリンプロテアーゼ変異体発現カセットおよびテトラサイクリン耐性を含むpSUPERのpBC16-1由来切片)をPCRにより増幅し、続いて平滑末端ライゲーションにより環状化した。
pSUPER、上述のように検証され、pBCプラスミドライゲーションが、バチルス・チューリンゲンシス BT013Aへのエレクトロポレーションによって導入された。単一形質転換コロニーを、テトラサイクリン(10μg/mL)を含む栄養ブロスプレート上で平板培養することにより単離した。個々の陽性コロニーを用いて、テトラサイクリン(10μg/mL)を含む脳心臓注入ブロスを接種し、30℃、300rpmで一夜インキュベートした。得られた培養物のゲノムDNAを精製し、クローニングされた配列の遺伝的純度を確認するためにpSUPERプラスミドまたはpBCプラスミドの関連するセクションを再配列決定し、pBCについては正しい連結部位を確認した。検証したコロニーを10μg/mLのテトラサイクリンを用いた脳心臓注入ブロスで一夜増殖させ、30℃で48時間の酵母エキスベースの培地でのインキュベーションを通して胞子形成を誘導した。上記遺伝子を運搬するBT013Aのショートネームは、以下の表5に記載されている。
バチルス・チューリンゲンシス BT013Aは、米国農務省(USDA) Agricultural Research Service (ARS)に寄託され、2014年3月10日に米国イリノイ州ペオリア61604のノースユニバーシティストリート1815住所を所有し、加入番号NRL B-50924が割り当てられた。バチルス・チューリンゲンシス BT013Aは、バチルス・チューリンゲンシス 4Q7としても知られている。
実施例2セリンプロテアーゼ変異体を発現するバチルス・セレウス科メンバーからのエキソスポリウム断片の構築と精製
ノックアウト(KO)ミュータント:バチルス・チューリンゲンシス BT013AのexsYノックアウト(KO)ミュータント株を作製するために、プラスミドpKOKIシャトルおよび積分ベクトルは、pE194からの複製の起源およびエリスロマイシン抵抗カセットと同様に、大菌中での複製が可能なpUC57バックボーンを含むように構築された。本構造は、E. coliとBacillus spp.の両方で再現することができ、どちらもバチルス・チューリンゲンシス BT013Aから増幅された、exsY遺伝子の上流領域に対応する1kb DNA領域と遺伝子exsYの下流領域に対応する1kb領域を含む構成物を作成した。それぞれの構築物について、2つの1kb領域を、それぞれ互いに重複する領域およびpKOKIプラスミドとの相同組換えを用いて一緒にスプライシングした。このプラスミド構築物を消化およびDNA配列決定により検証した。エリスロマイシン耐性についてクローンをスクリーニングした。
クローンをブレインハートインフュージョンブロス中で高温(40℃)下で継代した。エリスロマイシン5μg/mLを含むLB寒天プレート上に個々のコロニーを摘出し、30℃で増殖させ、コロニーPCRにより染色体に組み込まれたpKOKIプラスミドの存在をスクリーニングした。組込み事象を起こしたコロニーは、エリスロマイシン耐性を失った単一コロニーのスクリーニング(組換えとexsY遺伝子の除去によるプラスミドの消失を意味する)のために、継代を通じて継続された。検証された欠失は、PCR増幅および染色体の標的領域の配列決定により確認した。最後に、pSUPER-BclA 20-35 配列番号: 210プラスミド、pSUPER-BclA 20-35 配列番号211プラズミドまたはpSUPER-BclA 20-35 配列番号212プラズミド(実施例1で上述)のPCR増幅された円形pBCセクションを、BT013AのこのexsYミュータント株に変換した。
配列番号210または211のセリンプロテアーゼを発現するesxYKO突然変異体、または配列番号212のセリンプロテアーゼ変異体それぞれについて、抗生物質選択を施したバッフルフラスコ中で、30℃、300rpmのBHI培地で一晩培養した。この一晩培養1ミリリットルをバッフルフラスコ中の酵母エキスベース培地(50mL)に接種し、30℃で2日間増殖させた。胞子のアリコートを除去し、胞子をボルテックスで撹拌した。胞子は8000xgで10分間遠心分離により採取し、エキソスポリウム断片を含む上清を0.22μmフィルターでろ過し、残留胞子を除去した。ろ液中に胞子は認めなかった。
上述のプラズミドを担持するBT013AexsYKOの略称を以下の表5に記載する。
実施例3.Bacillus cerus科メンバー胞子の表面上のセリンプロテアーゼ変異体を発現するための非抗生物質選択マーカーを含む発現カセットの使用
実施例1に記載のpSUPERプラスミドの誘導体に配列番号212をクローニングした。この誘導体では、テトラサイクリン耐性マーカーは、以前、非抗生物質選択マーカーと交換されていた。この誘導体pSUPERプラスミドのpBC断片を実施例1に記載されているように作成した。その結果得られたpBCリゲーション(pBCnam212)は、抗生物質選択不可能マーカーの使用を支持するために修正されたバチルス・チューリンゲンシス BT013A誘導株に電解を用いて導入された。変換の単一コロニーを、ペトリプレート上の適当な選択培地上に平板培養することにより得た。個々のコロニーを用いて、適切な選択培地を接種し、30℃、300rpmで一晩インキュベートした。得られた培養物のゲノムDNAを精製し、pBCプラスミドの配列を再決定し、遺伝的純度を検証した。検証されたコロニーを適切な選択培地中で一晩増殖させ、酵母エキスベースの培地中で30℃で48時間インキュベートすることによって胞子形成を誘導した。
Figure 2022525639000026
実施例4ダイズの生育室の研究
植物の成長と発達を測定するために、成長室アッセイを行った。大豆2品種の種子を、BT013A-pBCnam212からの全ブロス、またはBT013AexsYKO-pBC212からのエクスオスポリウム断片調製と、殺菌性などの殺菌性を有する化学基地処理と共に処理した。対照種子は化学的ベースのみで処理した。全ブロスとエキソスポリウムフラグメント調製物をそれぞれ3.6流体オンス/cwtの速度で適用し、全ブロスに対して3.8×10コロニー形成単位(「CFU」)/シードに相当した。(全ブロスと同容量のエキソスポリウムフラグメント調製物を、細胞からエキソスポリウムフラグメントを分離するために使用される遠心および濾過プロセスの間に非常に少量の液体が失われるため、全ブロスと同容量のエキソスポリウムフラグメント調製物を種子に適用した。)増殖室アッセイを設定するために、頂部土をセメントミキサの内側の容積比2:1で混合した。その後、土壌混合物を小さなポット(3.5”L×3.5”W×4”D)に加え、それをプラスチックトレーに入れ、1トレイあたり9個のポットとした。トレイを増殖室試験場所に移動させた。48時間後、各ポットに50mLの水を均等に加え、その後 1”の深さまでポットに入れ、乾燥した土壌混合物で覆う。全部で、16の種子が反復ごとに植えられた。各種子処理は、品種ごとに3反復で試験した。得られたトレイは、13時間明/11時間暗スケジュールに設定された高強度ライトの下で棚の上に置かれた。必要に応じて水かきを行った。肥料は使用しなかった。位置の影響を最小限にするため、トレイを2日ごとに回転させた。各発芽植物からデータを集めた。
高さの測定は、2つの植物成長マイルストーン、子葉の伸長と単体出芽で、対応する葉節に行った。これらの測定は、対照植物の約50%が対応する節目の成長段階を示したときに行った。オクラホマ州立大学(スティルウォーター、OK;(https://appcenter.okstate.edu/content/canopeo))で開発された移動式アプリケーションカノペオ(Canopeo)を利用して、単石灰塩出芽マイルストーンで葉の表面積百分率をとった。このアプリケーションでは、デジタル写真を利用して、植物材料が占める記録領域の割合を決定する。植物体が第2の三葉生育段階になると、それらを挿入物から除去し、根構造に付着した汚物を水を用いて除去した。ペーパータオルでのパディングによる余剰水の除去後、新鮮な根バイオマスを記録した。いずれの場合も、化学的ベースに加えてセリンプロテアーゼコンストラクトで処理した植物の実績は、化学的ベース処理のみを受けていた各試験の植物に規格化された。表6は、化学的ベースのみで処理された種子と比較した%増加を示す。結果は、両処理が何らかの形で植物成長を増強することを示す。
Figure 2022525639000027
実施例5ダイズシスト線虫を制御するためのセリンプロテアーゼ変異体を示す組換えバチルス・セレウス科メンバーの使用
種苗は、殺虫剤/殺菌剤(化学薬品)ベースまたは同化学的ベースに、BT013A-pBCnam212の全ブロス栽培の234.8ml/100kgを加えたもので、これは(セリンプロテアゼ変種を表す組換え細胞の)1×1010コロニー形成単位(「CFU」)/100kg種と同等であった。両処理を砂質ローム土壌に植栽した。羽化10日後、ダイズ植物に2000匹の第2期幼若ダイズシストセンチュウ(Heterodera glycine)を接種した。4週間後に植物を収穫し、ふるい、遠心、しょ糖溶液の系を用いてシストを除去して採取した。次にシストを破砕して卵を放出し、各処理から各10工場から採取した全溶液から3つのサブサンプルを採取して計数した。Sep1処理種子は、以下の表7に示すように、各植物根系ポストシスト抽出後の乾燥重量で計算した、線虫卵の総数および根1g当たりの卵数の両方の減少を示した。Sep1処理種子では平均卵/g根が50%以上減少した。
Figure 2022525639000028
上記のように、BT013A-pBCnam212およびBT013AexsYKO-pBC212のエキソスポリウム断片の全ブロス栽培の活動を上記3、2の例で述べた、追加実験を行った。すべての種を、(i)表8に示す殺虫剤/殺菌剤(化学的)ベース、(ii)商業的なネマチド(ai/種0.25mgで適用)を用いた表8の化学的ベース、(iii)セリンプロテアの変種を表現する全ブロス栽培またはエキゾポリウム断片調製のいずれかの表8および234.8ml/100kgの化学的ベースで処理した。培養液全体の濃度は5×10 CFU/mLであった。上記のように、外膜断片を細胞から分離するために使用される遠心分離および濾過処理の間に非常に少ない液体が失われるので、全ブロスと同じ体積の外膜断片調製物を種子に適用して、全ブロスと同等の適用速度を達成した。根の卵/gは、各試料採取植物からの根系の乾燥重量を利用して計算した(表9に示す)。どちらのセリンプロテアーゼコンストラクトも、根1g当たり回収されるSCN卵数の減少(約40%)および根の体積の増加(線虫の圧力の減少に関連する可能性が最も高い)に関して、市販の殺線虫剤と同様に実施された。
Figure 2022525639000029
Figure 2022525639000030
実施例6ダイズの植物成長を刺激するためのセリンプロテアーゼ変異体または精製エキソスポリウムを表示する組換えバチルス・セレウス科メンバーの使用
上記実施例3及び2で述べたBT013A-pBCnam212およびBT013AexsYKO-pBC212のエキソスポリウム断片の全ブロス栽培の植物成長促進能力を試験するために、大豆で実証実験を行った。配列番号212のセリンプロテアーゼ変異体を各々表示する全ブロス培養物またはエキソスポリウムフラグメント調製物を、殺真菌活性および殺虫活性を有する化学的ベース処理と共にダイズ種子に適用した。全培養液を1×1010コロニー形成単位(”CFU”)/100kg種子の割合で適用し、これは100kg種子当たり234mLである。エキソスポリウム断片を細胞から分離するために使用される遠心分離および濾過処理の間に非常に少ない液体が失われるので、全ブロスと同じ容量のエキソスポリウム断片調製物を種子に適用して、全ブロスのそれに匹敵する適用速度を達成した。このような処理ダイズ種子を定植し、収穫まで通常の季節に生育させた。以下の表10は、化学的ベースのみで処理された種子と比較して、それぞれ4つの反復からなる10回の試行で実施された上記の構築物がどのようにして行われたかを示している。
Figure 2022525639000031
種苗は、商業用殺虫剤/殺菌剤ベースだけで処理されたか、または、BT013AexsYKO-pBC212から商業用種苗(2種)とエキゾスポリウム断片(テーブル「セリンプロテアスコンストラクト」と呼ばれる)を適用した3つの試験処理のうちの1つで処理された。エキソスポリウム断片の施用率は、CFU/種子および容量/100kg種子で示した。これは、エキソスポリウム断片調製物を、それが由来した全ブロスから分離すると、細胞からエキソスポリウム断片を分離するために使用される遠心および濾過プロセスの間に失われる液体はごくわずかであるため、CFU/シードは、結果を他の実験と比較する場合に有用なもう一つの施用率を提供するからである。処理ごとに合計140個の種子(表1)を小ストリップマイクロプロットで手植えした。治療ごとに4つのreps (各35のシード)を無作為化完備ブロックデザインに配置した。植栽直前に、5つの土壌コア試料(上位10cmを廃棄するごとに30cm深さ)を採取し、利用して各マイクロプロットの複合試料を作成し、分析して天然SCN個体群を決定した。マイクロプロット当たりのSCN稚魚の平均数は土壌の402~556/100ccの範囲であった(表12)。出芽後、各植物に6200個のSCN卵と幼体とを含む混合物を接種し、後日、植物をV2発育段階で正確に30個/micro‐plotまで間引きした。10週目(70 DAP)に、区画毎に5つの植物を掘った。土壌を採取し、それぞれの植物の根域周辺から複合し、土壌100cmあたりの線虫数を測定した。収穫した根を処理(シストを集め、根を乾燥させ、重量を測定)して、根のシスト/グラムを測定した。最後に、シストを破砕して卵を採取し、回収した全卵/区を比較した。表12に示すように、SCNの平均初期自然集団の評価は、4種類の処理すべてで類似しており、セリンプロテアーゼ構築物は、根および周囲の土壌における線虫数の減少に関して、2種類の市販の殺線虫剤と同様に(わずかに数値的に良好であった)実施された。
Figure 2022525639000032
Figure 2022525639000033
植栽時にくん蒸確認した線虫遊離土を埋設した容器(直径16”)にマイクロプロットを作成した。RKNを用いた実験(表13)と、RKNとSCNを併用した実験(表14)の2つの別々の実験を行った。前回の実験(表11)と同じ処理リストの異なる品種の種子を、無作為化完備ブロックデザインに配置した各試験について、処理ごとに8マイクロプロット/repsずつ手植えした(1マイクロプロットあたり2個)。マイクロプロット(32)の半分にRKN卵を、残りの半分にRKN卵とSCN卵の混合物をVCとVE発育段階の間に接種した。接種から30日後、1回の処理/実験につき4つのmico-plotを採り、回収した2つの植物体に、複合的な定性的虫えい評価(0-最良~6-最悪)を与えた。また、収穫した植物の周囲から土壌試料を採取し、土壌100cmあたりの線虫を分析した4個体のコンポジット試料を作成した。その後、残りのマイクロプロットを30日後(接種60日後)に採取した。同じ手順を用いて、すべての残りの植物について虫えい評価を行い、最後に糞根を組成し、分析して、最初の実験では根1g当たりのRKNを、同時接種実験では根1g当たりのRKNおよびSCNを測定した。表13および表14に示すように、セリンプロテアーゼ構築物は、土壌および処理植物の根の両方において、RKNおよびSCNの両方の個体群を減少させることに関して、2つの市販の殺線虫剤よりも良好(またはより良好)に機能した。
Figure 2022525639000034
Figure 2022525639000035
Pratylenchus - 病変線虫の実験
種苗は、商業用殺虫剤/殺菌剤ベースだけで処理されたか、または、BT013AexsYKO-pBC212から商業用種苗(2種)とエキゾスポリウム断片(テーブル「セリンプロテアスコンストラクト」と呼ばれる)を適用した3つの試験処理のうちの1つで処理された。表8に記載したように処理した種子を手植えし、温室内の小ポットで発芽させ、V1発育段階で処理ごとに8植物体に100個のLesion (Pratylenchus)幼植物を接種した。接種した植物(およびその周囲の土壌)を、無作為化完全ブロックデザインで野外(試験し、自然病変集団を示さなかった)に移植した。8週間後、各々の試験工場周辺からコア土試料を採取し、土壌100 cm当たりの線虫数を測定した。土壌試料採取後、個々の植物体を掘り起こし、各植物体の根端から25gの根組織を採取した。次にBaermann Funnel法を用いて根組織を個別に分析し、根1gあたりのLesion線虫数を求めた(表15)。表15に示すように、2種類の市販の殺線虫剤とセリンプロテアーゼコンストラクトは、対照と比較して、根と周囲の処理植物の土壌の両方で、Pratylenchus (根病変)線虫に同様の影響を及ぼした。
Figure 2022525639000036
Bacillus胞子のエキソスポリウムに発現する全長(配列番号210および211)および変異体(配列番号212)セリンプロテアーゼ酵素の活性を測定し、比較するために、セリン、システイン、メタロおよびアスパラギン酸プロテアーゼなどの多様な範囲のプロテアーゼを検出する市販のプロテアーゼキット(Sigma-Aldrich PF100)を用いてプロテアーゼアッセイを実施した。
BT013A野生型(7.90×10 CFU/mL)、BT013A-pBC210、BT013A-pBC211(それぞれ4.34×10 CFU/mL)およびBT013A-pSuper212(3.40×10 CFU/mL)の胞子形成培養液1mLを8000×gで10分間加え、上清を除去した。
細胞を1mLのバターフィールドリン酸緩衝液で洗浄し、再度8000xgで10分間スパンし、上清を除去した。細胞ペレットを50μL(20X濃度)のButterfieldのリン酸緩衝液に再懸濁した。定量には各試料10 μLを用いた。
アッセイはメーカーの指示に従って実施した。簡潔に言うと、3つの培養物の10μLまたは陽性対照である種々の濃度のトリプシンの10μLを、20μLのインキュベーション緩衝液および20μLのFITCカゼイン基質と混合した。各アッセイは、同じ開始濃縮細胞培養を用いて3回実施した。ブランクもButterfieldのリン酸緩衝液を試料として代用して調製した。試料を37℃で4時間暗所でインキュベートした後、0.6N TCA 150μLを加えて反応を停止した。サンプルを37℃の暗所でさらに30分間インキュベートした。試料を10,000 x gで10分間遠心分離し、沈殿物を沈殿させた。10 μLの上清を1mLのアッセイ緩衝液と混合し、200μLを96ウェルのブラック平底アッセイプレートに二重に移した。蛍光を485nmでの励起と535nmでの発光で測定した。プレートからの重複値を平均し、3回のサンプルの平均値と標準偏差を算出するのに用いた値を算出した。胞子を含む試料の平均からブランク試料の平均を差し引いた。図2は、標準偏差を表す誤差バーを有する三重サンプルの平均を示す。このアッセイは、配列番号210のセリンプロテアーゼを発現する組換えバチルス・セレウス科メンバー由来の全ブロスと、配列番号212の変異体セリンプロテアーゼと、野生型BT013A由来の全ブロスとの間の活性の差を考慮すると、試験した全ブロス培養物が、配列番号210および配列番号212の発現されたセリンプロテアーゼに由来するさらなる活性を有するプロテアーゼ活性を有することを示す。
実施例9セリンプロテアーゼアッセイで測定した遊離型および結合型タンパク質の安定性
BT013Aのエキソスポリウムと無償のエンザイムとのセリンプロテイージー変種エンザイムの安定性を比較する実験を行った。胞子形成に関心のある菌株(BHIを接種した24時間30℃250rpmコロニー; 48時間30℃250rpm2%種子培養接種酵母エキスベース培地)を増殖させて酵素溶液を調製し、続いてこの全ブロスの複数の濾過段階を行った。目的の株は、BT013AexsYKO-pBC212(エキソスポリウムフラグメント上に変異セリンプロテアーゼを発現する株)およびBT013AexsYKO(エキソスポリウムフラグメントを生じるプラスミドを有さない変異株)である。全液体培地には、上記2株の細胞と、分泌され、エキソスポリウム上にも提示される染色体産生内在性タンパク質およびエキソスポリウム上にのみ提示されるプラスミド産生セリンプロテアーゼ酵素の両方が含まれる。ほとんどの場合、生成したプラスミドタンパク質はエキソスポリウム上にとどまり、これを結合タンパク質と呼び、エキソスポリウムから脱落するものもある。これを遊離型と呼ぶ。結合型と遊離型のタンパク質の安定性を試験するために、濾過段階を用いて結合型タンパク質対遊離型タンパク質を分離した。
対象株の細胞は(ExsYノックアウトのために)エキソスポリウム層を脱落し、エキソスポリウム断片を含む全ブロスを生じた。全ブロス試料を25℃で8000 x g 10分でペレット化し、ペレットを捨て、上清を0.22μmフィルターを通して流し、全細胞を除去した。無細胞上清は、エキソスポリウム結合タンパク質および遊離タンパク質の両方を表し、「プロセシングストリップ」と称される。次いで、処理したストリップを50 kdフィルターで濾過し、保持液を節約した。これはエキソスポリウムのストリップ上に結合したタンパク質を表している。次いで、50 kdの濾液を3 kdのフィルターで濾過し、保持液を保存し、遊離タンパク質を表した。BT013AexsYKO-pBC212の全ブロス培地から上流産物中で生じる、限界タンパク質の安定性と自由タンパク質の安定性を示すために、ろ過前に存在するであろうバックグラウンドタンパク質を、ろ過された自由及び拘束されたタンパク質分数に還元し直した。これを達成するために、BT013AexSYKO‐pBC212の培養からのエキソスポリウム結合タンパク質(すなわち、50 kdタンパク質リテンテート)に、BT013AexsYKOの培養から3 kdのリテンテートを添加し、BT013AexsYKOの開始ブロス培養全体のCFU濃度に正規化した。逆に、BT013AexSYKO‐pBC212の培養からの3kdタンパク質リテンテートに、BT013AexsYKOの培養から50kdリテンテートを添加し、BT013AexsYKOの開始ブロス培養全体のCFU濃度に正規化した。以下の研究における「結合」酵素溶液は、50kdのBT013AexsYKO-pBC212 + 3kdのBT013AexsYKOを含有し、以下の研究における「遊離」酵素溶液は、3kdのBT013AexsYKO-pBC212 + 50kdのBT013AexsYKOを含有した。
上記の粗酵素溶液を異なる温度でインキュベートすることによって、BoundおよびFree酵素溶液の温度安定性を決定した。試験管中のBoundおよびFree酵素溶液(50ml)を規定温度(22℃~80℃)で2時間インキュベートし、使用するまで4℃で保存した。プロテアーゼ活性を以下に記載のように測定し、異なる温度でインキュベートした酵素のプロテアーゼ活性を22℃での活性と比較することによって、残存活性パーセントを計算した。この実験は3回行われた。
Sep1プロテアーゼ活性は合成ペプチド基質(Ala‐Ala‐Pro‐Phe)を用いて測定した。ペプチド基質をC末端のニトロフェニルとN末端のサクシニル基と融合させる。ペプチドはプロテアーゼ切断前の320nmで吸光度最大を示し、切断後に390nmにシフトする。5mMのCaClを含む50mMヘペス緩衝液pH 7.5 240μl中に2.5mg/mLペプチド基質10μlを混和した。基質と緩衝液を室温でプレインキュベートした後、酵素溶液25μlを加えた。酵素活性の速度は、390nmでのODの連続的増加として分光光度計でモニターした。酵素活性の速度は曲線の初期勾配を測定することにより決定した。結果を図3に示す。このデータは、結合したセリンプロテアーゼ酵素が遊離酵素よりも安定であることを示している。
実施例10セリンプロテアーゼアッセイにおけるエキソスポリウム断片の活性の比較
BT013AExsYKO(9.79×10 CFU/ml)、BT013AExsYKO-pBC210(7.06×10 CFU/ml)およびBT013AExsYKO-pBC212(7.06×10 CFU/ml)の全培養液培養物を、実施例2に記載されるように、それぞれの株の後に指定されるCFU濃度まで増殖させた。実施例2に記載のようにエキソスポリウムフラグメント濾液を生成し、各等量を以下のように試験した。酵素活性は合成ペプチド基質(Ala-Ala-Pro-Phe)を用いて測定した。ペプチド基質をC末端のニトロフェニルとN末端のサクシニル基と融合させる。ペプチドはプロテアーゼ切断前の320nmで吸光度最大を示し、切断後に390nmにシフトする。本試験では、2.5mg/mLペプチド基質10 μL を、5mM CaCl を含む50mM Hepes 緩衝液 pH 7.5 240 μL 中に混和した。基質及び緩衝液を室温でプレインキュベートした後、酵素溶液25μLを加えた。結果を図4に示す。このデータは、全ブロス文化がともにエンザイマティックな活動を有し、BT013AexsYKO-pBC212がBT013AexsYKO-pBC210よりやや高い活動を有していることを示している。いかなる理論にも拘束されることを望まないが、申請者は、変異体セリンプロテアーゼを有する組換えバチルス・セレウス科メンバー(配列番号: 212)は、完全長セリンプロテアーゼを有する組換えバチルス・セレウス科メンバー(配列番号: 210)よりも生物学的活性が大きいと仮定する。
実施例11-大豆シスト線虫を制御するためのセリンプロテアーゼまたはセリンプロテアーゼ変異体を表示する組換えバチルス・セレウス科メンバーの使用
全ての種子は、(i)表16に示すように殺虫剤/殺菌剤ベース、(ii)表16に示すベースと市販の殺線虫剤(0.25mg ai/種子で塗布)、または(iii)表16に示すベースと、表17に列挙するように実施例1および2に記載するように調製した全液体培養物またはエキソスポリウム断片調製物で処理した。すべての生物学的処理は、ダイズ種子234.8mL/100kgで適用した。以下の表17に提供されるCFU濃度(CFU/mL)は、実施例2に記載されているように、エキソスポリウム断片が調製された種子または全ブロス培養物に適用された全ブロス培養物のCFUを表す。
各処理からの単一種子を砂質ローム土の個々のポットに植え、植え付け7日後に約1,500個の虫様ヘテロデラグリシン(SCN)卵を接種した。4週間後に植物とシストを収穫し、利用して根の相対シスト/グラムを比較した。セリンプロテイースによって変換されていない2つの生物学的治療法は、BT013Aの全ブロス文化とBT013AexsYKOの培養液のエクスオスポリウム断片調製であり、基本治療法として類似した数のシストを有し、一方、セリンプロテイースを含む4つの生物学的治療法は、商業的ネマティクシードと類似したシストの減少を有していた(図5)。
Figure 2022525639000037
Figure 2022525639000038
上記に鑑みて、本発明のいくつかの目的が達成され、他の有利な結果が得られることが分かるであろう。本発明の範囲から逸脱することなく、上記製品、製剤、方法に種々の変更を加えることができたので、上記記載に含まれるすべての事項は、例示的なものと解釈し、限定的な意味ではないものとすることが意図されている。
実施態様
さらなる例示のために、本開示のさらなる非限定的実施形態を以下に示す。
実施形態1は、第2列に記載されている標的化配列、エキスポリウムタンパク質またはエキスポリウムタンパク質フラグメント、および以下の表18の第1列に記載されているエンザイムを構成する融合タンパク質である。
Figure 2022525639000039
Figure 2022525639000040
実施形態2は、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片と酵素との間にアミノ酸リンカーを有する実施形態1の融合タンパク質のいずれかである。
実施形態3は、リンカーがポリアラニンリンカー、ポリグリシンリンカー、またはアラニンおよびグリシン残基の両方の混合物を含むリンカーを含む、実施形態2の融合タンパク質のいずれかである。
実施形態4は、実施形態1-3の融合タンパク質のいずれかを発現する組換えバチルス・セレウス科メンバーである。
実施形態5は、実施形態4の組換えバチラスシリウス科メンバーがバチルス・チューリンゲンシス BT013Aを構成する組換えバチラスシリウス科メンバーである。
実施例6は、バチルス・セレウス科メンバーの胞子が、野生型胞子のエキソスプロイウムと比較して胞子から除去しやすいエキソスポリウムを有する突然変異を有する、実施例4の組換えバチルス・セレウス科メンバーである。具体的には、突然変異を有する組換えバチルス・セレウス科メンバーは、以下の突然変異の1つを有することができる:
(i) CotE遺伝子の突然変異;
(ii) ExsYタンパク質を発現し、ここで、同条件下で野生型バチルス・セレウス科メンバーにおけるExsYタンパク質の発現と比較してExsYタンパク質の発現が増加し、ExsYタンパク質が球状タンパク質を含むカルボキシ末端タグを含む;
(iii) BclBタンパク質を発現し、ここで、BclBタンパク質の発現は、野生型バチルス・セレウス科メンバーにおけるBclBタンパク質の発現と比較して、同じ条件下で増加する;
(iv) YjcBタンパク質を発現し、ここで、YjcBタンパク質の発現は、同じ条件下の野生型バチルス・セレウス科メンバーにおけるYjcBタンパク質の発現と比較して増加する;
(v) ExsY遺伝子の突然変異を含む;
(vi) CotY遺伝子変異を含む;
(vii) ExsA遺伝子の突然変異を含む;
(viii) CotO遺伝子の突然変異を含む。
実施形態7は、実施形態6の組換えバチルス・セレウス科メンバーを含み、ExsYまたはCotY遺伝子に突然変異を有する。
実施形態8は、実施形態6および7のいずれか1つの組換えバチルス・セレウス科メンバー由来のエキソスポリウム断片を含む。
実施例9は、実施例4および5のいずれか1つの組換えバチルス・セレウス科メンバーと、農業的に許容される担体を含む。
実施例10は実施例8のエキソスポリウム断片と農業的に許容可能な担体を含む。
実施形態11は、線虫防除活性を有するセリンプロテアーゼ変異体のためのアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を含む核酸分子を含む。本実施態様の1つにおいて、ヌクレオチド配列は、(i)配列番号213のヌクレオチド配列; (ii)配列番号212のアミノ酸配列を含むペプチドをコードするヌクレオチド配列;又は(iii)配列番号212のアミノ酸配列と少なくとも95%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むペプチドをコードするヌクレオチド配列である。
実施形態12は、ヌクレオチド配列が、宿主細胞内でヌクレオチド配列の発現を指示することができるプロモーターに機能的に連結されている核酸分子を含む、実施形態11の核酸分子を含む。実施形態の1つの局面において、プロモーターはヌクレオチド配列に対して異種性または外来性であり、ヌクレオチド配列に対して天然または天然に存在するprmoterではない。
実施形態13は、実施形態11または12の核酸分子を含むベクターを含む。一態様では、ベクターは発現ベクターである。
実施形態14は、実施形態13のベクターを含む宿主細胞を含む。1つの特定の実施形態において、宿主細胞は、バチルス細胞または大腸菌細胞のような細菌細胞である。
実施態様15は、(i)配列番号212のアミノ酸配列を含むペプチド; (ii)配列番号212のアミノ酸配列と少なくとも90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むペプチド;又は(iii)配列番号213によりコードされるペプチドを含む害虫防除活性を有するセリンプロテアーゼ変異体を含む。一態様では、ペプチドはさらに異種アミノ酸配列を含む。ある局面において、害虫防除活動は線虫防除活動である。
実施形態16は、実施形態15のセリンプロテアーゼ変異体を含む組成物を含む。
実施形態17は、約1重量%~約99重量%のセリンプロテアーゼ変異体を含む実施形態16の組成物を含む。
実施形態18は、実施形態14の宿主細胞を、セリンプロテアーゼ変異体をコードする核酸分子が発現される条件下で培養することを含む、実施形態15のセリンプロテアーゼ変異体を産生するための方法を含む。
実施形態19は、実施形態15のセリンプロテアーゼ変種または実施形態16の組成物を、植物成長培地、植物、植物種子、または植物もしくは植物種子の周囲の領域、または線虫などの害虫に適用することを含む害虫を制御する方法を含む。実施形態19の一態様では、セリンプロテアーゼ変異体は、実施形態14の宿主細胞の全ブロス培養物または発酵産物として提供される。

Claims (23)

  1. 融合タンパク質を組換えバチルス・セレウス(Bacillus cereus)科メンバーに標的化する標的化配列、エキソスポリウムタンパク質、またはエキソスポリウムタンパク質断片、及び
    セリンプロテアーゼ活性を有する酵素
    を含む前記融合タンパク質であって、セリンプロテアーゼ活性を有する酵素が、
    バチルス・フィルムス(Bacillus firmus)酵素、
    配列番号210から211のいずれか1つに対して少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、又は少なくとも99%の同一性を有するアミノ酸配列、
    配列番号212に対して少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも98%、又は少なくとも99%の同一性を有するアミノ酸配列、又は
    これらの組合せ
    を含む、前記融合タンパク質。
  2. 標的化配列が、下記(a)から(f)を含むか、下記(a)から(f)から成る、請求項1に記載の融合タンパク質:
    (a)配列番号1のアミノ酸20-35と少なくとも約43%の同一性を有し、但し、アミノ酸25-35との同一性は少なくとも約54%であるアミノ酸配列
    (b)配列番号1のアミノ酸1-35
    (c)配列番号1のアミノ酸20-35
    (d)配列番号1
    (e)配列番号96
    (f)配列番号120。
  3. 標的化配列が、配列X-X-X-X-X-X-X-X-X-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16
    [式中、
    X-は、アミノ酸であるか、又は、存在せず、
    X-は、フェニルアラニン(F)、ロイシン(L)、イソロイシン(I)又はメチオニン(M)であり、
    X-は、任意のアミノ酸であり、
    X-は、プロリン(P)又はセリン(S)であり、
    X-は、任意のアミノ酸であり、
    X-は、ロイシン(L)、アスパラギン(N)、セリン(S)又はイソロイシン(I)であり、
    X-は、バリン(V)又はイソロイシン(I)であり、
    X-は、グリシン(G)であり、
    X-は、プロリン(P)であり、
    X10-は、トレオニン(T)又はプロリンであり、
    X11-は、ロイシン(L)又はフェニルアラニンであり、
    X12-は、プロリン(P)であり、
    X13-は、任意のアミノ酸であり、
    X14-は、任意のアミノ酸であり、
    X15-は、プロリン(P)、グルタミン(Q)又はトレオニン(T)であり、
    X16は、プロリン(P)、トレオニン(T)又はセリン(S)である。]
    を含む、請求項1に記載の融合タンパク質。
  4. 標的化配列、エキソスポリウムタンパク質又はエキソスポリウムタンパク質断片が、標的化配列、エキソスポリウムタンパク質又はエキソスポリウムタンパク質断片の第1アミノ酸の直前のアミノ酸位置又は配列番号1のアミノ酸20に相当する標的化配列の位置において、メチオニン、セリン又はトレオニン残基をさらに含む、請求項1又は2に記載の融合タンパク質。
  5. 標的化配列、エキソスポリウムタンパク質又はエキソスポリウムタンパク質断片とセリンプロテアーゼ活性を有する酵素の間にアミノ酸リンカーをさらに含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
  6. リンカーが、ポリアラニンリンカー、ポリグリシンリンカー又はアラニン及びグリシン残基の両方の混合物を含むリンカーを含む、請求項5に記載の融合タンパク質。
  7. 酵素が、配列番号210を含むか、又は、配列番号210から成る、請求項1から6のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
  8. 酵素が、配列番号211を含むか、又は、配列番号211から成る、請求項1から6のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
  9. 酵素が、配列番号212を含むか、又は、配列番号212から成る、請求項1から6のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
  10. 酵素が、配列番号210から212のいずれか1つに対して100%の同一性を有するアミノ酸配列を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
  11. 請求項1から10のいずれか一項に記載の融合タンパク質を発現する組換えバチルス・セレウス科メンバー。
  12. 組換えバチルス・セレウス科メンバーが、バチルス・チューリンゲンシス BT013A由来である、請求項11に記載の組換えバチルス・セレウス科メンバー。
  13. 組換えバチルス・セレウス科メンバーが、野生型胞子のエキソスポリウムに比較して胞子の除去が容易なエキソスポリウムを有するバチルス・セレウス科メンバーの胞子を生じる突然変異を含む、請求項11に記載の組換えバチルス・セレウス科メンバー。
  14. 組換えバチルス・セレウス科メンバーが、
    (i) CotE遺伝子の突然変異;
    (ii) ExsY遺伝子の突然変異;
    (iii) CotY遺伝子の突然変異;
    (iv) ExsA遺伝子の突然変異;
    (v) CotO遺伝子の突然変異
    を含む、請求項13に記載の組換えバチルス・セレウス科メンバー。
  15. ExsY遺伝子の突然変異を含む、請求項15に記載の組換えバチルス・セレウス科メンバー。
  16. ExsY遺伝子のノックアウトを含む、請求項15に記載の組換えバチルス・セレウス科メンバー。
  17. 請求項11に記載の組換えバチルス・セレウス科メンバーの発酵産物。
  18. 請求項13に記載の組換えバチルス・セレウス科メンバー由来のエキソスポリウム断片。
  19. 請求項17に記載の発酵産物及び農業上許容される担体を含む製剤。
  20. 請求項18に記載の発酵産物及び農業上許容される担体を含む製剤。
  21. 請求項19又は請求項20に記載の製剤で処理された植物種子。
  22. 請求項11に記載の組換えバチルス・セレウス科メンバーを植物成長培地、植物、植物種子又は植物もしくは植物種子の周囲の領域に適用することを含む、植物の成長を刺激し、および/または、植物の健康を増進し、および/または線虫を制御する方法。
  23. 植物成長培地、植物、植物種子または植物もしくは植物種子の周囲の領域に請求項18に記載のエキソスポリウム断片を適用することを含む、植物の成長を刺激し、および/または、植物の健康を増進し、および/または線虫を制御する方法。
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