JP6449763B2 - 真菌における改善された選択 - Google Patents

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Description

配列表の参照
本出願は、参照により本明細書に組込まれる、コンピューター読み取り可能な形式で配列表を含む。
発明の分野
本発明は、ポリヌクレオチドコンストラクトの1又は2以上のコピーをゲノム内に組込まれた状態で含む組換え真菌宿主細胞を構築する方法に関するものであり、該方法は、組込みポリヌクレオチドコンストラクトによる真菌宿主細胞の形質転換を含み、ここで、該コンストラクトは、選択マーカーをコードする第1ポリヌクレオチドと、目的のポリペプチドをコードする第2ポリヌクレオチドを含み、ここで該第1ポリヌクレオチド、その5′未翻訳領域及び/又はそれらと作動式に連結されるリボスイッチは、その分枝部位とそのアクセプター部位との間に5又はそれ以下のヌクレオチドを有するスプライセオソームイントロンを含み;及び、適切なポリヌクレオチドコンストラクト、適切なポリヌクレオチドコンストラクト、及び得られる真菌宿主細胞及び製造方法にも関する。
背景技術
ポリペプチドの高収率工業生産のために、目的の遺伝子のいくつかの染色体に組込まれたコピーを含み抗生物質耐性マーカーを欠く微生物株を提供することが、バイオテクノロジー産業にとって所望されている。抗生物質マーカー遺伝子は、従来、マーカー遺伝子、及び工業目的のポリペプチドをコードする付随する発現カセットの両者の複数コピーを担持する菌株を選択するための手段として使用されてきた。コピー数と最終生成物収率との間に直接的な相互関係が非常に多く存在するため、微生物産生株においてコピー数を高めることによる発現カセットの増幅が所望された。抗生物質選択マーカーを用いる増幅方法が、過去20年、多くの宿主株に広範に使用されており、個々の発現カセットの発現レベルにかかわらず、比較的短期間で、高収率産生株を開発するための非常に効率的な方法であることが証明されている。
無力化された低レベルプロモーターから発現されるガラクトースエピメラーゼコードの遺伝子が、生成物遺伝子のタンデム増幅コピーの部位特異的ゲノム組込みのための選択マーカーとして使用され得ることが、これまでバチルス(Bacillus)において示されている(国際公開第2001/90393号;Novozmes A/S)。しかしながら、真菌宿主細胞に対する類似の仕組みについては記載されていない。
リボスイッチは、タンパク質の関与のない標的低分子に対して直接的に結合できるmRNA分子の一部である。標的低分子の結合は、mRNAの翻訳に影響を及ぼす[Nudler E, Mironov AS (2004). "The riboswitch control of bacterial metabolism". Trends Biochem Sci 29 (1): 11-7; Vitreschak AG, Rodionov DA, Mironov AA, Gelfand MS (2004). "Riboswitches: the oldest mechanism for the regulation of gene expression?". Trends Genet 20 (1): 44-50; Tucker BJ, Breaker RR (2005). "Riboswitches as versatile gene control elements". Curr Opin Struct Biol 15 (3): 342-8; Batey RT (2006). "Structures of regulatory elements in mRNAs". Curr Opin Struct Biol 16 (3): 299-306]。
糸状菌細胞アスペルギラス・オリザエ(Aspergillus oryzae)において、thiA及びnmtA遺伝子の発現は、ピロリン酸チアミン(TPP)結合するリボスイッチにより調節され、そして上流オープンリーディングフレーム(ORF)を条件付で生成するために選択的スプライシングを制御し、それにより下流の遺伝子の発現に影響を及ぼす。A.オリザエ(A. oryzae)のthiAリボスイッチは、核内mRNA前駆体イントロン、すなわちスプライセオソームイントロンを含み、選択的スプライシングの促進に関与する。
別の糸状菌リボスイッチがアスペルギラス・ニジュランス(Aspergillus nidulans)において見出されており、ここでagaA遺伝子が、mRNAアルギニン−結合により調節され、それにより、選択的スプライシングが促進される[Borsuk, P. et al. (2007). ”L-Arginine influences the structure and function of arginase mRNA in Aspergillus nidulans”. Biol Chem. 388: 135-144]。
抗生物質マーカーを欠いた組換え真菌産生宿主株についての現在の要望に応えるために、本発明者らは複数コピー宿主株を生成するための可能な選択肢を探している。
発明の要約
本発明者は、下流遺伝子の5′未翻訳領域に位置するスプライセオソームイントロンにおける分枝部位とアクセプター部位との間のヌクレオチドの数を変えることにより、スプライシング効率が前記下流遺伝子のために予想外に大きな発現範囲を提供するよう調整できることを見出した。野生型イントロンにおけるヌクレオチドの数は6であり、本発明者は、分枝部位及びアクセプター部位が1つのヌクレオチドと実際にオーバーラップするまで、各ヌクレオチドを連続的に除いた。イントロン変異体のこのライブラリーは、下記実施例が示すように、正常発現から非常に低レベルの発現まで、下流遺伝子の驚くべき広範囲の発現レベルを提供した。本発明者らは、これが遺伝子のコード配列内に位置するスプライセオソームイントロンの場合であると予測している。
低発現レベルは、真菌宿主細胞のゲノム中に組込まれるポリヌクレオチド配列に含まれる選択マーカーとの関連において特に興味深く、その理由は、それらが形質転換された細胞の選択を可能にするからであり、ここでポリヌクレオチドコンストラクトは、複数の直列的に増幅されたコピーの状態でゲノム中に組込まれている。この選択性が可能になる理由は、選択圧下で培養される場合、十分に低レベルで発現される選択マーカーの多くのコピーを有するそれらの細胞が、より少ないコピーを有する細胞よりも増殖優位性を有するからである。組込みコンストラクトにおける発現カセットは、選択マーカーと共に増殖され、それにより、より高い生成物収率を保証する。
さらに、本発明者により研究される特定のスプライセオソームイントロンは、いわゆるリボスイッチ、すなわちアスペルギラス・オリザエのthiAリボスイッチ内に位置し、ここで通常、その遺伝子のプレ−mRNA選択的スプライシングに関与し、よって、細胞の必要とする十分なチアミン(むしろ又は、チアミン−ピロリン酸、TPP)が存在するか否かに依存して、その発現レベルを調節する。本明細書において作り出されるイントロン変異体により示される予想外の広範囲の発現レベルにもかかわらず、本発明者は、本発明のイントロン変異体を含む宿主細胞に対するTPPの添加が、thiAリボスイッチの作用を介して、さらに場合により検出以下のレベルにまで発現レベルを抑制することを見出した。
従って、第1の観点によれば、本発明は、そのゲノムに組込まれたポリヌクレオチドコンストラクトの、1又はそれ以上のコピーを含む、組換え真菌宿主細胞の構築方法に関するものであり、該方法は以下:
a)組込みポリヌクレオチドコンストラクトにより形質転換された真菌宿主細胞を供給し、ここで該コンストラクトは、選択マーカーをコードする第1ポリヌクレオチドと、目的のポリペプチドをコードする第2ポリヌクレオチドとを含み、ここで該第1ポリヌクレオチド、その5′未翻訳領域及び/又はそれらと作動式に連結されるリボスイッチは、その分枝部位とそのアクセプター部位との間に5又はそれ以下のヌクレオチドを有するスプライセオソームイントロンを含み;
b)前記形質転換された真菌宿主細胞を、前記選択マーカーの発現を促進する条件下で培養し;そして
c)前記ポリヌクレオチドコンストラクトの1又は2以上のコピー;好ましくは2以上のコピー;さらにより好ましくは3以上のコピー、最も好ましくは4以上のコピーを、ゲノム内に組み込まれた状態で含む、組換え真菌宿主細胞を単離すること、
を含む。
第2の観点によれば、本発明は、真菌宿主細胞の形質転換及び前記細胞のゲノムへの組込みのために適切なポリヌクレオチドコンストラクトに関するものであり、該コンストラクトは、以下:
a)選択マーカーをコードする第1ポリヌクレオチド、ここで前記第1ポリヌクレオチド、その5′未翻訳領域及び/又はそれらと作動式に連結されるリボスイッチは、その分枝部位とそのアクセプター部位との間に5個又はそれ以下のヌクレオチドを有するスプライセオソームイントロン;及び
b)目的のポリペプチドをコードする第2ポリヌクレオチド、
を含む。
第3の観点によれば、本発明は、ポリヌクレオチドコンストラクトの1又は2以上のコピーをゲノム内に組込まれた状態で含む組換え真菌宿主細胞であって、該コンストラクトが、
a)選択マーカーをコードする第1ポリヌクレオチド、ここで前記第1ポリヌクレオチド、その5′未翻訳領域及び/又はそれらと作動式に連結されるリボスイッチが、その分枝部位と、そのアクセプター部位との間に5個又はそれ以下のヌクレオチドを有するスプライセオソームイントロンを含み;及び
b)目的のポリペプチドをコードする第2ポリヌクレオチド、
を含む。
最後の観点によれば、本発明は目的のポリペプチドの生成方法に関するものであり、以下:
a)第3の側面の組換え真菌宿主細胞を培養し;場合により、
b)ポリペプチドを回収する、
ことを含む。
下記実施例のプラスミドpCOls1086の概略図を示す。
下記実施例のプラスミドpCOls1124の概略図を示す。
下記実施例のプラスミドpCOls1118の概略図を示す。
下記実施例のプラスミドpCOls1126の概略図を示す。
スプライセオソームイントロンRNAプロセッシング、及びthiAリボスイッチイントロンにおけるイントロン分枝部位「ctaac」(影付き)とイントロンアクセプター部位「tag」(影付き)との間の距離が異なるように製造された8種の異なるコンストラクトの一般的な図を示す。2種の部位間の塩基の数は、0−6bp間で変化し、そして1つのコンストラクトは分枝部位の一部とオーバーラップし、そしてその一部を形成するアクセプター部位を有し、配列「ctaacag」をもたらし、ここで分枝部位は「ctaac」であり、アクセプター部位は「cag」である。下記表に示されるように、後者の変異体は「イントロン(−1)」と命名された。他は、「イントロン(0)」、「イントロン(1)」、「イントロン(2)」、「イントロン(3)」「イントロン(4)」「イントロン(5)」及び最終的に野生型配列(図5)である「イントロン(6)」として命名された。
下記実施例4におけるサザンブロットの写真を示し;レーン1はBstEIIにより消化されたλマーカーDNAであり;レーン2はpCOIs1175により形質転換された菌株であり、レーン3はバックグラウンド菌株である。
定義
cDNA:用語「cDNA」とは、真核細胞又は原核細胞から得られる成熟又はスプライシングされたmRNA分子から逆転写により調製されるDNA分子を意味する。cDNAは、対応するゲノムDNA中に通常存在するイントロン配列を有さない。初期一次RNA転写体がmRNAの前駆体となり、これがスプライシングを含む、一連の処理段階を経て、最終的にスプライシングされた成熟mRNAを生じる。
コード配列:用語「コード配列」(coding sequence)とは、ポリペプチドのアミノ酸配列を直接規定するポリヌクレオチドを意味する。コード配列の境界は通常、オープンリーディングフレーム(open reading frame)により決定される。オープンリーディングフレームは、ATG、GTGやTTG開始コドンにより開始し、TAA、TAG、TGA等の停止コドンで停止する。コード配列は、ゲノムDNA、cDNA、合成DNA、又はそれらの組み合わせの何れでもよい。
制御配列:用語「制御配列」(control sequence)とは、本発明の成熟ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの発現に必要な核酸配列を意味する。各制御配列は、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに対して同種(同じ遺伝子から)でも外来(すなわち、異なった遺伝子から)でもよく、互いに同種でも外来でもよい。そのような制御配列としては、これらに限定されるものではないが、リーダー、ポリアデニル化配列、プロペプチド配列、プロモーター、シグナルペプチド配列、及び転写ターミネーターが挙げられる。少なくとも、制御配列はプロモーターと、転写及び翻訳停止シグナルとを含む。特定の制限部位を導入する目的で、制御配列にリンカーを付加してもよい。これによりそのような制御配列と、ポリペプチドをコード化するポリヌクレオチドのコード領域との連結が容易になる。
発現:用語「発現」(expression)とは、ポリペプチドの産生に関与する任意の段階を包含する。そのような段階としては、これらに制限されるものではないが、転写、転写後修飾、翻訳、翻訳後修飾、及び分泌が挙げられる。
発現ベクター:用語「発現ベクター」(expression vector)とは、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含むとともに、その発現を可能とする制御配列に操作可能的に連結された、線状又は環状DNA分子を意味する。
宿主細胞:用語「宿主細胞」(host cell)とは、本発明のポリヌクレオチドを含む核酸コンストラクト又は発現ベクターにより形質転換(transformation)、トランスフェクション(transfection)、形質導入(transduction)等が可能な任意の細胞型を含む。用語「宿主細胞」は、親細胞の任意の子孫であって、複製時に生じた突然変異により親細胞とは同一ではなくなったものも含まれる。
単離された:用語「単離された」(isolated)とは、自然界では存在しない形又は環境での物質を意味する。単離された物質の非制限的例は、次のものを包含する:(1)任意の天然に存在しない物質;(2)例えば、限定されるものではないが、酵素、変異体、核酸、タンパク質、ペプチド又は補因子をを包含する任意の物質であって、それらは自然界で関連する1又はそれ以上又はすべての天然に存在する構成成分から少なくとも部分的に除去される;(3)自然界で見出される物質に対して人工的に変性された任意の物質;又は(4)自然界で関連する他の成分に対する物質の量を増すことにより変性された任意の物質(例えば、前記物質をコードする遺伝子の複数のコピー;前記物質をコードする遺伝子と自然界において関連するプロモーターよりも強いプロモーターの使用)。単離された物質は、発酵培養液サンプル中に存在してもよい。
核酸コンストラクト:用語「核酸コンストラクト」(nucleic acid construct)とは、天然遺伝子から単離され、或いは天然では存在しない核酸のセグメントを含むように修飾され、或いは合成された、1又は2以上の制御配列を含む、一本鎖又は二本鎖の核酸分子を意味する。
作動式に連結された:用語「作動式に連結された」(operably linked)とは、コード配列が制御配列により発現されるように、ポリヌクレオチド配列のコード配列に対して適切な位置に配置された構成を意味する。
配列同一性:2つのアミノ酸配列間又は2つのヌクレオチド配列間の関連性を、「同一性」(identity)というパラメーターで表す。
本発明の目的においては、2つのアミノ酸配列間の配列同一性は、Needleman-Wunsch アルゴリズム(Needleman and Wunsch, 1970, J. Mol. Biol. 48:443-453)を、EMBOSSパッケージ(EMBOSS:The European Molecular Biology Open Software Suite, Rice et al., 2000, Trends in Genetics 16:276-277)のNeedleプログラム(好ましくはバージョン5.0.0以降)で実行することにより決定される。任意パラメーターは、ギャップ・オープン・ペナルティー(gap open penalty)が10、ギャップ・エクステンション・ペナルティー(gap extension penalty)が0.5であり、また、EBLOSUM62(BLOSUM62のEMBOSSバージョン)置換マトリックスを使用する。「最長同一性」(longest identity)と表示されたNeedleの出力値(-nobriefオプションを用いて得られるもの)を%同一性として使用する。これは以下の式に従い算出される。
(同一残基数 × 100)/(アラインメント長 − アラインメント中のギャップ総数)
本発明の目的においては、2つのデオキシリボヌクレオチド配列間の配列同一性は、Needleman-Wunsch アルゴリズム(Needleman and Wunsch, 1970、同上)を、EMBOSSパッケージ(EMBOSS:The European Molecular Biology Open Software Suite, Rice et al., 2000、同上)のNeedleプログラム(好ましくはバージョン5.0.0以降)で実行することにより決定される。任意パラメーターは、ギャップ・オープン・ペナルティー(gap open penalty)が10、ギャップ・エクステンション・ペナルティー(gap extension penalty)が0.5であり、また、EDNAFULL(NCBI NUC4.4のEMBOSSバージョン)置換マトリックスを使用する。「最長同一性」(longest identity)と表示されたNeedleの出力値(-nobriefオプションを用いて得られるもの)を%同一性として使用する。これは以下の式に従い算出される。
(同一デオキシリボヌクレオチド数 × 100)/(アラインメント長 − アラインメント中のギャップ総数)
部分配列:用語「部分配列」(subsequence)とは、成熟ポリペプチドコード配列の5'及び/又は3'末端から1又は2以上(数個)のヌクレオチドが欠失してなるポリヌクレオチドを意味し、ここで部分配列は酵素活性を有するフラグメントをコードする。
スプライセオソームイントロン:用語「スプライセオソームイントロン」とは、イントロンとエキソンとの間の境界に位置する特異的イントロン配列により特徴づけられる核内mRNA前駆体イントロンについての別の用語である。それらの配列は、スプライシング反応が開始される場合、スプライセオソームRNA分子により認識される。さらに、それらは、分枝部位、5′未端に共有結合されるようになるイントロンの3′末端近くの特定のヌクレオチド配列、及び分枝イントロンを生成するスプライシング工程の間、イントロンのアクセプター部位を含む。それらの3種の短い保存された要素とは別に、核内mRNA前駆体イントロン配列は非常に多様である。
イントロン分枝部位:本明細書によれば、イントロン分枝部位は、ヌクレオチド配列「CTRAY」、ここで、R=AはG、及びY=C又はTであり、特に「CTAAC」により定義される。
イントロンアクセプター部位:イントロンアクセプター部位はしばしば、2種のヌクレオチドAGにより特徴づけられるが、ヌクレオチドは、上流で直接的に、スプラシシング効率に影響を及ぼし、従って、本明細書によれば、イントロンアクセプター部位は、XAG(ここで、X=G又はA又はT又はC)として定義される。
発明の詳細な説明
ポリヌクレオチドコンストラクトの1又は2以上のコピーをゲノム内に組込まれた状態で含む組換え真菌宿主細胞を構築する方法は、
a)組込みポリヌクレオチドコンストラクトにより形質転換された真菌宿主細胞を供給し、ここで該コンストラクトは、選択マーカーをコードする第1ポリヌクレオチドと、目的のポリペプチドをコードする第2ポリヌクレオチドとを含み、ここで該第1ポリヌクレオチド、その5′未翻訳領域及び/又はそれらと作動式に連結されるリボスイッチは、その分枝部位とそのアクセプター部位との間に5又はそれ以下のヌクレオチドを有するスプライセオソームイントロンを含み;
b)前記形質転換された真菌宿主細胞を、前記選択マーカーの発現を促進する条件下で培養し;そして
c)前記ポリヌクレオチドコンストラクトの1又は2以上のコピー;好ましくは2以上のコピー;さらにより好ましくは3以上のコピー、最も好ましくは4以上のコピーを、ゲノム内に組み込まれた状態で含む、組換え真菌宿主細胞を単離すること、
を含む。
第1の側面の好ましい実施形態によれば、前記工程(a)における真菌宿主細胞が成長不全を有し、前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトが前記宿主細胞のゲノム中に組込まれると、前記成長不全を補完する。これは、真菌細胞を選択する、段階(a)と(b)との間の任意の容易な第2段階を可能にし、ここで少なくとも1つのコピーにおいてポリヌクレオチドコンストラクトのゲノム組込みが達成される。
適切な成長不全に関して、好ましくは、前記段階(a)における真菌宿主細胞が、機能的硝酸レダクターゼ又は亜硝酸レダクターゼを欠き、そして前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトが、それぞれ機能的硝酸レダクターゼ、例えばniaDをコードする遺伝子、又は機能的亜硝酸レダクターゼ、例えばniiZをコードする遺伝子を含み;又は前記段階(a)における真菌宿主細胞が、機能的エノラーゼを欠いており、そして前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトが機能的エノラーゼ、例えばacuNをコードする補足遺伝子を含む。
他の適切な不全は、糖新生炭素源に基づいて増殖する真菌細胞の必須の機能性に関する。例えば、好ましくは、段階(a)の真菌宿主は、不活性acuK又はacuM遺伝子を有し、そして組込みポリヌクレオチドコンストラクトは、それぞれ、補充性機能的acuK又はacuM遺伝子を含む[Hynes M. et al. Transcriptional Control of Gluconeogenesis in Aspergillus nidulans, Genetics 176: 139-150 (May 2007)]。
好ましくは、前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトは、形質転換の後、非相同組換えによりゲノム内にランダムに組込まれる。
しかしながら、しばしば、高い程度の制御が好ましく、ここで前記段階(a)における組込みポリヌクレオチドコンストラクトの片側又は両側に隣接して相同性ボックスが配置され、当該相同性ボックスが、形質転換の後、相同組換えにより真菌宿主細胞ゲノム中への組込みポリヌクレオチドコンストラクトの位置特異的組込みを可能にするのに十分な大きさ、且つ、前記真菌宿主細胞ゲノム内の特定遺伝子座に対して十分な配列相同性を有する。有利には、真菌宿主における特定の遺伝子座は、成長不全を作り出すために、例えば部分欠損により不活性化された同じ遺伝子を有する。次に、ポリヌクレオチドコンストラクトの相同性ボックスは、同じ遺伝子又はその一部の完全なコピーであってもよく、結果的に、相同性ボックスと、ゲノム不活性化された遺伝子との間の相同組換えを介してポリヌクレオチドコンストラクトの少なくとも1つのコピーを達成できる位置特異的組込みが、ゲノム中の機能的遺伝子の復元又は同じ遺伝子の機能的バージョンによる置換をもたらす。
好ましくは、前記スプライセオソームイントロンは、その分枝部位と、そのアクセプター部位との間に4個又はそれ以下のヌクレオチド;好ましくは3個又はそれ以下のヌクレオチド;より好ましくは2個又はそれ以下のヌクレオチド;さらにより好ましくは、1個のヌクレオチドを有し;さらにより好ましくは、スピライセオソームイントロンは、その分枝部位と、そのアクセプター部位との間に、及び最も好ましくは、分枝部位と、少なくとも1つのヌクレオチドによるスピライセオソームイントロンオーバーラップのアクセプター部位との間に、0個のヌクレオチドを有する。他方では、好ましくは、前記スピライセオソームイントロンは、配列番号 24、 配列番号 25、 配列番号 26、 配列番号 27、 配列番号 28、 配列番号 29、 配列番号 30、 配列番号 31、 配列番号 32、 配列番号33、 配列番号 34、 配列番号 35、 配列番号 36、 配列番号 37、 配列番号 38、 配列番号 39 及び配列番号 40から成るイントロンヌクレオチド配列群から選択されるヌクレオチド配列を含む。
本発明者らははすでに以下について述べる:本発明者は、A.オリザエからのthiAリボスイッチのスプライセオソームイントロンを用いて第1のの観点の方法を行い、そしてこれが、下流遺伝子のさらに大きな程度の発現レベル制御を可能にしたことを示した。従って、第1の観点の方法の好ましい実施形態によれば、前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトの第1ポリヌクレオチドは、それと操作可能的に連結されるリボスイッチを有し;好ましくは前記リボスイッチは、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)におけるthiA又はnmtA遺伝子に由来する。
好ましくは、前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトの第1ポリヌクレオチドは、選択マーカーオロチジン−5′−リン酸デカルボキシラーゼ又はPyrGをコードする。
本発明の好ましい実施形態によれば、前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトの第2ポリヌクレオチドによりコードされる目的のポリペプチドは、酵素;好ましくはヒドロラーゼ、イソメラーゼ、リガーゼ、リアーゼ、オキシドレダクターゼ、又はトランスフェラーゼ、例えばアミノペプチダーゼ、アミラーゼ、カルボヒドラーゼ、カルボキシペプチダーゼ、カタラーゼ、セロビオヒドロラーゼ、セルラーゼ、キチナーゼ、クチナーゼ、シクロデキストリングリコシルトランスフェラーゼ、デオキシリボヌクレアーゼ、エンドグルカナーゼ、エステラーゼ、α-ガラクトシダーゼ、β-ガラクトシダーゼ、グルコアミラーゼ、α-グルコシダーゼ、β-グルコシダーゼ、インベルターゼ、ラッカーゼ、リパーゼ、マンノシダーゼ、ムタナーゼ、オキシダーゼ、ペクチン分解酵素、ペルオキシダーゼ、フィターゼ、ポリフェノールオキシダーゼ、タンパク質分解酵素、リボヌクレアーゼ、トランスグルタミナーゼ、キシラナーゼ、またはβ - キシロシダーゼを含む。
核酸コンストラクト
本発明の第2の観点は、真菌宿主細胞の形質転換及び前記細胞のゲノム中への組込みに適したポリヌクレオチドコンストラクトに関し、ここで前記コンストラクトは、選択マーカーをコードする第1ポリヌクレオチド、ここで前記第1ポリヌクレオチド、その5′未翻訳領域及び/又はそれらと操作可能的に連結されるリボスイッチが、その分枝部位と、そのアクセプター部位との間に5個又はそれ以下のヌクレオチドを有するスプライセオソームイントロン;及び目的のポリペプチドをコードする第2ポリヌクレオチドを含む。
第2の側面の好ましい実施形態によれば、ポリヌクレオチドコンストラクトは、機能的硝酸レダクターゼ、例えばniaDをコードする遺伝子、機能的亜硝酸レダクターゼをコードする遺伝子、又は機能的エノラーゼ、例えばacuNをコードする遺伝子を含む。
第2の側面の好ましい実施形態によれば、ポリヌクレオチドコンストラクトは、組込みポリヌクレオチドコンストラクトの片側又は両側に隣接して相同性ボックスが配置され、当該相同性ボックスが、形質転換の後、相同組換えにより真菌宿主細胞ゲノム中への組込みポリヌクレオチドコンストラクトの位置特異的組込みを可能にするのに十分な大きさ、且つ、前記真菌宿主細胞ゲノム内の特定遺伝子座に対して十分な配列相同性を有する。
好ましくは、前記スピライセオソームイントロンは、その分枝部位と、そのアクセプター部位との間に4個又はそれ以下のヌクレオチド;好ましくは3個又はそれ以下のヌクレオチド;より好ましくは2個又はそれ以下のヌクレオチド;さらにより好ましくは、1個のヌクレオチドを有し;さらにより好ましくは、スピライセオソームイントロンは、その分枝部位と、そのアクセプター部位との間に、及び最も好ましくは、分枝部位と、少なくとも1つのヌクレオチドによるスピライセオソームイントロンオーバーラップのアクセプター部位との間に、0個のヌクレオチドを有する。他方では、前記スピライセオソームイントロンは、配列番号 24、 配列番号 25、 配列番号 26、 配列番号 27、 配列番号 28、 配列番号 29、 配列番号 30、 配列番号 31、 配列番号 32、 配列番号33、 配列番号 34、 配列番号 35、 配列番号 36、 配列番号 37、 配列番号 38、 配列番号 39 及び配列番号 40から成るイントロンヌクレオチド配列群から選択されるヌクレオチド配列を含む。
好ましい実施形態によれば、本発明の組込みポリヌクレオチドコンストラクトに位置する第1ポリヌクレオチドは、それと操作可能的に連結されるリボスイッチを有し;好ましくは前記リボスイッチは、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)におけるthiA又はnmtA遺伝子に由来する。
好ましくは、前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトの第1ポリヌクレオチドは、選択マーカーオロチジン−5′−リン酸デカルボキシラーゼ又はPyrGをコードする。
好ましくは、前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトの第2ポリヌクレオチドによりコードされる目的のポリペプチドは、酵素;好ましくはヒドロラーゼ、イソメラーゼ、リガーゼ、リアーゼ、オキシドレダクターゼ、又はトランスフェラーゼ、例えばアミノペプチダーゼ、アミラーゼ、カルボヒドラーゼ、カルボキシペプチダーゼ、カタラーゼ、セロビオヒドロラーゼ、セルラーゼ、キチナーゼ、クチナーゼ、シクロデキストリングリコシルトランスフェラーゼ、デオキシリボヌクレアーゼ、エンドグルカナーゼ、エステラーゼ、α-ガラクトシダーゼ、β-ガラクトシダーゼ、グルコアミラーゼ、α-グルコシダーゼ、β-グルコシダーゼ、インベルターゼ、ラッカーゼ、リパーゼ、マンノシダーゼ、ムタナーゼ、オキシダーゼ、ペクチン分解酵素、ペルオキシダーゼ、フィターゼ、ポリフェノールオキシダーゼ、タンパク質分解酵素、リボヌクレアーゼ、トランスグルタミナーゼ、キシラナーゼ、またはβ - キシロシダーゼを含む。
本発明はまた、制御配列と適合できる条件下で適切な宿主細胞においてコード配列の発現を方向付ける1又は2以上の制御配列に作動式に連結される本発明の第1及び/又は第2ポリヌクレオチドを含む核酸コンストラクトにも関する。
ポリペプチドの発現を可能とするために、ポリヌクレオチドを、種々の手法により操作してもよい。発現ベクターの種類によっては、ベクターへの挿入前にポリヌクレオチドを操作することが好適又は必要な場合がある。組換えDNA法を用いてポリヌクレオチドを修飾する手法は、当業者には周知である。
制御配列としては、プロモーター、すなわち本発明のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの発現のために宿主細胞に認識されるポリヌクレオチドが挙げられる。プロモーターは、ポリペプチドの発現を媒介する転写制御配列を含む。プロモーターは、宿主細胞内で転写活性を示すものであれば、如何なるポリヌクレオチドであってもよく、突然変異型、切断型、ハイブリッド型のプロモーターであってもよく、そして宿主細胞に対して同種又は異種の細胞外又は細胞内ポリペプチドをコードする遺伝子から取得されてもよい。
糸状菌宿主細胞において本発明の核酸コンストラクトの転写を引き起こすのに適したプロモーターの例としては、アスペルギルス・ニズランス(Aspergillus nidulans)アセトアミダーゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)中性α−アミラーゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)酸安定α−アミラーゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)又はアスペルギルス・アワモリ(Aspergillus awamori)グルコアミラーゼ(glaA)、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)TAKA アミラーゼ、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)アルカリ性プロテアーゼ、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)トリオースリン酸イソメラーゼ、フザリウム・オキシスポルム(Fusarium oxysporum)トリプシン様プロテアーゼ(国際公開第96/00787号)、フザリウム・ベネナツム(Fusarium venenatum)アミログルコシダーゼ (国際公開第00/56900号)、フザリウム・ベネナツム(Fusarium venenatum)Daria(国際公開第00/56900号)、フザリウム・ベネナツム(Fusarium venenatum)Quinn(国際公開第00/56900号)、リゾムコル・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)リパーゼ、リゾムコル・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)アスパラギン酸プロテイナーゼ、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)β−グルコシダーゼ、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)セロビオヒドロラーゼI、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)セロビオヒドロラーゼ II、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼI、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼII、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼIII、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼIV、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)エンドグルカナーゼV、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)キシラナーゼI、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)キシラナーゼII、トリコデルマ・レセイ(Trichoderma reesei)β−キシロシダーゼ由来のプロモーター、並びに NA2-tpiプロモーター(アスペルギルス(Aspergillus)中性α−アミラーゼ遺伝子由来の修飾されたプロモーターであって、ここで、非翻訳リーダーは、アスペルギラストリオースリン酸イソメラーゼ遺伝子からの非翻訳リーダーにより置換されており;非制限的な例としては、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)中性α−アミラーゼ遺伝子からの修飾されたプロモーターを包含し、ここで非翻訳リーダーはアスペルギルス・ニジュランス(Aspergillus nidulans)又はアスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)トリオースリン酸イソメラーゼ遺伝子からの未翻訳リーダーにより置換されている);並びにこれらの突然変異型、切断型、ハイブリッド型プロモーターが挙げられる。
酵母宿主の場合、有用なプロモーターとしては、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)エノラーゼ(ENO-1)、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)ガラクトキナーゼ(GAL1)、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)アルコール デヒドロゲナーゼ/グリセロアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(ADH1、ADH2/GAP)、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)トリオースリン酸イソメラーゼ(TPI)、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)メタロチオネイン(CUP1)、及びサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)3−ホスホグリセリン酸キナーゼ由来のプロモーターが挙げられる。酵母宿主細胞に有用な他のプロモーターは、Romanos et al., 1992, Yeast 8:423-488 に記載されている。
制御配列としては、転写を停止するために宿主細胞に認識される、適切な転写ターミネーターも挙げられる。ターミネーターは、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの3’末端に操作可能的に連結される。本発明では、宿主細胞において機能し得る任意のターミネーターを使用することができる。
糸状菌宿主細胞の場合、ターミネーターとしては、アスペルギルス・ニズランス(Aspergillus nidulans)アントラニル酸シンターゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)グルコアミラーゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)α−グルコシダーゼ、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)TAKA アミラーゼ、及びフザリウム・オキシスポルム(Fusarium oxysporum)トリプシン様プロテアーゼ由来のターミネーターが好ましい。
酵母宿主細胞の場合、ターミネーターとしては、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)エノラーゼ、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)シトクロームC(CYC1)、及びサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)グリセロアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ由来のターミネーターが好ましい。酵母宿主細胞に有用な他のターミネーターは、Romanos et al., 1992(同上)に記載されている。
制御配列はまた、プロモーターの下流及び遺伝子の発現を高める遺伝子のコード配列の上流のmRNA安定化剤領域であってもよい。
適切な安定化剤領域の例は、バチルス・スリンギエンシス(Bacillus thuringiensis) cryIIIA遺伝子(国際公開第94/25612号) 及びバチルス・サブチリス (Bacillus subtilis) SP82 遺伝子から得られる(Hue et al., 1995, Journal of Bacteriology 177: 3465-3471)。
制御配列としては、リーダーも挙げられる。リーダーは、宿主細胞による翻訳に重要であるmRNAの非翻訳領域である。リーダーは、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの5’末端に操作可能的に連結される。宿主細胞において機能し得る任意のリーダーが使用されてもよい。
糸状菌宿主細胞の場合、リーダーとしては、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)TAKA アミラーゼ、及びアスペルギルス・ニズランス(Aspergillus nidulans)トリオースリン酸イソメラーゼ由来のリーダーが好ましい。
酵母宿主細胞に適したリーダーとしては、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)エノラーゼ(ENO-1)、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)3-ホスホグリセリン酸キナーゼ、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)α−因子、及びサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)アルコールデヒドロゲナーゼ/グリセロアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(ADH2/GAP)由来のリーダー配列が挙げられる。
制御配列としては、ポリアデニル化配列も挙げられる。ポリアデニル化配列は、ポリヌクレオチドの3’末端に操作可能的に連結され、転写時に宿主細胞によって、転写されたmRNAにポリアデノシン残基を付加するシグナルとして認識される。宿主細胞において機能し得る任意のポリアデニル化配列を使用することができる。
糸状菌宿主細胞の場合、ポリアデニル化配列としては、アスペルギルス・ニズランス(Aspergillus nidulans)アントラニル酸シンターゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)グルコアミラーゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)α−グルコシダーゼ、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)TAKA アミラーゼ、及びフザリウム・オキシスポルム(Fusarium oxysporum)トリプシン様プロテアーゼ由来のポリアデニル化配列が好ましい。
酵母宿主細胞において有用なポリアデニル化配列は、Guo and Sherman, 1995, Molecular Cellular Biology 15:5983-5990 に記載されている。
制御配列としては、シグナルペプチドコーディング領域であってもよくこれは、ポリペプチドのN−末端に連結され、ポリペプチドを細胞の分泌経路に誘導するためのシグナルペプチドをコードするシグナルペプチドコード領域である。ポリヌクレオチドのコード配列の5’末端が、翻訳リーディングフレーム内において、ポリペプチドをコードするコーディング配列のセグメントと当初から連結された、固有のシグナルペプチドコーディング配列を有していてもよい。一方では、コーディング配列の5’末端が、コーディング配列に対して外来のシグナルペプチドコード配列を有していてもよい。外来のシグナルペプチドコーディング配列が必要となるのは、例えば、コーディング配列が生来のシグナルペプチドコーディング配列を有さない場合である。一方では、ポリペプチドの分泌を促進するために、外来のシグナルペプチドコーディング配列により、生来のシグナルペプチドコーディング配列をそのまま置換してもよい。しかしながら、発現されたポリペプチドを宿主細胞の分泌経路に誘導し得るものであれば、任意のシグナルペプチドコーディング配列を使用できる。
糸状菌宿主細胞において有効なシグナルペプチドコーディング配列としては、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)中性アミラーゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)グルコアミラーゼ、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)TAKA アミラーゼ、フミコラ・インソレンス(Humicola insolens)セルラーゼ、フミコラ・インソレンス(Humicola insolens)エンドグルカナーゼV、フミコラ・ランギノサ(Humicola lanuginosa)リパーゼ、及びリゾムコル・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)アスパラギン酸プロテイナーゼ由来の配列が挙げられる。
酵母宿主細胞において有用なシグナルペプチドとしては、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)α−因子及びサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)インベルターゼが挙げられる。他の有用なシグナルペプチドコーディング配列は、Romanos et al., 1992(同上)に記載されている。
制御配列としては、プロペプチドコーディング配列も挙げられる。これは、ポリペプチドのN−末端に配置されるプロペプチドをコードする配列である。得られるポリペプチドは酵素前駆体(proenzyme)又はプロポリペプチド(propolypeptide)(或いは場合によりチモーゲン(zymogen))と呼ばれる。プロポリペプチドは通常不活性であるが、触媒又は自己触媒によりプロペプチドがプロポリペプチドから切断されると、活性ポリペプチドに転換される。プロペプチドコーディング配列としては、バチラス・サブチリス(Bacillus subtilis)アルカリプロテアーゼ(aprE)、バチラス・サブチリス(Bacillus subtilis)中性プロテアーゼ(nprT)、ミセリオフィソラ・テルモフィラ(Myceliophthora thermophila)ラッカーゼ(国際公開第95/33836号)、リゾムコル・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)アスパラギン酸プロテイナーゼ、及びサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)α−因子由来の配列が挙げられる。
シグナルペプチド及びプロペプチド配列の双方が存在する場合には、ポリペプチドのZN−末端の隣にプロペプチド配列が配置され、プロペプチド配列のN−末端の隣にシグナルペプチド領域が配置される。
また、宿主細胞の生育との関連において、ポリペプチドの発現調節を可能にする調節配列を付与することも望ましい。調節系の例としては、調節化合物の存在等の化学又は物理刺激に応答して遺伝子の発現を開始又は停止させる系が挙げられる。原核細胞系における調節系としては、lac、tac、及びtrp オペレータ系が挙げられる。酵母においては、例えば ADH2 系又はGAL1 系が使用できる。糸状菌においては、例えばアスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)グルコアミラーゼプロモーター、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)TAKA α−アミラーゼプロモーター、及びアスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)グルコアミラーゼプロモーターを調節配列として使用できる。他の調節配列の例としては、遺伝子の増幅を可能にする系が挙げられる。真核細胞系におけるそれらの調節配列としては、メトトレキサートの存在下で増幅されるジヒドロ葉酸レダクターゼ遺伝子や、重金属により増幅されるメタロチオネイン遺伝子が挙げられる。これらの場合、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、調節配列に作動的に連結される。
発現ベクター
本発明はまた、本発明のポリヌクレオチドと、プロモーターと、転写及び翻訳停止シグナルとを含む組換え発現ベクターにも関する。種々のヌクレオチド及び制御配列を組み合わせ、1又は2以上の制限部位を含む組換え発現ベクターを構築すれば、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドをそのような部位に挿入又は置換することができ、好適である。他方では、前記ポリヌクレオチド又はポリヌクレオチドを含む核酸コンストラクトを、発現に適したベクターに挿入することにより、ポリヌクレオチドを発現させてもよい。発現ベクターを作製する際には、発現に適した制御配列とコーディング配列とが操作可能的に連結されるように、コーディング配列をベクター内に配置する。
組換え発現ベクターは、組換えDNA法に好適に利用でき、且つポリヌクレオチドの発現を生じ得るものであれば、任意のベクター(例えばプラスミド又はウイルス)が使用できる。ベクターの選択は、通常はベクターを導入する宿主細胞と、ベクターとの適合性に依存する。ベクターは線状でも閉環状プラスミドでもよい。
ベクターは自己複製ベクター、即ち、染色体外成分として存在し、染色体複製とは独立に複製するベクターであってもよい。例としては、プラスミド、染色体染色体要素、ミニ染色体、又は人工染色体等が挙げられる。前記ベクターは、自己複製を促進する任意の手段を含んでいてもよい。他方では、ベクターは、宿主細胞内に導入されるとゲノム内に組み込まれ、統合された染色体と一緒に複製されるものであってもよい。さらに、宿主細胞のゲノムに導入される全DNAは、単一のベクター又はプラスミドが含んでいてもよく、又は2以上のベクター又はプラスミドが共同で含んでいてもよい。
ベクターは、形質転換、トランスフェクション、形質導入等を生じた細胞の選択を容易にする、1又は2以上の選択マーカーを含むことが好ましい。選択マーカーは、殺生物剤、ウイルス耐性、重金属耐性、原栄養又は栄養要求性等を付与する物質を産生する遺伝子である。
糸状菌宿主細胞に使用される選択マーカーとしては、これらに限定されるものではないが、amdS(アセトアミダーゼ)、argB(オルニチン カルバモイルトランスフェラーゼ)、bar(ホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼ)、hph(ハイグロマイシンホスホトランスフェラーゼ)、niaD(硝酸レダクターゼ)、pyrG(オロチジン−5’−リン酸デカルボキシラーゼ)、sC(硫酸アデニルトランスフェラーゼ)、及びtrpC(アントラニル酸シンターゼ)、並びにこれらの同等物が挙げられる。アスペルギルス(Aspergillus)細胞での使用には、アスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)又はアスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)の amdS 及び pyrG 遺伝子、並びにストレプトミセス・ハイグロスコピカス(Streptomyces hygroscopicus)の bar 遺伝子が好適である。
ベクターは、ベクターの宿主細胞ゲノムへの組み込み、又は、細胞内におけるゲノムとは独立したベクターの自律的な複製を可能にする(1又は2以上の)要素を含むことが好ましい。
宿主細胞ゲノムへの組み込みの場合、前記ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列、或いはベクターのその他の要素に基づく相同又は非相同組換えにより、ゲノムへの組み込みを生じさせてもよい。或いは、宿主細胞ゲノムの(1又は2以上の)染色体内の(1又は2以上の)正確な位置に対して、相同組換えによるベクターの組み込みを生じさせるような更なるヌクレオチド配列を、ベクターが含んでいてもよい。正確な位置に組み込まれる確率を高めるべく、組み込み要素は、相同組換えの可能性を高めるよう、対応する標的配列と高い同一性を有する十分な数の核酸(例えば100〜10,000塩基対、好ましくは400〜10,000塩基対、最も好ましくは800〜10,000塩基対)を有することが好ましい。斯かる組み込み要素は、宿主細胞のゲノムの標的配列に相同な配列であれば、任意の配列でよい。更に、組み込み要素は、非コード又はコードポリヌクレオチド配列でもよい。一方、ベクターは非相同組換えにより宿主細胞ゲノムに組み込まれてもよい。
自律的な複製の場合、ベクターはさらに、所期の宿主細胞内でのベクターの自律的な複製を可能にする複製起点を含んでいてもよい。複製起点としては、自律的複製を生じさせるプラスミド複製子であって、細胞内で機能する任意の配列が挙げられる。用語「複製起点」(origin of replication)又は「プラスミド複製子」(plasmid replicator)とは、プラスミド又はベクターのインビボでの複製を可能にするポリヌクレオチドを意味する。
酵母宿主細胞に使用される複製起点の例としては、2ミクロン複製起点、ARS1、ARS4、ARS1とCEN3との組み合わせ、及び、ARS4とCEN6との組み合わせが挙げられる。
糸状菌細胞において有用な複製起点の例としては、AMA1 及び ANS1 が挙げられる(Gems et al., 1991, Gene 98:61-67;Cullen et al., 1987, Nucleic Acids Research 15:9163-9175;国際公開第00/24883号)。AMA1 遺伝子の単離、及び、当該遺伝子を含むプラスミド又はベクターの構築は、国際公開第00/24883号に開示の手法により達成することができる。
ポリヌクレオチドを1コピー以上、宿主細胞に挿入することにより、ポリペプチドの産生を増進してもよい。ポリヌクレオチドのコピー数の増大は、前記配列の少なくとも1つの更なるコピーを宿主細胞ゲノム内に組み込むことにより、或いは、増幅可能な選択マーカー遺伝子をポリヌクレオチド内に含め、適切な選択物質の存在下で細胞を培養した場合に、選択マーカー遺伝子の増幅されたコピー、更には前記ポリヌクレオチドの更なるコピーを含む細胞が選択できるようにすることにより達成される。
上述の要素を連結して本発明の組換え発現ベクターを構築する手法は、当業者には周知である(例えば Sambrook et al., 1989(同上)参照)。
宿主細胞
本発明の第3の側面は、そのゲノムに組込まれるポリヌクレオチドコンストラクトの1又は2以上のコピーを含む組換え真菌宿主細胞に関し、ここで前記コンストラクトは、選択マーカーをコードする第1ポリヌクレオチド、ここで前記第1ポリヌクレオチド、その5′未翻訳領域及び/又はそれらと操作可能的に連結されるリボスイッチが、その分枝部位とそのアクセプター部位との間に5個又はそれ以下のヌクレオチドを有するスプライセオソームイントロンを含み;及び目的のポリペプチドをコードする第2ポリヌクレオチドを含む。
第3の側面の好ましい実施形態によれば、真菌宿主細胞は、ポリヌクレオチドコンストラクトの2又はそれ以上のコピーをゲノム内に組込まれた状態で;さらにより好ましくは、ポリヌクレオチドコンストラクトの3又はそれ以上のコピー、及び最も好ましくは4又はそれ以上のコピーをゲノム内に組込まれた状態で含む。
好ましくは、組込みポリヌクレオチドコンストラクトは、非相同組換えによりゲノム中にランダムに組込まれ、又は組込みポリヌクレオチドコンストラクトは、相同組換えにより、ゲノム中に;好ましくは硝酸レダクターゼ又は亜硝酸レダクターゼをコードする遺伝子中に;より好ましくは、糖新生のために必要とされる遺伝子中に;及び最も好ましくは、niaD、niiA、acuN、acuk又はacuM遺伝子座中に、部位特異的に組込まれる。
好ましい実施形態によれば、スピライセオソームイントロンは、その分枝部位と、そのアクセプター部位との間に4個又はそれ以下のヌクレオチド;好ましくは3個又はそれ以下のヌクレオチド;より好ましくは2個又はそれ以下のヌクレオチド;さらにより好ましくは、1個のヌクレオチドを有し;さらにより好ましくは、スピライセオソームイントロンは、その分枝部位と、そのアクセプター部位との間に、及び最も好ましくは、分枝部位と、少なくとも1つのヌクレオチドによるスピライセオソームイントロンオーバーラップのアクセプター部位との間に、0個のヌクレオチドを有する。
第3の側面の別の好ましい実施形態によれば、スピライセオソームイントロンは、配列番号 24、 配列番号 25、 配列番号 26、 配列番号 27、 配列番号 28、 配列番号 29、 配列番号 30、 配列番号 31、 配列番号 32、 配列番号33、 配列番号 34、 配列番号 35、 配列番号 36、 配列番号 37、 配列番号 38、 配列番号 39 及び配列番号 40から成るイントロンヌクレオチド配列群から選択されるヌクレオチド配列を含む。
好ましくは、組込みポリヌクレオチドコンストラクトの第1ポリヌクレオチドは、それと操作可能的に連結されるリボスイッチを有し;好ましくは前記リボスイッチは、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)におけるthiA又はnmtA遺伝子に由来し;さらにより好ましくは、前記リボスイッチは、アスペルギルス・オリザエにおけるthiA又はnmtA遺伝子のリボスイッチを含み;最も好ましくは、前記リボスイッチは、アスペルギルス・オリザエにおけるthiA又はnmtA遺伝子のリボスイッチから成る。
また、好ましくは、組込みポリヌクレオチドコンストラクトの第1ポリヌクレオチドは、選択マーカーオロチジン−5′−リン酸デカルボキシラーゼ又はPyrGをコードする。
第3の側面の別の好ましい実施形態によれば、組込みポリヌクレオチドコンストラクトの第2ポリヌクレオチドによりコードされる目的のポリペプチドは、酵素;好ましくはヒドロラーゼ、イソメラーゼ、リガーゼ、リアーゼ、オキシドレダクターゼ、又はトランスフェラーゼ、例えばアミノペプチダーゼ、アミラーゼ、カルボヒドラーゼ、カルボキシペプチダーゼ、カタラーゼ、セロビオヒドロラーゼ、セルラーゼ、キチナーゼ、クチナーゼ、シクロデキストリングリコシルトランスフェラーゼ、デオキシリボヌクレアーゼ、エンドグルカナーゼ、エステラーゼ、α-ガラクトシダーゼ、β-ガラクトシダーゼ、グルコアミラーゼ、α-グルコシダーゼ、β-グルコシダーゼ、インベルターゼ、ラッカーゼ、リパーゼ、マンノシダーゼ、ムタナーゼ、オキシダーゼ、ペクチン分解酵素、ペルオキシダーゼ、フィターゼ、ポリフェノールオキシダーゼ、タンパク質分解酵素、リボヌクレアーゼ、トランスグルタミナーゼ、キシラナーゼ、またはβ - キシロシダーゼを含む。
好ましくは、本発明のポリヌクレオチドコンストラクトの第2ポリヌクレオチドは、本発明のポリペプチドの生成を方向付ける1又は2以上の制御配列に操作可能的に連結される。ポリヌクレオチドを含むコンストラクト又はベクターは宿主細胞中に導入され、その結果、コンストラクト又はベクターは、これまでに記載されたように、染色体組込み体として、又は自己複製染色体外ベクターとして維持される。用語「宿主細胞」とは、複製の間に生じる突然変異のために親細胞に対して同一ではない親細胞の任意の子孫を包含する。宿主細胞の選択は、大部分、ポリペプチドをコードする遺伝子及びその源に依存する。
宿主細胞は、本発明のポリペプチドの組換え生成において有用な任意の細胞、例えば真菌細胞であってもよい。
本明細書において「真菌」(fungi)とは、子嚢菌(Ascomycota)門、担子菌(Basidiomycota)門、ツボカビ(Chytridiomycota)門、及び接合菌(Zygomycota)門、並びに卵菌類(Oomycota)及び全ての分生子形成菌を含む(Hawksworth et al., In, Ainsworth and Bisby’s Dictionary of The Fungi, 8th edition, 1995, CAB International, University Press, Cambridge, UK の定義による)。
真菌宿主細胞は酵母細胞であってもよい。本明細書において「酵母」(yeast)とは、有子嚢胞子酵母(Endomycetales)、担子胞子形成酵母、及び不完全菌に属する酵母(Blastomycetes)を含む。酵母の分類は今後変更される可能性があるが、本発明の目的においては、酵母はBiology and Activities of Yeast(Skinner, F.A., Passmore, S.M., and Davenport, R.R., eds, Soc. App. Bacteriol. Symposium Series No. 9, 1980)に記載の定義に従うものとする。
酵母宿主細胞は、カンジダ(Candida)、ハンゼヌラ(Hansenula)、クルイベロミセス(Kluyveromyces)、ピチア(Pichia)、サッカロミセス(Saccharomyces)、シゾサッカロミセス(Schizosaccharomyces)、又はヤロウイア(Yarrowia)細胞、例えばクルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)、サッカロミセス・カールスベルゲンシス(Saccharomyces carlsbergensis)、サッカロミセス・セルビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、サッカロミセス・ジアスタチカス(Saccharomyces diastaticus)、サッカロミセス・ドウグラシ(Saccharomyces douglasii)、サッカロミセス・クルイベリ(Saccharomyces kluyveri)、サッカロミセス・ノルベンシス(Saccharomyces norbensis)、サッカロミセス・オビフォルミス(Saccharomyces oviformis)又はヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)細胞であってもよい。
真菌宿主細胞は、糸状菌細胞であってもよい。「糸状菌」は(Hawksworth et al., 1995(同上)に定義のとおり)全ての真菌亜門(Eumycota)及び卵菌亜門(Oomycota)の線状体を含む。糸状菌は通常、キチン、セルロース、グルカン、キトサン、マンナン、及び他の複合多糖類からなる菌糸壁を特徴とする。栄養増殖は菌糸伸長により、炭素代謝は偏性好気性である。対して酵母、例えばサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)による栄養増殖は、単細胞性葉状体の出芽により、炭素代謝は醗酵であってもよい。
糸状菌宿主細胞は、アクレモニウム(Acremonium)、アスペルギルス(Aspergillus)、アウレオバシジウム(Aureobasidium)、ブジェルカンデラ(Bjerkandera)、セリポリオプシス(Ceriporiopsis)、クリソスポリウム(Chrysosporium)、コプリナス(Coprinus)、コリオラス(Coriolus)、クリプトコッカス(Cryptococcus)、フィリバシジウム(Filibasidium)、フザリウム(Fusarium)、フミコラ(Humicola)、マナポルテ(Magnaporthe)、ムコール(Mucor)、ミセリオフトラ(Myceliophthora)、ネオカリマスティクス(Neocallimastix)、ニューロスポラ(Neurospora)、パエシロミセス(Paecilomyces)、ペニシリウム(Penicillium)、ファネロカエテ(Phanerochaete)、フレビア(Phlebia)、ピロミセス(Piromyces)、プレウロタス(Pleurotus)、スキゾフィラム(Schizophyllum)、タラロミセス(Talaromyces)、テルモアスカス(Thermoascus)、ティエラビア(Thielavia)、トリポクラジウム(Tolypocladium)、トラメテス(Trametes)、又はトリコデルマ(Trichoderma)細胞である。
例えば、糸状菌宿主細胞は、アスペルギルス・アワモリ(Aspergillus awamori)、アスペルギルス・(Aspergillus foetidus)、アスペルギルス・フミガタス(Aspergillus fumigatus)、アスペルギルス・フォエティダス(Aspergillus japonicus)、アスペルギルス・ニドゥランス(Aspergillus nidulans)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)又はアスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)、ブジェルカンデラ・アジュスタ(Bjerkandera adusta)、セリポリオプシス・アネイリナ(Ceriporiopsis aneirina)、セリポリオプシス・カレジエナ(Ceriporiopsis caregiea)、セリポリオプシス・ジルベセンス(Ceriporiopsis gilvescens)、セリポリオプシス・パンノシンタ(Ceriporiopsis pannocinta)、セリポリオプシス・リブロザ(Ceriporiopsis rivulosa)、セリポリオプシス・スブルファ(Ceriporiopsis subrufa)、セリポリオプシス・スブベルミスポラ(Ceriporiopsis subvermispora)、クリソスポリウム・イノプス(Chrysosporium inops)、クリソスポリウム・ケラチノフィラム(Chrysosporium keratinophilum)、クリソスポリウム・ルクノウェンス(Chrysosporium lucknowense)、クリソスポリウム・メルダリウム(Chrysosporium merdarium)、クリソスポリウム・パニコラ(Chrysosporium pannicola)、クリソスポリウム・クィーンズランディカム(Chrysosporium queenslandicum)、クリソスポリウム・トロピカム(Chrysosporium tropicum)、クリソスポリウム・ゾナタム(Chrysosporium zonatum)、コプリナス・シネレウス(Coprinus cinereus)、コリオラス・ヒルスタス(Coriolus hirsutus)、フザリウム・バクトリディオイデス(Fusarium bactridioides)、フザリウム・セレアリス(Fusarium cerealis)、フザリウム・クロークウェレンス(Fusarium crookwellense)、フザリウム・カルモラム(Fusarium culmorum)、フザリウム・グラミネアラム(Fusarium graminearum)、フザリウム・グラミナム(Fusarium graminum)、フザリウム・ヘテロスポラム(Fusarium heterosporum)、フザリウム・ネガンジ(Fusarium negundi)、フザリウム・オキシスポラム(Fusarium oxysporum)、フザリウム・レチクララム(Fusarium reticulatum)、フザリウム・ロゼウム(Fusarium roseum)、フザリウム・サンブキナム(Fusarium sambucinum)、フザリウム・サルコキロウム(Fusarium sarcochroum)、フザリウム・スポロトリキオイデス(Fusarium sporotrichioides)、フザリウム・スルフレウム(Fusarium sulphureum)、フザリウム・トルロサム(Fusarium torulosum)、フザリウム・トリコテシオイデス(Fusarium trichothecioides)、フザリウム・ベネナツム(Fusarium venenatum)、フミコラ・インソレンス(Humicola insolens)、フミコラ・ラヌジノサ(Humicola lanuginosa)、ムコール・ミエヘイ(Mucor miehei)、ミセリオフトラ・テルモフィラ(Myceliophthora thermophila)、ニューロスポラ・クラッサ(Neurospora crassa)、ペニシリウム・プルプロゲナム(Penicillium purpurogenum)、ファネロカエテ・クリソスポリウム(Phanerochaete chrysosporium)、フレビア・ラジアタ(Phlebia radiata)、プレウロタス・エリンギ(Pleurotus eryngii)、チエラビア・テレストリス(Thielavia terrestris)、トラメテス・ビロサ(Trametes villosa)、トラメテス・ベルシコロール(Trametes versicolor)、トリコデルマ・ハルジアナム(Trichoderma harzianum)、トリコデルマ・コニンギイ(Trichoderma koningii)、トリコデルマ・ロンギブラキアタム(Trichoderma longibrachiatum)、トリコデルマ・リーセイ(Trichoderma reesei)又はトリコデルマ・ビリデ(Trichoderma viride)細胞である。
真菌細胞は、公知の手法により、プロトプラスト形成、プロトプラストの形質転換、及び細胞壁の再生を含むプロセスにより形質転換してもよい。アスペルギウス(Aspergillus)及びトリコデルマ(Trichoderma)宿主細胞の形質転換に適した手法は、欧州特許第238023号及び Yelton et al., 1984, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 1470-1474, and Christensen et al., 1988, Bio/Technology 6: 1419-1422に記載されている。フザリウム(Fusarium)種の形質転換に適した手法は、Malardier et al., 1989, Gene 78:147-156、及び国際公開第96/00787号に記載されている。酵母は、例えばBecker and Guarente, In Abelson, J.N. and Simon, M.I., editors, Guide to Yeast Genetics and Molecular Biology, Methods in Enzymology, Volume 194, pp 182-187, Academic Press, Inc., New York;Ito et al., 1983, Journal of Bacteriology 153:163;及び Hinnen et al., 1978, Proceedings of the National Academy of Sciences USA 75:1920 に記載の手法により形質転換される。
生成方法
本発明はまた、前記第3の観点に従って、組換え真菌宿主細胞を培養し、そして任意には、ポリペプチドを回収することを含む、目的のポリペプチドの生成方法にも関する。
宿主細胞が、当業者において知られている方法を用いて、ポリペプチドの生成のために適切な栄養培地において培養されてもよい。例えば、細胞は、ポリペプチドの発現及び/又は単離を可能にする、適切な培地において、及び条件下で行われる実験室用又は産業用発酵器において、振盪フラスコ培養、又は小規模又は大規模発酵(連続、バッチ、供給バッチ、又は固体状態発酵を包含する)により培養されてもよい。培養は、炭素及び窒素源及び無機塩を含んで成る適切な栄養培地において、当業者において知られている方法を用いて行われる。適切な培地は、市販されているか、又は公開されている組成(例えば、American Type Culture Collection のカタログにおける)に従って調製され得る。ポリペプチドが栄養培地に分泌される場合、ポリペプチドは培地から直接的に回収されてもよい。ポリペプチドが分泌されない場合、それは細胞溶解物から回収され得る。
ポリペプチドは、そのポリペプチドに対して特異的な、当業者において知られている方法を用いて検出されてもよい。それらの検出方法は、特定の抗体、ポリペプチド生成物の形成、又は酵素基質の消出の使用を包含するが、但しそれらだけには制限されない。例えば、酵素アッセイは、ポリペプチドの活性を決定するために使用されてもよい。
ポリペプチドは、当業界において知られている方法により回収されてもよい。例えば、ポリペプチドは、従来の方法、例えば遠心分離、濾過、抽出、噴霧−乾燥、蒸発又は沈殿(但し、それらだけには限定されない)により、栄養培地から回収されてもよい。
本発明のポリペプチドは、当業界において知られている種々の方法、例えばクロマトグラフィー(例えば、イオン交換、親和性、疎水性、クロマトフォーカシング及びサイズ排除)、電気泳動方法(例えば、分離用等電点電気泳動)、示差溶解性(例えば、硫酸アンモニウム沈殿)、SDS−PAGE又は抽出(但し、それらだけには限定されない)により精製されてもよい(例えば、Protein Purification, J.C. Janson and Lars Ryden, editors, VCH Publlishers, New York, 1989を参照のこと)。
別の観点によれば、ポリペプチドは回収されないが、むしろポリペプチドを発現する本発明の宿主細胞が、ポリペプチド源として使用される。
材料及び方法
固形寒天上及び液体培地注での菌株の増殖
すべての菌株を、形質転換後、30℃、プレート上で増殖させた。液体培地を用いる場合、インキュベーションを、180rpmでの振盪下、30℃で行った。
リパーゼアッセイ
・希釈緩衝液:
・50mM トリス、pH7.5
・10mM CaCl2
・0.1%Triton x−100
・基質原液:117μlp−ニトロフェニルバレレート(Sigma N4377)を、10mlのメタノールにより希釈する
・基質:10ml希釈緩衝液を、100μl基質原液に添加する。
10μlのサンプルを、1mlの基質に添加、生成物の形成後405nmでの吸光度を測定する。
スクロース培地
1M のスクロース
0.18μM Na247
2.3μM CuSO4
4.7μM FeSO4
4.7μM MnSO4
3.6μM Na2MoO4
45μM ZnSO4
7 mM KCl
4.3 mM MgSO4
11.2 mM KH2PO4
イン−フュージョンクローニング(In-Fusion Cloning)
イン−フュージョンクローニングを、Clontech Laboratories, Inc.製In-Fusionクローニングキット及びマニュアルを用いて行った。
実施例1:イントロンライブラリーの製造
アスペルギラス・オリザエ(Aspergillus oryzae)由来のthiAプロモーター、及びその5′未翻訳領域(UTR)リボスイッチを、下記プロモーターを用いて増幅した:
P722 (配列番号1): atctcgagctcgcgaaagcttttcggtaaatacactatcacacac; 及び
P723 (配列番号2): gagctcctcatggtggatccactagtgcatgccaagttgcaatgactatcatctg。
得られる1338bpのフラグメントを、Clontech In-Fusionキットを用いて、ベクターpCOls207 (配列番号21)からの7718bpのHindIII/HamHIに、In−Fusionクローン化した。得られたベクターを、pCOIs1086と命名し、図1に示す。
プラスミドpJaL1962(配列番号22で示される完全配列)を、Sph I/AfeIにより切断し、得られた4840bpのフラグメントを精製した。
プラスミドpCOIs1086をNheIにより切断し、クレノウに(Klenow)よりブラント末端化し、再びSphI及びKasIにより切断した。得られる4677bpのフラグメントを精製し、そしてpJaL1262からの4840bpのフラグメントに連結し、そして得られるベクターを、pCOIs1123と命名した。
アスペルギラス・オリザエ(Aspergillus oryzae)由来のpyrG遺伝子を、下記プライマーを用いて、アスペルギラス・オリザエ(Aspergillus oryzae)A1560由来の染色体DNAから増幅した:
P766(配列番号3): gtcattgcaacttggccaacatgtcttccaagtcgc; 及び
P767 (配列番号4): accatgattacgccgcattagtgataccccactctaag。
PCR生成物を、SphIにより線状化されたベクターpCOIs1123にIn-Fusionクローン化した。
SOE−PCR生成物を、鋳型及びプライマーとしてpCOIs1124を用いて製造した:
P722 (配列番号1): atctcgagctcgcgaaagcttttcggtaaatacactatcacacac
P769 (配列番号5): ccgcggcaagttgcaatgactatcatctg
P771 (配列番号6): aattcgaaggcctcccatcaccatcaccatcactaag
P503 (配列番号7): acatgatcatataaccaattgccctcatccccatcctttaac。
図3に示されるプラスミドpCOIs1118(配列番号23での完全配列)を、Hind III 及びSalIにより切断した。得られる6762bpのフラグメントを、Hind III 及びSalIにより切断されたSOE−PCR生成物に連結した。得られるプラスミドをpCOIs1126と命名し、そして図4に示す。
thiAリボスイッチ中のイントロン分枝部位(図5、影付き)とイントロンアクセプター部位「tag」(図5、影付き)との間に異なった距離を有する8種の異なったコンストラクトを製造した。2つの部位間の塩基の数を、0〜6bpの間に変え、そして1つのコンストラクトは、分枝部位の一部とオーバーラップし且つその一部を形成するアクセプター部位を有し、結果として配列「ctaacag」をもたらし、ここで分枝部位は「ctaac」、アクセプター部位は「cag」である。後者の変異体を「イントロン(−1)」と命名した。他は「イントロン(0)」、「イントロン(1)」、(イントロン(2))、「イントロン(3)」、「イントロン(4)」、「イントロン(5)」及び最終的に、「イントロン(6)」(これは、野生型配列(図5)である)と命名した。
野生型配列イントロン(6)(図5)における同じリーディングフレーム中に2つの停止コドン「TGATAG」が存在する。未知の上流遺伝子からの任意のリードスルーを避けるために、野生型配列の場合と同じリーディングフレームに、変異体コンストラクトにおける少なくとも2つの停止コドンを維持することが決定された。これは、単に分枝部位とアクセプター部位との間から、1つのヌクレオチドを除去すること以外に、わずかに配列を修飾することにより達成された。従って、その配列は完全には同一ではないが、しかしこれは、分枝部位とアクセプター部位との間の距離の短縮と比較して、コンストラクトのスプライシング効率における顕著な影響を及ぼすものとは予測されない。
コンストラクトを、フォワード−プライマー:p782(配列番号8):ccttgatactctgtgagcgct;及び以下のリバースプライマーを、コンストラクト当たり1つ用いて、プラスミドpCOIs1124におけるリボスイッチのPCRにより製造した。
P783 (配列番号9): gagctcctcatggggccgcggcaatgactatcatctgttagccattccatcaacagg
P784 (配列番号10): gagctcctcatggggccgcggcaatcaactatctcagttagccattccatcaacagg
P785 (配列番号11): gagctcctcatggggccgcggcaatcagactattcagttagccattccatcaacagg
P786 (配列番号12): gagctcctcatggggccgcggcaatcatcactatcagttagccattccatcaacagg
P787 (配列番号13): gagctcctcatggggccgcggcaatcatcaactatcgttagccattccatcaacagg
P788 (配列番号14): gagctcctcatggggccgcggcaatcatcagactatgttagccattccatcaacagg
P789 (配列番号15): gagctcctcatggggccgcggcaatcatcatgactagttagccattccatcaacagg
P792 (配列番号16): gagctcctcatggggccgcggcaatgaggatcatctgttagccattccatcaacagg。
PCRコンストラクトは、プラスミドpCOIs1126由来の7661bpのHindIII /SacIIフラグメントへそれぞれIn-Fusionクローン化され。下記表1は、別のイントロン(図5に示される)を作り出すために使用されるプライマーの概要、及び得られるプラスミドの名称を与える。
実施例2:マーカー発現を調節するためのイントロン変異体の使用
すべてのリボスイッチイントロン変異体を、pCOIs1126のリパーゼレポーター遺伝子に融合させた。得られたコンストラクトは、それぞれ後のコンストラクトにより修復されたniaD遺伝子を部分的に欠損する、アスペルギラス・オリザエ株の1つのコピーのniaD遺伝子座に組込まれ、その結果単独の窒素源として硝酸塩において増殖することを可能にした。
形質転換体は、スクロース培地において3日間増殖させ、そして上清液のリパーゼ活性を、上記に詳述のとおり測定した。確認されたリパーゼ活性を、下記表2に要約する。
当該結果から、発明者らは、下流の作動的に結合された遺伝子の発現レベルの範囲を提供する異なるイントロンスプライシング効果により、一連のイントロン含有5UTRを作ることを可能にすると結論する。
スプライシング効果が低いと、発現されたmRNAの割合はイントロン配列を含み、イントロン内での翻訳開始及び即時翻訳終了を結果としてもたらし、下流の遺伝子産生物の翻訳を阻止する−表2に示すリパーゼ活性により行われたとおりである。
実施例3:イントロンリボスイッチ変異体はチアミンにより制御可能である
4種のthiAリボスイッチイントロン変異体株:(6)、(3)、(0)及び(−1)を、それぞれ、チアミン(10μMのチアミンHCl)の補充を伴わないで又はその補充を伴って、スクロース培地において48時間、増殖させた。サンプルを、すでに示されているように、リパーゼ活性について分析した:結果は下記表3に示す。
発明者らは、イントロン(0)及びイントロン(−1)からの何れの活性も決定できなかった(「UD」)が、しかしイントロン(6)の野生型配列は、予測されるように、チアミンの添加により、実際に約100倍抑制され、そしてイントロン(3)は、その変異体における短縮された分枝及びアクセプター部位の距離により、最大減少で約10倍、抑制された。
実施例4:高いコピー数の組み込み遺伝子を有する形質転換された株の選択のためへのイントロン変異体の使用
この実施例は、高いコピー数のマーカー遺伝子を有する形質転換体を得るために、(発現レポーターよりもむしろ)選択マーカーの発現を制御するためのイントロン変異体及びそれらのチアミン制御の使用を示す。マーカー遺伝子は、我々が高レベルで発現したいと思う目的の遺伝子を含む発現カセットに連結され;発現カセットは、マーカー遺伝子と共に複製され、従って、そのコピー数は同様に高くなる。
野生型thiAリボスイッチである、イントロン(6)、及び3種のイントロン変異体である、イントロン(3)、イントロン(0)及びイントロン(−1)を、アスペルギラス・オリザエからのpyrG遺伝子の前方にクローン化した。コンストラクトを、リパーゼ発現カセットに融合した。そのカセットからの発現を、遺伝子コピー数のためのベンチマークとして使用した。
プラスミドpCOIs1130を、下記プライマー対P722/p769及びP775/767を用いて、pCOIs1124(図2)上でSOE−PCRを実施することにより製造した:
P722 (配列番号1): atctcgagctcgcgaaagcttttcggtaaatacactatcacacac
P769 (配列番号5): ccgcggcaagttgcaatgactatcatctg
P775 (配列番号17): gatagtcattgcaacttgccgcggcaccatgtcttccaagtcgcaattgac
P767 (配列番号18): accatgattacgccgcattagtgataccccactctaag。
次に、SOE−PCRを、プライマー対P722/P767を用いて行い、得られるフラグメントを、HindIII /BsiWIにより切断し、pCOIs1124からの8389bpのHindIII /BsiWIフラグメントに連結した。得られるプラスミドを、pCOIs1130と命名した。
pyrGに融合された4種のイントロン変異体コンストラクトの構成
プラスミドpCOIs1130を、HindIII /SacIIにより切断し、そして9406bpのフラグメントを精製した。
プラスミドpCOls1135、pCOls1138、pCOls1141及びpCOls1148(表1を参照のこと)をすべて、HindIII /SacIIにより切断し、そして1286bpのフラグメントを、pCOIs1130からの9406bpのフラグメントに連結した。得られるプラスミドは、下記表4に従って命名された。
4種のプラスミドpCOls1172、pCOls1173、pCOls1174 及びpCOls1175は、pyrGを欠きされ、niaD遺伝子座でプラスミドを組込むことにより修復されることができた部分niaD遺伝子を有するA.オリザエ株をにおいて、それぞれすべて形質転換され。形質転換混合物を、次の3種の培地を含むプレート上に広げた。
A)スクロース培地+10mM NaNO3+20mM ウリジン
B)スクロース培地+10mM NaNO3
C)スクロース培地+10mM NaNCO3+10μM チアミンHCl
異なったプレート上の形質転換体を、計数し、その結果は、下記表5に示す。
pyrGの発現が必要とされる、培地B及び培地C上で、発明者らは形質転換体の増殖が異なることを見出した。発明者らは正常且つ野生型株と同じ速度で増殖したそれらの形質転換体である、幾つかの形質転換体を大(large)であると分類した。他の形質転換体は、非常に遅く増殖した。
イントロン(3)及びイントロン(0)について、培地C上の形質転換体の数は、培地B上での数よりも低く、このことは、pyrG遺伝子の発現を制御するチアミンの効果が存在することを示唆する。pyrGマーカーの前にイントロン(3)、イントロン(0)及びイントロン(−1)を用いる場合、pyrG遺伝子の1以上のコピーが細胞の増殖に必要とされることを発明者らは結論付ける。
イントロン(0)及びイントロン(−1)コンストラクトにより得られる、いわゆる大きなコロニーが発現コンストラクトの非常に高い数のコピー含むことを確認した。これは、AatII及びAfeIにより染色体DNAを消化するサザン分析により、及び次いでniaD組込みフラグメントをプローブとして用いることにより決定された(図6を参照のこと)。図6によれば、バックグラウンド株がプローブを結合する1つのフラグメントを有し、一方、pCOIs1175により形質転換された株は、挿入部位を端に有する配列を含むフラグメントへのプローブの結合、及び非常に高い強度を有するバンドを示す完全な発現コンストラクトを示した;これは、発現コンストラクトの多くのコピーを示す。
実施例5:連続(in tandem)リボスイッチはより広範囲のチアミン抑制を示す
特定遺伝子の前の複数のthiAリボスイッチは、細胞内のチアミン濃度がTPP結合部位のある程度の占有を可能にする場合、メッセンジャーRNAが損なわれていないリボスイッチの1つと共に細胞質に侵入する可能性を高めるであろう。実際、高濃度チアミン条件で、2以上のthiAリボスイッチが、作動的に連結される下流コード配列のチアミン抑制の増加を促進するはずである。
thiAリボスイッチを、1又は2のコピーに合成的に構築し、thiAリボスイッチの後、及びpCOIs1126のリパーゼレポーター遺伝子の前に配置し(図4)、プラスミドpCOIs1142(2つのリボスイッチ)及びpCOIs1143(3つのリボスイッチ)を得た。
リボスイッチの5′末端は、配列番号19:ccgctcccacacaattctctであった。
リボスイッチの3′末端は、配列番号20:tcattgcaacttgであった。
コンストラクトを、1つのコピーで、niaD遺伝子座でA.オリザエに組込み、結果として表7に示される株を得た。
表7における3種の株を、チアミンを添加していないスクロース培地において30℃で48時間、増殖した。サンプルを採取し、上記のようにリパーゼレポーター活性について分析した。
表7におけるRibo2株の活性は、Ribo1株に比較してわずか48%であり、Ribo3株は、Ribo1株に見出される活性のわずか32%を生成した。これらの結果は、所定の遺伝子の前の1又は2のthiAリボスイッチの存在はその発現相応に低めることを示す。
我々はまた、培地に1μMのチアミンの添加を伴う類似の実験を行った、しかしRibo2及びRibo3株からの発現レベルは、発明者らのリパーゼアッセイの検出レベル以下であった。これは、それらの連続コンストラクトを用いて高程度の抑制を示し、同様に1つのリボスイッチを用いる場合より広範囲の抑制を示す。
実施例6:オープンリーディングフレーム内のリボスイッチイントロンはリボソーム再開始の問題を克服する
任意のリボスイッチコンストラクトをpgrGマーカーの前に配置し、そして我々が十分な抑制を与えるものと予測した濃度のチアミンにおいても、我々は少数の形質転換体を常に得ることができたことを確認した。これは、イントロンに存在するATGコドンの何れかでの開始を伴わないリボスイッチイントロンのリボソームリードスルーに起因するか、又はpyrG開始コドンでの起こった再開始からのものであると考えられる。
pyrGマーカーの発現をさらに低いレベルにするために、リボスイッチイントロンを、pyrGオープンリーディングフレームの内側に移動することができる。これは、イントロンがスプライシングされていない場合、機能性pyrG発現生成物の形成を防止するであろう。
実施例7:合成イントロンライブラリーの製造
合成イントロンを、アスペルギラス・オリザエ(Aspergillus oryzae)由来のthiA遺伝子からのリボスイッチにおける第2イントロンの分枝部位、アクセプト部位のコンセンサス配列から構築した。合成イントロンは、非常に良好なコザック配列を有し、そして異なったフレームに存在する2種の非常に効果的な翻訳開始部位を含む。イントロン内のそれらの2種のオープンリーディングフレームが、イントロン分枝部位の前で終結される。さらに、イントロンは、効率の低いコザックを有する6種の他の翻訳開始部位を含み、従って欠損した上流翻訳開始部位を有するリボソームの翻訳開始にあまり寄与しない。修飾されたイントロンを、イントロン内の翻訳開始部位からのリボソーム翻訳を阻止する、すべての3種のリーディングフレームに停止コドンを含む、配列tgtacattgattaattgacaccATG(配列番号24)に融合した。さらに、配列番号24は、3′末端にコザック、及び実施例で用いられたリパーゼレポーター遺伝子のための翻訳開始コドンを含む。
合成イントロンの8種の異なった変異体を、分枝部位「ctaac」配列と、スプライスアクセプター部位「tag」との間の距離を変えることにより製造した。それらの8種の配列中、イントロン(−1)についてはスプライスアクセプター部位が欠失されたトリプレット「tag」の最初の塩基を有し、その結果分枝部位及びアクセプター部位は、配列「ctaacag」中に融合され、アクセプター部位は分枝部位の一部をなしている。8種のイントロン変異体の概要については、表8を参照のこと。
すべての8種のイントロン変異体を、リパーゼレポーター遺伝子のスプライス分枝部位と、翻訳開始コドンとの間のpCOIs1126に存在するレポーターコンストラクトにクローン化した。得られたコンストラクトは、niaD遺伝子を部分的に欠損する、アスペルギラス・オリザエ株のniaD遺伝子座に1のコピーでそれぞれ組込まれ、それは後にそれぞれコンストラクトにより修復されることにより単一の窒素源として硝酸塩上での増殖を可能にする。。個々のコンストラクトは、結果へのコピー数の影響を除外するために、単一のコピーの存在下で検証された。
効果的スプライシングのためには分枝部位とスプライスレセプター部位との間にある程度の間隔が必要であるため、少ない間隔を有するコンストラクトはレポーター遺伝子の低い発現を示した。翻訳は非スプライスイントロン内の翻訳開始部位で開始され、そしてリパーゼレポーター遺伝子に達する前、停止されるためである。よって、分枝部位とレセプター部位との間の間隔の変更は、遺伝子発現の変更の効果的な手段である。thiAプロモーター及びthiAリボスイッチが使用されている当該実施例によれば、チアミンの外因性供給を変更することによってさらに変更することができる。しかしながら、内因性チアミン濃度は、チアミン抑制に影響を及ぼす様々な増殖期で変化し、一方でスプライシングの効率は一定であると予測される。従って、遺伝子発現の一定の調節は、誘発又は抑制可能なプロモーターの使用のに代えて、スプライス部位変異体を用いることにより得られる。これは一定且つ正確なレベルの遺伝子発現が所望される場合、重要である。

Claims (30)

  1. ポリヌクレオチドコンストラクトの以上のコピーをゲノム内に組込まれた状態で含む組換え真菌宿主細胞を構築する方法であって、
    a)組込みポリヌクレオチドコンストラクトにより形質転換された真菌宿主細胞を供給し、ここで該コンストラクトは、選択マーカーをコードする第1ポリヌクレオチドと、目的のポリペプチドをコードする第2ポリヌクレオチドとを含み、ここで該第1ポリヌクレオチド、その5′未翻訳領域及び/又はそれらと作動式に連結されるリボスイッチは、その分枝部位とそのアクセプター部位との間に5又はそれ以下のヌクレオチドを有するスプライセオソームイントロンを含み;
    b)前記形質転換された真菌宿主細胞を、前記選択マーカーの発現を促進する条件下で培養し;そして
    c)前記ポリヌクレオチドコンストラクトの2以上のコピーを、ゲノム内に組み込まれた状態で含む、組換え真菌宿主細胞を単離すること、
    を含む、方法。
  2. 前記真菌宿主細胞が糸状菌宿主細胞である、請求項1に記載の方法。
  3. 前記糸状菌宿主細胞が、以下のアクレモニウム(Acremonium)、アスペルギルス(Aspergillus)、アウレオバシジウム(Aureobasidium)、ブジェルカンデラ(Bjerkandera)、セリポリオプシス(Ceriporiopsis)、クリソスポリウム(Chrysosporium)、コプリヌス(Coprinus)、コリオラス(Coriolus)、クリプトコッカス(Cryptococcus)、(Filibasidium)、フザリウム(Fusarium)、フミコラ(Humicola)、マグナポルテ(Magnaporthe)、ムコール(Mucor)、ミセリオプソラ(Myceliophthora)、ネオカリマスチクス(Neocallimastix)、ネウロスポラ(Neurospora)、ペシロミセス(Paecilomyces)、ペニシリウム(Penicillium)、ファネロカエテ(Phanerochaete)、フィレビア(Phlebia)、ピロミセス(Piromyces)、プレウロタス(Pleurotus)、シゾフィラム(Schizophyllum)、タラロマイセス(Talaromyces)、サーモアスクス(Thermoascus)、チエラビア(Thielavia)、トリポクラジウム(Tolypocladium)、トラメテス(Trametes)、又はトリコデルマ(Trichoderma)細胞から選ばれる、請求項2に記載の方法。
  4. 前記工程(a)における真菌宿主細胞が成長不全を有し、前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトが前記宿主細胞のゲノム中に組込まれると、前記成長不全を補完し、ここで、前記段階(a)における真菌宿主細胞が、機能的硝酸レダクターゼ又は亜硝酸レダクターゼを欠き、前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトが、それぞれ機能的硝酸レダクターゼ又は機能的亜硝酸レダクターゼをコードする遺伝子を含むか;又は前記段階(a)における真菌宿主細胞が、機能的エノラーゼを欠き、前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトが機能的エノラーゼをコードする遺伝子を含む、、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記機能的硝酸レダクターゼが、niaDをコードする遺伝子であり、前記機能的亜硝酸レダクターゼがniiZをコードする遺伝子であり、前記機能的エノラーゼが、acuNをコードする遺伝子である、請求項4に記載の方法。
  6. 前記スプライセオソームイントロンが、その分枝部位とそのアクセプター部位との間に、4個又はそれ以下のヌクレオチド、請求項1〜5の何れか1項記載の方法。
  7. 前記スプライセオソームイントロンが、配列番号26、 配列番号27、 配列番号28、 配列番号29、 配列番号30、 配列番号31、 配列番号32、配列番号34、 配列番号35、 配列番号36、 配列番号37、 配列番号38、 配列番号39 及び配列番号40から成るイントロンヌクレオチド配列群から選択されるヌクレオチド配列を含む、請求項1〜6の何れか1項記載の方法。
  8. 前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトの第1ポリヌクレオチドが、それと作動式に連結されるリボスイッチを有する、請求項1〜7の何れか1項記載の方法。
  9. 前記リボスイッチは、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)におけるthiA又はnmtA遺伝子に由来する、請求項8に記載の方法。
  10. 前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトの第2ポリヌクレオチドによりコードされる目的のポリペプチドが、酵素を含む、請求項1〜8の何れか1項記載の方法。
  11. 前記酵素が、以下の:ヒドロラーゼ、イソメラーゼ、リガーゼ、リアーゼ、オキシドレダクターゼ、トランスフェラーゼ、アミノペプチダーゼ、アミラーゼ、カルボヒドラーゼ、カルボキシペプチダーゼ、カタラーゼ、セロビオヒドロラーゼ、セルラーゼ、キチナーゼ、クチナーゼ、シクロデキストリングリコシルトランスフェラーゼ、デオキシリボヌクレアーゼ、エンドグルカナーゼ、エステラーゼ、α-ガラクトシダーゼ、β-ガラクトシダーゼ、グルコアミラーゼ、α-グルコシダーゼ、β-グルコシダーゼ、インベルターゼ、ラッカーゼ、リパーゼ、マンノシダーゼ、ムタナーゼ、オキシダーゼ、ペクチン分解酵素、ペルオキシダーゼ、フィターゼ、ポリフェノールオキシダーゼ、タンパク質分解酵素、リボヌクレアーゼ、トランスグルタミナーゼ、キシラナーゼ、及びβ - キシロシダーゼからなる群から選ばれる、請求項10に記載の方法。
  12. 真菌宿主細胞の形質転換及び前記細胞のゲノム中への組込みに適したポリヌクレオチドコンストラクトであって、
    a)選択マーカーをコードする第1ポリヌクレオチド、ここで前記第1ポリヌクレオチド、その5′未翻訳領域及び/又はそれらと作動式に連結されるリボスイッチは、その分枝部位とそのアクセプター部位との間に5個又はそれ以下のヌクレオチドを有するスプライセオソームイントロン;及び
    b)目的のポリペプチドをコードする第2ポリヌクレオチド、
    を含む、ポリヌクレオチドコンストラクト。
  13. 機能的硝酸レダクターゼ、機能的亜硝酸レダクターゼをコードする遺伝子、又は機能的エノラーゼをコードする遺伝子を含む、請求項12に記載のポリヌクレオチドコンストラクト。
  14. 前記機能的硝酸レダクターゼがniaDをコードする遺伝子であり、前記機能的亜硝酸レダクターゼが、前記機能的亜硝酸レダクターゼがniiAをコードする遺伝子であり、又は前記機能的エノラーゼがacuNをコードする遺伝子である、請求項13に記載の方法。
  15. 前記スプライセオソームイントロンが、その分枝部位と、そのアクセプター部位との間に4個又はそれ以下のヌクレオチドを有する、請求項12又は14に記載のポリヌクレオチドコンストラクト。
  16. 前記スプライセオソームイントロンが、配列番号26、 配列番号27、 配列番号28、 配列番号29、 配列番号30、 配列番号31、 配列番号32、配列番号34、 配列番号35、 配列番号36、 配列番号37、 配列番号38、 配列番号39 及び配列番号40から成るイントロンヌクレオチド配列群から選択されるヌクレオチド配列を含む、請求項12〜15のいずれか一項に記載のポリヌクレオチドコンストラクト。
  17. 前記第1ポリヌクレオチドが、それと作動式に連結されるリボスイッチを有する、請求項12〜16の何れか1項に記載のポリヌクレオチドコンストラクト。
  18. 前記リボスイッチは、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)におけるthiA又はnmtA遺伝子に由来する、請求項17に記載のポリヌクレオチドコンストラクト。
  19. 前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトの第2ポリヌクレオチドによりコードされる目的のポリペプチドが、酵素を含む、請求項12〜18の何れか1項に記載のポリヌクレオチドコンストラクト。
  20. 前記酵素が、以下の:ヒドロラーゼ、イソメラーゼ、リガーゼ、リアーゼ、オキシドレダクターゼ、トランスフェラーゼ、アミノペプチダーゼ、アミラーゼ、カルボヒドラーゼ、カルボキシペプチダーゼ、カタラーゼ、セロビオヒドロラーゼ、セルラーゼ、キチナーゼ、クチナーゼ、シクロデキストリングリコシルトランスフェラーゼ、デオキシリボヌクレアーゼ、エンドグルカナーゼ、エステラーゼ、α-ガラクトシダーゼ、β-ガラクトシダーゼ、グルコアミラーゼ、α-グルコシダーゼ、β-グルコシダーゼ、インベルターゼ、ラッカーゼ、リパーゼ、マンノシダーゼ、ムタナーゼ、オキシダーゼ、ペクチン分解酵素、ペルオキシダーゼ、フィターゼ、ポリフェノールオキシダーゼ、タンパク質分解酵素、リボヌクレアーゼ、トランスグルタミナーゼ、キシラナーゼ、及びβ - キシロシダーゼからなる群から選択される、請求項19に記載のポリヌクレオチドコンストラクト。
  21. ポリヌクレオチドコンストラクトの2以上のコピーをゲノム内に組込まれた状態で含む組換え真菌宿主細胞であって、該コンストラクトが、
    a)選択マーカーをコードする第1ポリヌクレオチド、ここで前記第1ポリヌクレオチド、その5′未翻訳領域及び/又はそれらと作動式に連結されるリボスイッチが、その分枝部位と、そのアクセプター部位との間に5個又はそれ以下のヌクレオチドを有するスプライセオソームイントロンを含み;及び
    b)目的のポリペプチドをコードする第2ポリヌクレオチド、
    を含む、組換え真菌宿主細胞。
  22. 糸状菌宿主細胞である、請求項21に記載の組換え真菌宿主細胞。
  23. 前記糸状菌宿主細胞が、以下のアクレモニウム(Acremonium)、アスペルギルス(Aspergillus)、アウレオバシジウム(Aureobasidium)、ブジェルカンデラ(Bjerkandera)、セリポリオプシス(Ceriporiopsis)、クリソスポリウム(Chrysosporium)、コプリヌス(Coprinus)、コリオラス(Coriolus)、クリプトコッカス(Cryptococcus)、(Filibasidium)、フザリウム(Fusarium)、フミコラ(Humicola)、マグナポルテ(Magnaporthe)、ムコール(Mucor)、ミセリオプソラ(Myceliophthora)、ネオカリマスチクス(Neocallimastix)、ネウロスポラ(Neurospora)、ペシロミセス(Paecilomyces)、ペニシリウム(Penicillium)、ファネロカエテ(Phanerochaete)、フィレビア(Phlebia)、ピロミセス(Piromyces)、プレウロタス(Pleurotus)、シゾフィラム(Schizophyllum)、タラロマイセス(Talaromyces)、サーモアスクス(Thermoascus)、チエラビア(Thielavia)、トリポクラジウム(Tolypocladium)、トラメテス(Trametes)、及びトリコデルマ(Trichoderma)細胞からなる群から選ばれる、請求項22に記載の組換え真菌宿主細胞。
  24. 前記スプライセオソームイントロンが、その分枝部位と、そのアクセプター部位との間に4個又はそれ以下のヌクレオチドを有する、請求項21〜23のいずれか一項に記載の組換え真菌宿主細胞。
  25. 前記スプライセオソームイントロンが、配列番号26、 配列番号27、 配列番号28、 配列番号29、 配列番号30、 配列番号31、 配列番号32、 配列番号34、 配列番号35、 配列番号36、 配列番号37、 配列番号38、 配列番号39 及び配列番号40から成るイントロンヌクレオチド配列群から選択されるヌクレオチド配列を含む、請求項21〜23のいずれか一項に記載の組換え真菌宿主細胞。
  26. 前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトの第1ポリヌクレオチドが、それと作動式に連結されるリボスイッチを有、請求項21〜25の何れか1項に記載の組換え真菌宿主細胞。
  27. 前記リボスイッチは、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)におけるthiA又はnmtA遺伝子に由来する、請求項26に記載の組換え真菌宿主細胞。
  28. 前記組込みポリヌクレオチドコンストラクトの第2ポリヌクレオチドによりコードされる目的のポリペプチドが、酵素を含む、請求項21〜27の何れか1項に記載の組換え真菌宿主細胞。
  29. 前記酵素は、以下の:ヒドロラーゼ、イソメラーゼ、リガーゼ、リアーゼ、オキシドレダクターゼ、トランスフェラーゼ、アミノペプチダーゼ、アミラーゼ、カルボヒドラーゼ、カルボキシペプチダーゼ、カタラーゼ、セロビオヒドロラーゼ、セルラーゼ、キチナーゼ、クチナーゼ、シクロデキストリングリコシルトランスフェラーゼ、デオキシリボヌクレアーゼ、エンドグルカナーゼ、エステラーゼ、α-ガラクトシダーゼ、β-ガラクトシダーゼ、グルコアミラーゼ、α-グルコシダーゼ、β-グルコシダーゼ、インベルターゼ、ラッカーゼ、リパーゼ、マンノシダーゼ、ムタナーゼ、オキシダーゼ、ペクチン分解酵素、ペルオキシダーゼ、フィターゼ、ポリフェノールオキシダーゼ、タンパク質分解酵素、リボヌクレアーゼ、トランスグルタミナーゼ、キシラナーゼ、及びβ - キシロシダーゼからなる群から選ばれる、請求項28に記載の組換え真菌宿主細胞。
  30. 目的のポリペプチドの生成方法であって、
    a)請求項21〜29の何れか1項に記載の組換え真菌宿主細胞を培養し;そして
    b)ポリペプチドを回収する、方法。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170073890A1 (en) 2014-03-05 2017-03-16 Novozymes A/S Compositions and Methods for Functionalizing and Linking Materials
WO2015134729A1 (en) 2014-03-05 2015-09-11 Novozymes A/S Compositions and methods for improving properties of non-cellulosic textile materials with xyloglucan endotransglycosylase
US20170027167A1 (en) 2014-03-05 2017-02-02 Novozymes Bioag A/S Formulations comprising polymeric xyloglucan as a carrier for agriculturally beneficial agents
CN106068077B (zh) 2014-03-05 2019-06-07 诺维信公司 用于改进农作物的收获后特性的组合物和方法
US20160333292A1 (en) 2014-03-05 2016-11-17 Novozymes A/S Compositions and Methods for Improving Properties of Cellulosic Textile Materials with Xyloglucan Endotransglycosylase
US20170267980A1 (en) 2014-08-20 2017-09-21 Novozymes A/S Xyloglucan Endotransglycosylase variants and Polynucleotides Encoding Same
US10781428B2 (en) 2014-12-02 2020-09-22 Novozymes A/S Laccase variants and polynucleotides encoding same
EA202092665A3 (ru) 2015-02-02 2021-06-30 МЕИРЭДжТиЭкс ЮКей II ЛИМИТЕД Регулирование экспрессии генов посредством аптамеропосредованного модулирования альтернативного сплайсинга
BR112017020474A2 (pt) * 2015-03-27 2018-07-03 Cargill Inc levedura modificada, meio de fermentação, método para produção de um bioproduto, ácido nucleico, vetor e método de fermentação para produzir etanol
WO2016174258A1 (en) 2015-04-29 2016-11-03 Boehringer Ingelheim Rcv Gmbh & Co Kg Means and methods for protein production
IL264490B2 (en) * 2016-08-03 2024-06-01 Meiragtx Uk Ii Ltd High-throughput cell-based screening for aptamers
EP3494129A1 (en) 2016-08-05 2019-06-12 Cargill, Incorporated Leader-modified glucoamylase polypeptides and engineered yeast strains having enhanced bioproduct production
CN108949579B (zh) * 2018-04-19 2021-10-01 中国科学技术大学 嗜热子囊菌基因表达系统
US20230159968A1 (en) * 2018-06-15 2023-05-25 Kikkoman Corporation Method for Producing Selenoneine
US20210301285A1 (en) 2018-08-02 2021-09-30 Novozymes A/S Preparation of Combinatorial Libraries of DNA Constructs
DK3898985T5 (da) 2018-12-21 2024-08-05 Novozymes As Proteinekspression i tandem
CN110592149B (zh) * 2019-07-16 2020-07-14 甘肃省科学院生物研究所 一种梨囊鞭菌发酵秸秆生产乳酸的新方法和应用
EP4004211A1 (en) 2019-07-25 2022-06-01 Novozymes A/S Filamentous fungal expression system
US11479779B2 (en) * 2020-07-31 2022-10-25 Zymergen Inc. Systems and methods for high-throughput automated strain generation for non-sporulating fungi
CN114292761B (zh) * 2021-12-02 2023-11-03 南京工业大学 一株黑曲霉基因工程菌及构建方法与应用

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK122686D0 (da) 1986-03-17 1986-03-17 Novo Industri As Fremstilling af proteiner
FR2704860B1 (fr) 1993-05-05 1995-07-13 Pasteur Institut Sequences de nucleotides du locus cryiiia pour le controle de l'expression de sequences d'adn dans un hote cellulaire.
CN1192108C (zh) 1994-06-03 2005-03-09 诺沃奇梅兹生物技术有限公司 纯化的毁丝霉属漆酶及编码该酶的核酸
ATE294871T1 (de) 1994-06-30 2005-05-15 Novozymes Biotech Inc Nicht-toxisches, nicht-toxigenes, nicht- pathogenes fusarium expressionssystem und darin zu verwendende promotoren und terminatoren
EP0966521A1 (en) 1996-09-13 1999-12-29 Novo Nordisk Biotech, Inc. Cells having dna insertion mutations which produce altered amounts of a polypeptide
AU6188599A (en) 1998-10-26 2000-05-15 Novozymes A/S Constructing and screening a dna library of interest in filamentous fungal cells
EP2278016B1 (en) 1999-03-22 2012-09-26 Novozymes Inc. Promoter sequences derived from Fusarium Venenatum and uses thereof
WO2001090393A1 (en) * 2000-05-24 2001-11-29 Novozymes A/S Method for increasing gene copy number in a host cell and resulting host cell
JP2007259787A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Hakutsuru Shuzo Kk 遺伝子発現制御ポリヌクレオチド
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