JP2023528434A - トウモロコシイベントdp-915635-4及びその検出方法 - Google Patents
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Abstract
本明細書に開示される実施形態は、植物分子生物学の分野に関し、具体的には、植物に昆虫抵抗性を付与するためのDNAコンストラクトに関する。本明細書に開示される実施形態は、イベントDP-915635-4を含む昆虫抵抗性コーン植物並びに試料中のイベントDP-915635-4の存在を検出するためのアッセイ及びその組成物に関する。
Description
電子的に提出された配列表の参照
本配列表の正式な写しは、ファイル名を「8425_SeqList.txt」とする、2020年11月13日に作成された202キロバイトのサイズのASCII形式の配列表としてEFS-Webから電子的に提出され、本明細書と共に提供される。このASCII形式の書類に含まれる配列表は、本明細書の一部であり、全体として参照により本明細書に援用される。
本配列表の正式な写しは、ファイル名を「8425_SeqList.txt」とする、2020年11月13日に作成された202キロバイトのサイズのASCII形式の配列表としてEFS-Webから電子的に提出され、本明細書と共に提供される。このASCII形式の書類に含まれる配列表は、本明細書の一部であり、全体として参照により本明細書に援用される。
本明細書に開示される実施形態は、植物に昆虫抵抗性を付与するためのDNAコンストラクトを含む植物分子生物学の分野に関する。本明細書に開示される実施形態は、イベントDP-915635-4を含む昆虫抵抗性コーン植物並びに試料中のイベントDP-915635-4の存在を検出するためのアッセイ及びその組成物も含む。
コーンは、重要な作物であり、世界の多くの地域の主要な食料源である。害虫によって引き起こされる被害は、化学農薬などの防護対策が講じられているにもかかわらず、世界のコーン作物損失の主な要因である。このような事情を踏まえて、虫害の防除及び従来の化学農薬の必要性の低減を目的として、コーンなどの作物に昆虫抵抗性をもたらす遺伝子操作が行われている。トランスジェニック昆虫抵抗性作物の作製に利用されている遺伝子の一群は、バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thuringiensis)(Bt)由来のδ-エンドトキシン群である。δ-エンドトキシンは、綿、ジャガイモ、コメ、ヒマワリ並びにコーンなどの作物植物における発現が成功しており、状況によっては、害虫に対する優れた防除を提供することが判明している(Perlak,F.J et al.(1990)Bio/Technology 8:939-943;Perlak,F.J.et al.(1993)Plant Mol.Biol.22:313-321;Fujimoto,H.et al.(1993)Bio/Technology 11:1151-1155;Tu et al.(2000)Nature Biotechnology 18:1101-1104;国際公開第01/13731号パンフレット;及びBing,J.W.et al.(2000)Efficacy of Cry1F Transgenic Maize,14th Biennial International Plant Resistance to Insects Workshop,Fort Collins,CO)。
植物におけるトランス遺伝子の発現は、個々の目的遺伝子の発現をドライブするカセットの向き及び組成並びに植物ゲノム中での位置(恐らくクロマチン構造(例えば、ヘテロクロマチン)又は組込み部位の近くにある転写調節エレメント(例えば、エンハンサー)の近接性が原因となる)を含め、多くの異なる要因に影響されることが公知である(Weising et al.(1988)Ann.Rev.Genet.22:421-477)。
有性交配の後代が目的のトランス遺伝子を含むかどうかを決定するため、特定のイベントの存在を検出することが可能であれば有利となるであろう。
トランス遺伝子の存在の検出は、例えば、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)又は核酸プローブを用いたDNAハイブリダイゼーションによる核酸検出方法によって可能である。これらの検出方法では、概して、多くのDNAコンストラクトについてコード領域が交換可能であるという理由で、プロモーター、ターミネーター、マーカー遺伝子など、使用頻度の高い遺伝子エレメントに焦点が置かれている。結果として、かかる方法は、異なるイベント間、特に同じDNAコンストラクト又は極めて類似したコンストラクトを使用して作られたイベント間を区別するには、挿入された異種DNAに隣接するフランキングDNAのDNA配列が既知でない限り、有用でないこともある。
本実施形態は、昆虫抵抗性コーン(ゼア・マイス(Zea mays))植物イベントDP-915635-4、別名「トウモロコシ系統DP-915635-4」、「トウモロコシイベントDP-915635-4」及び「DP-915635-4トウモロコシ」、コーン植物イベントDP-915635-4のDNA植物発現コンストラクト並びにコーン植物イベントDP-915635-4及びその後代におけるトランス遺伝子コンストラクト、フランキング及び挿入(標的遺伝子座)領域を検出するための方法及び組成物に関する。
一態様において、組成物及び方法は、昆虫抵抗性の単子葉作物植物を作製及び選択する方法に関する。組成物は、植物細胞及び植物で発現したときに昆虫に対する抵抗性を付与するDNAコンストラクトを含む。一態様において、宿主細胞に導入され、そこで複製する能力のある、植物細胞及び植物で発現したときに植物細胞及び植物に昆虫抵抗性を付与するDNAコンストラクトが提供される。トウモロコシイベントDP-915635-4は、アグロバクテリウムによるプラスミドPHP83175の形質転換によって産生された。本明細書に記載されるとおり、これらのイベントは、IPD079Ea(ポリヌクレオチド配列番号4及びアミノ酸配列番号5)カセット(表1)を含み、これは、ある種の甲虫目植物害虫に対する抵抗性を付与するものである。この昆虫防除成分は、甲虫目昆虫種、特にウエスタンコーンルートワーム(WCR)に対する有効性が実証されている。
第1のカセットは、コブラン(Ophioglossum pendulum)由来の殺昆虫性タンパク質遺伝子IPD079Eaを含有する(国際公開第2017023486号パンフレット)。植物でのIPD079Eaタンパク質の発現は、ある種の甲虫目害虫に対して有効である。IPD079Eaタンパク質は、479アミノ酸長であり、約52kDaの分子量を有する。IPD079Ea遺伝子の発現は、モロコシ(ソルガム・ビコロール(Sorghum bicolor))根皮層RCc3(sb-RCc3)遺伝子の、根特異的活性を示す3コピーのエンハンサー領域(国際公開第2012112411号パンフレット)、その後に続く、根特異的活性を有すると同定されているゼア・マイス(Zea mays)PCO118362 mRNA配列の上流のプロモーター領域(zm PCOa)(国際公開第2017222821号パンフレット)及び予測ゼア・マイス(Zea mays)カルモジュリン5遺伝子である、コメ(オリザ・サティバ(Oryza sativa))仮想タンパク質(zm-HPLV9)遺伝子のゼア・マイス(Zea mays)オルソログのイントロン領域(Phytozome遺伝子ID Zm00008a029682;国際公開第2016109157号パンフレット)によって制御される。IPD079Ea遺伝子のターミネーターは、モロコシ(ソルガム・ビコロール(Sorghum bicolor))サブチリシン-キモトリプシンインヒビター1B(sb-SCI-1B)遺伝子のターミネーター領域(国際公開第2018102131号パンフレット)である。転写干渉を防ぐため、3つの追加的なターミネーター:トウモロコシW64系統27kDa γゼイン(Z27G)遺伝子のターミネーター領域(Das et al.,1991;Liu et al.,2016)、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)ユビキチン14(UBQ14)遺伝子のターミネーター領域(Callis et al.,1995)及びトウモロコシIn2-1遺伝子のターミネーター領域(Hershey and Stoner,1991)が存在する。
第2の遺伝子カセット(mo-pat遺伝子カセット)は、ストレプトマイセス・ビリドクロモゲネス(Streptomyces viridochromogenes)由来のホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼ遺伝子(mo-pat)(Wohlleben et al.,1988)を含有する。mo-pat遺伝子は、ホスフィノトリシンに対する耐性を付与するホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼ(PAT)酵素を発現する。PATタンパク質は、183アミノ酸長であり、約21kDaの分子量を有する。mo-pat遺伝子の発現は、CaMV35Sターミネーターの第3のコピーと併せて、オリザ・サティバ(Oryza sativa)(コメ)アクチン(os-アクチン)遺伝子のプロモーター及びイントロン領域(GenBankアクセッションCP018159)によって制御される。転写干渉を防ぐため、2つの追加的なターミネーター:それぞれソルガム・ビコロール(Sorghum bicolor)(モロコシ)ユビキチン(sb-ubi)遺伝子(Phytozome遺伝子ID Sobic.004G049900.1)及びγ-カフィリン(sb-gkaf)遺伝子(de Freitas et al.,1994)のターミネーター領域が存在する。
第3の遺伝子カセット(pmi遺伝子カセット)は、大腸菌(Escherichia coli)由来のホスホマンノースイソメラーゼ(pmi)遺伝子(Negrotto et al.,2000)を含有する。植物におけるPMIタンパク質の発現は、マンノースを炭素源とする植物組織成長を可能にする選択マーカーとしての役割を果たす。PMIタンパク質は、391アミノ酸長であり、約43kDaの分子量を有する。PHP74643のT-DNA領域に存在するとき、pmi遺伝子は、プロモーターを欠いているが、それは、フリッパーゼ組換え標的部位FRT1の隣に位置するため、適切に置かれたプロモーターによる組換え後発現が可能である。pmi遺伝子のターミネーターは、pinIIターミネーターの第4のコピーである。追加的なZ19ターミネーターが存在し、これは、カセット間の転写干渉を防ぐことが意図される。
一部の実施形態によれば、DP-915635-4(ATCC寄託番号PTA-126746)と称される新規コーン植物を同定するための組成物及び方法が提供される。本方法は、DP-915635-4の5’及び/又は3’フランキング配列を特異的に認識するプライマー又はプローブに基づく。PCR反応で利用されたとき、トランスジェニックイベントDP-915635-4にユニークなアンプリコンを産生することになるプライマー配列を含むDNA分子が提供される。一実施形態において、こうした分子を含むコーン植物及び種子が企図される。更に、こうしたプライマー配列を利用して、DP-915635-4イベントを同定するためのキットが提供される。
一部の実施形態は、本明細書に記載されるとおりのDP-915635-4の特異的フランキング配列に関し、これを使用して、生物学的試料中のDP-915635-4の同定方法を開発することができる。より詳細には、本開示は、DP-915635-4の5’及び/又は3’フランキング領域に関し、これを使用して特異的プライマー及びプローブを開発することができる。更なる実施形態は、かかる特異的プライマー又はプローブの使用に基づく生物学的試料中のDP-915635-4の存在の同定方法に関する。
一部の実施形態によれば、試料中のコーンイベントDP-915635-4に対応するDNAの存在を検出する方法が提供される。かかる方法は、(a)DNAを含む試料を、DNAプライマーセットであって、イベントDP-915635-4を含むコーンから抽出されたゲノムDNAと共に核酸増幅反応で使用されるとき、それぞれコーンイベントDP-915635-4の診断指標となるアンプリコンを産生するDNAプライマーセットに接触させること;(b)核酸増幅反応を実施し、それによりアンプリコンを産生すること;及び(c)アンプリコンを検出することを含む。一部の態様において、プライマーセットは、配列番号6及び7と、任意選択で、配列番号8を含むプローブとを含む。
一部の実施形態によれば、試料中のDP-915635-4イベントに対応するDNA分子の存在を検出する方法は、(a)コーン植物から抽出されたDNAを含む試料を、DNAプローブ分子であって、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下において、コーンイベントDP-915635-4から抽出されたDNAとハイブリダイズし、且つストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下において、対照コーン植物DNAとハイブリダイズしないDNAプローブ分子に接触させること;(b)試料及びプローブをストリンジェントなハイブリダイゼーション条件に供すること;及び(c)コーンイベントDP-915635-4から抽出されたDNAへのプローブのハイブリダイゼーションを検出することを含む。より具体的には、試料中のDP-915635-4イベントに対応するDNA分子の存在の検出方法は、(a)コーン植物から抽出されたDNAを含む試料を、イベントにユニークな配列、例えばジャンクション配列を含むDNAプローブ分子であって、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下において、コーンイベントDP-915635-4から抽出されたDNAとハイブリダイズし、且つストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下において、対照コーン植物DNAとハイブリダイズしないDNAプローブ分子に接触させること;(b)試料及びプローブをストリンジェントなハイブリダイゼーション条件に供すること;及び(c)DNAへのプローブのハイブリダイゼーションを検出することからなる。
加えて、DP-915635-4特異的領域を検出するものである、生物学的試料中のイベントDP-915635-4を同定するためのキット及び方法が提供される。
DP-915635-4の少なくとも1つのジャンクション配列を含むDNA分子が提供され;ここで、ジャンクション配列は、ゲノムに挿入された異種DNAと、その挿入部位に隣接するトウモロコシ細胞のDNAとの間に位置するジャンクションにまたがり、DP-915635-4イベントの診断指標となり得る。
一部の実施形態によれば、昆虫抵抗性コーン植物を作製する方法は、(a)昆虫に対する抵抗性を付与する、本明細書に開示される発現カセットを含む第1の親コーン系統と、かかる発現カセットを欠いている第2の親コーン系統とを有性交配し、それにより複数の後代植物を作製するステップ;及び(b)昆虫抵抗性のある後代植物を選択するステップを含む。かかる方法は、任意選択で、後代植物を第2の親コーン系統と戻し交配することにより、昆虫抵抗性のある純種コーン植物を作製する更なるステップを含み得る。
一部の実施形態は、昆虫に対して抵抗性のあるコーン植物を作製する方法であって、コーン細胞をDNAコンストラクトPHP74643で形質転換すること、形質転換されたコーン細胞をコーン植物に成長させること、昆虫に対して抵抗性を示すコーン植物を選択すること及びコーン植物を稔性のコーン植物に更に成長させることを含む方法を提供する。この稔性のコーン植物を自家受粉するか、又は適合性のあるコーン品種と交配させることにより、昆虫抵抗性の後代を作製することができる。
一部の実施形態は、生物学的試料中のトウモロコシイベントDP-915635-4を同定するためのDNA検出キットに更に関する。このキットは、PCR同定プロトコルでの使用のための、DP-915635-4の5’又は3’フランキング領域を特異的に認識する第1のプライマーと、DP-915635-4の非天然標的遺伝子座DNA内にあるか又はフランキングDNA内にある配列を特異的に認識する第2のプライマーとを含む。更なる実施形態は、生物学的試料中のイベントDP-915635-4を同定するためのキットに関し、このキットは、イベントDP-915635-4の特異的領域と約80%~100%の配列同一性を有する配列に対応するか又はそれと相補的な配列を有する特異的プローブを含む。プローブの配列は、イベントDP-915635-4の5’又は3’フランキング領域の一部を含む特異的領域に対応する。一部の実施形態において、第1又は第2のプライマーは、配列番号6~7、9~10、12~13、15~16又は18~19のいずれか1つを含む。
本明細書に開示される実施形態に包含される方法及びキットは、限定はされないが、植物、植物材料又は植物材料を含むか若しくはそれに由来する生産物、限定はされないが、食品又は飼料生産物(生鮮品又は加工品)などにおいてイベントDP-915635-4を同定することなど、種々の目的に使用することができ;加えて又は代わりに、本方法及びキットは、トランスジェニック材料と非トランスジェニック材料との選別を目的としてトランスジェニック植物材料を同定するために使用することができ;加えて又は代わりに、本方法及びキットは、トウモロコシイベントDP-915635-4を含む植物材料の品質を決定するために使用することができる。本キットは、検出方法の実施に必要な試薬及び材料も含有し得る。
更なる実施形態は、DP-915635-4トウモロコシ植物又はその一部、限定はされないが、コーン植物DP-915635-4の花粉、胚珠、栄養細胞、花粉細胞の核及び卵細胞の核並びにこれらに由来する後代に関する。別の実施形態において、DP-915635-4のトウモロコシ植物及び種子を標的とするDNAプライマー分子は、特異的アンプリコン産物を提供する。
本明細書で使用されるとき、単数形「1つの(a)」、「及び(an)」及び「その(the)」には、文脈上特に明確に指図されない限り、複数の指示対象が含まれる。従って、例えば、「ある細胞」という表現は、複数のかかる細胞を含み、「そのタンパク質」という表現は、1つ又は複数のタンパク質及びその均等物を含む等となる。本明細書で使用される全ての科学技術用語は、特に明確に指示されない限り、本開示が属する技術分野の当業者が一般に理解するのと同じ意味を有する。
本開示の組成物は、ATCC特許寄託番号PTA-126746として寄託された種子並びにそれに由来する植物、植物細胞及び種子を含む。本出願人らは、2020年3月27日、American Type Culture Collection(ATCC)、Manassas、VA 20110-2209 USAにおいてトウモロコシイベントDP-915635-4の少なくとも2500個の種子を寄託した(特許寄託番号PTA-126746)。これらの寄託物は、特許手続き上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約(Budapest Treaty on the International Recognition of the Deposit of Microorganisms for the Purposes of Patent Procedure)の条項に基づき管理されることになる。2020年3月27日にATCCに寄託されたこの種子は、Pioneer Hi-Bred International,Inc.、7250 NW 62nd Avenue、Johnston、Iowa 50131-1000によって管理されている寄託物から取られた。この寄託物の利用は、特許商標庁長官及び長官によりその権限があると決定された者に本願が係属している間も、請求に応じて可能であり得る。本願の任意の特許請求の範囲が許可され次第、本出願人らは、米国特許法施行規則第1.808条に準じて、American Type Culture Collection(ATCC)、10801 University Boulevard、Manassas、VA 20110-2209にある交雑系トウモロコシの少なくとも625個の種子の寄託物の1つ又は複数の試料を一般に公開することになる。トウモロコシイベントDP-915635-4の種子のこの寄託物は、公的寄託機関であるATCC寄託機関において、30年間若しくは最後に請求があったときから5年又は本特許の効力が続く間のいずれか長い期間にわたって管理されることになり、その期間中に生存不能になった場合、交換されることになる。加えて、本出願人らは、寄託時に試料の生存能力についての指示を提供することを含め、米国特許法施行規則第1.801~1.809条の全ての要件を満たしている。本出願人らには、生物学的材料の移動又はその商業的輸送に関して法律によって課されるいかなる制限も免除する権限はない。本出願人らは、本特許に基づき与えられるその権利又は植物品種保護法(Plant Variety Protection Act)(合衆国法典第7巻第2321条以下)に基づくイベントDP-915635-4に適用可能な権利のいかなる侵害も免除しない。無許可の種子増殖は禁止されている。種子は規制を受けることもある。
本明細書で使用されるとき、用語「コーン」は、ゼア・マイス(Zea mays)又はトウモロコシを意味し、野生トウモロコシ種を含め、コーンと共に育種され得る全ての植物品種を含む。
本明細書で使用されるとき、用語「昆虫抵抗性」及び「害虫に影響を与えること」は、限定はされないが、昆虫を死滅させること;成長を遅らせること;生殖能力を低減すること;摂餌を阻害することなどを含め、任意の発生段階にある昆虫の摂餌、成長及び/又は行動に変化を生じさせることを指す。
本明細書で使用されるとき、用語「殺害虫活性」及び「殺昆虫活性」は、適切な時間長さにわたって生物又は物質を摂餌させた後及び/又はそれに曝露した後に、限定はされないが、害虫死亡率、害虫体重減少、害虫誘引、害虫忌避並びに害虫の他の行動的及び身体的変化を含め、多くのパラメータによって測定することのできる生物又は物質(例えば、タンパク質など)の活性を指して同義語として使用される。例えば、「殺害虫タンパク質」は、単独で又は他のタンパク質との組み合わせで殺害虫活性を示すタンパク質である。
本明細書で使用されるとき、「インサートDNA」は、植物材料の形質転換に使用される発現カセット内にある異種DNAを指し、一方、「フランキングDNA」は、植物などの生物に自然に存在するゲノムDNAのもの又は元のインサートDNA分子にとって異質な、形質転換法によって導入される外来性(異種)DNAのもの、例えば形質転換イベントに関連する断片のいずれも存在し得る。「フランキング領域」又は「フランキング配列」は、本明細書で使用されるとき、元の非天然インサートDNA分子の直接上流にそれと隣接して位置するか、且つ/又は直接下流にそれと隣接して位置するかのいずれかの少なくとも10bp(一部の狭義の実施形態では、少なくとも20bp、少なくとも50bp及び最大で少なくとも5000bp)の配列を指す。外来性DNAの形質転換手順により、各形質転換体に特徴的でユニークな種々のフランキング領域を含む形質転換体が生じ得る。従来の交配を通じて組換えDNAが植物に導入されるとき、概してそのフランキング領域は変化しないことになる。数世代の植物育種及び従来の交配を通じてフランキング領域に一塩基変化が起こる可能性もあり得る。形質転換体は、異種インサートDNA片とゲノムDNAとの間若しくは2つのゲノムDNA片間又は2つの異種DNA片間にユニークなジャンクションを含むことにもなる。「ジャンクション」は、2つの特異的DNA断片がつながっている箇所である。例えば、ジャンクションは、インサートDNAがフランキングDNAにつながっているところに存在する。ジャンクション箇所は、天然の生物に見られるものと比べて修飾された形態で2つのDNA断片が一体につながっている形質転換生物にも存在する。「ジャンクションDNA」は、ジャンクション箇所を含むDNAを指す。本開示に示されるジャンクション配列は、トウモロコシゲノムDNAとインサートの5’末端との間に位置するジャンクション箇所を含んで、そのジャンクション箇所から少なくとも-5~+5ヌクレオチド(配列番号26)、そのジャンクション箇所から少なくとも-10~+10ヌクレオチド(配列番号27)及びそのジャンクション箇所から少なくとも-25~+25ヌクレオチド(配列番号28)の範囲に及ぶもの;並びにインサートの3’末端とトウモロコシゲノムDNAとの間に位置するジャンクション箇所を含んで、そのジャンクション箇所から少なくとも-5~+5ヌクレオチド(配列番号29)、そのジャンクション箇所から少なくとも-10~+10ヌクレオチド(配列番号30)及びそのジャンクション箇所から少なくとも-25~+25ヌクレオチド(配列番号31)の範囲に及ぶものである。本開示に示されるジャンクション配列は、標的遺伝子座とインサートの5’末端との間に位置するジャンクション箇所も含む。一部の実施形態では、DP-915635-4の配列番号8又は21は、標的遺伝子座とインサートの5’末端との間に位置するジャンクション箇所を表す。フランキング領域を伴う完全なインサートは、配列番号3に表される。
本明細書で使用されるとき、核酸配列に言及した「異種」は、性的適合性のない異なる種を起源とするか又は同じ種を起源とする場合、ヒトの意図的な介入によって組成及び/又はゲノム遺伝子座がその天然形態と比べて実質的に修飾されている核酸配列である。例えば、異種ヌクレオチド配列に作動可能に連結されたプロモーターは、そのヌクレオチド配列の由来となった種と異なる種のものであり得るか又は同じ種のものである場合、そのプロモーターが自然中でそのヌクレオチド配列に作動可能に連結されて見出されることはない。異種タンパク質は、外来種を起源とし得るか又は同じ種を起源とする場合、ヒトの意図的な介入によってその元の形態と比べて実質的に修飾されている。
用語「調節エレメント」は、遺伝子調節活性を有する核酸分子、即ち作動可能に連結された転写可能なポリヌクレオチドの転写及び/又は翻訳発現パターンに影響を及ぼす能力を有するものを指す。従って用語「遺伝子調節活性」は、作動可能に連結された転写可能なポリヌクレオチド分子の発現に対し、その作動可能に連結された転写可能なポリヌクレオチド分子の転写及び/又は翻訳に影響を及ぼすことによって影響を及ぼす能力を指す。遺伝子調節活性は、正及び/又は負であり得、その効果は、その時間的、空間的、発生的、組織、環境、生理学的、病理学的、細胞周期及び/又は化学的応答の質によると共に、定量的又は定性的指標によっても特徴付けられ得る。
「プロモーター」は、コード配列又は機能性RNAの発現を制御する能力のあるヌクレオチド配列を指す。一般に、コード配列はプロモーター配列の3’側に位置する。プロモーター配列は、近位及びより遠位の上流エレメントを含み、後者のエレメントはエンハンサーと称されることが多い。これに従えば、「エンハンサー」は、プロモーター活性を刺激することのできるヌクレオチド配列であり、プロモーターの固有のエレメントであり得るか、又はプロモーターのレベル若しくは組織特異性を増強するために挿入される異種エレメントであり得る。プロモーターは、その全体が天然遺伝子に由来し得るか、又は天然に見られる異なるプロモーターに由来する異なるエレメントで構成され得るか、又は更に合成ヌクレオチドセグメントを含み得る。当業者によれば、異なる調節エレメントは、異なる組織又は細胞型における、又は異なる発生段階にある、又は異なる環境条件に応答した遺伝子の発現を導き得ることが理解される。ほとんどの細胞型でほぼ常に核酸断片の発現を生じさせるプロモーターは、一般に「構成的プロモーター」と称される。ほとんどの場合に調節配列の正確な境界は完全には定義付けられていないため、異なる長さの核酸断片が同一の又は類似したプロモーター活性を有し得ることが更に認識される。
「翻訳リーダー配列」は、遺伝子のプロモーター配列とコード配列との間に位置するヌクレオチド配列を指す。翻訳リーダー配列は、完全にプロセシングされたmRNAでは翻訳開始配列の上流に存在する。翻訳リーダー配列は、一次転写物からmRNAへのプロセシング、mRNA安定性及び/又は翻訳効率を含め、多くのパラメータに影響を及ぼし得る。
「3’非コード配列」は、コード配列の下流に位置するヌクレオチド配列を指し、ポリアデニル化認識配列及びその他の、mRNAプロセシング又は遺伝子発現に影響を及ぼす能力のある調節シグナルをコードする配列を含む。ポリアデニル化シグナルは、通常、mRNA前駆体の3’末端へのポリアデニル酸トラクトの付加に影響を及ぼすことによって特徴付けられる。
DNAコンストラクトは、1つ以上の発現カセットを提供する一体に連結されたDNA分子の集合体である。DNAコンストラクトは、細菌細胞における自己複製が可能となるようにされた、機能性遺伝子エレメント、即ちとりわけプロモーター、イントロン、リーダー、コード配列、3’終結領域を提供するDNA分子の導入に有用な様々なエンドヌクレアーゼ酵素制限部位を含むプラスミドであり得るか;又はDNAコンストラクトは、発現カセットなど、DNA分子の線状の集合体であり得る。DNAコンストラクト内に含まれる発現カセットは、メッセンジャーRNAの転写をもたらすのに必要な遺伝子エレメントを含む。発現カセットは、原核細胞又は真核細胞で発現するように設計することができる。本実施形態の発現カセットは、植物細胞で発現するように設計される。
本明細書に開示されるDNA分子は、目的の生物における発現用の発現カセットに提供される。このカセットは、コード配列に作動可能に連結された5’及び3’調節配列を含む。「作動可能に連結された」とは、連結されている核酸配列が隣接していること及び2つのタンパク質コード領域をつなぎ合わせる必要がある場合、隣接していて、且つ同じリーディングフレームにあることを意味する。作動可能に連結されたとは、プロモーターと第2の配列との間の機能的連結を指し示すことが意図され、ここで、プロモーター配列は、第2の配列に対応するDNA配列の転写を開始させ、それを媒介する。カセットは、加えて、生物に同時形質転換しようとする少なくとも1つの追加的な遺伝子を含有し得る。代わりに、そうした1つ又は複数の追加的な遺伝子は、複数の発現カセット上又は複数のDNAコンストラクト上に提供され得る。
発現カセットは、5’から3’の転写方向に、宿主としての役割を果たす生物において機能性の転写及び翻訳開始領域、コード領域並びに転写及び翻訳終結領域を含み得る。転写開始領域(例えば、プロモーター)は、宿主生物にとって未変性若しくは類似体であり得るか、又は外来性若しくは異種であり得る。加えて、プロモーターは、天然配列であり得るか、又は代わりに合成配列であり得る。発現カセットは、加えて、発現カセットコンストラクトに5’リーダー配列を含有し得る。かかるリーダー配列は、翻訳を亢進させる役割を果たし得る。
本明細書で使用されるとき、用語「トランスジェニック」には、概して、その遺伝子型が異種核酸の存在によって変化し(当初からそのように変化したもの並びに初期トランスジェニックからの有性交配又は無性繁殖によって作り出されたものを含む)、且つかかる異種核酸を保持している任意の細胞、細胞株、カルス、組織、植物部位又は植物が含まれることが理解されるべきである。
トランスジェニック「イベント」は、目的のトランス遺伝子を含む核酸発現カセットを含めた、1つ又は複数の異種DNAコンストラクトによる植物細胞の形質転換、トランス遺伝子が植物のゲノムに挿入されることによって生じる植物集団の再生及び特定のゲノム位置への挿入によって特徴付けられる植物の選択によって作製される。イベントは、トランス遺伝子の発現によって表現型的に特徴付けられる。遺伝子レベルでは、イベントは、植物の遺伝子構造の一部である。用語「イベント」は、形質転換体と別の品種との間での有性異系交配によって作製された後代も指し、この後代は、異種DNAを含む。反復親との戻し交配後、その交配の後代には、形質転換した親からの挿入されたDNA及び連結しているフランキングゲノムDNAが同じ染色体位置に存在する。後代植物は、従来の育種技法の結果として生じるインサートの配列変化を含み得る。用語「イベント」は、挿入されたDNAと、その挿入されたDNAに直接隣接するフランキング配列とを含む元の形質転換体からのDNAであって、挿入されたDNAを含む一方の親系統(例えば、元の形質転換体及び自殖によって生じる後代)と、その挿入されたDNAを含まない親系統との有性交配の結果として、目的のトランス遺伝子を含め、挿入されたDNAを受け取る後代に受け継がれることが期待されるであろうDNAも指す。
昆虫抵抗性DP-915635-4コーン植物の育種は、初めに、昆虫抵抗性を付与する本実施形態の発現カセットによる形質転換に由来するトランスジェニックDP915635-4イベント植物及びその後代を有する第1の親コーン植物と、かかる発現カセットを欠いている第2の親コーン植物とを有性交配し、それにより複数の第1の後代植物を作製すること;及び次に昆虫に対して抵抗性のある第1の後代植物を選択すること;及び第1の後代植物を自殖させて、それにより複数の第2の後代植物を作製すること;及び次に第2の後代植物から昆虫抵抗性植物を選択することによることができる。これらのステップは、第1の昆虫抵抗性の後代植物又は第2の昆虫抵抗性の後代植物を第2の親コーン植物又は第3の親コーン植物と戻し交配し、それにより昆虫に対して抵抗性のあるコーン植物を作製することを更に含み得る。用語「自殖」は、同じ生物からの配偶子及び/又は核の合体を含め、自家受粉を指す。
本明細書で使用されるとき、用語「植物」には、全植物、植物の部位、植物器官(例えば、葉、茎、根等)、種子、植物細胞及びその後代への言及が含まれる。一部の実施形態において、トランスジェニック植物の部位は、本明細書に開示されるDNA分子で以前に形質転換されていて、従って少なくとも一部はトランスジェニック細胞からなるトランスジェニック植物又はその後代を起源とする、例えば、植物細胞、プロトプラスト、組織、カルス、胚並びに花、茎、果実、葉及び根を含む。
本明細書で使用されるとき、用語「植物細胞」には、限定なしに、種子、浮遊培養物、胚、分裂組織領域、カルス組織、葉、根、シュート、配偶体、胞子体、花粉及び小胞子が含まれる。使用し得る植物クラスは、概して、単子葉植物及び双子葉植物の両方を含めた、形質転換技法に適している高等植物クラスと同程度に広範である。
「形質転換」は、核酸断片を宿主生物のゲノムに移入する結果、遺伝的に安定して受け継がれるようになることを指す。形質転換された核酸断片を含む宿主植物は、「トランスジェニック」植物と称される。
本明細書で使用されるとき、用語「後代」は、イベントDP-915635-4の文脈では、コーンイベントDP-915635-4を含む親植物の任意の世代の子孫を指す。
本明細書に開示される単離されたポリヌクレオチドは、宿主細胞への導入能及びそこでの複製能のある組換えコンストラクト、典型的にはDNAコンストラクトに取り込まれ得る。かかるコンストラクトは、複製システム並びに所与の宿主細胞におけるポリペプチドコード配列の転写能及び翻訳能を有する配列を含むベクターであり得る。植物細胞の安定したトランスフェクション又はトランスジェニック植物の樹立に好適な幾つものベクターが、例えば、Pouwels et al.,(1985;Supp.1987)「クローニングベクター:実験室マニュアル(Cloning Vectors:A Laboratory Manual)」、Weissbach and Weissbach(1989)「植物分子生物学の方法(Methods for Plant Molecular Biology)」,(Academic Press,New York);及びFlevin et al.,(1990)「植物分子生物学マニュアル(Plant Molecular Biology Manual)」,(Kluwer Academic Publishers)に記載されている。典型的には、植物発現ベクターは、例えば、5’及び3’調節配列の転写制御下にある1つ以上のクローニングされた植物遺伝子並びに優勢選択マーカーを含む。かかる植物発現ベクターは、プロモーター調節領域(例えば、誘導性の若しくは構成的な、環境的に若しくは発生的に調節された又は細胞特異的若しくは組織特異的な発現を制御する調節領域)、転写開始出発部位、リボソーム結合部位、RNAプロセシングシグナル、転写終結部位及び/又はポリアデニル化シグナルも含有することができる。
インサートを植物細胞のゲノムに導入する過程では、インサート及び/又はゲノムフランキング配列の何らかの欠失又は他の変化が起こることも珍しくない。従って、本明細書に提供されるプラスミド配列の関連性のあるセグメントは、何らかの軽微な変異を含む可能性がある。本明細書に提供されるフランキング配列についても、この可能性がある。従って、本主題のフランキング及び/又はインサート配列と何らかの範囲の同一性を有するポリヌクレオチドを含む植物は、本主題の開示の範囲内にある。本開示の配列との同一性は、本明細書に例示される又は記載される配列と少なくとも65%の配列同一性、少なくとも70%の配列同一性、少なくとも75%の配列同一性、少なくとも80%の同一性又は少なくとも85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%の配列同一性を有するポリヌクレオチド配列であり得る。本明細書に提供されるとおりのハイブリダイゼーション及びハイブリダイゼーション条件も、本主題の開示のかかる植物及びポリヌクレオチド配列を定義するのに用いることができる。フランキング配列+完全インサート配列を含む配列は、寄託された種子を基準として確認することができる。
一部の実施形態において、2つの異なるトランスジェニック植物を交配することにより、2つの独立に分離する加えられた外因性遺伝子を含む子孫を作製することもできる。適切な後代の自殖により、加えられた外因性遺伝子に関してホモ接合の植物を作製することができる。親植物との戻し交配及び非トランスジェニック植物との異系交配も栄養繁殖と同じく企図される。
「プローブ」は、従来の合成の検出可能標識又はレポーター分子、例えば、放射性同位体、リガンド、化学発光剤又は酵素が取り付けられている単離核酸である。かかるプローブは、標的核酸の鎖、例えばイベントからのDNAを含むコーン植物又は試料からであるかにかかわらず、コーンイベントDP-915635-4からの単離されたDNAの鎖と相補的である。プローブには、デオキシリボ核酸又はリボ核酸が含まれるのみならず、標的DNA配列に特異的に結合し、且つその標的DNA配列の存在の検出に使用することができるポリアミド及び他の修飾ヌクレオチドも含まれる。
「プライマー」は、核酸ハイブリダイゼーションによって相補的な標的DNA鎖にアニールする単離核酸であり、それによりプライマーと標的DNA鎖との間にハイブリッドが形成され、次にはそれが標的DNA鎖に沿ってポリメラーゼ、例えばDNAポリメラーゼにより伸張される。プライマー対とは、例えばPCR又は他の従来の核酸増幅方法による、標的核酸配列の増幅へのその使用を指す。「PCR」又は「ポリメラーゼ連鎖反応」は、特異的DNAセグメントの増幅に用いられる技法である(米国特許第4,683,195号明細書及び同第4,800,159号明細書を参照されたく;本明細書において参照により援用される)。
プローブ及びプライマーは、操作者が決定したハイブリダイゼーション条件又は反応条件で標的DNA配列に特異的に結合するのに十分なヌクレオチド長さである。この長さは、選択の検出方法において有用となるのに十分な長さである任意の長さであり得る。概して、11ヌクレオチド以上の長さ、18ヌクレオチド以上及び22ヌクレオチド以上が用いられる。かかるプローブ及びプライマーは、高ストリンジェンシーハイブリダイゼーション条件下で標的配列に特異的にハイブリダイズする。実施形態に係るプローブ及びプライマーは、標的配列と完全なDNA配列類似性の連続するヌクレオチドを有し得るが、標的DNA配列と異なる、且つ標的DNA配列とのハイブリダイズ能を保持しているプローブが、従来方法によって設計され得る。プローブはプライマーとして使用されることもできるが、概して標的DNA又はRNAに結合するように設計され、増幅過程に使用されない。
特異的プライマーは、生物学的試料中のイベントDP-915635-4を同定するための「特異的プローブ」として使用し得るアンプリコンを作製するため、組込み断片の増幅に使用され得る。プローブによる試料への結合を許容する条件下でプローブが生物学的試料の核酸にハイブリダイズすると、その結合を検出することができ、ひいては生物学的試料中にイベントDP-915635-4が存在すると指示することが可能となる。本開示のある実施形態において、特異的プローブは、適切な条件下でイベントの5’又は3’フランキング領域内の領域に特異的にハイブリダイズし、且つそれに隣接する外来性DNAの一部も含む配列である。特異的プローブは、イベントの特異的領域と少なくとも80%、80及び85%、85及び90%、90及び95%及び95及び100%同一の(又は相補的な)配列を含み得る。
プローブ及びプライマーの調製及び使用方法については、例えば、Sambrook et al.,Molecular Cloning: A Laboratory Manual,2nd ed.,vol.1-3,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.1989(以下では「Sambrook et al.,1989」);Ausubel et al.eds.,Current Protocols in Molecular Biology,,Greene Publishing and Wiley-Interscience,New York,1995(定期改訂版を含む)(以下では「Ausubel et al.,1995」);及びInnis et al.,PCR Protocols: A Guide to Methods and Applications,Academic Press: San Diego,1990に記載されている。PCRプライマー対は、例えば、Vector NTI、バージョン6(Informax Inc.、Bethesda MD);PrimerSelect(DNASTAR Inc.、Madison、WI);及びPrimer(Version 0.5(登録商標)、1991、Whitehead Institute for Biomedical Research,Cambridge,Mass.)におけるPCRプライマー分析ツールなど、この目的を意図したコンピュータプログラムを用いることにより、既知の配列から導き出すことができる。加えて、当業者に公知の手引きを用いて配列を目視で読み取り、プライマーを手作業で同定することができる。
「キット」は、本明細書で使用されるとき、本開示の方法の実施形態の実施、より詳細には生物学的試料中のイベントDP-915635-4の同定を目的とした一組の試薬及び任意選択で説明書を指す。キットが使用され得、その構成要素は、品質管理(例えば種子ロットの純度)、植物材料中又は限定はされないが、食品又は飼料生産物など、植物材料を含むか又はそれに由来する材料中のイベントDP-915635-4の検出を目的として具体的に調整することができる。「植物材料」は、本明細書で使用されるとき、植物から入手されたか又はそれに由来する材料を指す。
本明細書に開示されるフランキングDNA及びインサート配列をベースとするプライマー及びプローブを使用すると、開示される配列を従来の方法により、例えば、かかる配列のリクローニング及びシーケンシングにより確認する(及び必要に応じて修正する)ことができる。核酸プローブ及びプライマーは、ストリンジェントな条件下で標的DNA配列にハイブリダイズする。任意の従来の核酸ハイブリダイゼーション又は増幅方法を使用して、試料中のトランスジェニックイベントからのDNAの存在を同定し得る。
核酸分子は、別の核酸分子の「相補体」であると、それらが完全な相補性又は最小限の相補性を呈する場合に言われる。本明細書で使用されるとき、分子は、それらの分子の一方のあらゆるヌクレオチドが他方のヌクレオチドと相補的であるとき、「完全な相補性」を呈すると言われる。2つの分子は、それらが少なくとも従来の「低いストリンジェンシー」条件下で互いにアニールしたまま留まることを許容するのに十分な安定性でそれらが互いにハイブリダイズすることができる場合、「最小限に相補的」であると言われる。同様に、分子は、それらが従来の「高いストリンジェンシー」条件下で互いにアニールしたまま留まることを許容するのに十分な安定性でそれらが互いにハイブリダイズすることができる場合、「相補的」であると言われる。従来のストリンジェンシー条件は、Sambrook et al.,1989により、且つHaymes et al.により、Nucleic Acid Hybridization,a Practical Approach,IRL Press,Washington,D.C.(1985)に記載されており、従って完全な相補性からの逸脱は、かかる逸脱によって分子が二本鎖構造を形成する能力が完全になくならない限りは許容できる。核酸分子がプライマー又はプローブとしての役割を果たすために、利用される詳細な溶媒及び塩濃度の下で配列が安定した二本鎖構造を形成することを可能とするのに十分な相補性がありさえすればよい。
ハイブリダイゼーション反応では、特異性は、典型的にはハイブリダイゼーション後洗浄の関数であり、決定的因子は、最終的な洗浄溶液のイオン強度及び温度である。熱的融点(Tm)は、相補的標的配列の50%が完全に一致するプローブにハイブリダイズするときの(一定のイオン強度及びpHの下での)温度である。DNA-DNAハイブリッドについて、Tmは、Meinkoth and Wahl(1984)Anal.Biochem.138:267-284の式から近似することができる:Tm=81.5℃+16.6(log M)+0.41(%GC)-0.61(%form)-500/L;式中、Mは、一価カチオンのモル濃度であり、%GCは、DNA中のグアノシン及びシトシンヌクレオチドの割合であり、%formは、ハイブリダイゼーション溶液中のホルムアミドの割合であり、及びLは、塩基対単位でのハイブリッドの長さである。Tmは、1%のミスマッチ毎に約1℃ずつ低下する;このように、所望の同一性の配列をハイブリダイズさせるため、Tm、ハイブリダイゼーション及び/又は洗浄条件を調整することができる。例えば、90%超の同一性の配列が求められる場合、Tmを10℃下げることができる。概して、ストリンジェントな条件は、一定のイオン強度及びpHでの具体的な配列及びその相補体のTmよりも約5℃低くなるように選択される。しかしながら、一部の実施形態では、他のストリンジェンシー条件が適用され得、重度にストリンジェントな条件は、Tmよりも1、2、3又は4℃低い温度でのハイブリダイゼーション及び/又は洗浄を利用することができ;中程度にストリンジェントな条件は、Tmよりも6、7、8、9又は10℃低い温度でのハイブリダイゼーション及び/又は洗浄を利用することができ;低いストリンジェンシー条件は、Tmよりも11、12、13、14、15又は20℃低い温度でのハイブリダイゼーション及び/又は洗浄を利用することができるなどが含まれる。
当業者は、式、ハイブリダイゼーション及び洗浄組成並びに所望のTmを用いると、ハイブリダイゼーション及び/又は洗浄溶液のストリンジェンシーの違いが固有に記載されることを理解するであろう。所望ミスマッチの程度が、45℃(水溶液)又は32℃(ホルムアミド溶液)よりも低いTmをもたらす場合、使用者は、より高い温度を用いることができるように、SSC濃度を増加させることを選択し得る。核酸のハイブリダイゼーションに関する広範な指針については、Tijssen(1993)Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology-Hybridization with Nucleic Acid Probes,Part I,Chapter 2(Elsevier,New York);及びAusubel et al.,eds.(1995)及びSambrook et al.(1989)が参照される。
一部の実施形態において、相補配列は、それがハイブリダイズする核酸分子と同じ長さを有する。一部の実施形態において、相補配列は、それがハイブリダイズする核酸分子よりも1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10ヌクレオチド長い又は短い。一部の実施形態において、相補配列は、それがハイブリダイズする核酸分子よりも1%、2%、3%、4%又は5%長い又は短い。一部の実施形態において、相補配列は、ヌクレオチド毎に見たときに相補的であり、即ちミスマッチのヌクレオチドがない(いずれのAもTと対合し、いずれのGもCと対合する)ということになる。一部の実施形態において、相補配列は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個又はそれ未満のミスマッチを含む。一部の実施形態において、相補配列は、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%又は10%又はそれ未満のミスマッチを含む。
参照配列(対象)に対する「パーセント(%)配列同一性」とは、配列をアラインメントし、必要に応じてギャップを導入して最大限のパーセント配列同一性を実現した後に、いかなるアミノ酸保存的置換も配列同一性の一部と見なすことなく、候補配列(問い合わせ)中、参照配列のそれぞれのアミノ酸残基又はヌクレオチドと同一であるアミノ酸残基又はヌクレオチドのパーセンテージとして決定される。パーセント配列同一性を決定する目的でのアラインメントは、当技術分野の技能の範囲内にある様々な方法において、例えばBLAST、BLAST-2などの公的に利用可能なコンピュータソフトウェアを使用して実現することができる。当業者は、比較下の配列の完全長にわたって最大限のアラインメントを実現するためにどのアルゴリズムが必要かを含め、配列のアラインメントに適切なパラメータを決定することができる。2つの配列間のパーセント同一性は、それらの配列によって共有される同一の位置の数の関数である(例えば、問い合わせ配列のパーセント同一性=問い合わせ配列と対象配列との間/の同一の位置の数/問い合わせ配列の位置の総数×100)。
特定の増幅プライマー対を使用した標的核酸配列の(例えば、PCRによる)増幅に関して、ストリンジェントな条件とは、プライマーが対応する野生型配列(又はその相補体)を有したならばDNA熱増幅反応において結合し、任意選択でユニークな増幅産物であるアンプリコンを産生するであろう標的核酸配列に限り、そのプライマー対がハイブリダイズすることを許容するものである。
本明細書で使用されるとき、「増幅されたDNA」又は「アンプリコン」は、核酸鋳型の一部である標的核酸配列の核酸増幅産物を指す。例えば、有性交配から得られたコーン植物が、本明細書に開示されるコーン植物からのトランスジェニックイベントゲノムDNAを含むかどうかを決定するため、コーン植物の組織試料から抽出されたDNAを、挿入された異種DNAの挿入部位に隣接するフランキング配列に由来する第1のプライマーと、挿入された異種DNAに由来する第2のプライマーとを含むDNAプライマー対を使用した核酸増幅法に供すると、イベントDNAの存在の診断指標となるアンプリコンが産生される。代わりに、第2のプライマーは、フランキング配列に由来し得る。アンプリコンは、同様にイベントの診断指標になる長さ及び配列を有する。アンプリコンは、プライマー対+1ヌクレオチド塩基対の合計長さから、DNA増幅プロトコルによって産生可能な任意の長さのアンプリコンに至るまでの範囲の長さであり得る。代わりに、プライマー対は、挿入されたDNAの両側にあるフランキング配列に由来することができ、そのため、PHP74643発現コンストラクトのインサートヌクレオチド配列全体並びにトランスジェニックインサートに隣接する配列の一部分を含むアンプリコンが産生されることになる。フランキング配列に由来するプライマー対のメンバーは、挿入されたDNA配列から離れた位置にあり得、この距離は、1ヌクレオチド塩基対から最大で増幅反応の限界に至るまでの範囲であり得る。用語「アンプリコン」の使用は、DNA熱増幅反応で形成され得るプライマー二量体を具体的に除外する。
核酸増幅は、PCRを含め、当技術分野において公知の様々な核酸増幅方法のいずれによっても達成され得る。種々の増幅方法が当技術分野において公知であり、とりわけ米国特許第4,683,195号明細書及び同第4,683,202号明細書並びにInnis et al.,(1990)前掲に記載されている。PCR増幅方法は、最大22KbのゲノムDNA及び最大42KbのバクテリオファージDNAを増幅するために開発された(Cheng et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:5695-5699,1994)。本開示の実施形態の実施では、DNA増幅のこれらの方法並びに当技術分野において公知の他の方法を用いることができる。具体的な実験室条件に合わせて具体的なPCRプロトコルの幾つものパラメータを調整する必要があり得ること、及びわずかに変更され得、それでもなお同様の結果を集めることが可能であることが理解される。それらの調整は、当業者に明らかであろう。
これらの方法によって産生されたアンプリコンは、限定はされないが、隣接するフランキングDNA配列及び挿入されたDNA配列の両方とオーバーラップするDNAオリゴヌクレオチドが設計されるGenetic Bit Analysis(Nikiforov,et al.Nucleic Acid Res.22:4167-4175,1994)を含め、複数の技法によって検出し得る。このオリゴヌクレオチドは、マイクロウェルプレートのウェルに固定化される。目的の領域のPCR後(例えば、挿入された配列に1つのプライマーを使用し、隣接するフランキング配列に1つを使用する)、一本鎖PCR産物は、固定化したオリゴヌクレオチドにハイブリダイズさせることができ、DNAポリメラーゼ及び予想される次の塩基に特異的な標識ddNTPを使用した一塩基伸長反応用の鋳型としての役割を果たす。読取り値は、蛍光又はELISAベースであり得る。シグナルは、増幅、ハイブリダイゼーション及び一塩基伸長が成功したことによるインサート/フランキング配列の存在を指示している。
別の検出方法は、Winge(2000)Innov.Pharma.Tech.00:18-24によって記載されるとおりのパイロシーケンシング技法である。この方法では、隣接するDNAとインサートDNAとのジャンクションにオーバーラップするオリゴヌクレオチドが設計される。このオリゴヌクレオチドを目的の領域からの一本鎖PCR産物にハイブリダイズさせて(例えば、挿入された配列に1つのプライマー及びフランキング配列に1つ)、DNAポリメラーゼ、ATP、スルフリラーゼ、ルシフェラーゼ、アピラーゼ、アデノシン5’ホスホ硫酸及びルシフェリンの存在下でインキュベートする。dNTPを個別に加え、取込みの結果、光シグナルが生じ、それを測定する。光シグナルは、増幅、ハイブリダイゼーション並びに単一塩基又は多塩基伸長が成功したことによるトランス遺伝子インサート/フランキング配列の存在を指示している。
Chen et al.,(1999)Genome Res.9:492-498により記載されるとおりの蛍光偏光法も、アンプリコンの検出に用いることのできる方法である。この方法を用いて、フランキングと挿入されたDNAとのジャンクションにオーバーラップするオリゴヌクレオチドが設計される。このオリゴヌクレオチドを目的の領域の一本鎖PCR産物にハイブリダイズさせて(例えば、挿入されたDNAに1つのプライマー及びフランキングDNA配列に1つ)、DNAポリメラーゼ及び蛍光標識されたddNTPの存在下でインキュベートする。一塩基伸長の結果、ddNTPの取込みが起こる。取込みは、偏光の変化として蛍光光度計を用いて測定することができる。偏光の変化は、増幅、ハイブリダイゼーション及び一塩基伸長が成功したことによるトランス遺伝子インサート/フランキング配列の存在を指示している。
定量的PCR(qPCR)は、DNA配列の存在を検出し、定量化する方法として記載され、市販品製造者が提供する説明書の中で十分に理解されている。簡潔に言えば、かかるqPCR方法の1つでは、フランキングとインサートDNAとのジャンクションにオーバーラップするFRETオリゴヌクレオチドプローブが設計される。FRETプローブ及びPCRプライマー(インサートDNA配列に1つのプライマー及びフランキングゲノム配列に1つ)を耐熱性ポリメラーゼ及びdNTPの存在下でサイクル処理する。FRETプローブがハイブリダイズする結果、蛍光部分の切断及び放出が起こり、FRETプローブのクエンチング部分から離れる。蛍光シグナルは、増幅及びハイブリダイゼーションが成功したことによるフランキング/トランス遺伝子インサート配列の存在を指示している。
Tyangi et al.(1996)Nature Biotech.14:303-308に記載されるとおり、配列検出における使用のための分子ビーコンが記載されている。簡潔に言えば、フランキングとインサートDNAとのジャンクションにオーバーラップするFRETオリゴヌクレオチドプローブが設計される。FRETプローブがユニークな構造である結果、それが、蛍光部分とクエンチング部分とをごく接近した状態に保つ二次構造を備えることになる。FRETプローブ及びPCRプライマー(例えば、インサートDNA配列に1つのプライマー及びフランキング配列に1つ)を耐熱性ポリメラーゼ及びdNTPの存在下でサイクル処理する。PCR増幅の成功後、FRETプローブが標的配列にハイブリダイズする結果、プローブ二次構造が取り除かれて、蛍光部分とクエンチング部分とが空間的に分離する。蛍光シグナル結果。蛍光シグナルは、増幅及びハイブリダイゼーションが成功したことによるフランキング/トランス遺伝子インサート配列の存在を指示している。
アンプリコン内に見出される配列に特異的なプローブを用いたハイブリダイゼーション反応は、PCR反応によって産生されたアンプリコンの検出に用いられるなおも別の方法である。
害虫としては、甲虫目(Coleoptera)、双翅目(Diptera)、膜翅目(Hymenoptera)、鱗翅目(Lepidoptera)、ハジラミ目(Mallophaga)、同翅亜目(Homoptera)、半翅目(Hemiptera)、直翅目(Orthoptera)、総翅目(Thysanoptera)、革翅目(Dermaptera)、等翅目(Isoptera)、シラミ目(Anoplura)、ノミ目(Siphonaptera)、毛翅目(Trichoptera)等、特に甲虫目(Coleoptera)及び鱗翅目(Lepidoptera)から選択される昆虫が挙げられる。
目的とするのは、ヒゲナガゾウムシ科(Anthribidae)、マメゾウムシ科(Bruchidae)及び限定はされないが、アントノムス・グランディス(Anthonomus grandis)ボーマン(Boheman)(ワタミハナゾウムシ);シリンドロコプチュルス・アドスペルスス(Cylindrocopturus adspersus)ルコント(LeConte)(ヒマワリ茎ゾウムシ);ディアプレペス・アブレビアトゥス(Diaprepes abbreviatus)リンネ(Linnaeus)(ディアプレペス根ゾウムシ);ヒペラ・プンクタータ(Hypera punctata)ファブリキウス(Fabricius)(クローバー葉ゾウムシ);リソロプトルス・オリゾフィルス(Lissorhoptrus oryzophilus)クシェル(Kuschel)(イネミズゾウムシ);メタマシウス・ヘミプテルス・ヘミプテルス(Metamasius hemipterus hemipterus)リンネ(Linnaeus)(西インドサトウキビゾウムシ);M.ヘミプテルス・セリケウス(M.hemipterus sericeus)オリビエ(Olivier)(シルキーサトウキビゾウムシ);シトフィルス・グラナリウス(Sitophilus granarius)リンネ(Linnaeus)(グラナリアコクゾウムシ);S.オリゼ(S.oryzae)リンネ(Linnaeus)(ココクゾウムシ);スミクロニクス・フルブス(Smicronyx fulvus)ルコント(LeConte)(赤色ヒマワリ種子ゾウムシ);S.ソルディダス(S.sordidus)ルコント(LeConte)(灰色ヒマワリ種子ゾウムシ);スフェノフォルス・マイディス(Sphenophorus maidis)チッテンデン(Chittenden)(トウモロコシゾウムシ);S.リビス(S.livis)ボーリエ(Vaurie)(サトウキビゾウムシ);ラブドスケルス・オブスキュルス(Rhabdoscelus obscurus)ボワデュヴァル(Boisduval)(カンショオサゾウムシ)を含めたゾウムシ科(Curculionidae)のゾウムシ類;限定はされないが、カエトクネマ・エクチパ(Chaetocnema ectypa)ホーン(Horn)(サバクトウモロコシノミハムシ);C.ピュリカリア(C.pulicaria)メルスハイマー(Melsheimer)(トウモロコシノミハムシ);コラスピス・ブルンネア(Colaspis brunnea)ファブリキウス(Fabricius)(ブドウコラスピス);ディアブロチカ・バルベリ(Diabrotica barberi)スミス・アンド・ローレンス(Smith&Lawrence)(北部コーンルートワーム);D.ウンデシムプンクタータ・ホワルディ(D.undecimpunctata howardi)バーバー(Barber)(南部コーンルートワーム);D.ビルギフェラ・ビルギフェラ(D.virgifera virgifera)ルコント(LeConte)(ウエスタンコーンルートワーム);レプチノタルサ・デセムリネアタ(Leptinotarsa decemlineata)セイ(Say)(コロラドハムシ);オウレマ・メラノピュス(Oulema melanopus)リンネ(Linnaeus)(クビアカクビボソハムシ);フィロトレタ・クルキフェレ(Phyllotreta cruciferae)ゲーツェ(Goeze)(トウモロコシノミハムシ);ジゴグラムマ・エクスクラマティオニス(Zygogramma exclamationis)ファブリキウス(Fabricius)(ヒマワリ甲虫)を含めたハムシ科(Chrysomelidae)のノミハムシ類、ウリハムシ類、根切り虫、ハムシ類、コロラドハムシ類及び葉もぐり虫;限定はされないが、エピラクナ・バリベスティス(Epilachna varivestis)ミュルサン(Mulsant)(インゲンテントウ)を含めたテントウムシ科(Coccinellidae)の甲虫類;限定はされないが、アンチトロギュス・パルブルス(Antitrogus parvulus)ブリトン(Britton)(チルダーズサトウキビ幼虫);シクロセファラ・ボレアリス(Cyclocephala borealis)アロー(Arrow)(北部コガネモドキ、白色幼虫);C.イムマキュラタ(C.immaculata)オリビエ(Olivier)(南部コガネモドキ、白色幼虫);デルモレピダ・アルボヒルトゥム(Dermolepida albohirtum)ウォーターハウス(Waterhouse)(背甲が灰色のサトウキビ甲虫);エウエテオラ・ヒュミリス・ルギセプス(Euetheola humilis rugiceps)ルコント(LeConte)(サトウキビ甲虫);レピディオタ・フレンキ(Lepidiota frenchi)ブラックバーン(Blackburn)(フランスサトウキビ幼虫);トマルス・ギブボスス(Tomarus gibbosus)デ・ギア(De Geer)(ニンジン甲虫);T.スブトロピクス(T.subtropicus)ブラッチリー(Blatchley)(サトウキビ幼虫);フィロファガ・クリニタ(Phyllophaga crinita)バーマイスター(Burmeister)(白色幼虫);P.ラティフロンス(P.latifrons)ルコント(LeConte)(コフキコガネ);ポピリア・ジャポニカ(Popillia japonica)ニューマン(Newman)(マメコガネ);リゾトロギュス・マジャリス(Rhizotrogus majalis)ラズモフスキー(Razoumowsky)(ヨーロッパコガネムシ)を含めたコガネムシ科(Scarabaeidae)のコガネムシ類及び他の甲虫類;カツオブシムシ科(Dermestidae)のヒメマルカツオブシムシ類;コメツキムシ科(Elateridae)のハリガネムシ類、エレオデス属種(Eleodes spp.)、M.コミュニス(M.communis)ジレンホール(Gyllenhal)(ハリガネムシ)を含めたクシコメツキ属種(Melanotus spp.);コノデルス属種(Conoderus spp.);リモニウス属種(Limonius spp.);カバイロコメツキ属種(Agriotes spp.);クテニセラ属種(Ctenicera spp.);アエオルス属種(Aeolus spp.);キクイムシ科(Scolytidae)のキクイ虫;ゴミムシダマシ科(Tenebrionidae)の甲虫類;限定はされないが、ミグドルス・フリアヌス(Migdolus fryanus)ウェストウッド(Westwood)(カミキリムシ)など、カミキリムシ科(Cerambycidae)の甲虫類;及び限定はされないが、アファニスティクス・コキンキナエ・セミヌルム(Aphanisticus cochinchinae seminulum)オベンバーガー(Obenberger)(葉もぐりタマムシ)を含めたタマムシ科(Buprestidae)の甲虫類を含めた甲虫目(Coleoptera)である。
一部の実施形態において、DP-915635-4トウモロコシイベントは、追加的な形質のスタックを更に含み得る。ポリヌクレオチド配列のスタックを含む植物は、従来の育種方法によるか又は遺伝子工学的方法を介するかのいずれか一方又は両方によって入手することができる。それらの方法としては、限定はされないが、各々が目的のポリヌクレオチドを含む個別の系統を育種すること、本明細書に開示される遺伝子を含むトランスジェニック植物を後続の遺伝子で形質転換すること及び単一の植物細胞への遺伝子の同時形質転換が挙げられる。本明細書で使用されるとき、用語「スタックした」には、同じ植物に存在する複数の形質を有することが含まれる(即ち両方の形質とも核ゲノムに取り込まれるか、一方の形質が核ゲノムに取り込まれ、一方の形質がプラスチドのゲノムに取り込まれるか、又は両方の形質ともプラスチドのゲノムに取り込まれる)。
一部の実施形態において、単独での又は1つ以上の追加的な昆虫抵抗性形質とスタックした、本明細書に開示されるDP-915635-4トウモロコシイベントは、1つ以上の追加的な入力形質(例えば、除草剤抵抗性、真菌抵抗性、ウイルス抵抗性、ストレス耐性、病害抵抗性、雄性不稔、柄強度など)又は出力形質(例えば、収量の増加、加工デンプン、油プロファイルの向上、均衡のとれたアミノ酸、リジン又はメチオニン高値、消化性の増加、繊維品質の向上、耐乾性など)とスタックすることができる。このように、本実施形態を用いると、幾つもの作物栽培学的害虫を柔軟に且つコスト効率よく防除する能力のある、向上した作物品質の完全な作物栽培学的パッケージを提供することができる。
更なる実施形態において、DP-915635-4トウモロコシイベントは、限定はされないが、米国特許第8,101,826号明細書、同第6,551,962号明細書、同第6,586,365号明細書、同第6,593,273号明細書及び国際公開第2000/011185号パンフレットに開示されるCry3B毒素;米国特許第8,269,069号明細書及び同第8,513,492号明細書に開示されるmCry3B毒素;米国特許第8,269,069号明細書、同第7,276,583号明細書及び同第8,759,620号明細書に開示されるmCry3A毒素;又は米国特許第7,309,785号明細書、同第7,524,810号明細書、同第7,985,893号明細書、同第7,939,651号明細書及び同第6,548,291号明細書に開示されるCry34/35毒素を含めた、1つ以上の追加的なBt殺昆虫性毒素とスタックされ得る。更なる実施形態において、DP-915635-4トウモロコシイベントは、これらのBt殺昆虫性毒素及び他の抗甲虫目活性Bt殺昆虫性形質を含む1つ以上の追加的なトランスジェニックイベント、例えば、米国特許第7,705,216号明細書に開示されるイベントMON863;米国特許第8,884,102号明細書に開示されるイベントMIR604;米国特許第9,133,474号明細書に開示されるイベント5307;米国特許第7,875,429号明細書に開示されるイベントDAS-59122;米国特許第8,575,434号明細書に開示されるイベントDP-4114;米国特許第9,441,240号明細書に開示されるイベントMON 87411;国際公開第2019/209700号パンフレットに開示されるイベントDP-23211;及び米国特許第8,686,230号明細書に開示されるイベントMON88017(これらは、全て参照により本明細書に援用される)とスタックされ得る。一部の実施形態において、DP-915635-4トウモロコシイベントは、MON-87429-9(MON87429イベント);MON87403;MON95379;MON87427;MON87419;MON-00603-6(NK603);MON-87460-4;LY038;DAS-06275-8;BT176;BT11;MIR162;GA21;MZDT09Y;SYN-05307-1;及びDAS-40278-9とスタックされ得る。
一部の実施形態において、開示される組成物は、ゲノム編集技術を用いて植物のゲノムに導入することができるか、又は植物のゲノムに既に導入されているポリヌクレオチドが、ゲノム編集技術を用いて編集され得る。例えば、開示されるポリヌクレオチドは、TALEN、メガヌクレアーゼ、ジンクフィンガーヌクレアーゼ、CRISPR-Casなどの二本鎖切断技術を用いて植物のゲノムにおける所望の位置に導入することができる。例えば、開示されるポリヌクレオチドは、部位特異的挿入のため、CRISPR-Casシステムを用いてゲノムにおける所望の位置に導入することができる。植物ゲノムにおける所望の位置は、育種に適しているゲノム領域など、挿入が所望される任意の標的部位であり得るか、又は既存の目的形質を含むゲノムウィンドウに位置する標的部位であり得る。既存の目的形質は、内因性形質又は以前に導入された形質のいずれである可能性もある。
一部の実施形態において、開示されるポリヌクレオチドが既にゲノムに導入されている場合、ゲノム編集技術を用いてその導入されたポリヌクレオチド配列を改変又は修飾し得る。開示される組成物に導入することのできる部位特異的修飾には、限定はされないが、遺伝子修復オリゴヌクレオチド(例えば米国特許出願公開第2013/0019349号明細書)を利用するか、又はTALEN、メガヌクレアーゼ、ジンクフィンガーヌクレアーゼ、CRISPR-Casなどの二本鎖切断技術を利用することを含め、部位特異的修飾を導入するための任意の方法を用いて作製されるものが含まれる。かかる技術を用いると、以前に導入されたポリヌクレオチドを、導入されたポリヌクレオチドの範囲内でのヌクレオチドの挿入、欠失又は置換によって修飾することができる。代わりに、二本鎖切断技術を用いて、導入されたポリヌクレオチドに追加的なヌクレオチド配列を付加することができる。付加し得る追加的な配列としては、エンハンサー及びプロモーター配列など、追加的な発現エレメントが挙げられる。別の実施形態において、ゲノム編集技術を用いることにより、殺昆虫性の活性があるタンパク質の分子スタックを作成するため、追加的な殺昆虫性の活性があるタンパク質を植物のゲノムの範囲内で本明細書に開示される本開示の組成物にごく近接して位置させ得る。
「改変された標的部位」、「改変された標的配列」、「修飾された標的部位」及び「修飾された標的配列」は、本明細書では同義的に使用され、非改変標的配列と比較したときに少なくとも1つの改変を含む本明細書に開示されるとおりの標的配列を指す。かかる「改変」には、例えば、(i)少なくとも1つのヌクレオチドの交換、(ii)少なくとも1つのヌクレオチドの欠失、(iii)少なくとも1つのヌクレオチドの挿入又は(iv)(i)~(iii)の任意の組み合わせが含まれる。
一部の実施形態において、DP-915635-4イベントを含むコーン植物は、種子処理で処理され得る。一部の実施形態において、種子処理は、殺真菌剤、殺昆虫剤又は除草剤であり得る。
以下の例は、限定としてではなく、例示として提供される。
実施例1.IPD079Eaをコードするコンストラクトを含むトランスジェニック植物のカセット設計
商業路線のイベントを生成するため分子スタックに使用されるIPD079Ea発現用のカセット設計は、遺伝子試験形質転換実験における有効性及び発現に基づき選択した。多数の異なる調節エレメント(プロモーター、イントロン)及び他のエレメント(ターミネーター)を遺伝子試験実験で評価した。多数の異なる調節エレメントを使用して、収量及び形質有効性についての発現パターンを評価した。
商業路線のイベントを生成するため分子スタックに使用されるIPD079Ea発現用のカセット設計は、遺伝子試験形質転換実験における有効性及び発現に基づき選択した。多数の異なる調節エレメント(プロモーター、イントロン)及び他のエレメント(ターミネーター)を遺伝子試験実験で評価した。多数の異なる調節エレメントを使用して、収量及び形質有効性についての発現パターンを評価した。
選択したイベントコンストラクト、プラスミドPHP83175のT-DNA領域のIPD079Ea遺伝子カセットに含まれる遺伝子エレメントを、表1に記載する。
実施例2.アグロバクテリウム形質転換によるトウモロコシの形質転換並びにIPD079、PAT及びPMI遺伝子を含むトランスジェニック植物の再生
プラスミドPHP83175によるアグロバクテリウム媒介性SSI形質転換により、DP-915635-4トウモロコシイベントを作製した。アグロバクテリウム媒介性SSIは、本質的に、米国特許出願公開第2017/0240911号明細書(本明細書において参照により援用される)に記載されるとおり実施した。
プラスミドPHP83175によるアグロバクテリウム媒介性SSI形質転換により、DP-915635-4トウモロコシイベントを作製した。アグロバクテリウム媒介性SSIは、本質的に、米国特許出願公開第2017/0240911号明細書(本明細書において参照により援用される)に記載されるとおり実施した。
2700個を超える未熟胚にPHP83175を感染させた。105日間の選択及び再生工程の後、合計46個のT0小植物が再生した。全てのT0小植物からPCR分析用に試料を採取し、挿入されたIPD079、PMI及びmo-PATの存在及びコピー数を確かめた。この分析に加えて、T0小植物は、特定のアグロバクテリウムバイナリーベクター骨格配列の存在に関して且つ米国特許第7,579,529号明細書及び同第7,256,322号明細書(全体として参照により本明細書に援用される)に開示される発生遺伝子zm-odp2及びzm-wus2に関して、PCRにより分析した。挿入遺伝子の単一コピーを含み、アグロバクテリウム骨格配列を含まず、且つ発生遺伝子を含まないと決定された植物を、更なる温室増殖に選択した。これらのPCR選択されたT0品質イベントからの試料を、サザン・バイ・シーケンシングを用いた更なる分析用に収集し、挿入された遺伝子が正しい標的遺伝子座にあり、いかなる遺伝子破壊もないことを確認した。トウモロコシイベントDP-915635-4は、T-DNAの単一コピーを含むことが確認された(実施例3及び4を参照されたい)。これらの選択されたT0植物を形質有効性及びタンパク質発現に関してアッセイした。全ての基準を満たすT0植物を先に進め、近交系系統と交配させることにより、更なる試験用の種子を作製した。形質転換及びイベント開発の概略図を図4に提示する。
実施例3.トウモロコシイベントDP-915635-4の同定
複数世代のトウモロコシイベントDP-915635-4に相当する葉組織、既知のコピー数の検量用対照、陰性対照供給源(遺伝子修飾されていないトウモロコシのDNA)及び鋳型無し対照(NTC)からゲノムDNAを単離し、イベント特異的及びコンストラクト特異的プライマー及びプローブを使用した定量的リアルタイムPCR(qPCR)増幅に供した。イベント特異的及びコンストラクト特異的アッセイを用いたDP-915635-4トウモロコシDNAのリアルタイムPCR分析により、DP-915635-4トウモロコシにおけるイベントDP-915635-4並びにipd079Ea、pmi及びmo-PATトランス遺伝子の定量化検出によって実証されるとおりの、試験した葉試料におけるプラスミドPHP83175のT-DNAの単一コピーの安定した組込み及び分離が確認される。この実験を4回のレプリケートで繰り返すことにより、各イベント特異的及びコンストラクト特異的PCR方法の信頼性を判定した。DP-915635-4からの様々な希釈度のゲノムDNAを試験することにより、PCR増幅の感度、即ち検出限界(LOD)を評価した。
複数世代のトウモロコシイベントDP-915635-4に相当する葉組織、既知のコピー数の検量用対照、陰性対照供給源(遺伝子修飾されていないトウモロコシのDNA)及び鋳型無し対照(NTC)からゲノムDNAを単離し、イベント特異的及びコンストラクト特異的プライマー及びプローブを使用した定量的リアルタイムPCR(qPCR)増幅に供した。イベント特異的及びコンストラクト特異的アッセイを用いたDP-915635-4トウモロコシDNAのリアルタイムPCR分析により、DP-915635-4トウモロコシにおけるイベントDP-915635-4並びにipd079Ea、pmi及びmo-PATトランス遺伝子の定量化検出によって実証されるとおりの、試験した葉試料におけるプラスミドPHP83175のT-DNAの単一コピーの安定した組込み及び分離が確認される。この実験を4回のレプリケートで繰り返すことにより、各イベント特異的及びコンストラクト特異的PCR方法の信頼性を判定した。DP-915635-4からの様々な希釈度のゲノムDNAを試験することにより、PCR増幅の感度、即ち検出限界(LOD)を評価した。
典型的な温室栽培条件下にセルに分割された平地でイベントDP-915635-4を含むトウモロコシを2世代にわたって成長させた。各世代について約100個の種子を植えた。
植物が成長段階V5~V9にあるとき、各健常植物から葉試料を収集した。試料は、各植物の輪生体から出ている最も若い葉から採取した。各植物について3片のパンチで打ち抜いた葉片について、Pioneer Hi-Bred International,Inc.(Johnston,IA)で成長させた種子からのDP-915635-4イベント並びにipd079Ea、pmi及びmo-PATトランス遺伝子に関するコピー数PCR(qPCR)を通じて各イベントのゲノムジャンクション及びPHP83175 T-DNAのコピー数を分析した。葉試料からのゲノムDNA抽出は、高アルカリ抽出プロトコルを用いて実施した。標準的な臭化セチルトリメチルアンモニウム(CTAB)抽出プロトコルを用いて、葉組織からバリデート済みの実験室対照(コピー数検量用及び陰性)を調製した。
Quant-iT PicoGreen(登録商標)試薬(Invitrogen、Carlsbad,CA)を使用して、ゲノムDNA裏付け用の実験室対照を定量化した。ゲノム試験及び対照試料の定量化は、NanoDrop 2000/2000c V1.6.198ソフトウェア(ThermoScientific、Wilmington,DE)を使用したNanoDrop 2000c分光光度計を使用して推定した。
DP-915635-4の葉組織から単離したゲノムDNA試料並びに対照試料を、PHP83175 T-DNAの特異的領域並びにイベントDP-915635-4の各挿入部位にわたるゲノムジャンクションにわたるイベント特異的及びコンストラクト特異的プライマー及びプローブを利用したリアルタイムPCR増幅に供した。各アッセイで、各アッセイの定性的評価及び定量的評価の両方のため並びにPCR反応中に十分な質及び量のDNAが存在することを実証するため、内因性参照遺伝子、高移動度グループA(hmg-A)(Krech,et al.(1999).Gene 234:(1)45-50)を二重鎖で使用した。各プライマー/プローブセットのPCR標的部位及び予想されるPCR産物のサイズを表2に示す。各標的領域を裏付けるプライマー及びプローブ配列情報を表3に示す。PCR試薬及び反応条件を表4に示す。この研究では、全てのPCR反応について、約3ngのトウモロコシゲノムDNAを使用した。
プラスミドPHP83175からのT-DNAの範囲内にあるイベントDP-915635-4の挿入部位並びにトランス遺伝子に相当するサイズ57bp~113bpの範囲のPCR産物を増幅し、イベントDP-915635-4からの100個の個別の葉試料並びに8個のコピー数検量用ゲノム対照において観察したが、8個の陰性ゲノム対照及び8個のNTC対照の各々には存在しなかった。各アッセイについて合計4回実施したが、観察された結果は同じであった。各試料及び全ての陽性対照についてCT値を計算した。
トウモロコシ内因性参照遺伝子hmg-Aを使用して79bpのPCR産物を増幅し、イベントDP-915635-4からの100個の個別の葉試料各々並びに8個のコピー数検量用対照及び8個の陰性ゲノム対照において観察した。試験した8個の鋳型無し(NTC)対照では、内因性遺伝子の増幅は観察されず、CT値は求めなかった。各試料について、挿入部位及び全てのトランス遺伝子の両方を有する二重鎖で各アッセイを合計4回実施したが、各回とも、観察された結果は同じであった。各試料並びに全ての陽性及び陰性対照について、CT値を計算した。
コンストラクト特異的PCRアッセイの感度を評価するため、DP-915635-4トウモロコシDNAを対照トウモロコシゲノムDNAで希釈した結果、様々な量のイベントDP-915635-4 DNA(5ng、1ng、500pg、250pg、100pg、50pg、20pg、10pg、5pg)を含む合計5ngのトウモロコシDNAの試験試料が得られた。これらの様々な量のDP-915635-4トウモロコシDNAは、全トウモロコシゲノムDNA中100%、20%、10%、5%、2%、1%、0.4%、0.2%及び0.1%のDP-915635-4トウモロコシDNAに相当する。この様々な量のDP-915635-4 DNAを、トランス遺伝子ip079Ea、PMI及びmo-PATに関するリアルタイムPCR増幅に供した。これらの分析に基づけば、イベントDP-915635-4についての5ngの全DNAにおける検出限界(LOD)は、ip079Eaについて約20pg、即ち0.4%、pmiについて250pg、即ち5%及びmo-patについて5pg、即ち0.1%(DP-915635-4)と決定された。記載される各アッセイの決定された感度は、多くのスクリーニング適用に十分である。各濃度について合計4回試験したが、各回とも、観察された結果は同じであった。
イベントDP-915635-4についてのイベント特異的及びコンストラクト特異的プライマー/プローブセットを利用したイベントDP-915635-4のリアルタイムPCR分析により、DP-915635-4トウモロコシにおいてipd079Ea、pmi及びmo-PATトランス遺伝子の定量化検出によって実証されるとおり、試験した葉試料におけるイベントのプラスミドPHP83175のT-DNAの単一コピーの安定した組込み及び分離が確認される。これらの結果は、実施した全てのレプリケートqPCR分析間で再現可能であった。hmg-Aを検出するためのトウモロコシ内因性参照遺伝子アッセイでは、全ての試験試料、陰性対照で予想どおり増幅され、且つNTC試料では検出されなかった。記載される条件下での各アッセイの感度は5pg~250pg DNAの範囲であり、いずれも、多くのPCRによるスクリーニング適用に十分である。
実施例4.完全性及びコピー数に関するDP-915635-4トウモロコシのサザン・バイ・シーケンシング(SbS)分析
サザン・バイ・シーケンシング(SbS)は、プローブベースの配列捕捉、次世代シーケンシング(NGS)技法及びバイオインフォマティクス手順を利用して、トウモロコシゲノム内にある挿入されたDNAを単離、シーケンシング及び同定するものである。多数のユニークなシーケンシングリードをコンパイルし、それらを形質転換プラスミドと比較することにより、挿入されたDNAに起因するユニークなジャンクションがバイオインフォマティクス解析で同定され、それを用いて植物ゲノム内にある挿入の数を決定することができる。DP-915635-4トウモロコシのT0植物をSbSによって分析し、挿入コピー数を決定した。加えて、対照トウモロコシ系統の試料を分析した。
サザン・バイ・シーケンシング(SbS)は、プローブベースの配列捕捉、次世代シーケンシング(NGS)技法及びバイオインフォマティクス手順を利用して、トウモロコシゲノム内にある挿入されたDNAを単離、シーケンシング及び同定するものである。多数のユニークなシーケンシングリードをコンパイルし、それらを形質転換プラスミドと比較することにより、挿入されたDNAに起因するユニークなジャンクションがバイオインフォマティクス解析で同定され、それを用いて植物ゲノム内にある挿入の数を決定することができる。DP-915635-4トウモロコシのT0植物をSbSによって分析し、挿入コピー数を決定した。加えて、対照トウモロコシ系統の試料を分析した。
T0世代のDP-915635-4トウモロコシ及び対照植物からゲノムDNAを抽出した。
PHP83175プラスミド配列の選択に用いる捕捉プローブを設計し、Roche NimbleGen,Inc.(Madison,WI)が合成した。捕捉プローブとしてのオーバーラップビオチン化オリゴヌクレオチドの設計には、プラスミド配列を包含する一連のユニークな配列を使用した。このプローブセットは、濃縮過程でPHP83175形質転換プラスミド内にあるほとんどの配列を標的化するように設計した。これらのプローブをトウモロコシゲノムと比較することにより、PHP83175プラスミド配列と同時に捕捉され、シーケンシングされるであろうトウモロコシゲノム配列のレベルを決定した。
DP-915635-4トウモロコシ植物及び対照トウモロコシ系統について、次世代シーケンシングライブラリを構築した。Zastrow-Hayes,et al.Plant Genome(2015)により記載されるとおり、SbSを実施した。2ラウンドのハイブリダイゼーションを通じてシーケンシングライブラリを捕捉プローブにハイブリダイズさせることにより、標的配列を濃縮した。HiSeq 2500(Illumina、San Diego,CA)でのNGS後、シーケンシングリードを評価してトリミングし、クオリティを確かめた。トウモロコシゲノム及び形質転換コンストラクトに対してリードをアラインメントし、両方のゲノム及びプラスミド配列を含むリードをジャンクションリードと同定した。ジャンクションリードを形質転換コンストラクトとアラインメントすると、挿入されたDNAの予想される挿入に対する相対的な境界が示される。
内因性トウモロコシ配列を含むジャンクションを同定するため、DP-915635-4トウモロコシ植物と同じように対照トウモロコシゲノムDNAライブラリを捕捉し、シーケンシングした。これらのライブラリは、DP-915635-4トウモロコシ植物試料の深度の約5倍の平均深度までシーケンシングした。これにより、PHP83175プローブによって捕捉された内因性ジャンクションが対照試料において検出されるため、それらをDP-915635-4トウモロコシ試料において同定し、除去することが可能となる確率が高くなった。
コンストラクトPHP83175に由来するDP-915635-4トウモロコシにおいて、挿入の組込み及びコピー数を決定した。形質転換に使用したPHP83175プラスミド及びPHP83175からのT-DNAの概略的マップを図1及び図2に提供する。
DP-915635-4トウモロコシのT0植物に対してSbSを行い、ゲノム中の挿入コピー数を決定した。SbSリードを予想挿入領域(ランディングパッドエレメントzm-SEQ158及びzm-SEQ159を含む;図3)とアラインメントしたところ、ゲノムフランキング配列とランディングパッドとの間に2つのユニークなジャンクションが得られた。FRT1部位及びFRT6部位が、PHP83175からの標的形質遺伝子が部位特異的組込み(SSI)ランディングパッドに組み込まれた2つの位置である。この植物において他にはPHP83175配列とトウモロコシゲノムとの間のジャンクションは検出されなかったことから、DP-915635-4トウモロコシに追加的なプラスミド由来の挿入は存在しないことが指摘される。加えて、PHP83175 T-DNAの非隣接領域間のジャンクションは同定されなかったことから、挿入されたDNAに検出可能な再配列又はトランケーションはないことが指摘される。更に、分析した植物にトウモロコシゲノム配列とPHP83175の骨格配列との間のジャンクションはなかったことから、DP-915635-4トウモロコシにプラスミド骨格配列が取り込まれなかったことが実証される。
DP-915635-4トウモロコシのT0植物のSbS分析により、DP-915635-4トウモロコシにPHP83175 T-DNAからの所望の遺伝子を含む単一の挿入があること及びそれぞれのゲノムに追加的な挿入が存在しないことが実証された。
DP-915635-4トウモロコシのT0植物に対してサザン・バイ・シーケンシング(SbS)分析を行うことにより、挿入コピー数を確認した。これらの結果からは、植物における単一のPHP83175 T-DNA挿入が指摘される。対照植物にPHP83175 T-DNA配列とトウモロコシゲノムとの間のジャンクションは検出されなかったことから、予想どおり、これらの植物がPHP83175に由来するいかなる挿入も含まなかったことが指摘される。更に、分析した植物にプラスミド骨格配列は検出されなかった。DP-915635-4トウモロコシのT0植物のSbS分析により、DP-915635-4トウモロコシにPHP83175 T-DNAの単一の挿入があること及びそれぞれのゲノムに追加的な挿入が存在しないことが実証された。
5つの植物全てにおいて、予想される挿入配列と異なるpmiカセットのubiZM1プロモーターに、配列番号32に示されるとおりの完全長インサート及びフランキング領域配列のubiZM1プロモーターにおける単一のヌクレオチド変化、bp2931におけるAからCへの変化が同定された。この変化は5つの陽性植物全てにあるため、これは初期形質転換植物に存在すると決定された。配列番号32の位置8199におけるGからAへの追加的な単一ヌクレオチド変化が、5つの植物中1つの植物のos-アクチンプロモーターに同定された;これが唯一の発生例であるため、育種過程における自然発生的な変化に起因する可能性が高い。5つの陽性植物からのリードを5つのプラスミドマップとアラインメントすると、意図される挿入に見出される遺伝子エレメントのカバー率が、挿入に取り込まれなかったプラスミド中の内因性エレメント(zm-SEQ158、zm-SEQ159、zm-U6pol IIICHR8プロモーター及びターミネーター、zm-45CR1ガイドRNA、In2-2プロモーター、zm-wus2及びzm-odp2)のカバー率と共に示される。リードは、PHP83175、PHP73878、PHP70605及びPHP21875において意図される挿入領域の外側に位置するpinIIターミネーターエレメントともアラインメントしたが、これらのエレメントは、挿入に取り込まれなかった。pinIIターミネーターのこれらのコピーとアラインメントしたNGSリードは、意図される挿入のpmiカセットにpinIIターミネーターを含む断片からのものであるが;しかしながら、この単一コピーからのリードは、プラスミドマップ中のpinIIターミネーターの全てのコピーとアラインメントする。同様に、リードは、意図される挿入のmo-patカセットに同一のエレメントが存在するため、PHP83175におけるmo-FlpカセットのCaMV 35Sターミネーターエレメント並びにzm-wus2カセットのos-アクチンプロモーター及びイントロン領域とアラインメントした。
実施例5.トウモロコシイベントDP-915635-4の抗昆虫有効性
コーンルートワーム(CRW)からの防御について、DP-915635-4トウモロコシを含めた複数のイベントを試験することにより、抗昆虫活性IPD079Eaタンパク質を含む一代雑種トウモロコシ系統を圃場で評価した。データは、線形混合モデルを用いて統計的に分析した。
コーンルートワーム(CRW)からの防御について、DP-915635-4トウモロコシを含めた複数のイベントを試験することにより、抗昆虫活性IPD079Eaタンパク質を含む一代雑種トウモロコシ系統を圃場で評価した。データは、線形混合モデルを用いて統計的に分析した。
北米の商業的トウモロコシ栽培地域にある13地点で圃場試験を行った:サウスダコタ州ブルッキングズ(Brookings,SD)(BR);ミネソタ州マンケート(Mankato,MN)(MK);アイオワ州マリオン(Marion,IA)(MR);アイオワ州リードリン(Readlyn,IA)(MR_RE);アイオワ州ジョンストン(Johnston,IA)(JH_D2);アイオワ州ジョンストン(Johnston,IA)(JH_D3);アイオワ州ギルバート(Gilbert,IA)(JH_GB);ウィスコンシン州ウォータータウン(Watertown,WI)(JV);イリノイ州シャボナ(Shabonna,IL)(JV_SH);イリノイ州シーモア(Seymour,IL)(CI_SE);インディアナ州ファウラー(Fowler,IN)(WN);ネブラスカ州ヨーク(York,NE)(YK);及びネブラスカ州リンジー(Lindsey,NE)(YK_LI)。これらの13地点のうち、6地点では(実施場所JH_GB、JV、JV_SH、CI_SE、YK及びYK_LI)、節根被害スコア(CRWNIS)が陰性対照根で0.75未満と低かったため、有効性データは収集しなかった。
2反復の完備型乱塊法実験計画で1条植えの試験区(10フィート長さ)に植付けを行った。植付け前に、各種子ロットからの168個の穀粒をPCR分析によって特徴付け、形質が存在することを確認した。トラクターに載せたCRW卵接種装置を利用して、各条4フィート長さに、植物がV2~V4成長段階に達したときの目標加害率を地点に応じて約750卵/植物又は1500卵/植物として、手作業で加害させた。卵は、土壌中約4インチ深さで各植物の両側約2~3インチに注入した。植付け後56~71日に、幼虫食害による根の被害を判定した。2本のコーン根に標識を付け、手作業で地面から掘り起こし、加圧水で洗浄して土壌を落とし、約R2成長段階での幼虫による食害量を評価した。根部被害について、アイオワ州0~3節根被害尺度(node-injury scale)を用いて目視で評定し、各根部に含まれる幼虫による食害量を記録することにより判定した。
DP-915635-4トウモロコシ及び対照トウモロコシの両方についてのCRWによる節根被害根部評定平均値結果を表5に提供する。これらの結果から、抗昆虫活性IPD079Eaタンパク質を含むトウモロコシ系統がCRWに対して有効であることが指摘される。
実施例6.トウモロコシイベントDP-915635-4の作物栽培学及び収量圃場評価
DP-915635-4を含む作物栽培学圃場試験は、収量データを生成すること及び他の作物栽培学的特性を評価することであった。イベントに関して試験した全ての近交系及び交雑系材料は、単一のT0植物から生成した。
DP-915635-4を含む作物栽培学圃場試験は、収量データを生成すること及び他の作物栽培学的特性を評価することであった。イベントに関して試験した全ての近交系及び交雑系材料は、単一のT0植物から生成した。
交雑系試験
交雑系試験について、16地点において、各地点1反復のエントリーリストとして植付けを行った。16地点中12地点から穀粒を回収した。共通の背景の各エントリーを3つの試験品と交配して、試験用の交雑種子を作成した。実験は、試験品に関して枝分れにし、エントリーは各枝分れの範囲内で無作為化した。各植付け地点において、生育期全体を通じて様々な観察及びデータを収集した。野生型エントリー(WT)又は比較用基準とも称される、同じ遺伝学を有するが、IPD079Eaのないエントリーと比較するため、以下の作物栽培学的特性を分析した(表7及び図5):
1.)着雌穂高(EARHT):植物上で地際から最上位にある発育した雌穂の着生節位までの測定値。着雌穂高はインチ単位で測定される。
2.)稈長(PLTHT):地際から止葉基部までのドローンによる計測値。稈長はインチ単位で測定される。
3.)水分(MST):収穫時のパーセント穀粒水分の測定値。
4.)収量:各試験区から収穫された穀粒の重量記録。報告されるブッシェル/エーカー収量の計算は、各試験区の水分測定値で調整することにより行った。
交雑系試験について、16地点において、各地点1反復のエントリーリストとして植付けを行った。16地点中12地点から穀粒を回収した。共通の背景の各エントリーを3つの試験品と交配して、試験用の交雑種子を作成した。実験は、試験品に関して枝分れにし、エントリーは各枝分れの範囲内で無作為化した。各植付け地点において、生育期全体を通じて様々な観察及びデータを収集した。野生型エントリー(WT)又は比較用基準とも称される、同じ遺伝学を有するが、IPD079Eaのないエントリーと比較するため、以下の作物栽培学的特性を分析した(表7及び図5):
1.)着雌穂高(EARHT):植物上で地際から最上位にある発育した雌穂の着生節位までの測定値。着雌穂高はインチ単位で測定される。
2.)稈長(PLTHT):地際から止葉基部までのドローンによる計測値。稈長はインチ単位で測定される。
3.)水分(MST):収穫時のパーセント穀粒水分の測定値。
4.)収量:各試験区から収穫された穀粒の重量記録。報告されるブッシェル/エーカー収量の計算は、各試験区の水分測定値で調整することにより行った。
近交系試験
近交系試験は、8地点において、各地点2反復のエントリーリストとして植付けを行った。分析用に7地点から穀粒を収穫した。各地点で一方の反復をコンストラクト設計に関して枝分れにした;他方の反復は、完備型乱塊法で植え付けた。近交系試験用に作物栽培学的データ及び観測を収集し、野生型エントリー(WT)又は同じ遺伝子型で形質のないバージョンとの比較のため分析した。近交系試験用に生成されたデータには、以下の作物栽培学的形質が含まれた(表8及び図6):
1.)花粉飛散までの成長度日(GDUSHD):測定値は、試験区の植物の50%に花粉を飛散させている雄穂があるときの合計積算成長度日を記録する。このデータセットについて1日換算は約2.5成長度日である。
2.)着雌穂高(EARHT):植物上の地際から最上位にある発育した雌穂の着生節位までの測定値。着雌穂高はインチ単位で測定される。
3.)稈長(PLTHT):地際から止葉基部までの測定値。稈長はインチ単位で測定される。
4.)雌穂測光法収量(PHTYLD):各試験区から収穫された雌穂の画像からの計算上の収量推定値。示される値の単位はブッシェル/エーカーである。
近交系試験は、8地点において、各地点2反復のエントリーリストとして植付けを行った。分析用に7地点から穀粒を収穫した。各地点で一方の反復をコンストラクト設計に関して枝分れにした;他方の反復は、完備型乱塊法で植え付けた。近交系試験用に作物栽培学的データ及び観測を収集し、野生型エントリー(WT)又は同じ遺伝子型で形質のないバージョンとの比較のため分析した。近交系試験用に生成されたデータには、以下の作物栽培学的形質が含まれた(表8及び図6):
1.)花粉飛散までの成長度日(GDUSHD):測定値は、試験区の植物の50%に花粉を飛散させている雄穂があるときの合計積算成長度日を記録する。このデータセットについて1日換算は約2.5成長度日である。
2.)着雌穂高(EARHT):植物上の地際から最上位にある発育した雌穂の着生節位までの測定値。着雌穂高はインチ単位で測定される。
3.)稈長(PLTHT):地際から止葉基部までの測定値。稈長はインチ単位で測定される。
4.)雌穂測光法収量(PHTYLD):各試験区から収穫された雌穂の画像からの計算上の収量推定値。示される値の単位はブッシェル/エーカーである。
試験結果
交雑系データを評価するため、混合モデルフレームワークを用いて多地点分析を実施した。この多地点分析では、主効果コンストラクト設計を固定効果と見なす。地点、背景、試験品、イベント、背景×コンストラクト設計、試験品×コンストラクト設計、試験品×イベント、地点×背景、地点×コンストラクト設計、地点×試験品、地点×背景×コンストラクト設計、地点×試験品×コンストラクト設計、地点×イベント、地点×試験品×イベントについての要因を変量効果と見なす。地点の範囲内にある範囲及び試験区を含む空間効果は変量効果と見なし、無関係な空間雑音を除去した。各地点について自己回帰相関をAR1×AR1として不均一な残差を仮定した。各背景についてコンストラクト設計の推定及びイベントの予測を生成した。T検定を行うことにより、コンストラクト設計/イベントをWTと比較した。差のP値が0.05未満であれば、その差は統計的に有意と見なした。収量分析はASREMLによった(VSN International Ltd;最良線型不偏予測;Cullis,B.Ret al(1998)Biometrics 54:1-18,Gilmour,A.R.et al(2009);ASReml User Guide 3.0,Gilmour,A.R.,et al(1995)Biometrics 51:1440-50)。
交雑系データを評価するため、混合モデルフレームワークを用いて多地点分析を実施した。この多地点分析では、主効果コンストラクト設計を固定効果と見なす。地点、背景、試験品、イベント、背景×コンストラクト設計、試験品×コンストラクト設計、試験品×イベント、地点×背景、地点×コンストラクト設計、地点×試験品、地点×背景×コンストラクト設計、地点×試験品×コンストラクト設計、地点×イベント、地点×試験品×イベントについての要因を変量効果と見なす。地点の範囲内にある範囲及び試験区を含む空間効果は変量効果と見なし、無関係な空間雑音を除去した。各地点について自己回帰相関をAR1×AR1として不均一な残差を仮定した。各背景についてコンストラクト設計の推定及びイベントの予測を生成した。T検定を行うことにより、コンストラクト設計/イベントをWTと比較した。差のP値が0.05未満であれば、その差は統計的に有意と見なした。収量分析はASREMLによった(VSN International Ltd;最良線型不偏予測;Cullis,B.Ret al(1998)Biometrics 54:1-18,Gilmour,A.R.et al(2009);ASReml User Guide 3.0,Gilmour,A.R.,et al(1995)Biometrics 51:1440-50)。
近交系データを評価するため、混合モデルフレームワークを用いて多地点分析を実施した。この多地点分析では、主効果コンストラクト設計を固定効果と見なす。地点、背景、イベント、背景×コンストラクト設計、地点×背景、地点×コンストラクト設計、地点×背景×コンストラクト設計、地点×イベント及び地点内の反復数についての要因を変量効果と見なす。地点の範囲内にある範囲及び試験区を含む空間効果は変量効果と見なし、無関係な空間雑音を除去した。各地点について自己回帰相関をAR1×AR1として不均一な残差を仮定した。各背景についてコンストラクト設計の推定及びイベントの予測を生成した。T検定を行うことにより、コンストラクト設計/イベントをWTと比較した。差のP値が0.05未満であれば、その差は統計的に有意と見なした。収量分析はASREMLによった(VSN International Ltd;最良線型不偏予測;Cullis,B.Ret al(1998)Biometrics 54:1-18,Gilmour,A.R.et al(2009);ASReml User Guide 3.0,Gilmour,A.R.,et al(1995)Biometrics 51:1440-50)。
実施例7.タンパク質発現及び濃度
タンパク質抽出
IPD079Eaタンパク質濃度の分析のため、処理した根組織サブ試料を20mgの目標重量で秤量した。PAT及びPMIタンパク質濃度の分析のため、処理した葉組織サブ試料を10mgの目標重量で秤量した。0.60mlのポリソルベート20含有冷リン酸緩衝生理食塩水(PBST)で試料を抽出した。抽出した試料を遠心し、次に上清を除去し、分析用に調製した。
タンパク質抽出
IPD079Eaタンパク質濃度の分析のため、処理した根組織サブ試料を20mgの目標重量で秤量した。PAT及びPMIタンパク質濃度の分析のため、処理した葉組織サブ試料を10mgの目標重量で秤量した。0.60mlのポリソルベート20含有冷リン酸緩衝生理食塩水(PBST)で試料を抽出した。抽出した試料を遠心し、次に上清を除去し、分析用に調製した。
IPD079Eaタンパク質濃度の決定
分析前に、試料をPBSTで適宜希釈した。IPD079Ea特異的抗体を予めコートしたプレートにおいて、標準(典型的にはトリプリケートウェルで分析される)及び希釈した試料(典型的にはデュプリケートウェルで分析される)をインキュベートした。インキュベーション後、未結合の物質をプレートから洗い流し、結合したIPD07Eaタンパク質を、酵素西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)にコンジュゲートした別のIPD079Ea特異的抗体と共にインキュベートした。未結合の物質をプレートから洗い流した。結合したIPD079Ea-抗体複合体の検出は、HRPの存在下で有色産物を生成する基質を加えることによって達成した。酸性溶液で反応を停止させて、各ウェルの光学濃度(OD)を、プレートリーダーを使用して決定した。
分析前に、試料をPBSTで適宜希釈した。IPD079Ea特異的抗体を予めコートしたプレートにおいて、標準(典型的にはトリプリケートウェルで分析される)及び希釈した試料(典型的にはデュプリケートウェルで分析される)をインキュベートした。インキュベーション後、未結合の物質をプレートから洗い流し、結合したIPD07Eaタンパク質を、酵素西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)にコンジュゲートした別のIPD079Ea特異的抗体と共にインキュベートした。未結合の物質をプレートから洗い流した。結合したIPD079Ea-抗体複合体の検出は、HRPの存在下で有色産物を生成する基質を加えることによって達成した。酸性溶液で反応を停止させて、各ウェルの光学濃度(OD)を、プレートリーダーを使用して決定した。
PATタンパク質濃度の決定
分析前に、試料をPBSTで適宜希釈した。別のPAT特異的抗体を予めコートしたプレートにおいて、標準(典型的にはトリプリケートウェルで分析される)及び希釈した試料(典型的にはデュプリケートウェルで分析される)を、酵素HRPにコンジュゲートしたPAT特異的抗体とコインキュベートした。インキュベーション後、未結合の物質をプレートから洗い流した。結合したPAT-抗体複合体の検出は、HRPの存在下で有色産物を生成する基質を加えることによって達成した。酸性溶液で反応を停止させて、各ウェルのODを、プレートリーダーを使用して決定した。
分析前に、試料をPBSTで適宜希釈した。別のPAT特異的抗体を予めコートしたプレートにおいて、標準(典型的にはトリプリケートウェルで分析される)及び希釈した試料(典型的にはデュプリケートウェルで分析される)を、酵素HRPにコンジュゲートしたPAT特異的抗体とコインキュベートした。インキュベーション後、未結合の物質をプレートから洗い流した。結合したPAT-抗体複合体の検出は、HRPの存在下で有色産物を生成する基質を加えることによって達成した。酸性溶液で反応を停止させて、各ウェルのODを、プレートリーダーを使用して決定した。
PMIタンパク質濃度の決定
分析前に、試料をPBSTで適宜希釈した。PMI特異的抗体を予めコートしたプレートにおいて、標準(典型的にはトリプリケートウェルで分析される)及び希釈した試料(典型的にはデュプリケートウェルで分析される)をインキュベートした。インキュベーション後、未結合の物質をプレートから洗い流し、結合したPMIタンパク質を、酵素HRPにコンジュゲートした別のPMI特異的抗体と共にインキュベートした。未結合の物質をプレートから洗い流した。結合したPMI-抗体複合体の検出は、HRPの存在下で有色産物を生成する基質を加えることによって達成した。酸性溶液で反応を停止させて、各ウェルのODを、プレートリーダーを使用して決定した。
分析前に、試料をPBSTで適宜希釈した。PMI特異的抗体を予めコートしたプレートにおいて、標準(典型的にはトリプリケートウェルで分析される)及び希釈した試料(典型的にはデュプリケートウェルで分析される)をインキュベートした。インキュベーション後、未結合の物質をプレートから洗い流し、結合したPMIタンパク質を、酵素HRPにコンジュゲートした別のPMI特異的抗体と共にインキュベートした。未結合の物質をプレートから洗い流した。結合したPMI-抗体複合体の検出は、HRPの存在下で有色産物を生成する基質を加えることによって達成した。酸性溶液で反応を停止させて、各ウェルのODを、プレートリーダーを使用して決定した。
タンパク質濃度を決定するための計算
各一組の試料ウェルについて入手されたOD値をタンパク質濃度値に変換するために必要な計算は、SoftMax Pro GxP(Molecular Devices)マイクロプレートデータソフトウェアを使用して実施した。
各一組の試料ウェルについて入手されたOD値をタンパク質濃度値に変換するために必要な計算は、SoftMax Pro GxP(Molecular Devices)マイクロプレートデータソフトウェアを使用して実施した。
各ELISAプレートには、検量線を含めた。検量線の方程式をソフトウェアによって求め、このソフトウェアは二次関数の当てはめを用いて各一組の検量線ウェルについて入手されたOD値をそれぞれの検量線濃度(ng/ml)に関係付けるものであった。
調整後濃度=補間した試料濃度×希釈係数
調整後濃度=補間した試料濃度×希釈係数
結果
2世代のDP-915635-4トウモロコシからのV9根組織中のIPD079Eaタンパク質並びにV9葉組織中のPAT及びPMIタンパク質について、タンパク質濃度結果(平均値、標準偏差及び範囲)を決定した。
2世代のDP-915635-4トウモロコシからのV9根組織中のIPD079Eaタンパク質並びにV9葉組織中のPAT及びPMIタンパク質について、タンパク質濃度結果(平均値、標準偏差及び範囲)を決定した。
本開示の様々な例示される実施形態の上記の説明は、網羅的であること又は範囲を開示される詳細な形態に限定することを意図するものではない。本明細書では、具体的な実施形態及び例が例示を目的として説明されているが、当業者が認識するであろうとおり、本開示の範囲内で様々な均等な改良形態が可能である。本明細書に提供される教示は、上記に説明される例以外の他の目的に適用することができる。上記の教示に鑑みて、多くの改良形態及び変形形態が可能であり、従って、それらは、添付の特許請求の範囲内にある。
上記の詳細な説明に鑑みて、これら及び他の変更形態がなされ得る。一般に、以下の特許請求の範囲では、使用される用語は、本明細書及び特許請求の範囲に開示される具体的な実施形態にその範囲を限定するものと解釈されてはならない。
背景、詳細な説明及び実施例において引用される各文献の開示全体(特許、特許出願、ジャーナル論文、抄録、マニュアル、書籍又は他の開示を含む)は、全体として参照により本明細書に援用される。
使用される数(例えば、量、温度、濃度等)に関して、正確さを確保するように努めたが、幾らかの実験誤差及び偏差が許容されなければならない。特に指示されない限り、部数は、重量部数であり、分子量は、平均分子量であり;温度は、セルシウス度単位であり;及び圧力は、大気圧又はその近傍の圧力である。
Claims (55)
- コーンイベントDP-915635-4の遺伝子型を含むコーン植物であって、前記遺伝子型は、配列番号26及び配列番号29に示されるとおりのヌクレオチド配列を含む、コーン植物。
- 前記遺伝子型は、配列番号27及び配列番号30に示されるヌクレオチド配列を含む、請求項1に記載のコーン植物。
- 前記遺伝子型は、配列番号28及び配列番号31に示されるヌクレオチド配列を含む、請求項1に記載のコーン植物。
- 作動可能に連結された第1及び第2の発現カセットを含むDNAコンストラクトであって、前記第1の発現カセットは、
1)sb-RCc3エンハンサー
2)zm-PCOaプロモーター;
3)zm-HPLV9イントロン;
4)ipd079Ea;及び
5)sb-SCI-1Bターミネーター
を含む、DNAコンストラクト。 - 請求項4に記載のDNAコンストラクトを含む植物。
- コーン植物である、請求項5に記載の植物。
- 配列番号21に示される配列を含む植物。
- コーンイベントDP-915635-4であって、前記コーンイベントの種子の代表的試料は、American Type Culture Collection(ATCC)に受託番号PTA-126746として寄託されている、コーンイベントDP-915635-4。
- 請求項8に記載のコーンイベントの植物部位。
- コーンイベントDP-915635-4を含む種子であって、配列番号26及び配列番号29から選択されるDNA分子を含み、前記コーンイベントDP-915635-4種子の代表的試料は、American Type Culture Collection(ATCC)に受託番号PTA-126746として寄託されている、種子。
- 請求項10に記載の種子から成長したコーン植物又はその部位。
- 請求項8に記載のコーン植物から作製されたトランスジェニック種子。
- 請求項12に記載の種子から成長したトランスジェニックコーン植物又はその部位。
- 配列番号21及び26~31並びにその完全長相補体から選択されるヌクレオチド配列を含む単離核酸分子。
- 配列番号22~25及びその完全長相補体から選択される核酸配列を含むアンプリコン。
- コーンイベントDP-915635-4植物、組織又は種子に由来する生物学的試料であって、配列番号26及び配列番号29から選択される配列であるか又はそれと相補的であるヌクレオチド配列を含み、前記ヌクレオチド配列は、核酸増幅法又は核酸ハイブリダイゼーション法を使用して前記試料中で検出可能であり、前記コーンイベントDP-915635-4種子の代表的試料は、American Type Culture Collection(ATCC)に受託番号PTA-126746として寄託されている、生物学的試料。
- トランスジェニックコーンイベントDP-915635-4の植物、植物組織又は種子を含む、請求項16に記載の生物学的試料。
- 前記トランスジェニックコーン植物イベントDP-915635-4から抽出されたDNA試料であり、前記DNA試料は、配列番号21~31及びその相補体から選択されるヌクレオチド配列の1つ以上を含む、請求項17に記載の生物学的試料。
- コーンフラワー、コーンミール、コーンシロップ、コーンオイル、コーンスターチ及び全体的又は部分的にコーン副産物を含有するように製造されたシリアルから選択される、請求項16に記載の生物学的試料。
- コーンイベントDP-915635-4植物、組織又は種子に由来し、且つ配列番号26及び配列番号29から選択される配列であるか又はそれと相補的であるヌクレオチド配列を含む抽出物であって、前記コーンイベントDP-915635-4種子の代表的試料は、American Type Culture Collection(ATCC)に受託番号PTA-126746として寄託されている、抽出物。
- 前記ヌクレオチド配列は、核酸増幅法又は核酸ハイブリダイゼーション法を使用して前記抽出物中で検出可能である、請求項20に記載の抽出物。
- トランスジェニックコーン植物イベントDP-915635-4の植物、植物組織又は種子を含む、請求項21に記載の抽出物。
- コーンフラワー、コーンミール、コーンシロップ、コーンオイル、コーンスターチ及び全体的又は部分的にコーン副産物を含有するように製造されたシリアルから選択される組成物であり、前記組成物は、検出可能な量の前記ヌクレオチド配列を含む、請求項22に記載の抽出物。
- 交雑系コーン種子を作製する方法であって、
a)配列番号21~31から選択されるヌクレオチドを含む第1の近交系コーン系統と、異なる遺伝子型を有する第2の近交系系統とを有性交配すること;
b)前記交配から後代を成長させること;及び
c)それにより作製された前記交雑系種子を収穫すること
を含む方法。 - 前記第1の近交系コーン系統は、雌親である、請求項24に記載の方法。
- 前記第1の近交系コーン系統は、雄親である、請求項24に記載の方法。
- 甲虫目害虫に対して抵抗性のコーン植物を作製する方法であって、
a)第1の親コーン植物を第2の親コーン植物と有性交配することであって、前記第1又は第2の親コーン植物は、イベントDP-915635-4を含む、有性交配することを行い、それにより複数の第1世代後代植物を作製すること;
b)前記第1世代後代植物を自殖させ、それにより複数の第2世代後代植物を作製すること;及び
c)前記イベントDP-915635-4を含み、且つ甲虫目害虫に対して抵抗性のある前記第2世代後代植物から選択すること
を含む方法。 - 交雑系コーン種子を作製する方法であって、
a)請求項1に記載のDNAコンストラクトを含む第1の近交系コーン系統を、請求項1に記載のDNAコンストラクトを含まない第2の近交系系統と有性交配すること;及び
b)それにより作製された前記交雑系種子を収穫すること
を含む方法。 - コーンイベントDP-915635-4を含む第2世代後代植物を、前記コーンイベントDP-915635-4 DNAを欠く前記親植物と戻し交配し、それにより甲虫目害虫に対して抵抗性のある戻し交配後代植物を作製するステップを更に含む、請求項28に記載の方法。
- コーンルートワームに対して抵抗性のコーン植物を作製する方法であって、
a)第1の親コーン植物を第2の親コーン植物と交配させることであって、前記第1又は第2の親コーン植物は、イベントDP-915635-4を含む、交配させることを行い、それにより複数の第1世代後代植物を作製すること;
b)前記イベントDP-915635-4を含む第1世代後代植物を選択すること;
c)ステップ(b)の前記第1世代後代植物を、コーンイベントDP-915635-4 DNAを欠く親植物と戻し交配し、それにより複数の戻し交配後代植物を作製すること;及び
d)前記戻し交配後代植物から、前記イベントDP-915635-4を含む植物を選択すること
を含み、ステップ(d)の前記選択された戻し交配後代植物は、配列番号21、26又は29を含む、方法。 - 前記第1の親コーン系統の前記植物は、雌親又は雄親である、請求項30に記載の方法。
- 請求項30に記載の方法によって作製される交雑系種子。
- 生物学的試料中における、イベントDP-915635-4を含むコーン植物の接合性を決定する方法であって、
a)前記試料を、
1)コーンイベントDP-915635-4 DNAを含む核酸増幅反応において使用されるとき、イベントDP-915635-4の診断指標となる第1のアンプリコンを産生し、及び
2)DP-915635-4 DNA以外のコーンゲノムDNAを含む核酸増幅反応において使用されるとき、DP-915635-4 DNA以外のコーンゲノムDNAの診断指標となる第2のアンプリコンを産生する
ような第1のDNA分子対及び第2の別個のDNA分子対に接触させること;
b)核酸増幅反応を実施すること;及び
c)そのように産生された前記アンプリコンを検出することであって、両方のアンプリコンの存在の検出は、前記試料がコーンイベントDP-915635-4 DNAに関してヘテロ接合性であることを指示し、前記第1のアンプリコンのみの検出は、前記試料がコーンイベントDP-915635-4 DNAに関してホモ接合性であることを指示する、検出すること
を含む方法。 - 前記第1のDNA分子対は、プライマー対配列番号6及び7を含む、請求項33に記載の方法。
- 前記第1及び第2のDNA分子対は、検出可能標識を含む、請求項33に記載の方法。
- 前記検出可能標識は、蛍光標識である、請求項35に記載の方法。
- 前記検出可能標識は、プライマー分子の1つ以上と共有結合的に会合される、請求項35に記載の方法。
- コーン核酸を含む試料中における、イベントDP-915635-4にユニークな核酸分子の存在を検出する方法であって、
a)前記試料を、プライマー対であって、イベントDP-915635-4からのゲノムDNAによる核酸増幅反応において使用されるとき、イベントDP-915635-4の診断指標となるアンプリコンを産生するプライマー対に接触させること;
b)核酸増幅反応を実施し、それによりイベントDP-915635-4の診断指標となる前記アンプリコンを産生すること;及び
c)イベントDP-915635-4の診断指標となる前記アンプリコンを検出すること
を含む方法。 - イベントDP-915635-4の診断指標となる前記核酸分子は、前記核酸増幅連鎖反応によって産生されるアンプリコンである、請求項38に記載の方法。
- プローブは、検出可能標識を含む、請求項38に記載の方法。
- 前記検出可能標識は、蛍光標識である、請求項40に記載の方法。
- 前記検出可能標識は、前記プローブと共有結合的に会合される、請求項40に記載の方法。
- ポリメラーゼ連鎖反応法の結果として、イベントDP-915635-4の診断指標となるアンプリコンを産生するために、試料中のイベントDP-915635-4 DNA鋳型を標的化する1つ以上のポリヌクレオチドを含む複数のポリヌクレオチドプライマー。
- a)第1のポリヌクレオチドプライマーは、配列番号6に示されるとおりのヌクレオチド配列及びその相補体を含み;及び
b)第2のポリヌクレオチドプライマーは、配列番号7に示されるとおりのヌクレオチド配列及びその相補体を含む、請求項43に記載のポリヌクレオチドプライマー対。 - 第1のプライマー及び第2のプライマーは、少なくとも18ヌクレオチドである、請求項43に記載のプライマー対。
- 試料中における、イベントDP-915635-4に対応するDNAの存在を検出する方法であって、
a)トウモロコシDNAを含む前記試料を、ポリヌクレオチドプローブであって、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下において、トウモロコシイベントDP-915635-4からのDNAとハイブリダイズし、且つ前記ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下において、非DP-915635-4トウモロコシ植物DNAとハイブリダイズしないポリヌクレオチドプローブに接触させること;
b)前記試料及びプローブをストリンジェントなハイブリダイゼーション条件に供すること;及び
c)前記DNAへの前記プローブのハイブリダイゼーションを検出すること
を含み、ハイブリダイゼーションの検出は、イベントDP-915635-4の存在を指示する、方法。 - 核酸検出方法においてプライマー又はプローブとして機能するのに十分な長さの隣接するポリヌクレオチドの少なくとも1つの核酸分子を含む、イベントDP-915635-4にユニークな核酸を検出するためのキットであって、前記核酸は、試料中の標的核酸配列の増幅又はそれとのハイブリダイゼーション、それに続くアンプリコンの検出又は前記標的配列とのハイブリダイゼーション時、前記試料中における、イベントDP-915635-4にユニークな核酸配列の存在の診断指標となる、キット。
- 前記核酸分子は、配列番号6~31からのヌクレオチド配列を含む、請求項47に記載のキット。
- 前記核酸分子は、配列番号6~31及びその相補体から選択されるプライマーである、請求項47に記載のキット。
- コーンイベントDP-915635-4の遺伝子型を含むコーン植物であって、前記遺伝子型は、配列番号26及び配列番号29と少なくとも95%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む、コーン植物。
- 前記遺伝子型は、配列番号27及び配列番号30と少なくとも95%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む、請求項50に記載のコーン植物。
- 前記遺伝子型は、配列番号28及び配列番号31と少なくとも95%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む、請求項50に記載のコーン植物。
- 前記遺伝子型は、配列番号26又は配列番号27の一方に1、2、3、4又は5ヌクレオチドの変化を有するヌクレオチド配列を含む、請求項50に記載のコーン植物。
- シダ由来の殺昆虫性タンパク質を発現し、且つコーンルートワームに対して殺昆虫活性を呈する細菌タンパク質との組み合わせにおいて、コーンルートワームに対して少なくとも約0.15の節根被害根部評定平均値を呈し、且つ任意選択で、コーンルートワームの内因性遺伝子を標的化するdsRNAを発現するコーン植物であって、前記殺昆虫性タンパク質、前記細菌殺昆虫性タンパク質及び前記dsRNAは、異なる作用様式を示す、コーン植物。
- ウエスタンコーンルートワームに対する3つの別個の作用様式を発現するコーン植物であって、少なくとも2つの様式は、細菌に由来しない殺昆虫性タンパク質に起因する、コーン植物。
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