JP3375830B2 - cis調節要素と一緒にプロモーターをコードするDNAの使用およびペプチドを産生させる新規な方法 - Google Patents

cis調節要素と一緒にプロモーターをコードするDNAの使用およびペプチドを産生させる新規な方法

Info

Publication number
JP3375830B2
JP3375830B2 JP23086096A JP23086096A JP3375830B2 JP 3375830 B2 JP3375830 B2 JP 3375830B2 JP 23086096 A JP23086096 A JP 23086096A JP 23086096 A JP23086096 A JP 23086096A JP 3375830 B2 JP3375830 B2 JP 3375830B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dna
plasmid
promoter
construct
recombinant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP23086096A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09234083A (ja
Inventor
ゴウリシャンカル ジャヤラマン
バンダリ プーナン
ラジュクマリ カヴェティ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Council of Scientific and Industrial Research CSIR
Original Assignee
Council of Scientific and Industrial Research CSIR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Council of Scientific and Industrial Research CSIR filed Critical Council of Scientific and Industrial Research CSIR
Publication of JPH09234083A publication Critical patent/JPH09234083A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3375830B2 publication Critical patent/JP3375830B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、細菌における浸透
圧誘発性の転写の開始を可能にする、たとえばproU
のようなcis調節要素と一緒にプロモーターをコード
するDNA配列を使用する新規な発現系の作製および使
用に関するものである。本発明の発現系は、蛋白質もし
くはポリペプチドを包含するヘテロロガス遺伝子産物を
効率的に高度発現させるために使用することができる。
本発明はさらにたとえば大腸菌(Escherichia coli)の
ような数種の微生物でヘテロロガス遺伝子産物のNaC
l−誘発高度発現を可能にする組換DNA技術および細
菌遺伝学の分野の当業者に利用しうる情報を用い、ベク
ターおよび菌株を作製する方法を提供する。さらに本発
明は、たとえば大腸菌(Escherichia coli)のような各
種の微生物における前記新規な組合せを用い、蛋白質も
しくはポリペプチドを包含するヘテロロガス遺伝子産物
のNaCl誘発高度発現を行う方法、並びに実験室的規
模もしくは工業規模の生産システムにて興味ある遺伝子
産物を精製する方法をも提供する。
【0002】
【従来の技術】
大腸菌(Escherichia coli)におけるproUオペロン
およびその転写の浸透圧調節 大腸菌(Escherichia coli)におけるproU座もしく
はオペロンは浸透圧調節におけるグリシンベタインおよ
びL−プロリンの取り込みに関する結合性蛋白質−依存
の輸送系をコードする[ダッタナンダ(Dattananda)お
よびゴウリスハンカー(Gowrishankar)(1989)、
ジャーナル・バクテリオロジー(J. Bacteriol. )、第
171巻、第1915〜1922頁;クソンカ(Csonk
a)(1989)、マイクロバイオロジカル・レビュー
(Microbiol. Rev. )、第53巻、第121〜147
頁]。proUの転写はNaClもしくは他の不浸透性
溶質を増殖培地に添加して誘発される[ゴウリスハンカ
ー(Gowrishankar)(1985)、ジャーナル・バクテ
リオロジー(J. Bacteriol. )、第164巻、第434
〜445頁;メイ(May )等(1986)、モレキュラ
・ゼネラル・ジェネチックス(Mol. Gen. Gent. )、第
205巻、第225〜233頁;ダッタナンダ(Dattan
anda)およびゴウリスハンカー(Gowrishankar)(19
89)、ジャーナル・バクテリオロジー(J. Bacterio
l. )、第171巻、第1915〜1922頁]。pr
oUのヌクレオチド配列は全体的に決定されている[ゴ
ウリスハンカー(Gowrishankar)(1989)、ジャー
ナル・バクテリオロジー(J. Bacteriol. )、第171
巻、第1923〜1931頁;ゴウリスハンカー(Gowr
ishankar)(1990)、ジャーナル・バクテリオロジ
ー(J. Bacteriol. )、第172巻、第1165頁]。
【0003】E.コリ(E. coli )におけるproU発
現の浸透圧調節につきcisに要求される正確な遺伝子
要素がダッタナンダ(Dattananda)等、ジャーナル・バ
クテリオロジー(J. Bacteriol. )(1991)、第1
73巻、第7481〜7490頁に規定されている。こ
の論文に記載されたプラスミドpHYD272は、pr
oUの376−1550領域がproU発現の正常な浸
透圧調節につき必須であると同定している。上昇したオ
スモラリティーにおける定常状態増殖の際のproUの
cis調節要素を含む領域からの増大した転写は、たと
えばlacZもしくはgcdAのような、前記cis調
節要素に作用的に結合した或る種のヘテロロガス遺伝子
によりコードされる蛋白質の産生増大を指令しうること
が示されている[メイ(May )等(1986)、モレキ
ュラ・ゼネラル・ジェネチックス(Mol. Gen. Gene
t.)、第205巻、第225〜233頁;ダッタナンダ
(Dattananda)(1993)、博士号論文、ヤワハラル
・ネール(Jawaharlal Nehru)大学、ニューデリー、イ
ンド;ハーブス(Herbs )等(1994)、ジーン(Ge
ne)、第151巻、第137〜142頁]。
【0004】上記論文の他にE.コリ(E. coli )のp
roUに関する他の論文も存在し、そのクローニング
[ゴウリスハンカー(Gowrishankar)((1986)、
ジャーナル・バクテリオロジー(J. Bacteriol. )、第
168巻、第1197〜1204頁;ファーツ(Faatz
)等(1988)、モレキュラ・マイクロバイオロジ
ー(Mol. Microbiol. )、第2巻、第265〜279
頁;パーク(Park)等(1989)、モレキュラ・マイ
クロバイオロジー(Mol. Microbiol. )、第3巻、第1
011〜1023頁]や、配列決定[メイ(May )等
(1989)、モレキュラ・マイクロバイオロジー(Mo
l. Microbiol. )、第3巻、第1521〜1531頁;
スターリング(Stirling)等(1989)、モレキュラ
・マイクロバイオロジー(Mol. Microbiol. )、第3
巻、第1025〜1038頁]、また浸透圧調節のメカ
ニズム[スザーランド(Sutherland)等(1986)、
ジャーナル・バクテリオロジー(J. Bacteriol. )、第
168巻、第805〜814頁;ヒギンス(Higgins )
等(1988)、セル(Cell)、第52巻、第569〜
584頁;ヨバノビッチ(Jovanovich)等(198
9)、ジャーナル・バイオロジカル・ケミストリー(J.
Biol. Chem.)、第264巻、第7821〜7825
頁:ラミレズ(Ramirez )等(1989)、プロシーデ
ィング・ナショナル・アカデミー・サイエンス USA
(Proc. Natl. Acad. Sci. USA)、第86巻、第115
3〜1157頁;ドルマン(Dorman)等(1989)、
モレキュラ・マイクロバイオロジー(Mol. Microbiol.
)、第3巻、第531〜540頁;ニー・ブーリエイ
ン(Ni Bhriain)等(1989)、モレキュラ・マイク
ロバイオロジー(Mol. Microbiol. )、第3巻、第93
3〜942頁;プリンス(Prince)およびビラレヨ(Vi
llarejo )(1990)、ジャーナル・バイオロジカル
・ケミストリー(J. Biol. Chem.)、第265巻、第1
7673〜17679頁:ラミレズ(Ramirez )および
ビラレヨ(Villarejo )(1991)、ジャーナル・バ
クテリオロジー(J. Bacteriol. )、第173巻、第8
79〜885頁;ルヒト(Lucht )およびブレマー(Br
emer)(1991)、ジャーナル・バクテリオロジー
(J. Bacteriol. )、第173巻、第801〜809
頁;ウエグチ(Ueguchi )およびミズノ(Mizuno)(1
993)、EMBOジャーナル(EMBO J. )、第13
巻、第1039〜1046頁;ルヒト(Lucht )等(1
994)、ジャーナル・バイオロジカル・ケミストリー
(J. Biol. Chem.)、第269巻、第6578〜658
6頁:タナカ(Tanaka)等(1994)、バイオサイエ
ンス・バイオテクノロジカル・バイオケミストリー(Bi
osci. Biotech. Bioochem.)、第58巻、第1097〜
1101頁;メリース(Mellies )等(1994)、ジ
ャーナル・バクテリオロジー(J. Bacteriol. )、第1
76巻、第3638〜3645頁;マンナ(Manna )お
よびゴウリスハンカー(Gowrishankar)(1994)、
ジャーナル・バクテリオロジー(J. Bacteriol. )、第
176巻、第5378〜5384頁;スレジェスキー
(Sledjeski )およびゴッテスマン(Gottesman )(1
995)、プロシーディング・ナショナル・アカデミー
・サイエンス USA(Proc. Natl. Acad. Sci. US
A)、第92巻、第2003〜2007頁;ジング(Din
g)等(1995)、モレキュラ・マイクロバイオロジ
ー(Mol. Microbiol.)、第16巻、第649〜656
頁]も記載されている。これらの或る種の知見について
総説がある[クソンカ(Csonka)(1989)、マイク
ロバイオロジカル・レビュー(Microbiol. Rev. )、第
53巻、第121〜147頁;クソンカ(Csonka)およ
びハンソン(Hanson)(1991)、アニューアル・レ
ビュー・マイクロバイオロジー(Annu. Rev. Microbio
l. )、第45巻、第569〜606頁;ルヒト(Lucht
)およびブレマー(Bremer)(1994)、FEMS
マイクロバイオロジカル・レビュー(FEMS Microbiol.
Rev.)、第14巻、第3〜20頁]。しかしながら、こ
れら刊行物における記載は全て本発明の範囲外である。
【0005】E.コリ(E. coli )のproUと同様な
浸透圧調節系 E.コリ(E. coli )のproUにおけると同様なオス
モラリティー増加により転写誘発される数種の他の遺伝
子およびプロモーターも記載されている。サルモネラ・
チフィムリウム(ネズミチフス菌、Salmonella typhimu
rium)はproUを有する[ジャーナル・バクテリオロ
ジー(J. Bacteriol. )、第168巻、第805〜81
4頁;ヒギンス(Higgins )等(1988)、セル(Ce
ll)、第52巻、第569〜584頁;オーバーディア
(Overdier)等(1989)、ジャーナル・バクテリオ
ロジー(J. Bacteriol. )、第171巻、第4694〜
4706頁;スターリング(Stirling)等(198
9)、モレキュラ・マイクロバイオロジー(Mol. Micro
biol. )、第3巻、第1025〜1038頁;オーバー
ディア(Overdier)およびクソンカ(Csonka)(199
2)、プロシーディング・ナショナル・アカデミー・サ
イエンス USA(Proc. Natl. Acad. Sci. USA)、第
89巻、第3140〜3144頁;オウエン・ヒュース
(Owen-Hughes )等(1992)、セル(Cell)、第7
1巻、第255〜265頁;ツッパー(Tupper)等(1
994)、EMBOジャーナル(EMBO J. )、第13
巻、第258〜268頁;フレッチャー(Fletcher)お
よびクソンカ(Csonka)(1995)、ジャーナル・バ
クテリオロジー(J. Bacteriol. )、第177巻、第4
508〜4513頁]。さらに、proU−相同性配列
もエンテロバクテリアシー(腸内細菌科、Enterobacter
iaceae)科の他の細菌属にて確認されている[クルハム
(Culham)等(1994)、カナディアン・ジャーナル
・マイクロバイオロジー(Can. J. Microbiol.)、第4
0巻、第397〜402頁]。
【0006】浸透圧ストレスおよび/またはNaClに
より転写誘発され、そのプロモーターがクローン化さ
れ、配列決定されているE.コリ(E. coli )および
S.チフィムリウム(S. typhimurium)の他の遺伝子に
は、kdp[スギウラ(Sugiura)等(1992)、モ
レキュラ・マイクロバイオロジー(Mol. Microbiol.
)、第6巻、第1769〜1776頁];treA
[レポイラ(Repolia )およびグチエレズ(Gutierrez
)(1991)、モレキュラ・マイクロバイオロジー
(Mol. Microbiol. )、第5巻、第747〜755
頁];otsBA[カーセン(Kaasen)等(199
4)、ジーン(Gene)、第145巻、第9〜15頁];
bet[ラマルク(Lamark)等(1991)、モレキュ
ラ・マイクロバイオロジー(Mol. Microbiol. )、第5
巻、第1049〜1064頁;エシュー(Eshoo )(1
988)、ジャーナル・バクテリオロジー(J. Bacteri
ol. )、第170巻、第5208〜5215頁];os
mB[ユング(Jung)等(1990)、ジャーナル・バ
イオロジカル・ケミストリー(J. Biol. Chem.)、第2
65巻、第10574〜10581頁];osmC[グ
チエレズ(Gutierrez )およびデベジアン(Devedjian
)(1991)、ジャーナル・モレキュラ・バイオロ
ジー(J. Mol. Biol. )、第220巻、第959〜97
3頁];osmE[グチエレズ(Gutierrez )等(19
95)、モレキュラ・マイクロバイオロジー(Mol. Mic
robiol. )、第16巻、第553〜563頁];および
osmY[イム(Yim )等(1994)、ジャーナル・
バクテリオロジー(J. Bacteriol. )、第176巻、第
100〜107頁]の各遺伝子がある。
【0007】グラム陽性細菌バチルス・ズブチリス(枯
草菌、Bacillus subtilis )でOpuAトランスポータ
ーが同定されており、これは転写レベルにでコグネート
遺伝子のその構造、機能および浸透圧調節に関しE.コ
リ(E. coli )のproUトランスポーターと顕著な類
似性を示し[ケンプ(Kempf )およびブレマー(Breme
r)(1995)、ジャーナル・バイオロジカル・ケミ
ストリー(J. Biol. Chem.)、第270巻、第1670
1〜16713頁]、また、その構造、機能および調節
でE.コリ(E. coli )の遺伝子と相同性である遺伝子
座[クソンカ(Csonka)(1982)、ジャーナル・バ
クテリオロジー(J. Bacteriol. )、第151巻、第1
433〜1443頁;ダンラップ(Dunlap)およびクソ
ンカ(Csonka)(1985)、ジャーナル・バクテリオ
ロジー(J. Bacteriol. )、第163巻、第296〜3
04頁;ケアニー(Cairney )等(1985)、第16
4巻、第1224〜1232頁;スザーランド(Suther
land)等(1986)、ジャーナル・バクテリオロジー
(J. Bacteriol. )、第168巻、第805〜814
頁;ヒギンス(Higgins )等(1988)セル(Cel
l)、第52巻、第569〜584頁;オーバーディア
(Overdier)等(1989)、ジャーナル・バクテリオ
ロジー(J. Bacteriol. )、第171巻、第4694〜
4706頁;スターリング(Stirling)等(198
9)、モレキュラ・マイクロバイオロジー(Mol.Microb
iol. )、第3巻、第1025〜1038頁;オーバー
ティア(Overdier)およびクソンカ(Csonka)(199
2)、プロシーディング・ナショナル・アカデミー・サ
イエンス USA(Proc. Natl. Acad. Sci. USA)、第
89巻、第3140〜3144頁;オーウエン・ヒュー
ス(Owen-Hughes )等(1992)、セル(Cell)、第
71巻、第255〜265頁;ツッパー(Tupper)等
(1994)EMBOジャーナル(EMBO J. )、第13
巻、第258〜268頁;フレッチャー(Fletcher)お
よびクソンカ(Csonka)(1995)、ジャーナル・バ
クテリオロジー(J. Bacteriol. )、第177巻、第4
508〜4513頁]、およびproU−相同配列もエ
ンテロバクテリアシー(Enterobacteriaceae)科の他の
細菌属にて同定されている[クルハム(Culham)等(1
994)、カナディアン・ジャーナル・マイクロバイオ
ロジー(Can. J. Microbiol.)、第40巻、第397〜
402頁]。
【0008】誘発性プロモーターに基づく発現系 誘発性プロモーターはE.コリ(E. coli )中でクロー
ン化された有用な遺伝子産物の合成を瞬間的に誘発する
ことにより、調節された過剰産生を達成するための主た
る手段を与えている。この意味で、最も一般的に使用さ
れる系の2つのものは次の通りである:(i)E.コリ
(E. coli )のlacオペロンの調節系[この系におい
ては、lacIリプレッサー遺伝子の産物はlacPプ
ロモーターもしくはその変異体からの発現を負に調節
し、イソプロピルチオ−a−D−ガラクトシド(IPT
G)もしくは他の関連するインデューサーを適する時点
で培養物に添加することにより誘発することができ
る];および(ii)バクテリオファージλの調節系
[この系においては、感温性リプレッサー蛋白質をコー
ドする突然変異体λのcI遺伝子(cI857)はファ
ージλのPLもしくはPRプロモーターからの発現を負
に調節し、培養物の増殖温度を30℃から42℃まで昇
温シフトすることにより誘発することができる]。これ
ら誘発性プロモーター系のいずれかによる調節発現はク
ローン化した遺伝子の上流にプロモーター配列をおくこ
とにより直接的に、或いは、誘発性プロモーターが2列
(two-tier)の調節系において、たとえば、プラスミド
コピー数を制御する遺伝子[ノルドストローム(Nord
strom )およびウーリン(Uhlin )(1992)、バイ
オ/テクノロジー(Bio/Technology)、第10巻、第6
61〜666頁]やファージT7のRNAポリメラーゼ
遺伝子[テーバー(Tabor )およびリチャードソン(Ri
chardson)(1985)、プロシーディング・ナショナ
ル・アカデミー・サイエンス USA(Proc. Natl. Ac
ad. Sci. USA)、第82巻、第1074〜1078頁;
スツヂエール(Studier )およびモファット(Moffatt
)(1986)、ジャーナル・モレキュラ・バイオロ
ジー(J. Mol. Biol. )、第189巻、第113〜13
0頁;スツヂエール(Studier )等(1990)、米国
特許第4,952,495号]のような正に調節する遺
伝子の発現をコントロールする数種の異なる間接的な手
法の1つにより達成されている。
【0009】これら課題を解決するためのその他の誘発
性プロモーター、たとえばtrpプロモーター[ヤンス
ラ(Yansura )およびヘナー(Henner)(1990)、
メソッズ・エンチモロジー(Meth. Enzymol.)、第18
5巻、第54〜60頁]またはpH−誘発性プロモータ
ー[トレンチノ(Tolentino )等(1992)、バイオ
テク・レタース(Bietech Lett. )、第14巻、第15
7〜162頁]も記載されているが、これらは充分開発
されておらずまた上記の2つの方法ほど広く用いられて
いない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】クローン化した遺伝子
産生物を過剰産生させるためにlac−もしくはファー
ジλ−由来のプロモーターを使用する調節発現系は効果
的かつ便利であって、実験室規模のE.コリ(E. coli
)培養におけるクローン化された遺伝子の産物の過剰
産生につき広範に開発されているが、これらは特に極め
て大量の細菌培養物を使用することに関する或る種の問
題を伴う。lac調節系を用いる場合、この問題は誘発
を得るために要する化学品IPTGはコストが高く、さ
らに数種の市販され入手できるIPTGは、極めて毒性
が高く、かつ環境上不都合な化学品であるジオキサン
[シグマ・ケミカル社カタログ(1995)、596]
を含むという問題を伴う。ファージλ調節系を用いる場
合、主たる問題は熱源との直接的な接触により細胞に顕
著な死滅が生じないように大量の培養物を比較的急速に
温度を上昇させることができるかという点であり;さら
にE.コリ(E. coli )における数種の蛋白質の過剰産
生は不溶性の封入体(inclusion body)の形成をもたら
し、この問題はより高温度における培養物のインキュベ
ーションに際し目立つようになると思われる。したがっ
て、たとえはE.コリ(E. coli )のような細菌でクロ
ーン化された遺伝子の産物の調節された過剰発現を達成
するには、ベクターおよび適する宿主菌株を包含する効
率的な代替方法を開発することが未だ未達成のニーズと
して残されている。
【0011】誘発につきIPTGもしくは温度上昇を用
いる方法に比べ、誘発剤としてNaClもしくは他のオ
スモライトを用いる調節発現系の有力な利点は当業界に
てまだ認識されていない。この結論は、宿主微生物とし
てE.コリ(E. coli )を用いる広く使用されている唯
一の誘発性過剰発現系がIPTG−もしくは温度−誘発
性のlac由来もしくはファージλ−由来のプロモータ
ーをそれぞれ使用するものであるという事実からも明か
である。本発明の利点は限定はしないが次のことを包含
する:(i)誘発剤のコストが極めて安価。(ii)比
較的不純な誘発剤の調製物であっても使用することがで
きる。(iii)大量培養物であっても低コストでほぼ
瞬間的な誘発を全細胞において達成することができる。
(iv)誘発剤の製造には潜在的な環境汚染物質の合成
を伴うことはない。(v)複合培地で増殖する培養物へ
の誘発剤としてのNaClもしくは他のオスモライトの
添加はグリシンベタインの細胞質蓄積を可能にし、この
条件下で或る種の過剰発現蛋白質を有する封入体形成と
いう問題が緩和される[ブラックウェル(Blackwell )
およびホーガン(Horgan)(1991)、FEBSレタ
ース(FEBS Lett.)、第295巻、第10〜12頁]。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、細菌における
プロモーターからの、NaCl誘発性もしくは浸透圧誘
発性の転写の開始を可能にするcis調節要素と一緒に
前記プロモーターをコードするDNA配列を、前記細菌
におけるヘテロロガス遺伝子の産物を瞬間的に誘発する
ことにより産生する発現ベクター系を作製するために使
用すること;有用なヘテロロガス遺伝子産物をコードす
るヘテロロガス遺伝子の発現方法;cisで第2のDN
Aセグメントに結合した第1のDNAセグメントを含む
組換DNA;並びに(i)細菌染色体に組込まれるか、
或いは(ii)前記細菌内で自律複製しうる組換プラス
ミドもしくはファージベクターとして存在する組換DN
A構成物を宿すトランスフォームされた細菌に関するも
のである。
【0013】したがって本発明は、細菌におけるプロモ
ーターからの、NaCl誘発性もしくは浸透圧誘発性の
転写の開始を可能にするcis調節要素と一緒に前記プ
ロモーターをコードするDNA配列を、前記細菌におけ
るヘテロロガス遺伝子の産物を瞬間的に誘発することに
より産生する発現ベクター系を作製するために使用する
使用方法を提供する。
【0014】さらに本発明は、エンテロバクテリアシー
(Enterobacteriaceae)科の細菌種にてヘテロロガス遺
伝子の産物を瞬間的に誘発することにより産生するため
の発現ベクター系にも関するものであり、これは細菌種
の中で複製しうるか、或いは公知の方法により前記細菌
種の染色体に組込むことができるプラスミドもしくはバ
クテリオファージ構成物で構成されるものである。好ま
しくは細菌種は大腸菌(Escherichia coli)である。
【0015】さらに本発明は、たとえばRNAもしくは
ポリペプチドのような有用なヘテロロガス遺伝子産物を
コードするヘテロロガス遺伝子の発現方法をも提供し、
この方法は、(a) 有用なヘテロロガス遺伝子産物を
コードし、公知の方法により得られる配列を有する第1
のDNAセグメントを得、(b) 細菌でプロモーター
からの、NaCl誘発性もしくは浸透圧誘発性の転写の
開始を可能にするcis調節要素と一緒に前記プロモー
ターをコードし、公知の方法により得られる配列を有す
る第2のDNAセグメントを得、(c) 前記細菌内に
安定に維持される組換DNA構成物を受け渡しうるベク
ターを公知の組換DNA法により作製し、前記組換DN
A構成物は、前記細菌のトランスフォームされた細胞に
おける前記ヘテロロガス遺伝子の転写が専らもしくはほ
ぼ専ら前記プロモーターにより指令されるようにcis
で互いに連結した前記第1および第2のDNAセグメン
トで構成され、(d) 前記ベクターを用いて、前記組
換DNA構成物を安定的に受け継いだ前記細菌のトラン
スフォームされた細胞を公知の方法によって得、(e)
組換トランスフォームされた細菌を低オスモラリティ
ーの培地で公知の方法により増殖させ、(f) たとえ
ばNaClのようなオスモライト(osmolyte)を培養物
に添加して有用なヘテロロガス遺伝子産物の合成を誘発
させ、(g) 前記有用な遺伝子産物を公知の方法によ
り分離、精製およびキャラクタライゼーション化するこ
とを備えるものである。
【0016】本発明の好ましい特徴は、第2のDNAセ
グメントが大腸菌(Escherichia coli)のproU D
NA配列もしくはその1部、または大腸菌(Escherichi
a coli)のproU DNA配列に対し少なくとも80
%の類似性を有する任意のDNA配列もしくはその1部
であり、また、たとえば大腸菌(Escherichia coli)の
ように、細菌がエンテロバクテリアシー(Enterobacter
iaceae)科内の細菌種に属する点である。
【0017】さらに本発明は、(i)適する宿主細菌に
てプロモーターからの、NaCl誘発性もしくは浸透圧
誘発性の転写の開始を可能にするcis調節要素と一緒
に前記プロモーターをコードする配列を持った第1のD
NAセグメントからなり、これを(ii)転写−アクテ
ィベーター蛋白質をコードする配列を有する第2のDN
Aセグメントにcisで結合し、前記蛋白質の合成が前
記組換構成物を有する前記細菌の誘導体でNaClもし
くは他のオスモライトを培地に添加することにより活性
化されるように連結した組換DNA構成物に関するもの
である。
【0018】本発明の好ましい特徴は、第1のDNAセ
グメントを有する組換DNA構成物が大腸菌(Escheric
hia coli)のproUのDNA配列もしくはその1部、
または大腸菌(Escherichia coli)のproUのDNA
配列と少なくとも80%の類似性を有する任意のDNA
配列もしくはその1部であり、また、転写−アクティベ
ーター蛋白質がバクテリオファージT7の酵素的に活性
なRNAポリメラーゼである点にある。
【0019】さらに本発明は、組換DNA構成物である
BamHI−末端化したDNA断片をも提供し、前記組
換DNA構成物は(i)大腸菌(Escherichia coli)か
ら誘導され、プラスミドpHYD513から得られるP
stI−EcoRI断片上のproUのcis調節要素
からなり、これを(ii)酵素的に活性なT7 RNA
ポリメラーゼをコードし、プラスミドpHYD501を
PstI−EcoRIで切断して得られる2種の断片の
うち大きい方に存在するDNAセグメントにcisで連
結して構成されたものであり、前記BamHI−末端化
したDNA断片はプラスミドpHYD503から得られ
るものである。
【0020】好ましくは前記組換DNA構成物は(i)
細菌染色体に組込まれ、或いは(ii)前記細菌内で自
律複製しうる組換プラスミドもしくはファージベクター
として存在する。細菌は大腸菌(Escherichia coli)、
好ましくは大腸菌(Escherichia coli)株GJ1150
から選択することができ、ここでBamHI−末端化し
たDNA断片は染色体のmalPQ座に組込まれる。
【0021】さらに本発明は組換DNA構成物を有する
トランスフォームされた細菌を得るための方法をも提供
し、この方法は次の工程からなる: I. 組換DNA構成物を作製し、この作製は(a)適
する宿主細菌にてプロモーターから、NaCl誘発性も
しくは浸透圧誘発性の転写の開始を可能にするcis調
節要素と一緒にプロモーターをコードする配列を持った
第1のDNAセグメントを公知の方法により得ると共に
クローニングし;(b)前記第1のDNAセグメント
を、転写−アクティベーター蛋白質をコードする配列を
有する第2のDNAセグメントと公知の方法により結合
させて、前記組換DNA構成物を有する前記宿主細菌の
誘導体における前記蛋白質の合成が専らもしくはほぼ専
ら前記プロモーターから開始された転写に依存するよう
にすると共に、前記組換DNA構成物がプラスミドもし
くはファージのようなベクターのDNA配列に対し共有
結合で隣接するように結合し;(c)結合した混合物
を、前記ベクターが自律複製すると共に維持されるよう
な適する菌株にトランスフォームし;さらに(d)正確
な組換構成物を有するクローンを公知の方法により同定
する各工程からなり、 II. 前記組換DNA構成物が(i)細菌染色体に組
込まれ、或いは(ii)前記宿主細菌内で自律複製しう
る組換プラスミドもしくはファージベクターとして存在
する前記宿主細菌のトランスフォームされた誘導体を得
ることからなる。
【0022】この方法の第1のDNAセグメントは大腸
菌(Escherichia coli)proUDNA配列もしくはそ
の1部、または大腸菌(Escherichia coli)proU
DNA配列に対し少なくとも80%の類似性を有する任
意のDNA配列もしくはその1部を有したものであり、
さらに転写−アクティベーター蛋白質はバクテリオファ
ージT7の酵素的に活性なRNAポリメラーゼである。
【0023】好ましくは本発明の方法は、大腸菌(Esch
erichia coli)proU−T7 RNAポリメラーゼ融
合体で構成された組換DNA構成物で適用され、ここで
細菌は大腸菌(Escherichia coli)であり;第1のDN
Aセグメントは大腸菌(Escherichia coli)由来のpr
oU cis調節要素で、プラスミドpHYD513も
しくはpHYD514からPstI−EcoRI切断に
より得られたものであり、第2のDNAセグメントは酵
素的に活性なT7 RNAポリメラーゼをコードする配
列を有し、プラスミドpHYD501上に存在するもの
であり、組換DNA構成物はPstI−EcoRI−末
端化した第1のDNAセグメントをプラスミドpHYD
501のPstI−EcoRI切断により得られた2種
の断片のうち大きい方と結合することにより得られ;さ
らに前記組換DNA構成物を有するプラスミド、たとえ
ばpHYD503は、適する菌株の結合した混合物によ
るトランスフォームやテトラサイクリン耐性による選択
に続く公知の方法により同定される。
【0024】さらに、本発明は大腸菌(Escherichia co
li)proU−T7 RNAポリメラーゼ融合体を含む
組換DNA構成物を大腸菌(Escherichia coli)染色体
のmalPQ座に組込む方法にも関し、この方法は: (a) proU−T7 RNAポリメラーゼ融合体を
有し、プラスミドpHYD503から得られるBamH
I−末端化したDNA断片をBglII−切断したpO
M41 DNAと結合させ、(b) 挿入物におけるp
roU プロモーターがpOM41におけるプロモータ
ーなしのtet遺伝子と同じ方向に転写される組換プラ
スミド(たとえばpHYD507)を同定し、(c)
前記組換プラスミドを菌株pop2249にトランスフ
ォームし、テトラサイクリン耐性、アンピシリン耐性お
よび低オスモラリティーでLac−である誘導体を同定
し、菌体内でproU−T7 RNAポリメラーゼ融合
構成物は逆相同組換によりmalPQ座に転移され、
(d) 次いで、アンピシリン耐性およびテトラサイク
リン耐性マーカーがpOM41由来プラスミド レプリ
コンの自然喪失により消失している、たとえばGJ11
50のような組込体コロニーを同定し、(e) 必要に
応じ、遺伝子転移および相同組換の公知の方法により、
組込proU−T7 RNAポリメラーゼ融合構成物を
有するmalPQ座をこれらの組込菌株から他の大腸菌
(Escherichia coli)の菌株に転移させることを備える
ものである。
【0025】さらに本発明は、たとえばRNAもしくは
ポリペプチドのような有用なヘテロロガス遺伝子産物を
コードするヘテロロガス遺伝子の発現方法をも提供し、
この方法は、 (a) 有用なヘテロロガス遺伝子産物をコードし、公
知の方法により得られる配列を有する第1のDNAセグ
メントを得、 (b) 適する宿主細菌に受け渡して宿主細菌内で維持
することができるベクターを公知の組換DNA法により
作製し、宿主細菌内で前記DNA断片は転写−アクティ
ベーター蛋白質により活性化される第1のプロモーター
の下流で正確な方向にクローン化され、前記細菌のトラ
ンスフォームされた細胞で前記有用な遺伝子産物の合成
が専らもしくはほぼ専ら前記第1のプロモーターから開
始される転写に依存するようにし、 (c) 前記ベクターとさらに追加の組換DNA構成物
との両者を有する前記細菌のトランスフォームされた細
胞を公知の方法により得、前記組換DNA構成物は
(i)前記細菌で第2のプロモーターから、NaCl誘
発性もしくは浸透圧誘発性の転写の開始を可能にするc
is調節要素と一緒に第2のプロモーターをコードする
配列を有する第2のDNAセグメントを、(ii)前記
転写−アクティベーター蛋白質をコードする配列を有す
る第3のDNAセグメントにcisで結合して構成さ
れ、前記蛋白質の合成が前記組換構成物を保持する前記
細菌の誘導体で、培地へのNaClもしくは他のオスモ
ライトの添加により活性化されるようにし、 (d) トランスフォームされた組換細菌を低オスモラ
リティーの培地にて公知の方法により増殖させ、 (e) たとえば、NaClのようなオスモライトを培
養物に添加して前記有用な遺伝子産物の合成を誘発し、 (f) 前記有用な遺伝子産物を公知の方法により分
離、精製およびキャラクタライゼーション化することを
備える。
【0026】
【発明の実施の形態】本発明は、細菌でヘテロロガス遺
伝子産物を瞬間的な誘発により、調節された過剰産生を
させるために、誘発剤としてのNaClもしくは他のオ
スモライトの新規な使用による簡略化した方法について
説明する。本発明の方法は、適する宿主細菌のトランス
フォームされた細胞でNaCl誘発性もしくは浸透圧誘
発性であって、有用な遺伝子産物をコードする標的遺伝
子の発現を指令するプロモーター(cis調節要素に関
連する)を使用する。これは、関連するcis調節要素
を有する前記プロモーターを前記適する宿主細菌のトラ
ンスフォームされた細胞内における前記標的遺伝子に対
しcisで作用的に結合させるような直接的手法により
達成することができる。
【0027】前記直接的手法を用いる本発明の方法は次
の工程を備え、(i) 適する宿主細菌でNaCl誘発
性もしくは浸透圧誘発性であるプロモーター(関連した
cis調節要素を含む)の同定およびクローニングを行
い、(ii) 標的遺伝子の同定およびクローニングを
行い、(iii) 細菌のトランスフォームされた細胞
における前記標的遺伝子産物の合成が専らもしくはほぼ
専ら前記NaCl誘発性もしくは浸透圧誘発性プロモー
ターから開始される転写に依存するように、たとえば翻
訳−開始のシグナルのような他の適するシグナルと一緒
に標的遺伝子に対しcisで前記NaCl誘発性もしく
は浸透圧誘発性プロモーターを作用的に結合させること
によるオペロン融合体を形成し、(iv) 前記細菌の
細胞内に前記オペロン融合体を受け渡し、維持すること
によって前記細菌のトランスフォームされた細胞を得、
(v) 低オスモラリティーの培地で前記トランスフォ
ームされた細胞を増殖し、前記培地にNaClもしくは
他のオスモライトを添加することによって前記標的遺伝
子産物の合成を誘発し、(iv) 前記標的遺伝子産物
がこれら条件下で実質的に誘発されたことを確認し、
(vii) 前記培地からの前記標的遺伝子産物の濃縮
されたもしくは精製された調製物を作製する、という各
工程である。
【0028】後記の実施例において、上記直接的手法を
用いる本発明の特定な具体例を示す方法の詳細を説明す
る。そこでは前記NaCl誘発性もしくは浸透圧誘発性
プロモーターは大腸菌(Escherichia coli)proU座
から誘導され;前記有用な標的遺伝子産物の選択例はバ
クテリオファージT7のRNAポリメラーゼであり;さ
らに前記宿主細菌が大腸菌(Escherichia coli)であ
る。これら実施例を含め本明細書における説明は、当業
者に従来技術で入手しうる材料および方法とを組合せ
て、上記の直接的手法に関し本発明を完全に開示する。
【0029】さらに本発明者等は、適する宿主細菌で誘
発剤としてNaClもしくは他のオスモライトを用い、
ヘテロロガス標的遺伝子産物の調節された過剰産生を得
るための間接的手法をも開発した。この間接的手法にお
いては、前記細菌のトランスフォームされた細胞にてN
aCl誘発性もしくは浸透圧誘発性であるプロモーター
(関連したcis調節要素を含む)を転写−アクティベ
ーター蛋白質をコードする遺伝子にcisで作用的に結
合させる。得られる新規な組換構成物は前記細菌のトラ
ンスフォームされた細胞に存在し、これら細胞はプロモ
ーターで構成された第2の組換構成物を担うように処理
され、そして、プロモーターから標的遺伝子に対しci
sで作用的に結合された前記転写−アクティベーター蛋
白質により転写が活性化される。
【0030】間接的手法を用いる本発明の方法は次の工
程を備え、(i) 適する宿主細菌にてNaCl誘発性
もしくは浸透圧誘発性であるプロモーターを同定および
クローニングを行い、(ii) 前記細菌で転写−アク
ティベーターとして機能しうる転写−アクティベーター
蛋白質の遺伝子を同定およびクローニングを行い、(i
ii) 第2のプロモーターを同定およびクローニング
を行って、プロモーターからの転写を前記細菌における
前記転写−アクティベーター蛋白質により特異的に活性
化するようにし; (iv) 標的遺伝子を同定およびクローニングを行
い、(v) 新規な組換構成物において、前記NaCl
誘発性もしくは浸透圧誘発性プロモーターを前記転写−
アクティベーター蛋白質の遺伝子に、たとえば転写−開
始におけるような他の適するシグナルと一緒に結合させ
て、前記細菌のトランスフォームされた細胞で前記転写
−アクティベーター蛋白質の合成が殆ど専ら前記NaC
l誘発性もしくは浸透圧誘発性プロモーターから開始さ
れる転写に依存するようにし、(vi) 第2の組換構
成物において、前記第2のプロモーターを前記標的遺伝
子に、たとえば転写−開始におけるような適する他のシ
グナルと一緒に結合させて、前記細菌のトランスフォー
ムされた細胞で前記標的遺伝子産物の合成が前記第2の
プロモーターにて開始された転写物から指令されるよう
にし、(vii) 前記細菌の細胞内で、前記新規な組
換構成物と第2の組換構成物とを受け渡し、維持するこ
とにより前記細菌のトランスフォームされた細胞を得、
(viii) 前記トランスフォームされた細胞を低オ
スモラリティーの培地で増殖させ、NaClもしくは他
のオスモライトを前記培地に添加することにより前記標
的遺伝子産物の合成を誘発させ、(ix) 前記標的遺
伝子産物がこれら条件下で実質的に誘発されることを確
認、(x) 前記培地からの前記標的遺伝子産物の濃縮
されたもしくは精製された調製物を作製する、ことを備
えている。
【0031】後記の実施例において、上記の間接的手法
を用いる本発明の特定の具体例を示す方法の詳細を例示
した。ここで前記NaCl誘発性もしくは浸透圧誘発性
プロモーターを大腸菌(Escherichia coli)proU座
から誘導し;前記転写−アクティベーター蛋白質はファ
ージT7RNAポリメラーゼであり;前記第2のプロモ
ーターはファージT7のm10プロモーターであり;前
記標的遺伝子はE.コリ(E. coli )のSSB蛋白質を
コードするssbであり;さらに前記宿主細菌は大腸菌
(Escherichia coli)である。本明細書における実施例
を含む説明は、当業者に従来技術で入手しうる材料およ
び方法とを組合せて、上記間接的手法に関する本発明の
全開示を構成する。
【0032】瞬間的な誘発に対してNaClもしくは他
のオスモライトを用いる本発明で開示した調節された発
現系は、誘発剤が定常状態の増殖に際し培養物中に連続
的に存在する発現系に対して或る種の一般的な利点を与
える。これは、定常状態の増殖に際しクローン化された
遺伝子産物を過剰産生するよう設計されたトランスフォ
ームされた宿主細胞が、しばしば前記定常状態の増殖の
条件下で増殖性が極めて少なく、しかも培養物中で、ク
ローン化された遺伝子の発現レベルが減少している突然
変異体により急速にとってかわられるためである。瞬間
的な誘発を用いる調節された発現系(たとえば本発明と
して開示したもの)によって、細菌培養物の増殖の相と
クローン化された遺伝子産物の発現の増大とが時間的に
分離され、次いで個々に最適化することができる。
【0033】後記の実施例は次のことを説明する:
(i)プラスミドpHYD513およびpHYD514
の作製(実施例1)。ここではE.コリ(E. coli )p
roUのcis調節要素は通常の制限酵素切断部位に隣
接した「カセットDNA配列」上に常在して、カセット
が(a)上記直接的手法の遂行において標的遺伝子に直
接的に、或いは(b)上記間接的手法の遂行において転
写−アクティベーター蛋白質をコードする遺伝子に容易
に結合できるようになっている:(ii)プラスミドp
HYD503の作製。ここではE.コリ(E. coli )p
roUのcis調節要素を有するpHYD513からの
カセットをファージT7 RNAポリメラーゼをコード
する遺伝子にcisで作用的に結合させ、新規な組換構
成物を得、これは上記直接的手法の実用的例示である
が、pHYD503によりトランスフォームされたE.
コリ(E. coli )細胞でファージT7 RNAポリメラ
ーゼをNaCl添加の後に過剰産生させることを記載し
ている(実施例2);(iii)安定な単一コピーの組
込菌株GJ1150を得ることに関して、pHYD50
3からE.コリ(E. coli )の染色体におけるmalP
Q座への前記新規な組換構成物の転移(実施例3);お
よび(iv)上記の間接的手法により、E.コリ(E. c
oli )ssb遺伝子(標的遺伝子)がT7 m10プロ
モーターに融合したプラスミドから、NaCl誘発性の
SSB蛋白質を過剰産生を指令する菌株GJ1150の
使用(実施例4)。
【0034】
【実施例】以下の実施例においては次の材料および方法
を使用した: 1. 菌株DH5’[ハナハン(Hanahan )(198
3)、ジャーナル・モレキュラ・バイオロジー(J. Mo
l. Biol. )、第166巻、第557〜580頁および
ベセスダ・リサーチ・ラボラトリース(Bethesda Resea
rch Labs)(1986)、フォーカス(Focus )、第8
巻、第9頁に記載されている];BL21[スツジエー
ル(Studier )およびモファット(Moffatt )(198
6)、ジャーナル・モレキュラ・バイオロジー(J. Mo
l. Biol. )、第189巻、第113〜130頁に記載
されている]、およびpop2249[ユング(Jung)
等(1990)、ジャーナル・バイオロジカル・ケミス
トリー(J. Biol. Chem.)、第265巻、第10574
〜10581頁に記載されている]を細菌菌株およびプ
ラスミド用の宿主として使用した。
【0035】2. 使用したプラスミドはpBlues
cript−KS[ストラタジーン(Stratagene)Gm
bH社、ポストファッハ(Postfach)10 54 6
6、D−6900、ハイデルベルク(Heidelberg)、F
RG];pGEM−3Z[プロメガ(Promega Co. )
社、2800、ウッズ・ハロウ・ロード(Woods Hollow
Road )、マジソン(Madison )、WI 53711−
5399、USA];pOM41[ビダル−インギグリ
アルジ(Vidal-Ingigliardi )およびライバウド(Raib
aud )(1985)、ヌクレイック・アシッズ・リサー
チ(Nucleic Acids Res.)、第13巻、第5919〜5
926頁];pGK2[キショア(Kishore )等(19
94)、インディアン・ジャーナル・バイオケミストリ
ー・バイオフィジークス(Ind. J. Biochem. Biophys.
)、第31巻、第249〜253頁];pHYD27
2[ダッタナンダ(Dattananda)等(1991)、ジャ
ーナル・バクテリオロジー(J. Bactriol.)、第173
巻、第7481〜7490頁];およびpHYD501
である。
【0036】3. 使用した増殖培地はLBON培地
[バクトトリプトン10.0g/L、バクト酵母抽出物
5.0g/L、pH7.0に調整]である。抗生物質を
次の最終濃度(fg/mL)で(必要に応じ)使用し
た;アンピシリン(Amp)、100;テトラサイクリ
ン(Tet)、15;およびトリメトプリム(Tp)、
60。添字rおよびsを用いて、それぞれ耐性および感
受性の表現型を示す。5−ブロモ−4−クロロ−3−イ
ンドリル−a−D−ガラクトシド(X−gal)を25
fg/mLの最終濃度にてプレートに使用した。これら
はアンピシリンおよびテトラサイクリンの原液からそれ
ぞれ水およびエタノールで調製し、トリメトプリムおよ
びX−galの原液からジメチルホルムアミドで調製し
た。
【0037】4. 培地、薬品および抗生物質はシグマ
(Sigma )社[私書箱14508、セントルイス、MU
63178、USA];ディフコ・ラボラトリース(Di
fco Laboratories)社[私書箱331058、デトロイ
ト、MI 48232−7058、USA]、およびハ
イ・メディア・ラボラトリース Pvt(Hi Media Lab
oratories Pvt.)社[23、バドハニ・インダストリア
ル・エステート(Vadhani Industrial Estate )、ボン
ベイ 400086、インド]から入手した。
【0038】5. DNAクローニングに用いた制限エ
ンドヌクレアーゼおよび酵素はニュー・イングランド・
バイオラボ(New England Biolabs )社[32、トザー
・ロード(Tozer Road)、ビバリー(Beverly )、MA
01915−5599、USA];ベーリンガー・マ
ンハイム(Boehringer Mannheim )GmbH社[ビオヘ
ミカ(Biochemica)私書箱321 120、D−680
0マンハイム(Mannheim)31、FRG];プロメガ
(Promega )社[2800、ウッズ・ハロー・ロード、
(Woods Hollow Road )マジソン(Madison )、WI
53711−5399、USA];およびバンガロア・
ゼネイPvt(Bangalore Genei Pvt.)社[No.27
7、セカンド・メイン(サンケイ・ロード)(2nd Main
(Sankey Road))、18番クロス(Cross )、マレスワ
ラム(Malleswaram )、バンガロア(Bangalore )−5
60003、インド]から入手した。アガロースゲル上
での電気泳動によって分離されたDNA断片を精製する
ためのゼネクリーン・キット(Geneclean kit )はビオ
101(Bio101)社[私書箱2284、ラ・ヨラ(La J
olla)、CA 92038−2284、USA]から購
入した。
【0039】6. 特記しない限り、DNA断片の調製
およびクローニングはモレキュラ・クローニング:ラボ
ラリー・マニュアル(Moleculra Cloning: A Laborator
y manual)、第2版(1989)、サムブルック(Samb
rook)等、コールド・スプリング・ハーバー・ラボラト
リー・プレス(Cold Spring Harbor Press)、コールド
・スプリング・ハーバー(Cold Spring Harbor)、ニュ
ーヨークに記載された標準技術により行った。
【0040】7. 全細胞溶解物の蛋白質のプロフィー
ルもモレキュラ・クローニング:ラボラリー・マニュア
ル、第2版(1989)、サムブルック等、コールド・
スプリング・ハーバー・ラボラトリー・プレス、コール
ド・スプリング・ハーバー、ニューヨークに記載された
標準技術を用いて入手した。
【0041】寄託 充分な開示の要件に即して、本発明の2種のプラスミド
を本出願の出願日に先立ちナショナル・コレクションス
・フォア・インダストリアル・アンド・マリーン・バク
テリア・リミテッド(National Collections for Indus
trial and Marine Bacteria Limited )、スコットラン
ド、ユナイテッド・キングダム(NCIMB)に寄託し
た。これら2種のプラスミドはpHYD272およびp
HYD501である。寄託は菌株DH5’/pHYD2
72/pHYD501のものであり、寄託番号はNCI
MB 40772で、1995年10月2日付けであ
る。
【0042】実施例1 通常の制限酵素部位が隣接したproUのcis調節領
域を有するプラスミドpHYD513およびpHYD5
14の作製 プラスミドpHYD272は選択マーカーとしてTpr
をコードするIncW−レプリコンに基づく低コピー数
プラスミドであり、これはヌクレオチド376〜155
0のproU配列を有し、2個のproUプロモーター
とこれら2個のプロモーターから開始される正常な浸透
圧誘発性の転写を行うのに必要かつ十分な他の調節配列
とを有している[ダッタナンダ(Dattananda)等(19
91)、ジャーナル・バクテリオロジー(J. Bacterio
l. )、第173巻、第7481〜7490頁]。pr
oU座におけるヌクレオチドの数の規定に関する命名法
は次の刊行物[ゴウリスハンカー(Gowrishankar)(1
989)、ジャーナル・バクテリオロジー(J. Bacteri
ol. )、第171巻、第1923〜1931頁およびエ
ラツム(Erratum )(1990)、第172巻、第11
65頁]に拠った。次いで位置1631に存在するpH
YD272におけるproU配列の右側末端を同定した
(図1参照。図1は、位置376〜1631のE.コリ
(E. coli )のproU配列を含むプラスミドpHYD
272からのSacI断片のヌクレオチド配列を示し;
proU配列の2つの末端は対応するヌクレオチドの数
の規定によりマークし;断片のSacI末端および位置
1045−1050におけるNdeI部位には上線を施
した)。proU調節配列を容易に処理するため、pH
YD272からのこの1.25−kb断片を高コピー数
プラスミドpBluescript−KSおよびpGE
M−3Zの複クローニング部位でクローニングした。こ
の目的で、プラスミドpHYD272を制限酵素Sac
Iで切断して1.25−kbのproU断片を遊離させ
(図1参照)、次いでこれをベクターpBluescr
ipt−KSおよびpGEM−3ZのそれぞれのSac
I部位でサブクローニングした。得られたプラスミドを
それぞれpHYD511およびpHYD514と命名し
た。
【0043】これら構成物の他の改変において、プラス
ミドpHYD511のproU配列における位置104
5−1051に存在するNdeI部位を(インビボにお
けるプロモーターの浸透圧誘発性をもたらすことなし
に)次のように切断した:プラスミドpHYD511を
制限酵素NdeIでの切断によりNdeI部位で線状化
させ、クレノウDNAポリメラーゼおよび4種のデオキ
シヌクレオチド三リン酸を用いて各末端を「平滑化」さ
せ、さらにプラスミドをT4 DNAリガーゼを用い標
準的結合反応条件により再び環化した。T4 DNAリ
ガーゼを熱失活させ、DNA試料をエタノールで沈澱さ
せた。このDNA試料を再びNdeIで処理し、処理混
合物を用いてAmprに対して応答能力のあるDH5’
の細胞の調製物をトランスフォームした。次いで、10
種の個々の各トランスフォーム体から得られたDNA
を、制限酵素分析を用いてproUの1045−105
0におけるNdeI部位が存在しないことを試験し、こ
のように同定されたNdeI部位が破壊されている1種
のプラスミドをpHYD512と命名した。
【0044】pHYD512からの1.25−kb p
roU配列も同様にベクターpGEM−3ZのSacI
部位でSacI断片についてサブクローニングし、得ら
れたプラスミドをpHYD513と称した。したがっ
て、プラスミドpHYD513およびpHYD514は
proUのcis調節領域を有し(他の実施例では、p
roUpとして示す)、さらにproUpのいずれかの
側における独特な制限部位を図2に示す(この図面はp
GEM3Z由来のプラスミドpHYD513およびpH
YD514の物理的マップを示し、proUp「カセッ
ト」の上流および下流で利用できる独特な制限部位を示
し、proUpからの転写方向を上側の矢印によって示
し、両プラスミドはpHYD513におけるproUp
内のNdeI部位の変異を除き同一である)。
【0045】実施例2 proUpがファージT7 RNAポリメラーゼ遺伝子
に結合したプラスミドpHYD503の作製 プラスミドpHYD501は選択マーカーとしてTet
rをコードするP15A−レプリコンに基づく多コピー
のプラスミドであって、上流のプロモーターなしにファ
ージT7 RNAポリメラーゼ(T7 RNAP)遺伝
子を保有している(図3)。pHYD501でT7 R
NAP遺伝子の上流にproUp配列をクローン化する
ため、プラスミドpHYD501およびpHYD513
をそれぞれEcoRI−PstI制限酵素で切断した。
これら酵素を熱失活させ、2種のDNA試料を混合し、
エタノールで沈澱させ、さらに結合反応を標準法にした
がって行った。受容能力のあるDH5’細胞を結合混合
物によりトランスフォームした。Tetrトランスフォ
ーム体を選択し、これらをAmps表現型につきスクリ
ーニングした。プラスミドDNAを5種のAmps T
etrトランスフォーム体から調製した。これらDNA
試料のそれぞれをEcoRI−PstI制限酵素で切断
し、アガロースゲル電気泳動により分析した。すべての
試料はそれぞれ5.7kbおよび1.25kbの長さの
2つのバンドを示し、これは各々の場合にproU c
is調節配列がT7 RNAP遺伝子の上流にクローン
化されたことを示す。これらプラスミド誘導体の1種を
pHYD503と命名した(図3参照。この図はプラス
ミドpHYD501の構造およびpHYD501からプ
ラスミドpHYD503を作製する工程を図示するが大
きさは示していない。矢印は別のプロモーターからの転
写の範囲および方向を示し、ベクター上のマーカー遺伝
子の転写は示さず、各種のDNA分子におけるEcoR
I、BamHIおよびPstI制限部位の位置をマーク
し、円弧はpHYD503の形成に使用したpHYD5
01の断片を示す)。
【0046】プラスミドpHYD503を菌株BL21
にトランスフォームし、Tetrトランスフォーム体を
LBON−Tetプレートで選択した。次いで、単一の
精製されたTetrコロニーを100mL三角フラスコ
中の10mLのLBON−Tet肉汁培地(ブロス)に
接種し、環境振とう器(environmental shaker)にて3
7℃で1晩インキュベートした。翌日、培養物を同じ組
成の10mLの新鮮な培養液で1:50に希釈し、上記
と同様にインキュベートした。培養物のOD600が約
0.8の数値に達したとき、培養物を2つの100mL
フラスコに均等に分割し、その一方にはNaClを0.
4Mの最終濃度まで(水中、5M原液から)添加して浸
透圧誘発を行ったのに対し、他方のフラスコは非誘発の
対照として用いた。その後、これらフラスコを37℃に
て環境振とう器内でさらに3時間にわたりインキュベー
トした後、培養物における細胞をベンチトップ遠心分離
器で4000rpmで10分間、遠心分離して収集し
た。細胞ペレットを0.5mLの熱(約80℃)試料緩
衝液に再懸濁した。試料混合物を2分間にわたり煮沸し
た後、試料を直ちに氷中に移し、次いで−20℃にて貯
蔵した。これら試料を次いで6%ドデシル硫酸ナトリウ
ム−ポリアクリルアミドゲル上で電気泳動し、標準法に
したがい、ゲルをクーマシーブルーにより染色した。こ
の手順により、BL21/pHYD503培養物にNa
Clの添加の後にT7 RNAポリメラーゼの調節され
た過剰な産生が明かに示され、これによりproUpが
ヘテロロガス蛋白質の塩誘発性の過剰産生に有用である
という知見が得られた。
【0047】実施例3 E.コリ(E. coli )菌株pop2249の染色体への
単一コピーでの新規なproUp−T7 RNAP組換
構成物の組込み E.コリ(E. coli )の染色体にproUp−T7 R
NAP融合体を挿入するため、ライバウド(Raibaud )
等[ジーン(Gene)、第29巻、第231〜241頁
(1984)]により記載された組込技術を用いた。こ
の系では、染色体に組込むべき挿入物を第1工程におい
てプラスミド ベクターpOM41でクローン化し、挿
入物をmalP−malT座の配列により2つの側で隣
接するようにした。このAmprプラスミド ベクター
もまたプロモーターなしのmalP遺伝子とTetrを
コードする遺伝子との間に転写融合物を有している。し
たがって、もし、プロモーターを有するいずれかの挿入
物がベクター中で右方向でクローン化されれば、得られ
るプラスミドトランスフォーム体はTetrとなる。p
OM41にproUp−T7 RNAP断片を挿入する
ため、プラスミドpHYD503をBamHIで切断
し、proUp−T7 RNAP融合物を含む4.0−
kb断片をアガロースゲル電気泳動の後にジェネクリー
ン(Geneclean )により抽出した。次いで、この断片
を、malP遺伝子中のBglII部位で線状化したp
OM41 DNAと結合した(図4参照:これはプラス
ミドpHYD503からプラスミドpHYD507を作
製する工程を図示する。用いた記号は図3における記号
と同じである)。受容能力のあるDH5’細胞を結合混
合物でトランスフォームし、Amprトランスフォーム
体を選択した。次いで、これらトランスフォーム体を浸
透圧誘発されたTetrの表現型[pOM41へのpr
oUp−T7 RNAPの挿入がの図4に示した方向で
挿入されているプラスミドと期待されるもの]について
スクリーニングを行った。これは一方は0.3MのNa
Clを含み、他方は0.3MのNaClを含まない1対
のLBON−Tetプレート上でレプリカのそれぞれを
画線培養して行った。pHYD507と命名した一つの
プラスミドを貯蔵し、これはpHYD503からのpr
oUp−T7 RNAP融合体がpOM41のBglI
I部位に所望の方向で挿入されているものである。
【0048】この方法における第2工程では(図5参
照:これはプラスミドpHYD507からのproUp
−T7 RNAP融合体が染色体に組み込まれた菌株G
J1150の作製各工程を図示し、大部分の記号は図3
で説明した通りであるが、プラスミドおよび染色体にお
ける数字1および2は、2つのレプリコン間の推定され
る二重交差逆組換現象に対する基質として作用する相同
性の対の部位を示している)、プラスミドpHYD50
7からのproUp−T7 RNAP融合物を相同組換
により菌株pop2249のmalTPQ座に転移させ
た[この菌株pop2249もmalQ−lacZ遺伝
子融合体を有しており、ガラクトシターゼ活性を持った
ハイブリッド蛋白質がmalP遺伝子の上流のプロモー
ターからの転写により発現される]。この目的で、菌株
pop2249をpHYD507によりトランスフォー
ムし、Amprトランスフォーム体をLBON−Amp
プレートで選択した。次いでトランスフォーム体をLB
ON系の培地でTetおよびLac表現型につきスクリ
ーニングした。大部分のトランスフォーム体はこれら条
件下でLac+およびTetsであったが、約1〜2%
はTetrおよびLac−となった。それらは恐らく逆
相同組換現象によりproUp−T7 RNAP融合体
をプラスミドから染色体に、また、mapプロモーター
を染色体からプラスミドにスイッチしたことによると思
われる。次いで後者のコロニー(これはX−galおよ
びテトラサイクリンが補充されたLBON培地で白色で
あり、Tetrであるもの)を抗生物質アンピシリンお
よびテトラサイクリンの両者を含まないプレートで2回
にわたりサブ培養して自己のプラスミドを含まない分離
体を得た。これらはその後の試験でAmpsコロニーお
よびTetsコロニーとして同定された。菌株はその後
にproUp−T7 RNAP融合体を有することが確
認され、これはプラスミドpGK2を有する誘導体の浸
透圧誘発に関してSSB蛋白質を過剰に発現しうること
が示された(ここでssb遺伝子はファージT7m10
プロモーターの下流にクローン化されている:実施例4
参照)。この菌株をGJ1150と命名した。必要に応
じ、当業界で既に知られた(トランスポゾン・マーカー
・タッギング、GJ1150からの遺伝子転移および相
同組換の)方法により、たとえばBL21もしくはB8
34のような他の菌株のmalPQ組込誘導体を作製す
ることができ、これらの誘導体はGJ1150のmal
PQ座に存在する同じproUp−T7 RNAP融合
体を有している。
【0049】実施例4 浸透圧誘発によるGJ1150の誘導体におけるE.コ
リ(E. coli )SSB蛋白質の過剰産生 菌株GJ1150をプラスミドpGK2でトランスフォ
ームし、これは選択マーカーとしてAmprをコード
し、ファージT7 m10プロモーターの下流にE.コ
リ(E. coli )ssb遺伝子を有している。Amprト
ランスフォーム体を100mLの三角フラスコ中のLB
ON−Amp肉汁培地(ブロス)上で選択し、環境振と
う器で37℃で1晩インキュベートした。翌日、培養物
を10mLの新鮮なLBON−Amp培養液で1:50
で希釈し、上記と同様にインキュベートした。培養物の
OD600が約0.8の数値(約5×108 細胞/mL
の細胞密度に対応)に達したとき、培養物を2本の10
0mLフラスコに均等に分割し、その一方にはNaCl
を0.3Mの最終濃度まで(水中、5M原液から)添加
して浸透圧誘発を生ぜしめる、一方、他方のフラスコを
非誘発性の対照として用いた。その後、フラスコを環境
振とう器にて37℃でさらに2時間インキュベートし、
その後に培養物中の細胞をベンチトップ型遠心分離器で
4000rpmで10分間遠心分離して収集した。2m
Lの培養物から収集した細胞を0.5mLの熱(約80
℃)試料緩衝液に再び懸濁した。試料混合物を2分間煮
沸し、その後に試料を直ちに氷中に移し、次いで−20
℃で貯蔵した。蛋白質のプロフィールを得るため、試料
を15%ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミド
ゲル上で電気泳動し、標準法にしたがいクーマシーブル
ーで染色した。この手順により、GJ1150/pGK
2培養物にNaClを添加した後にE.コリ(E. coli
)のSSB蛋白質の調節された過剰な産生が明かに示
された。
【0050】同じ手法により、さらに、pGK2の代わ
りに適する置換されたプラスミドを用いて、E.コリ
(E. coli )のDNAポリメラーゼIのクレノウ断片、
ファージT7 DNAポリメラーゼ、E.コリ(E. col
i )のRNAポリメラーゼのα−サブユニット、酵母T
ATA−結合性蛋白質、ラットリンパ球蛋白質チロシン
ホスファターゼPTP−Sおよびヒト カリウム−チャ
ンネル蛋白質のトランケート体を過剰産生させることに
成功した。さらに、遺伝子発現、遺伝子調節(proU
の浸透圧調節を含む)およびプラスミドの複製と維持に
関してエンテロバクテヤシー(Enterobacteriaceae)科
の種々のメンバー中に存在する実質的に同じメカニズム
に鑑み、ここに記載した手法および構成物はエンテロバ
クテリアシー(Enterobacteriaceae)科内のいずれの細
菌菌株においてもヘテロロガス蛋白質の塩誘発性の過剰
産生を与えるものと予想される。
【0051】ここに示した実施例は単にたとえば本発明
に示した用途、方法、並びにたとえばDNA配列、ベク
ターおよび菌株のような産生物の例示に過ぎず、本発明
の実施はここに説明した実施例のみに限定されないこと
に注目すべきである。上記した実施例に対し当業界で既
に知られた材料を用いて或いは当業界で公知の方法によ
り得られる材料を用いて次の改変の1つもしくはそれ以
上を加えることにより本発明の他の構成を得ることがで
きる。
【0052】(i) proUのcis調節要素はE.
コリ(E. coli )もしくはサルモネラ・チフィムリウム
(Salmonella typhimurium)から或いはE.コリ(E. c
oli)のproU配列がDNA−DNAサザンブロット
・ハイブリッド化法やポリメラーゼ連鎖反応−増幅法に
より同定されるように充分な類似性を有しているエンテ
ロバクテリアシー(Enterobacteriaceae)科の他の菌種
から得ることができる。さらに、これら配列の突然変異
体またはネイティブなproU配列と異なる長さの配列
または両者の組合せはproUプロモーターからの転写
による実質的な浸透圧誘発性を示し続け、これらも使用
することができる。
【0053】(ii) proUとは異なる他のNaC
l誘発性もしくは浸透圧誘発性プロモーターも使用する
ことができる。これらプロモーターは従来技術で挙げた
ような他の公知のNaCl誘発性もしくは浸透圧誘発性
の遺伝子のプロモーターとすることができ、或いは誘発
性もしくは非誘発性の増殖条件下でレポーター遺伝子融
合技術もしくは定量的mRNA決定法を用いる当業界で
知られた方法により同定することもできる。一旦、この
ようなNaCl誘発性もしくは浸透圧誘発性の遺伝子が
同定されれば、各遺伝子のプロモーターは当業界で知ら
れた方法により得ることができる。
【0054】(iii) 上記の直接的手法を実施する
際し、NaCl誘発性もしくは浸透圧誘発性プロモータ
ーと標的遺伝子との間のオペロン融合物をプラスミドも
しくはファージを含む他のベクターでクローン化し、適
する宿主細菌に導入することができる。
【0055】(iv) 上記の間接手法を実施する際
し、当業界で知られた他の転写−アクティベーター遺伝
子および/またはコグネート活性化プロモーターを用い
ることができ、これらはRNAポリメラーゼの遺伝子お
よび当業界で知られた任意のT7関連ファージからのコ
グネートプロモーターを包含し[ハウスマン(Hausman
n)(1988)バクテリオファージ(Bacteriophage
s)中、R.カレンダー(Calendar)編)、プレナム・
プレス(Plenum Press)、ニューヨーク、USA、第2
59〜289頁]、特定の転写−アクティベーター蛋白
質により活性化されたコグネートプロモーターに融合さ
れた前記標的遺伝子によるものである。前記転写−アク
ティベーター遺伝子およびそのコグネート活性化プロモ
ーターは当業界で知られた方法により得ることができ、
次いで、前記新規な第2の組換構成物も当業界にて公知
の方法により作製することもできる。
【0056】(v) 上記の間接的手法を実施する際
し、前記新規な組換構成物を適する宿主細菌に導入する
ためプラスミドもしくはファージを含む他のベクターで
クローン化することができる。同様に、前記新規な組換
構成物を菌株中のmalPQ以外の染色体座に当業界で
知られた各種の任意の方法により組み込むこともできる
[ガッターソン(Gutterson )およびコシュランド(Ko
shland)(1983)、プロシーディング・ナショナル
・アカデミー・サイエンス、USA(Proc. Natl.Acad.
Sci. USA)、第80巻、第4894〜4898頁;ウ
ィナンス(Winans)等(1985)、ジャーナル・バク
テリオロジー(J. Bacteriol. )、第161巻、第12
19〜1221頁;パーカー(Parker)およびマリヌス
(Marinus )(1988)、ジーン(Gene)、第73
巻、第531〜535頁;ハミルトン(Hamilton)等
(1989)、ジャーナル・バクテリオロジー(J. Bac
teriol. )、第171巻、第4617〜4622頁;ダ
イデリッヒ(Deiderich )等(1992)、プラスミド
(Plasmid )、第28巻、第14〜24頁;スチード
(Steed )およびワナー(Wanner)(1993)、ジャ
ーナル・バクテリオロジー(J.Bacteriol. )、第17
5巻、第6797〜6809頁]。
【0057】(vi) 上記の直接的手法の実施に際
し、前記プロモーターがNaCl誘発性もしくは浸透圧
誘発性を示す任意の細菌を適する宿主菌株として使用す
ることができる。
【0058】(vii) 上記の間接的手法を実施する
際し、前記新規な組換構成物のプロモーターがNaCl
誘発性もしくは浸透圧誘発性を示し、前記転写−アクテ
ィベーター蛋白質が前記第2の組換体構成物の1部とし
て導入されたコグネートプロモーター配列のみから実質
的に転写を活性化するような任意の細菌は適する宿主菌
株として使用することができる。
【0059】(viii) 上記の間接的手法を実施す
る際し、前記第2の組換構成物をプラスミドもしくはフ
ァージを含む各種のいずれかのベクターでクローン化す
ることができるし、また、当業界で公知の方法により宿
主菌株の染色体に組込むこともできる。
【0060】(ix) 標的遺伝子は実施例にあげた以
外の蛋白質やポリペプチドを含むいずれかのヘテロロガ
ス遺伝子産物をコードすることができ、前記標的遺伝子
は当業界で公知の方法により入手することができる。本
発明で説明した方法を用いて特に、E.コリ(E. coli
)DNAポリメラーゼIのクレノウ断片、ファージT
7DNAポリメラーゼ、E.コリ(E. coli )のRNA
ポリメラーゼのα−サブユニット、酵母のTATA−結
合性蛋白質、ラットのリンパ球蛋白質チロシンホスファ
ターゼPTP−Sおよびヒトのカリウム−チャンネル蛋
白質のトランケート体を過剰産生することに成功した。
さらに、従来技術の方法を用いた過剰産生ではE.コリ
(E. coli )中に細胞内封入体を形成する或る種の蛋白
質が、本発明で説明したNaCl誘発性の過程による過
剰産生では可溶性のまま残るという証拠も得られた。
【0061】(x) 宿主細胞の原形質膜に対し実質的
に不浸透性であり、前記宿主細胞に対し浸透圧的に活性
を有する物質(総合して、ここでは「オスモライト」と
称した)で構成される単独物質もしくは混合物を、前記
NaCl誘発性もしくは浸透圧誘発性プロモーターから
の転写を誘発させるように、NaClの代わりに用いる
ことができる。
【0062】(xi) 上記の間接的手法の実施におい
て説明した2−列の調節カスケードの変種として、多−
列調節カスケードも用いることができ、ここでは前記新
規な組換構成物は最初の列を構成している。
【0063】さらに本発明の実施は限定はしないが組換
DNA取扱およびトランスフォームの方法;低オスモラ
リティー増殖培地の組成や容積;並びに上記したNaC
lもしくは他のオスモライトによる誘発での添加時、最
終濃度または持続時間を包含している。
【0064】
【発明の効果】本発明によると、たとえはE.コリ(E.
coli )のような細菌でクローン化された遺伝子産物の
調節された過剰発現が達成でき、ベクターおよび適する
宿主菌株を包含する効率的な代替方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】E.コリ(E. coli )proU配列の位置37
6〜1631を含むプラスミドpHYD272からのS
acI断片のヌクレオチド配列を示す図である。pro
U配列の2つの末端は対応するヌクレオチドの数の規定
によりマークし、断片のSacI末端および位置104
5−1050におけるNdeI部位には上線を施してあ
る。
【図2】pGEM3Z由来のプラスミドpHYD513
およびpHYD514の物理的マップを示す図面であ
る。proUp「カセット」の上流および下流で利用で
きる独特な制限部位を示し、proUpからの転写方向
を上側の矢印によって示し、両プラスミドはpHYD5
13におけるproUp内のNdeI部位の変異を除き
同一である。
【図3】プラスミドpHYD501の構造およびpHY
D501からプラスミドpHYD503を作製する工程
を説明するための図である。矢印は異なるプロモーター
からの転写の範囲および方向を示し、ベクター上のマー
カー遺伝子の転写は示さず、各DNA分子におけるEc
oRI、BamHIおよびPstI制限部位の位置をマ
ークし、円弧はpHYD503の形成に使用したpHY
D501の断片を示している。
【図4】プラスミドpHYD503からプラスミドpH
YD507を作製する工程を説明するための図である。
用いた記号は図3における記号と同じである。
【図5】プラスミドpHYD507からのproUp−
T7 RNAP融合体が染色体に組み込まれた菌株GJ
1150の作製各工程を説明するための図である。大部
分の記号は図3で説明した通りであるが、プラスミドお
よび染色体における数字1および2は、2つのレプリコ
ン間の推定される二重交差逆組換現象に対する基質とし
て作用する相同性の対の部位を示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C12R 1:19) (C12P 21/02 C12R 1:19) (73)特許権者 596128492 デパートメント オブ バイオテクノロ ジー、ミニストリー オブ サイエンス アンド テクノロジー、 ガヴァメン ト オブ インディア インド国 110 003 ニューデリー ロ ディ ロード スィージーオー コンプ レックス 7−8 フローア ブロック −2 (72)発明者 ジャヤラマン ゴウリシャンカル インド国 500 007 ハイデラバード センター フォア セリュラー アンド マレキュラー バイオロジー (番地 なし) (72)発明者 プーナン バンダリ インド国 500 007 ハイデラバード センター フォア セリュラー アンド マレキュラー バイオロジー (番地 なし) (72)発明者 カヴェティ ラジュクマリ インド国 500 007 ハイデラバード センター フォア セリュラー アンド マレキュラー バイオロジー (番地 なし) (56)参考文献 特開 昭61−100197(JP,A) 特表 平4−506302(JP,A) Journal of Bacter iology(Aug.1995),177 (15),p.4508−4513 Journal of Bacter iology(Jan.1995),177 (1),p.144−151 Molecular Microbi ology(1989),3(8),p. 1011−1023 Proc.Natl.Acad.Sc i,USA(1985),p.82(4), p.1074−1078 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) BIOSIS(DIALOG) EUROPAT(QUESTEL) WPI(DIALOG)

Claims (25)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組換DNA構成物であって、該構成物
    は、 細菌中で複製しうるか、または細菌の染色体に組込みう
    るプラスミドもしくはバクテリオファージベクター; 第1の細菌プロモーター; NaClの濃度もしくは他のオスモライトの濃度に呼応
    して細菌中で前記第1のプロモーターからの転写を調節
    するcis調節要素;及び、 転写−アクティベーター蛋白質をコードするDNAとを
    含み、 前記第1のプロモーターは前記転写−アクティベーター
    蛋白質をコードするDNAの発現を指令するように前記
    構成物中に配置され、前記cis調節要素は前記細菌に
    て前記第1のプロモーターからの発現を調節するように
    前記構成物中に配置される、前記組換DNA構成物。
  2. 【請求項2】 前記細菌プロモーター及びcis調節要
    素が、大腸菌(Escherichia coli)の
    proU DNA配列由来であるか、または大腸菌(E
    scherichia coli)のproU DNA
    配列に対して1または数個の核酸の置換、挿入、欠失及
    び/または付加を有し、且つproUDNA配列の転写
    調整機能を有するDNA配列に由来する請求項1に記載
    の組換DNA構成物。
  3. 【請求項3】 転写−アクティベーター蛋白質が酵素的
    に活性なバクテリオファージT7のRNAポリメラーゼ
    である請求項1に記載の組換DNA構成物。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の組換DNA構成物であ
    って、該構成物はBamHI−末端化したDNA断片か
    らなり、該断片は、 (i) PstI−EcoRI断片上にプラスミドpH
    YD513から得られる大腸菌(Escherichi
    a coli)のproUのcis調節要素を含み、該
    cis調節要素は、 (ii) 酵素的に活性なT7 RNAポリメラーゼを
    コードするDNAセグメントにcisで結合し、 該DNAセグメントはプラスミドpHYD501からP
    stI−EcoRI切断して得られる2種の断片の大き
    い方に存在し、さらに前記BamHI−末端化したDN
    A断片はプラスミドpHYD503から得られることを
    特徴とする、前記DNA構成物。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか一項に記載の組
    換DNA構成物である第1のヘテロロガスDNA要素に
    よりトランスフォームされた細菌細胞。
  6. 【請求項6】 第1のヘテロロガスDNA要素の1部と
    してまたはそれとは分離した第2のヘテロロガスDNA
    要素をさらに含んでなり、ただし、該第2のDNA要素
    は前記第1のDNA要素から発現される転写−アクティ
    ベーター蛋白質に呼応する第2のプロモーターの制御下
    で発現するように配置された所望の遺伝子産物をコード
    するDNAであることを特徴とする請求項5に記載の細
    菌細胞。
  7. 【請求項7】 転写−アクティベーター蛋白質が酵素的
    に活性なバクテリオファージ T7のRNAポリメラー
    ゼであり、第2のプロモーターがバクテリオファージT
    7のプロモーターである請求項6に記載の細菌細胞。
  8. 【請求項8】 第2のプロモーターがm10 バクテリ
    オファージ T7プロモーターである請求項7に記載の
    細菌細胞。
  9. 【請求項9】 組換DNA構成物が(i)細菌染色体に
    組込まれているか、または(ii)前記細菌内で自律複
    製することができる組換プラスミドもしくはファージベ
    クターとして存在する請求項5に記載の細菌細胞。
  10. 【請求項10】 細菌がエンテロバクテリアシー(En
    terobacteriaceae)科のメンバーであ
    る請求項5に記載の細菌細胞。
  11. 【請求項11】 細菌が大腸菌(Escherichi
    a coli)種のメンバーである請求項10に記載の
    細菌細胞。
  12. 【請求項12】 RNAもしくはポリペプチドである有
    用な遺伝子産物をコードするヘテロロガス遺伝子を発現
    する方法であって、 (a) 請求項6に記載の細菌細胞を用意し、 (b) まず、前記細菌細胞の培養物を低オスモラリテ
    ィーの培地で増殖し、 (c) 次いで、NaClまたは他のオスモライトを前
    記培養物に添加して有用な遺伝子産物の合成を誘発し、 (d) 前記有用な遺伝子産物を分離する工程を含むヘ
    テロロガス遺伝子の発現方法。
  13. 【請求項13】 第1のヘテロロガスDNA要素がプラ
    スミドpHYD503から得られるBamHI−末端化
    したDNA断片を含み、該DNA断片は、 (i) PstI−EcoRI断片上にプラスミドpH
    YD513から得られる大腸菌(Escherichi
    a coli)のproU由来のcis調節要素を含
    み、この調節要素は、 (ii) 酵素的に活性なT7 RNAポリメラーゼを
    コードする配列を有し、且つプラスミドpHYD501
    からPstI−EcoRI切断をして得られる2種の断
    片の大きい方として存在するDNAセグメントにcis
    で結合していることを特徴とする請求項12に記載の方
    法。
  14. 【請求項14】 細胞がエンテロバクテリアシー(En
    terobacteriaceae)科の細菌種のもの
    である請求項12に記載の方法。
  15. 【請求項15】 細胞が大腸菌(Escherichi
    a coli)種のものである請求項14に記載の方
    法。
  16. 【請求項16】 細菌細胞が大腸菌(Escheric
    hia coli)種のものであり、BamHI−末端
    化したDNA断片が染色体上のmalPQ座に組込まれ
    ている請求項13に記載の方法。
  17. 【請求項17】 細菌細胞がE.コリ(E. coli
    )菌株GJ1150のものである請求項16に記載の
    方法。
  18. 【請求項18】 請求項4に記載のBamHI−末端化
    したDNA断片が染色体のmalPQ座に組込まれた大
    腸菌(Escherichia coli)菌株GJ1
    150。
  19. 【請求項19】 ヘテロロガス遺伝子を発現する組換D
    NAを有するトランスフォームされた細菌を得る方法で
    あって、 (a) 請求項1〜4のいずれか一項に記載の組換DN
    A構成物を用意し、 (b) 該構成物を安定に維持することができる細菌中
    に前記組換DNA構成物をトランスフォームし、 (c) 前記組換DNA構成物を有するクローンを同定
    し、 (d) 前記組換DNA構成物が(i)細菌染色体に組
    み込まれているか、または、(ii)前記宿主細菌内で
    自律複製できる組換プラスミドもしくはファージベクタ
    ーとして存在する、トランスフォームされた細菌を得る
    工程を含む、トランスフォームされた細菌を得る方法。
  20. 【請求項20】 前記細菌プロモーター及びcis調節
    要素が、大腸菌(Escherichia coli)
    のproU DNA配列由来であるか、または大腸菌
    (Escherichia coli)のproU D
    NA配列に対して1または数個の核酸の置換、挿入、欠
    失及び/または付加を有し、且つproU DNA配列
    の転写調整機能を有するDNA配列に由来する請求項1
    9に記載の方法。
  21. 【請求項21】 転写−アクティベーター蛋白質が酵素
    的に活性なバクテリオファージT7のRNAポリメラー
    ゼである請求項19に記載の方法。
  22. 【請求項22】 次の工程を備える請求項19に記載の
    方法であって、 I. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の組換DNA
    構成物を、以下の工程: (a) プロモーターと、適切な宿主細菌内において該
    プロモーターからのNaClもしくは浸透圧誘発性の転
    写開始を可能にするcis調節要素とを一緒にコードす
    る配列を持った第1のDNAセグメントを得て、これを
    クローニングする; (b) 転写−アクティベーター蛋白質をコードする配
    列を有する第2のDNAセグメントと前記第1のDNA
    セグメントとを結合する、ただし該結合は、前記組換D
    NA構成物を有している宿主細菌誘導体中での前記蛋白
    質の合成が前記プロモーターから開始される転写に依存
    するように行い、且つ、該結合は、前記組換DNA構成
    物がプラスミドもしくはファージのようなベクターのD
    NA配列と共有結合的に隣接するように行なう; (c) 前記ベクターが自律的に複製して維持されるよ
    うな適切な菌株に上記の結合混合物をトランスフォーム
    する;及び (d) ヘテロロガスな遺伝子のNaClまたはオスモ
    ライト誘導性発現を行なわせ得る組換DNA構成物を有
    するクローンを同定する; により調製し、及び II. 前記組換DNA構成物を(i)細菌染色体に組
    込んでいるか、または、前記組換DNA構成物を(i
    i)前記宿主細菌内で自律複製することができる組換プ
    ラスミドもしくはファージベクターとして有している、
    トランスフォームされた細菌誘導体を得ることを含む、
    トランスフォームされた細菌を得る方法。
  23. 【請求項23】 請求項22に記載の方法であって、 A. 組換DNA構成物が大腸菌(Escherich
    ia coli)のproU−T7 RNAポリメラー
    ゼ融合体であり; B. 細菌が大腸菌(Escherichia col
    i)であり; C. 第1のDNAセグメントは大腸菌(Escher
    ichia coli)由来のproUcis調節要素
    を有し、且つPstI−EcoRI切断によりプラスミ
    ドpHYD513もしくはpHYD514から得られる
    ものであり;第2のDNAセグメントは、酵素的に活性
    なT7 RNAポリメラーゼをコードする配列を有し、
    且つプラスミドpHYD501に存在するものであり;
    前記組換DNA構成物は、PstI−EcoRI−末端
    化した第1のDNAセグメントを、プラスミドpHYD
    501をPstI−EcoRI切断して得られた2つの
    断片の大きい方の断片と結合させることにより得られ;
    さらに前記組換DNA構成物を有するpHYD503の
    ようなプラスミドは、結合混合物による適切な菌株のト
    ランスフォームの後のテトラサイクリン耐性での選択に
    よって同定されることを特徴とする、トランスフォーム
    された細菌を得る方法。
  24. 【請求項24】 大腸菌(Escherichia c
    oli)の染色体のmalPQ座への請求項4に記載の
    組換DNA構成物の組込体を得る方法であって、 (a) proU−T7 RNAポリメラーゼ融合体を
    有し、プラスミドpHYD503から得られたBamH
    I−末端化したDNA断片をBglII−切断を行った
    pOM41 DNAと結合し、 (b) 挿入物上のproU プロモーターがpOM4
    1におけるプロモーターなしでのtet遺伝子と同じ方
    向に転写される、pHYD507のような組換プラスミ
    ドを同定し; (c) 前記組換プラスミドで菌株pop2249をト
    ランスフォームし、テトラサイクリン耐性、アンピシリ
    ン耐性および低オスモラリティーでLac−である誘導
    体を同定し、proU−T7 RNAポリメラーゼ融合
    構成物は逆相同組換によりmalPQ座に移行され、 (d) 次いで、pOM41由来プラスミドのレプリコ
    ンが自然に消失した後で、アンピシリン耐性およびテト
    ラサイクリン耐性マーカーを喪失している、たとえばG
    J1150のような組込体コロニーを同定することを備
    える組換DNA構成物の組込み体を得る方法。
  25. 【請求項25】 組込まれたproU−T7 RNAポ
    リメラーゼ融合構成物を有するmalPQ座を、遺伝子
    転移および相同組換により一の組込体菌株から大腸菌
    (Escherichia coli)の他の菌株に転
    移させることをさらに含む請求項24に記載の方法。
JP23086096A 1995-11-10 1996-08-30 cis調節要素と一緒にプロモーターをコードするDNAの使用およびペプチドを産生させる新規な方法 Expired - Fee Related JP3375830B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN2055DE1995 IN192399B (ja) 1995-11-10 1995-11-10
IN2055/DEL/95 1995-11-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09234083A JPH09234083A (ja) 1997-09-09
JP3375830B2 true JP3375830B2 (ja) 2003-02-10

Family

ID=11092760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23086096A Expired - Fee Related JP3375830B2 (ja) 1995-11-10 1996-08-30 cis調節要素と一緒にプロモーターをコードするDNAの使用およびペプチドを産生させる新規な方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP3375830B2 (ja)
IN (1) IN192399B (ja)

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Journal of Bacteriology(Aug.1995),177(15),p.4508−4513
Journal of Bacteriology(Jan.1995),177(1),p.144−151
Molecular Microbiology(1989),3(8),p.1011−1023
Proc.Natl.Acad.Sci,USA(1985),p.82(4),p.1074−1078

Also Published As

Publication number Publication date
IN192399B (ja) 2004-04-10
JPH09234083A (ja) 1997-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bhandari et al. An Escherichia coli host strain useful for efficient overproduction of cloned gene products with NaCl as the inducer
Xu et al. Identification of genes negatively regulated by Fis: Fis and RpoS comodulate growth-phase-dependent gene expression in Escherichia coli
US5922583A (en) Methods for production of recombinant plasmids
Jacobi et al. The hyp operon gene products are required for the maturation of catalytically active hydrogenase isoenzymes in Escherichia coli
Sawers et al. Anaerobic induction of pyruvate formate-lyase gene expression is mediated by the ArcA and FNR proteins
AU718382B2 (en) Improved expression vectors
CA2619989C (en) Regulation of heterologous recombinant protein expression in methylotrophic and methanotrophic bacteria
Klein et al. Molecular analysis of treB encoding the Escherichia coli enzyme II specific for trehalose
Wookey et al. Cloning of the tyrP gene and further characterization of the tyrosine-specific transport system in Escherichia coli K-12
CA2622710C (en) Hybrid portable origin of replication plasmids
Inada et al. Down regulation of cAMP production by cAMP receptor protein in Escherichia coli: an assessment of the contributions of transcriptional and posttranscriptional control of adenylate cyclase
EP0792934B1 (en) Use of DNA encoding a promoter or promoters along with cis regulatory elements and a novel process for producing peptides
Dardonville et al. Characterization of malT mutants that constitutively activate the maltose regulon of Escherichia coli
Kasian et al. Molecular analysis of the promoter operator region of the Escherichia coli K-12 tyrP gene
Yang et al. Action at a distance for negative control of transcription of the glpD gene encoding sn-glycerol 3-phosphate dehydrogenase of Escherichia coli K-12
Fomenko et al. Regulation of microcin C51 operon expression: the role of global regulators of transcription
JP5415763B2 (ja) 新規選択系
Schoemaker et al. Identification of the gene lon (capR) product as a 94-kilodalton polypeptide by cloning and deletion analysis
JP3375830B2 (ja) cis調節要素と一緒にプロモーターをコードするDNAの使用およびペプチドを産生させる新規な方法
Nazos et al. Identification of livG, a membrane-associated component of the branched-chain amino acid transport in Escherichia coli
Mata-Gilsinger et al. Physical mapping of the exuT and uxaC operators by use of exu plasmids and generation of deletion mutants in vitro
Blanco et al. Construction of hybrid plasmids containing the Escherichia coli uxaB gene: analysis of its regulation and direction of transcription
Komatsu et al. Involvement of the response regulator CtrA in the extracellular DNA production of the marine bacterium Rhodovulum sulfidophilum
Jafri et al. The glutamic acid residue at amino acid 261 of the alpha subunit is a determinant of the intrinsic efficiency of RNA polymerase at the metE core promoter in Escherichia coli
Lebedeva et al. A new T7 RNA polymerase-driven expression system induced via thermoamplification of a recombinant plasmid carrying a T7 promoter-Escherichia coli lac operator

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20021105

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081129

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091129

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091129

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101129

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111129

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees