JP4674343B2 - How to make filamentous fungi that produce spores with low viability - Google Patents

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Description

本発明は、胞子(分生子)の生存性を低減せしめた、特にバイオハザード対策に好適な糸状菌の作成に関するものであって、更に詳細には、本発明は、遺伝子工学的手法を用いて得られる生存性を低めた分生子を作る糸状菌、及び当該形質転換糸状菌の作出方法、並びに糸状菌分生子の生存性を低める方法に関する。   The present invention relates to the production of filamentous fungi that have reduced the viability of spores (conidia), and are particularly suitable for biohazard countermeasures. More specifically, the present invention uses genetic engineering techniques. The present invention relates to a filamentous fungus that produces conidia with reduced viability, a method for producing the transformed filamentous fungus, and a method for reducing the viability of the filamentous fungus conidia.

糸状菌はタンパク質の分泌能力が高く、様々な物質を発酵生産する際に利用される。近年これら糸状菌を宿主とした形質転換体を作成してさらなる有用菌株の作成が行われており、一般的に形質転換体の安全性は確認されないままではあるが、定められた管理区域内で厳密に管理されている。   Filamentous fungi have a high protein secretion ability and are used in the production of various substances by fermentation. In recent years, transformants using these filamentous fungi as a host have been created, and further useful strains have been created. In general, the safety of transformants remains unconfirmed, but within the designated control area. It is strictly controlled.

しかし糸状菌の分生子は空気中に飛散しやすく、これらを閉鎖環境中にとどめておくためには多大な労力が必要である。万が一環境中へ出た場合、糸状菌の形質転換体は容易に増殖可能であり、これらの形質転換糸状菌はさらなる胞子を形成することで、繁殖範囲を広げていくと考えられており、バイオハザード対策は、当業界における緊急の課題となっている(例えば、非特許文献1参照)。
「バイオテクノロジー事典」(株)シーエムシー、p.822−823(1986年10月9日)
However, conidia of filamentous fungi are likely to scatter in the air, and a great deal of labor is required to keep them in a closed environment. In the unlikely event that they enter the environment, the transformants of the filamentous fungi can easily proliferate, and these transformed filamentous fungi are thought to expand the breeding range by forming further spores. Hazard countermeasures are an urgent issue in the industry (for example, see Non-Patent Document 1).
Biotechnology Encyclopedia, CMC Corporation, p. 822-823 (October 9, 1986)

本発明は、バイオハザードをできる限り低減、防止する技術を開発するためになされたものであって、各方面から鋭意検討の結果、管理区域外に飛散した糸状菌胞子を死滅させればよいとの観点にたち、そのためには形質転換の宿主となる糸状菌の胞子のストレス抵抗性を低減させる必要がある点に着目した。   The present invention was made in order to develop a technique for reducing and preventing biohazard as much as possible, and as a result of intensive studies from various directions, it is only necessary to kill filamentous fungal spores scattered outside the management area. Therefore, we focused on the point that it was necessary to reduce the stress resistance of the spores of the filamentous fungi that became the host for transformation.

したがって、本発明が解決しようとする課題は、形質転換の宿主となる糸状菌の胞子のストレス抵抗性を低減させることで、管理区域外に飛散した糸状菌胞子を死滅しやすくさせることにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to make it easier to kill filamentous fungal spores scattered outside the management area by reducing the stress resistance of the spores of the filamentous fungi serving as the transformation host.

本発明は、上記課題を解決する目的でなされたものであって、転写制御因子遺伝子(Atf遺伝子群)の解析の過程において、麹菌(アスペルギルス・オリゼ)のatfB遺伝子を欠失させたところ、胞子の生存性が低下することをはじめて見出し、そして更に、このatfB遺伝子欠失株は紫外線等のストレスを与えると容易に死滅することもはじめて確認し、これらの有用新知見を基礎に更に研究の結果、ついに完成されたものである。   The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems. In the process of analyzing transcriptional regulatory factor genes (Atf gene group), the atfB gene of Aspergillus oryzae was deleted. It was found for the first time that the viability of E. coli is reduced, and furthermore, it was confirmed for the first time that this atfB gene-deficient strain could easily be killed when subjected to stress such as ultraviolet rays, and the results of further research based on these useful new findings It is finally completed.

すなわち、本発明は、糸状菌においてatfB遺伝子を欠失または変異させることで、胞子の生存性を低める技術を開発することにはじめて成功したものであって、形質転換糸状菌が紫外線等のストレスが豊富な野外等において容易に死滅する方法を提供するものである。   That is, the present invention is the first successful development of a technique for reducing the spore viability by deleting or mutating the atfB gene in filamentous fungi. It provides a method for easily killing in abundant outdoors.

本発明者らは、転写制御因子遺伝子について広く研究、解析を行っているが、転写制御因子タンパク質をコードしているatfB遺伝子は、相同遺伝子が麹菌以外の糸状菌にも存在しているものの、その機能は分かっていない。本発明者らはマイクロアレイ等を用いた精力的な解析の結果、このatfB遺伝子産物がCatalaseA遺伝子(catA)やトレハロース合成酵素様遺伝子など一連のストレス耐性遺伝子群の転写を、分生子内において正に制御していることを突き止めた。しかしながら、atfB遺伝子が胞子の生存性に関与していることまでは解明に至らず、ましてやatfB遺伝子の欠失株が紫外線等によって容易に死滅することは全く解明されておらず、本発明が最先である。   The present inventors have extensively studied and analyzed the transcriptional regulatory factor gene. Although the atfB gene encoding the transcriptional regulatory factor protein is present in filamentous fungi other than Neisseria gonorrhoeae, Its function is unknown. As a result of energetic analysis using a microarray or the like, the present inventors have positively transcribed a series of stress resistance genes such as the Catalase A gene (catA) and the trehalose synthase-like gene into the conidia. I found out that I was in control. However, it has not yet been elucidated that the atfB gene is involved in spore viability, and further, it has not been elucidated at all that an atfB gene deletion strain can be easily killed by ultraviolet rays or the like. It ’s the destination.

本発明は、このような有用新知見に基づいてなされたものであって、その実施態様としては以下の態様が例示される。   This invention is made | formed based on such useful new knowledge, Comprising: As the embodiment, the following aspects are illustrated.

(態様1)
糸状菌が有する転写制御因子タンパク質をコードするatfB遺伝子のDNAを完全にまたは部分的に欠失させるか、あるいは変異させること、を特徴とする糸状菌の胞子の生存性を低減させる方法。
(態様2)
atfB遺伝子のDNAが以下の(A)又は(B)のタンパク質をコードする遺伝子のDNAであること、を特徴とする態様1に記載の方法。
(A)配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質
(B)配列番号1に示されるアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されており、かつ遺伝子発現制御活性を有するタンパク質
(態様3)
配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子が以下の(a)又は(b)のDNAを含むものであること、を特徴とする態様2に記載の遺伝子。
(a)配列番号2に示す塩基配列からなるDNA
(b)配列番号2に示す塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ遺伝子発現制御活性を有するタンパク質をコードするDNA
(Aspect 1)
A method for reducing the viability of spores of a filamentous fungus, characterized by completely or partially deleting or mutating the DNA of the atfB gene encoding a transcriptional regulator protein possessed by the filamentous fungus.
(Aspect 2)
The method according to aspect 1, wherein the DNA of the atfB gene is a DNA of a gene encoding the following protein (A) or (B).
(A) Protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 (B) One or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and have gene expression control activity Protein (Aspect 3)
The gene according to aspect 2, wherein the gene encoding the protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 comprises the following DNA (a) or (b):
(A) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 2
(B) a DNA that hybridizes with a DNA comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 under a stringent condition and encodes a protein having gene expression control activity

(態様4)
atfB遺伝子の少なくとも一部を欠失又は変異せしめたDNAを含んでなるatfB遺伝子破壊用プラスミドを構築する工程、及び、得られたプラスミドで糸状菌を形質転換する工程を包含すること、を特徴とする分生子の生存性を低滅せしめた糸状菌の作成方法。
(態様5)
atfB遺伝子破壊用プラスミドが、atfB5’領域、マーカー遺伝子、atfB3’領域のDNAを包含してなること、を特徴とする態様4に記載の方法。
(態様6)
マーカー遺伝子がsC遺伝子であること、を特徴とする態様5に記載の方法。
(態様7)
atfB5’領域のDNAが、以下の(c)又は(d)のDNAあるいはそれを含むものであること、を特徴とする態様4〜6のいずれか1項に記載の方法。
(c)配列番号3に示す塩基配列からなるDNA
(d)配列番号3に示す塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNA
(態様8)
atfB3’領域のDNAが、以下の(e)又は(f)のDNAあるいはそれを含むものであること、を特徴とする態様4〜7のいずれか1項に記載の方法。
(e)配列番号4に示す塩基配列からなるDNA
(f)配列番号4に示す塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA
(態様9)
atfB遺伝子破壊用プラスミドが、直線状にした際に、atfB5’領域、sC遺伝子、atfB3’領域が順番に配置されてなるΔatfBのDNAをベクターpUSCに導入してなるpUSCΔatfBであること、を特徴とする態様6〜8のいずれか1項に記載の方法。
(Aspect 4)
comprising the steps of constructing a plasmid for disrupting the atfB gene comprising DNA from which at least a part of the atfB gene has been deleted or mutated, and transforming a filamentous fungus with the obtained plasmid. A method for producing a filamentous fungus with reduced conidia viability.
(Aspect 5)
The method according to aspect 4, wherein the atfB gene disruption plasmid comprises atfB5 ′ region, marker gene, and atfB3 ′ region DNA.
(Aspect 6)
The method according to aspect 5, wherein the marker gene is an sC gene.
(Aspect 7)
The method according to any one of aspects 4 to 6, wherein the DNA in the atfB5 ′ region is the following DNA (c) or (d) or a DNA containing the DNA:
(C) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3
(D) DNA that hybridizes under stringent conditions with the DNA comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3
(Aspect 8)
The method according to any one of aspects 4 to 7, wherein the DNA of the atfB3 ′ region is the following DNA (e) or (f) or a DNA containing the same:
(E) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 4
(F) DNA that hybridizes under stringent conditions with the DNA comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4
(Aspect 9)
When the atfB gene disruption plasmid is linearized, it is pUSCΔatfB obtained by introducing ΔatfB DNA in which the atfB5 ′ region, the sC gene, and the atfB3 ′ region are sequentially arranged into the vector pUSC. The method according to any one of Embodiments 6 to 8.

(態様10)
ΔatfBのDNAが、以下の(g)又は(h)のDNAを含むものであること、を特徴とするatfB遺伝子破壊用プラスミド作成用のDNA。
(g)配列番号5に示す塩基配列からなるDNA
(h)配列番号5に示す塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNA
(態様11)
配列番号5に示す塩基配列からなるDNAによって示されるatfB遺伝子破壊用プラスミドpUSCΔatfB。
(Aspect 10)
A DNA for constructing a plasmid for disrupting an atfB gene, wherein the DNA of ΔatfB contains the following DNA (g) or (h):
(G) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5
(H) DNA that hybridizes under stringent conditions with the DNA comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 5
(Aspect 11)
AtfB gene disruption plasmid pUSCΔatfB represented by DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5;

本発明によれば、生存性の低い胞子を作る糸状菌を作成することができ、作出された糸状菌は紫外線等に当たると容易に死滅するという特性を有する。したがって、糸状菌を宿主とした各種形質転換体がたとえ管理区域外に飛散したとしても、本発明に係るこれらの形質転換体は短時間に死滅するため、バイオハザードが未然に防止されるという著効が奏される。   According to the present invention, filamentous fungi that produce spores with low viability can be produced, and the produced filamentous fungi have the property of being easily killed when exposed to ultraviolet rays or the like. Therefore, even if various transformants using a filamentous fungus as a host are scattered outside the management area, these transformants according to the present invention die in a short time, and biohazard is prevented in advance. Effective.

そのため、糸状菌を対象とする遺伝子操作技術を各種広範に適用することができ、その際、バイオハザードを過度に心配することなく、研究、製造が可能である。通常、微生物の生存の増進が効果として評価されるのであるが、本発明は、これとは逆の効果、つまり負の効果が著効として評価される点できわめて特徴的であり、本発明は、遺伝子操作技術の分野において、特異的な独特な効果を奏するものである。   Therefore, various gene manipulation techniques for filamentous fungi can be applied widely, and at that time, research and production are possible without excessive concern about biohazards. Usually, the enhancement of the survival of microorganisms is evaluated as an effect, but the present invention is extremely characteristic in that the opposite effect, that is, a negative effect is evaluated as a significant effect. In the field of gene manipulation technology, it has a unique and unique effect.

本発明を実施するには、糸状菌からatfB遺伝子を欠失又は変異させればよい。atfB遺伝子の欠失は、全体を完全に欠失させてもよいし、一部を欠失させてもよく、また、atfB遺伝子を包含する領域を広く欠失させてもよい。atfB遺伝子の塩基配列は、配列表の配列番号2(図9)に示し、対応するアミノ酸配列は配列番号1(図8)に示す。本遺伝子は、麹菌に含まれており、例えばアスペルギルス・オリゼNS4株(後記)にも含まれているので、それから切り出すことによっても入手することができる。   In order to carry out the present invention, the atfB gene may be deleted or mutated from the filamentous fungus. The deletion of the atfB gene may be completely deleted, a part thereof may be deleted, or a region including the atfB gene may be extensively deleted. The base sequence of the atfB gene is shown in SEQ ID NO: 2 (FIG. 9) in the sequence listing, and the corresponding amino acid sequence is shown in SEQ ID NO: 1 (FIG. 8). This gene is contained in Neisseria gonorrhoeae, and is also contained in, for example, Aspergillus oryzae NS4 strain (described later), so that it can also be obtained by cutting it out.

また、本発明を実施するには、atfB遺伝子破壊用プラスミドを構築し、これで糸状菌を形質転換してもよい。atfB遺伝子破壊用プラスミドは、atfB5’領域及びatfB3’領域をベクター(例えば、染色体組込型ベクターpUSC)導入することによって構築することができる。通常、上記2つの領域のほか、sC遺伝子その他マーカー遺伝子を導入するのが好ましい。   In order to carry out the present invention, a plasmid for disrupting the atfB gene may be constructed, and filamentous fungi may be transformed therewith. The plasmid for disrupting the atfB gene can be constructed by introducing the atfB5 'region and the atfB3' region into a vector (for example, a chromosomal integration vector pUSC). Usually, in addition to the above two regions, it is preferable to introduce a sC gene or other marker gene.

atfB5’領域は、その塩基配列は配列番号3(図10)で示され、プロモーター領域と概略対応し、また、atfB3’領域は、その塩基配列は配列番号4(図11)で示され、ターミネーター領域と概略対応するものである。これらの領域は、塩基配列が明らかにされているので、麹菌の遺伝子から切り出してもよいし、麹菌ゲノムDNAを鋳型にしてプロモーターを用いてPCRを行って合成してもよく、その入手に格別の困難はない。   The base sequence of the atfB5 ′ region is represented by SEQ ID NO: 3 (FIG. 10) and roughly corresponds to the promoter region, and the base sequence of the atfB3 ′ region is represented by SEQ ID NO: 4 (FIG. 11). It roughly corresponds to the area. Since these nucleotide sequences have been clarified, these regions may be excised from the gonococcal gene, or synthesized by PCR using a gonococcal genomic DNA as a template and a promoter. There are no difficulties.

atfB遺伝子破壊用プラスミドの作成は、プロモーター領域及びターミネーター領域をベクターに導入することにより行えばよく(図1)、例えば、atfB5’領域、atfB3’領域をベクターpUSCに導入することにより、マーカー遺伝子とsC遺伝子を含有した、atfB遺伝子を欠失したatfB遺伝子破壊用プラスミドpUSCΔatfBを構築することができる。(atfB5’領域)−(sC遺伝子)−(atfB3’領域)の配列は、ΔatfB配列と命名され、その塩基配列は配列番号5(図12〜16)に示され、遺伝子破壊の概略は図3に示される。なお、配列番号5の塩基配列において、塩基番号1〜8はNotI制限酵素サイト、9〜2049はatfB5’配列、4249〜7501はSC配列、7525〜9524はatfB3’配列をそれぞれ示す。   The plasmid for disrupting the atfB gene may be prepared by introducing a promoter region and a terminator region into the vector (FIG. 1). For example, by introducing the atfB5 ′ region and the atfB3 ′ region into the vector pUSC, An atfB gene disruption plasmid pUSCΔatfB containing the sC gene and lacking the atfB gene can be constructed. The sequence of (atfB5 ′ region) − (sC gene) − (atfB3 ′ region) is named ΔatfB sequence, its base sequence is shown in SEQ ID NO: 5 (FIGS. 12 to 16), and the outline of gene disruption is shown in FIG. Shown in In the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5, nucleotide numbers 1 to 8 are NotI restriction enzyme sites, 9 to 2049 are atfB5 'sequences, 4249 to 7501 are SC sequences, and 7525 to 9524 are atfB3' sequences.

本プラスミドの特徴は、次のとおりである。
(1)「直鎖状」にした際に、
(2)「プロモーター領域」、「sC遺伝子」、「ターミネーター領域」が順番に並んでおり、
(3)「プロモーター領域」と「ターミネーター領域」が方向性をもって配置されている。さらに、
(4)sCの方向性は任意でよい。また、
(5)「プロモーター領域」、「sC遺伝子」、「ターミネーター領域」以外の配列はあってもなくてもかまわない。
(6)「プロモーター領域」や「ターミネーター領域」がこれより長くなってもなまわないし、短くなってもかまわない。但し、短い場合には、遺伝子組換えの効率が低下することがある。
The characteristics of this plasmid are as follows.
(1) When it is “linear”,
(2) “Promoter region”, “sC gene”, “terminator region” are arranged in order,
(3) “Promoter region” and “terminator region” are arranged with directionality. further,
(4) The directionality of sC may be arbitrary. Also,
(5) Sequences other than “promoter region”, “sC gene”, and “terminator region” may or may not be present.
(6) The “promoter region” and “terminator region” may be longer or shorter than this. However, if it is short, the efficiency of genetic recombination may decrease.

(7)なお、sC遺伝子は、導入する菌株に合わせて変更してもかまわないし、他の栄養要求性を相補する遺伝子であってもかまわない。薬剤耐性遺伝子でもかまわないし、他のマーカー遺伝子でもかまわないと言う点でsC遺伝子は必須ではなく、他のマーカー遺伝子も適宜使用可能である。 (7) The sC gene may be changed according to the strain to be introduced, or may be a gene that complements other auxotrophy. The sC gene is not essential in that it may be a drug resistance gene or another marker gene, and other marker genes can be used as appropriate.

本プラスミドにおいて、sC領域はいわゆるマーカー遺伝子として働き、形質転換体を効率的に取得する目的で入っている。sC遺伝子は硫酸(硫黄源)資化に関与する遺伝子で、これを硫酸資化欠損株である麹菌NS4株に導入すると、変異が相補されることで栄養要求性培地上での形質転換体単離が容易にできる。どちらかというと、Amp(アンピシリン耐性遺伝子)は麹菌の形質転換体中には必要性が低く、Ampは大腸菌中でプラスミドを増幅させる場合に有用である。   In this plasmid, the sC region functions as a so-called marker gene and is included for the purpose of efficiently obtaining a transformant. The sC gene is a gene involved in sulfate (sulfur source) assimilation. When this gene is introduced into the NS4 strain, which is deficient in sulfate utilization, the mutation is complemented so that a single transformant on the auxotrophic medium is obtained. Can be easily separated. If anything, Amp (ampicillin resistance gene) is less necessary in the transformant of Neisseria gonorrhoeae, and Amp is useful when a plasmid is amplified in E. coli.

(8)これらの遺伝子のDNAは、pUSCその他適宜なベクターに導入して、atfB遺伝子破壊用プラスミド(図1)を構築する。pUSCは、下記の文献に記載されており、また、(独)酒類総合研究所においても頒布されているものであって、入手に困難性はない。O.Yamada,B.R.Lee,K.Gomi:Transformation System for Aspergillus oryzae with Double Auxotrophic Mutations,niaD and sC.Bioscience,Biotechnology,and Biochemistry 61(8),1367−1369,1997 (8) The DNAs of these genes are introduced into pUSC and other appropriate vectors to construct an atfB gene disruption plasmid (FIG. 1). pUSC is described in the following literature, and is also distributed by the Research Institute for Liquors, and there is no difficulty in obtaining it. O. Yamada, B .; R. Lee, K.M. Gomi: Transformation System for Aspergillus oryzae with Double Auxotropic Mutations, niaD and sC. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 61 (8), 1367-1369, 1997

(9)プロモーター領域としてatfB5’領域(配列番号3:図10)を用い、ターミネーター領域としてatfB3’領域(配列番号4:図11)を用い、ベクターとしてpUSCを用いた場合のatfB遺伝子破壊用プラスミド(pUSCΔatfB:その全塩基配列を配列番号5に示す)の構築を図2に示す。なお、(atfB5’領域)−(sC遺伝子)−(atfB3’領域)は、ΔatfB配列と命名され、その塩基配列は配列番号5(図12〜16)内に示される。 (9) AtfB gene disruption plasmid when using atfB5 ′ region (SEQ ID NO: 3 FIG. 10) as a promoter region, using atfB3 ′ region (SEQ ID NO: 4 FIG. 11) as a terminator region, and using pUSC as a vector The construction of (pUSCΔatfB: its entire base sequence is shown in SEQ ID NO: 5) is shown in FIG. In addition, (atfB5 'region)-(sC gene)-(atfB3' region) is named ΔatfB sequence, and its base sequence is shown in SEQ ID NO: 5 (FIGS. 12 to 16).

(10)本プラスミドは、麹菌(黄麹菌:Aspergillus oryzae)、黒麹菌(Aspergillus nigerなど)、白麹菌(Aspergillus usami、Aspergillus kawachiiなど)といったアルペルギルス(Aspergillus)属菌のほか、ムコール(Mucor)属菌、ペニシリウム(Penicillium)属菌、リゾプス(Rhizopus)属菌といった各種糸状菌のほか、一般的に様々な生物で使用することができる。 (10) This plasmid is a genus of Alpergillus (Aspergillus et al., Aspergillus et al., Aspergillus oryzae), Aspergillus usami, Aspergillus kawachii, etc. In addition to various filamentous fungi such as Penicillium spp. And Rhizopus spp., They can generally be used in various organisms.

以下、本発明の実施例について記載するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。   Hereinafter, although the Example of this invention is described, this invention is not limited only to these Examples.

(実施例1:麹菌(アルペルギルス・オリゼ)に存在するatfB遺伝子を欠失させることで、紫外線等のストレスに抵抗性が低い分生子を形成する麹菌の作成)
atfB遺伝子破壊株の単離と確認を次のようにして行った。
(Example 1: Creation of Aspergillus oryzae that forms conidia having low resistance to stress such as ultraviolet rays by deleting the atfB gene present in Aspergillus oryzae)
Isolation and confirmation of the atfB gene-disrupted strain was performed as follows.

(1)atfB遺伝子破壊用プラスミドの作成
atfB遺伝子の5’側約2kbpと3’側約2kbpを染色体組込型ベクターpUSCに導入してatfB遺伝子破壊用コンストラクトを作成した(図2)。このベクターを用いて麹菌NS4株を形質転換(図3)することでatfB遺伝子破壊株を得た。
(1) Preparation of plasmid for disrupting atfB gene A construct for disrupting the atfB gene was constructed by introducing about 2 kbp at the 5 ′ side and about 2 kbp at the 3 ′ side of the atfB gene into the chromosome integration vector pUSC (FIG. 2). An atfB gene-disrupted strain was obtained by transforming Neisseria gonorrhoeae NS4 using this vector (FIG. 3).

すなわち、下記するように、atfB5’領域(配列番号3:図10)及びatfB3’領域(配列番号4:図11)をそれぞれ作成し、ベクターpUSCにこれらの領域を導入して、atfB遺伝子破壊用プラスミドpUSCΔatfB(その構築を図2に示し、全塩基配列を配列番号5(図12〜16)に示す)を作成した。   That is, as described below, the atfB5 ′ region (SEQ ID NO: 3: FIG. 10) and the atfB3 ′ region (SEQ ID NO: 4: FIG. 11) were respectively prepared, and these regions were introduced into the vector pUSC for atfB gene disruption. Plasmid pUSCΔatfB (its construction is shown in FIG. 2 and the entire base sequence is shown in SEQ ID NO: 5 (FIGS. 12 to 16)) was prepared.

(導入方法)
(イ) プライマー1及びプライマー2を用いて、麹菌ゲノムDNAからプロモーター領域をPCRにより増幅し、得られた断片を制限酵素PstI及びAatIIで切断した。
(ロ) pUSCを制限酵素PstI及びAatIIで切断し、切断箇所に(イ)で得られた断片を導入した。
(ハ) プライマー3及びプライマー4を用いて、麹菌ゲノムDNAからターミネーター領域をPCRにより増幅し、得られた断片を制限酵素NotIで切断した。
(ニ) (ロ)で得られたプラスミドをPstIで切断し、平滑化処理した後にNotIで切断した。この断片と(ハ)で作成した断片を結合させることでpUSCΔatfBを作成した。
(Introduction method)
(A) Using Primer 1 and Primer 2, the promoter region was amplified from Aspergillus genomic DNA by PCR, and the resulting fragment was cleaved with restriction enzymes PstI and AatII.
(B) pUSC was cleaved with restriction enzymes PstI and AatII, and the fragment obtained in (a) was introduced into the cut site.
(C) Using primer 3 and primer 4, the terminator region was amplified from the koji mold genomic DNA by PCR, and the resulting fragment was cleaved with restriction enzyme NotI.
(D) The plasmid obtained in (b) was cleaved with PstI, smoothed, and then cleaved with NotI. PUSCΔatfB was prepared by combining this fragment with the fragment prepared in (c).

プライマー1は、その塩基配列を配列番号6(図17)に示し、プライマー2は、その塩基配列を配列番号7(図18)に示し、プライマー3は、その塩基配列を配列番号8(図19)に示し、プライマー4は、その塩基配列を配列番号9(図20)に示した。   Primer 1 shows its base sequence in SEQ ID NO: 6 (FIG. 17), Primer 2 shows its base sequence in SEQ ID NO: 7 (FIG. 18), and Primer 3 shows its base sequence in SEQ ID NO: 8 (FIG. 19). The primer 4 has the base sequence shown in SEQ ID NO: 9 (FIG. 20).

宿主としてはNS4株を使用する。NS4株(Aspergillus oryzae NS4)は、先に示した文献により既知であるうえ、当研究所においても頒布しており、入手に困難性はない。   NS4 strain is used as the host. The NS4 strain (Aspergillus oryzae NS4) is known from the above-mentioned literature and is also distributed in our laboratory, so there is no difficulty in obtaining it.

(2)ゲノムサザンによる破壊株の確認
atfBORFの3’側領域をプローブとして用い、ゲノムサザンを行った結果(図4)、遺伝子破壊株において予想通りの3.5kbpのバンドが観察された。ORF部分をプローブにしたゲノムサザンにおいてはバンドが検出されなかったことから、atfB遺伝子破壊株であることが確認できた。すなわち、ゲノムDNAは制限酵素EcoRIで切断後、電気泳動に供した。その結果、ORF部分をプローブに用いた場合、NS4株では8kbpのバンドが検出されるが、破壊株ではORFが存在しないため、シグナルは検出されないことが確認され(図面左側)、atfB3’領域をプローブとすると、NS4は8.3kbp、破壊株は3.5kbpのバンドが検出された(図面右側)。図5はゲノムサザンの説明図である。
(2) Confirmation of the disrupted strain by genomic Southern As a result of performing the genomic southern using the 3′-side region of atfBORF as a probe (FIG. 4), an expected 3.5 kbp band was observed in the gene disrupted strain. Since no band was detected in the genomic Southern using the ORF portion as a probe, it was confirmed that the strain was an atfB gene disrupted strain. That is, genomic DNA was cleaved with the restriction enzyme EcoRI and subjected to electrophoresis. As a result, when the ORF part was used as a probe, a band of 8 kbp was detected in the NS4 strain, but since no ORF was present in the disrupted strain, it was confirmed that no signal was detected (left side of the drawing), and the atfB3 ′ region was detected. As a probe, a band of 8.3 kbp was detected for NS4 and a 3.5 kbp band was detected for the disrupted strain (right side of the drawing). FIG. 5 is an explanatory diagram of the genome Southern.

(2)ノーザン解析による確認
分析子形成期(ふすま培養37時間目)の麹菌から回収したRNAを用い、atfBのcDNAをプローブとしてノーザン解析を行った(図6)。niaD300で見られるシグナルは破壊株で確認されなかったことから、この時間にatfBが発現していること及びatfB遺伝子破壊が成功していることが確認できた。この結果から明らかなように、atfB破壊株ではatfB遺伝子が存在しないため、分生子形成期におけるatfB遺伝子が検出されない(図面右側)。なお図中、EtBrはエチジウムブロマイドを示し、niaDはAspergillus oryzaeの硝酸資化能欠損株であって、当研究所において頒布されている。
(2) Confirmation by Northern analysis Northern analysis was performed using RNA collected from Aspergillus in the analyzer formation stage (37 hours after bran culture) and using atfB cDNA as a probe (FIG. 6). Since the signal seen in niaD300 was not confirmed in the disrupted strain, it was confirmed that atfB was expressed at this time and that the atfB gene disruption was successful. As is clear from this result, since the atfB gene does not exist in the atfB disrupted strain, the atfB gene is not detected in the conidia formation stage (right side of the drawing). In the figure, EtBr represents ethidium bromide, and niaD is a strain lacking the ability to assimilate nitrate in Aspergillus oryzae and is distributed at this laboratory.

(4)各種ストレス耐性の測定(図7)
耐熱性 蒸留水に懸濁した分生子を50℃で所定の時間インキュベートし、寒天培地に塗布して生存数を確認した。
耐酸化性 50mMか酸化水素水溶液に懸濁した分生子を30℃で所定の時間インキュベートし、寒天培地に塗布して生存数を確認した。
耐紫外線性 紫外線照射器により寒天培地に塗布した分生子に紫外線を照射して生存数を確認した。
(4) Measurement of various stress tolerances (Fig. 7)
Heat resistance The conidia suspended in distilled water was incubated at 50 ° C. for a predetermined time and applied to an agar medium to confirm the number of surviving cells.
Oxidation resistance Conidia suspended in 50 mM or an aqueous hydrogen oxide solution were incubated at 30 ° C. for a predetermined time and applied to an agar medium to confirm the number of viable cells.
Ultraviolet resistance The number of survivors was confirmed by irradiating the conidia applied to the agar medium with an ultraviolet irradiator.

以上の結果から、atfB遺伝子破壊株では各種ストレスによる生存率が野生株よりも有意に低いことから、日光のあたる野外等で死滅しやすくなっていることが証明された。   From the above results, it was proved that the atfB gene-disrupted strains were significantly lower in the survival rate due to various stresses than the wild strains, so that they were easily killed in the outdoors in sunlight.

atfB遺伝子破壊用プラスミドを示す。The plasmid for atfB gene disruption is shown. pUSCΔatfBプラスミドを示す。pUSCΔatfB plasmid is shown. 遺伝子破壊概略図である。It is a gene disruption schematic. 破壊株のゲノムサザンの結果を示す電気泳動図である。(図面代用写真)。It is an electrophoretic diagram which shows the result of the genomic Southern of a disrupted strain. (Drawing substitute photo). ゲノムサザンの説明図である。It is explanatory drawing of a genome Southern. 破壊株のノーザン解析の結果を示す電気泳動図である(図面代用写真)。It is an electrophoretic diagram which shows the result of the Northern analysis of a destruction strain (drawing substitute photograph). 各種ストレスに対する麹菌分生子の耐性を示す。The resistance of Aspergillus oryzae to various stresses is shown. 配列表の配列番号1で示されるアミノ酸配列を示す。The amino acid sequence shown by sequence number 1 of a sequence table is shown. 配列表の配列番号2で示される塩基配列を示す。This shows the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 in the sequence listing. 配列番号3で示される塩基配列を示す。The base sequence shown by SEQ ID NO: 3 is shown. 配列番号4で示される塩基配列を示す。The base sequence shown by sequence number 4 is shown. 配列番号5で示される塩基配列を示す。The base sequence shown by sequence number 5 is shown. 同上続きを示す。The same as above. 同上続きを示す。The same as above. 同上続きを示す。The same as above. 同上続きを示す。The same as above. プライマー1を示す。Primer 1 is shown. プライマー2を示す。Primer 2 is shown. プライマー3を示す。Primer 3 is shown. プライマー4を示す。Primer 4 is shown.

Claims (9)

アスペルギルス(Aspergillus)属菌が有する、以下の(A)又は(B)の転写制御因子タンパク質をコードするatfB遺伝子のDNAを完全にまたは部分的に欠失させるか、あるいは変異させ、遺伝子破壊すること、を特徴とするアスペルギルス(Aspergillus)属菌の胞子のストレス抵抗性を低減させる方法。
(A)配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質
(B)配列番号1に示されるアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されており、かつ転写制御因子活性を有するタンパク質
To completely or partially delete or mutate the DNA of the atfB gene encoding the following transcriptional regulator protein (A) or (B) possessed by Aspergillus sp. A method for reducing stress resistance of spores of the genus Aspergillus characterized by
(A) Protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 (B) One or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and have transcriptional regulatory factor activity protein
配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子が以下の(a)又は(b)のDNAを含むものであること、を特徴とする請求項1に記載の方法。
(a)配列番号2に示す塩基配列からなるDNA
(b)配列番号2に示す塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ転写制御因子活性を有するタンパク質をコードするDNA
The method according to claim 1, wherein the gene encoding the protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 comprises the following DNA (a) or (b):
(A) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 2
(B) a DNA that hybridizes with a DNA comprising the base sequence shown in SEQ ID NO: 2 under a stringent condition and encodes a protein having a transcription factor activity
以下の(A)又は(B)の転写制御因子タンパク質をコードするatfB遺伝子の少なくとも一部を欠失又は変異せしめたDNAを含んでなるatfB遺伝子破壊用プラスミドを構築する工程、及び、得られたプラスミドでアスペルギルス(Aspergillus)属菌を形質転換し、ゲノムDNAのatfB遺伝子を破壊する工程を包含すること、を特徴とする分生子のストレス抵抗性を低減せしめたアスペルギルス(Aspergillus)属菌の作成方法。
(A)配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質
(B)配列番号1に示されるアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されており、かつ転写制御因子活性を有するタンパク質
A step of constructing a plasmid for atfB gene disruption comprising DNA obtained by deleting or mutating at least part of the atfB gene encoding the transcription factor protein of (A) or (B) below: A method for producing an Aspergillus genus having reduced conidia stress resistance, comprising the step of transforming an Aspergillus genus with a plasmid and destroying the atfB gene of genomic DNA .
(A) Protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 (B) One or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and have transcriptional regulatory factor activity protein
atfB遺伝子破壊用プラスミドが、直鎖状にした際にatfB5'領域、マーカー遺伝子、atfB3'領域が順番に配置されているDNAを包含してなること、を特徴とする請求項3に記載の方法。   The method according to claim 3, wherein the atfB gene disruption plasmid comprises DNA in which the atfB5 'region, the marker gene, and the atfB3' region are sequentially arranged when linearized. . マーカー遺伝子がsC遺伝子であること、を特徴とする請求項4に記載の方法。     The method according to claim 4, wherein the marker gene is an sC gene. atfB5'領域のDNAが、以下の(c)又は(d)のDNAを含むものであること、を特徴とする請求項4又は5に記載の方法。
(c)配列番号3に示す塩基配列からなるDNA
(d)配列番号3に示す塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA
The method according to claim 4 or 5, wherein the DNA in the atfB5 'region comprises the following DNA (c) or (d):
(C) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3
(D) DNA that hybridizes under stringent conditions with the DNA comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3
atfB3'領域のDNAが、以下の(e)又は(f)のDNAを含むものであること、を特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載の方法。
(e)配列番号4に示す塩基配列からなるDNA
(f)配列番号4に示す塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA
The method according to any one of claims 4 to 6, wherein the DNA of the atfB3 'region contains the following DNA (e) or (f):
(E) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 4
(F) DNA that hybridizes under stringent conditions with the DNA comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4
atfB遺伝子破壊用プラスミドが、atfB5'領域及びatfB3'領域のDNAをベクターpUSCに導入してなるプラスミドであること、を特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 5 to 7, wherein the atfB gene disruption plasmid is a plasmid obtained by introducing atfB5 'region and atfB3' region DNA into the vector pUSC. 直鎖状にした際にatfB5'領域、sC遺伝子、atfB3'領域が順番に配置されているDNAが、以下の(g)又は(h)のDNAを含むものであること、を特徴とする請求項8に記載のatfB遺伝子破壊用プラスミド作成用のDNA。
(g)配列番号5に示す塩基配列からなるDNA
(h)配列番号5に示す塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、且つ、配列番号3に示す塩基配列からなるDNA又は配列番号3に示す塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA、及び、配列番号4に示す塩基配列からなるDNA又は配列番号4に示す塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAを含むDNA
9. The DNA in which the atfB5 ′ region, the sC gene, and the atfB3 ′ region are arranged in order when linearized, comprises the following DNA (g) or (h): DNA for preparing a plasmid for disrupting the atfB gene according to 1.
(G) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5
(H) DNA that is hybridized under stringent conditions with DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5 and that is DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 or DNA that consists of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 DNA comprising a DNA that hybridizes under stringent conditions, and a DNA that comprises the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4 or a DNA that hybridizes under stringent conditions with the DNA consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4
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