JP3036002B2 - キャンデイダ・ユテイリス由来のade1遺伝子を含有するdna断片 - Google Patents

キャンデイダ・ユテイリス由来のade1遺伝子を含有するdna断片

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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はキャンデイダ・ユテイリス(Candida utili
s)由来のADE1遺伝子を含有するDNA断片である。
(従来技術) ADE1遺伝子は、アデニン合成系の酵素であるフォスフ
ォリボシルアミノイミダゾールサクシノカルボキサミド
シンセターゼをコードしている。遺伝子を含有フォスフ
ォリボシルアミノイミダゾールサクシノカルボキサミド
シンセターゼは、次のような酵素反応を触媒する。
ADE1遺伝子は、従来、サッカロマイセス・セレビシエ
(Saccharomyces cerevisiae)由来のものが公知である
(Genetika,22,549−556,1986)。
ADE1遺伝子を含まない酵母は、アデニン要求性であ
り、ADE1遺伝子を含み、上記酵素を発現する酵母はアデ
ニン非要求性である。この性質の差異を利用して、酵母
形質転換体の選択が可能となる。すなわちADE1遺伝子を
含むプラスミド・ベクターを作成し、紫外線照射等の変
異処理を行ってADE1遺伝子が非発現性である酵母を作成
すれば、該酵母の形質転換実験が可能となり、該酵母の
宿主−ベクター系が完成される。このような例として
は、サッカロマイセス・セレビシエ由来のLEU2遺伝子、
HIS3遺伝子、TRP1遺伝子などの利用が挙げられる(蛋白
質・核酸・酵素28,1522・1539,1983)。
一方、酵母の遺伝子操作系は大腸菌や枯草菌のような
細菌の遺伝子操作系に比べて、真核生物の作る酵素や生
理活性ペプチドの微生物生産に対して有利な点が多い。
これは酵母が単細胞でありながら真核生物に属し、遺伝
子の形質発現機構が基本的には他の真核生物のそれと同
様であること、および糖蛋白質の生産における糖鎖の付
加機構が備わっていること等に起因している。
酵母の遺伝子操作系としては、宿主酵母としてサッカ
ロマイセス・セレビシエが一般的に使用されているが、
他の酵母を宿主酵母として使用することは未だ研究途上
にある。
キャンデイダ属酵母は、炭素資化域が広いことなど、
サッカロマイセス・セレビシエにない実用面での有利な
性質を有している。とりわけキャンデイダ・ユテイリス
はウリカーゼなどの臨床検査薬用酵素の生産菌として重
要であり、食料、飼料用酵母として安全性は既に実証済
であることから、キャンデインダ・ユテイリスの宿主−
ベクター系の有用性が期待されている。
(発明が解決しようとする課題) 本発明者らは、キャンデイダ・ユテイリスを宿主酵母
として、遺伝子操作系として使用するに有用な宿主−ベ
クター系を見出すべく、鋭意検討し、選択マーカーとな
る遺伝子DNAの取得を行った。
(課題を解決するための手段) 本発明はキャンデイダ・ユテイリス由来のADE1遺伝子
を含有するDNA断片である。
本発明のキャンデイダ・ユテイリス由来のADE1遺伝子
は、第2図に示される塩基配列を有している。また、本
発明のキャンデイダ・ユテイリス由来のADE1遺伝子から
演繹されるアミノ酸配列は第3図に示されている。
本発明のキャンデイダ・ユテイリス由来のADE1遺伝子
は、サッカロマイセス・セレビシエ由来のADE1遺伝子と
相補的である。塩基配列における相同性は約64.9%であ
る。
本発明のキャンデイダ・ユテイリス由来ののADE1遺伝
子は、第2図の示される塩基配列の少なくとも1個の塩
基が欠失、置換、挿入、転移もしくは付加されているも
のも包含する。
本発明のキャンデイダ・ユテイリス由来のADE1遺伝子
を得る方法は、次の通りである。
本発明では、ADE1遺伝子非発現性の宿主サッカロマイ
セス・セレビシエ(例えばサッカロマイセス・セレビシ
エATCC44769,ATCC44771,ATCC46525)およびYEp2,YEp13,
YRp17等のサッカロマイセス・セレビシエにおいて自律
的複製を行うことができるクローニングベクターを必要
とする。本発明ではキャンデイダ・ユテイリスの染色体
DNAを制限酵素の作用により断片化したものを前記クロ
ーニングベクターの制限酵素部位に連結させたプラスミ
ドを得る。このプラスミド混合物で、ADE1遺伝子非発現
性の宿主サッカロマイセス・セレビシエを形質転換し、
アデニン非要求性株を選択する。これより分離したプラ
スミドには、キャンデイダ・ユテイリス由来であって、
サッカロマイセス・セレビシエのADE1遺伝子を相補する
ADE1遺伝子を有するDNA断片がクローニングされてい
る。
さらに、クローニング断片の制限酵素切断点地図を作
成し、制限酵素を利用してクローニング断片の小型化を
行い、ADE1遺伝子を限定することができる。
また、ADE1遺伝子の塩基配列を決定することにより、
ADE1遺伝子の発現に関する情報が得られ、ADE1遺伝子に
コードされているフォスフォリボシルアミノイミダゾー
ルサクシノカルボキサミドシンセターゼのアミノ酸配列
を知ることができる。
ADE1遺伝子は、アデニン合成系の酵素であるフォスフ
ォリボシルアミノイミダゾールサクシノカルボキサミド
シンセターゼをコードしている遺伝子を含有している。
したがってADE1遺伝子非発現性の宿主酵母は、アデニン
要求性となり、ADE1遺伝子の導入によりアデニン非要求
性となることから、形質転換株の選択が可能となる。
すなわちADE1遺伝子を含むプラスミドベクターを作成
し、紫外線照射等の変異処理によりADE1遺伝子非発現性
の宿主キャンデイダ・ユテイリスを造成し、種々の形質
転換方式を検討すれば、キャンデイダ・ユテイリスの最
良の宿主−ベクター系が完成される。
酵母のベクターは通常、大腸菌、酵母いずれでも複
製、選別可能なシャトルベクターとして作成される。AD
E1遺伝子を含むプラスミドベクターとしては、YIp形ベ
クターが最も簡便なものである。これはADE1遺伝子を含
有するDNA断片とpBR322,pUC19等の大腸菌で複製可能な
プスミドベクターを連結することにより作成される。YI
p型ベクターは酵母内の自律的複製に必要な配列を持た
せないため、ADE1遺伝子間の相同配列特異的DNAの組換
えにより、宿主キャンデイダ・ユテイリスの染色体DNA
に組み込まれて始めて複製される。YIpベクターは非常
に安定に保持されるので、菌株の改良、工業的生産株の
作成に有利である。
ADE1遺伝子非発現性の宿主キャンデイダ・ユテイリス
の造成には、本発明のADE1遺伝子を有するDNAを使用し
た遺伝子破壊(gene disruption)法(Methods in Enzy
mology 101,202・211(1978))が有効な手段となる。
また、紫外線照射による変異処理も良好な手段のひとつ
である。アデニン要求性キャンデイダ・ユテイリスは、
アデニンを含まない最小倍地プレートで生育出来ない株
として容易に識別される。
キャンデイダ・ユテイリスの形質転換方法としては、
Hinnenらによって開発されたプロトプラスト法(Proc.N
atl.Acad.Sci.,USA,75,1929、1978)木村らによって開
発されたアルカリ金属処理法(J.Bacteriol.,153,165,1
983)あるいは主に真核細胞の形質転換に用いられてい
るエレクトロポレーション法(Hashimoto,H.et al.Appl
lied Microbiology and Biotechnology,21,336−339、1
985)が挙げられる。これらの方法を検討し、最適条件
を設定することにより、キャンデイダ・ユテイリスの宿
主−ベクター系が完成され、遺伝子操作に供される。
(実施例) 以下、本発明を実施例を用いてさらに詳しく説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1 キャンデイダ・ユテイリスCA(u)・37の染色体DNA
をHerefordらの方法(Cell,18,1261−1271、1979)に従
って調製し、50μgを制限酵素Sau3AIにより消化した
後、0.7%アガロースゲル電気泳動を行い、5−10Kbpの
断片をゲルから切り出して、回収装置であるDNA−CELL
(第一化学薬品販売)にて回収した。エシェリヒア・コ
リ(Escherichia coli)ATCC 37115より抽出したベクタ
ー・プラスミドYEp13の制限酵素BamHI消化物10μgとこ
の断片を混合後、T4DNAリガーゼで4℃、一夜連結反応
を行った。
この反応液を使用してエシェリヒア・コリHB101をコ
ンピテント・セル法にて形質転換し、該形質転換株より
プラスミドを抽出した。このプラスミド混合物でADE1遺
伝子が非発現性であるサッカロマイセス・セレビシエAT
CC44769をアルカリ金属法にて形質転換した。すなわ
ち、サッカロマイセス・セレビシエATCC44769を100mlの
TPD培地(2%バクトペプトン、2%グルコース、1%
酵母エキス)で5−7×106細胞/mlまで培養し、集菌、
洗浄後1mlのリチウム溶液(0.1M酢酸リチウム、10mM Tr
is−HCl、1mM EDTA,pH7.5)に懸濁した。30℃で30分間
振騰後、その10分の1量に40μgのキャリヤーDNA(5mg
/mlサケ精子DNAを超音波処理したもの)とプラスミド混
合物(10μl以下にする)を加えて30℃で30分間振騰し
た。42℃で5分間熱処理後、滅菌水で2回洗浄し、0.1m
lの最小培地(0.67% bacto yeast nitrogen base w/o
amino acid,2%グルコース,0.002% L−トリプトファ
ン,0.002% L−ヒスチジン塩酸塩,0.002%ウラシル)に
細胞を懸濁し、2%バクトアガーを含む最小培地プレー
トに塗布した。25℃にて一週間培養後、最小培地プレー
トで生育した(即ち、アデニン非要求性の)形質転換株
が得られた。この形質転換株より抽出したプラスミド
は、VEp13のBamHI部位に約11kbpのキャンデイダ・ユテ
イリスのADE1遺伝子を有するDNA断片が挿入されたもの
であり、pADE11と命名した。pADE11をサッカロマイセス
・セレビシエATCC44769に移入した株、サッカロマイセ
ス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisia)SHY1(pAD
E11)は、微工研菌寄第11354号として寄託されている。
次にpADE11のクローニング断片の制限酵素切断点地図
を作成し、制限酵素を利用してクローニング断片の小型
化を行い、第1図に示す小型化されたDNA断片を含むプ
ラスミドpADEB2,pADEED1,pADEX1およびpADEA1を作成し
た。アデニン要求性のサッカロマイセス・セレビシエAT
CC44769への形質転換実験により、これらDNA断片がADE1
遺伝子を含有するか否かを調べたところ、第1図に示す
結果となり、ADE1遺伝子をXhoI−AccI間(約1.34kb)に
限定することができた。第1図において、記号は以下の
制限酵素を示す。A;AccI,B;BamHI,E;EcoRI,P;PstI,X;Xh
oI さらに、キャンデイダ・ユテイリスADE1遺伝子の塩基
配列をダイオキシ法(Methods Enzymol.101,20−78,198
3)にて求めたところ、第2図に示すものであった。ま
た、この塩基配列から推測される、ADE1遺伝子にコード
されたフォスフォリボシルアミノイミダゾールサクシノ
カルボキサミドシンセターゼを含有するアミノ酸配列
は、第3図に示すものであった。
(発明の効果) 本発明のADE1遺伝子は、キャンデイダ・ユテイリス由
来のものであり、キャンデイダ属酵母の遺伝子操作系に
おける選択マーカーとして有用性が大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図はpADE11のクローニング断片の制限酵素切断点地
図及びこれをもとに小型化されたDNA断片とそれぞれのD
NA断片を含むプラスミドの名称、およびそれぞれのDNA
断片がADE1遺伝子を完全な形で有する(+)か否か
(−)かを示している。 第2図はキャンデイダ・ユテイリスのADE1遺伝子の塩基
配列を示している。 第3図はキャンデイダ・ユテイリスのADE1遺伝子の塩基
配列から演繹されるアミノ酸配列を示している。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 15/00 DDBJ/EMBL/GenBank/G eneSeq

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】キャンディダ・ユティリス(Candida util
    is)由来のADE1遺伝子を含有する第2図に記載の塩基配
    列からなるDNA断片。
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