JP6704740B2 - Method for producing recombinant microorganism - Google Patents

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Description

本発明は、組換え微生物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a recombinant microorganism.

従来、遺伝子工学分野においては、形質転換体の選択手段として、薬剤耐性遺伝子、栄養要求性関連遺伝子等の選択マーカー遺伝子が使用され、これらのマーカー遺伝子によって欠損又は獲得した薬剤耐性や栄養要求性の形質を指標に、目的の遺伝子改変が施された形質転換体の選択が行われてきた。この際、目的の遺伝子改変が施された形質転換体のみが増殖可能であるポジティブセレクションが、選抜効率の良さから望まれている。 Conventionally, in the field of genetic engineering, selectable marker genes such as drug resistance genes and auxotrophy-related genes have been used as means for selecting transformants, and drug resistance or auxotrophy deficient or acquired by these marker genes has been used. With the trait as an index, selection of transformants in which the desired gene modification has been performed has been performed. At this time, positive selection, in which only the transformant in which the desired gene modification has been performed can grow, is desired because of its good selection efficiency.

選択マーカー遺伝子は、形質転換体を選択するためには有用であるが、形質転換後の細胞に残存し続けることによっていくつかの問題をもたらす。例えば、1つの宿主に複数の遺伝子改変を施す場合、細胞に残存するマーカー遺伝子の種類に注意する必要がある。また、形質転換体の選択に使用可能なマーカー遺伝子の種類には限りがあることから、形質転換体に蓄積したマーカー遺伝子は、遺伝子改変の回数を制限する。さらに、形質転換体に残存するマーカー遺伝子は、野生型微生物の該マーカー遺伝子による汚染など、環境に悪影響を及ぼすという問題がある。したがって、選択マーカー遺伝子を保有しない形質転換体の開発が望まれている。 Although selectable marker genes are useful for selecting transformants, their persistence in transformed cells poses several problems. For example, when a plurality of genetic modifications are applied to one host, it is necessary to pay attention to the type of marker gene remaining in the cell. In addition, since the types of marker genes that can be used for selection of transformants are limited, the marker genes accumulated in transformants limit the number of gene modifications. Furthermore, there is a problem that the marker gene remaining in the transformant adversely affects the environment such as contamination of the wild-type microorganism with the marker gene. Therefore, development of a transformant that does not carry a selectable marker gene is desired.

形質転換体から選択マーカー遺伝子を除去する方法が開示されている。特許文献1には、宿主DNAの欠失対象領域の5’末端側領域に、該欠失対象領域の5’末端側領域及び3’末端側領域、マーカー遺伝子ならびにリプレッサー遺伝子を連結したカセットを相同組換えによって組込み、該マーカー遺伝子の発現によって該カセットが組込まれた細胞を選択した後、第2相同組換えによって該カセットを欠失させることで、該欠失対象領域を欠失させる方法が記載されている。この方法では、欠失対象領域の下流に第2のマーカー遺伝子が配置されており、該カセット中のリプレッサーの欠失により該第2のマーカーが発現することで、欠失対象領域が欠失した目的の細胞がポジティブセレクションされる。しかし、この方法では、第2のマーカー遺伝子が細胞内に残存する。 A method of removing the selectable marker gene from transformants is disclosed. Patent Document 1 discloses a cassette in which a 5'terminal region of a deletion target region of a host DNA is linked to a 5'terminal region and a 3'terminal region of the deletion target region, a marker gene and a repressor gene. A method of deleting the region targeted for deletion by deleting the cassette by second homologous recombination after selecting cells in which the cassette has been integrated by homologous recombination and expression of the marker gene is selected. Have been described. In this method, a second marker gene is arranged downstream of the deletion target region, and the second marker is expressed by the deletion of the repressor in the cassette, so that the deletion target region is deleted. The desired cells are positively selected. However, with this method, the second marker gene remains intracellular.

特許文献2には、宿主DNAの欠失対象領域の5’末端側領域に、該欠失対象領域の5’末端側領域及び3’末端側領域(又はこれらの間に位置する目的遺伝子)、第1マーカー遺伝子ならびにプロモーターと結合した第2マーカー遺伝子を連結したカセットを相同組換えによって組込み、該第1マーカー遺伝子の発現によって該カセットが組込まれた細胞を選択した後、第2相同組換えによって該カセットを欠失した細胞を、該第2マーカー遺伝子の発現の喪失を指標に選択することで、所望の遺伝子改変がなされ、かつマーカー遺伝子の残存のない細胞を選択する方法が記載されている。第2マーカー遺伝子としては、lacZ、amyEなどが例示されている。 Patent Document 2 discloses that a 5'terminal region of a deletion target region of a host DNA, a 5'terminal region and a 3'terminal region of the deletion target region (or a gene of interest located therebetween), A cassette in which a second marker gene linked to a first marker gene and a promoter is linked is integrated by homologous recombination, and a cell in which the cassette is integrated is selected by the expression of the first marker gene, followed by second homologous recombination. A method for selecting cells in which the cassette is deleted by selecting the loss of expression of the second marker gene as an index and selecting the cells in which the desired gene modification is made and the marker gene does not remain is described. .. Examples of the second marker gene include lacZ and amyE.

非特許文献1及び特許文献3には、細胞の遺伝子改変を繰り返す際に、2種類の薬剤耐性遺伝子を相互交換的に発現させ、選択マーカー遺伝子として用いたことが開示されている。これらの薬剤耐性遺伝子は、宿主の栄養要求性関連遺伝子領域に導入されてマーカー遺伝子として使用された後、最終的に栄養要求性関連遺伝子と再置換されるので、得られた形質転換体中に残存しない。 Non-Patent Document 1 and Patent Document 3 disclose that two types of drug resistance genes are expressed interchangeably and used as selectable marker genes when gene modification of cells is repeated. These drug resistance genes are introduced into the auxotrophy-related gene region of the host, used as a marker gene, and finally replaced again with the auxotrophy-related gene. It does not survive.

特開2007−111015号公報JP, 2007-11110, A 特開2009−254350号公報JP, 2009-254350, A 特開2013−009604号公報JP, 2013-009604, A

H. Nanamiya, et al., Microbiology, 2010, 156:2944-2952H. Nanamiya, et al., Microbiology, 2010, 156:2944-2952

本発明は、目的の改変が成された改変細胞を容易にポジティブセレクションすることができ、かつ改変細胞への選択マーカー遺伝子の蓄積を抑制することができる組換え微生物の製造方法を提供する。 The present invention provides a method for producing a recombinant microorganism capable of easily positively selecting a modified cell having a desired modification and suppressing the accumulation of a selectable marker gene in the modified cell.

本発明者らは、宿主細胞DNA中の変異対象領域を予め加水分解酵素遺伝子で置換し、次いで該加水分解酵素遺伝子を目的DNA又は欠失用断片と置換することによって、該細胞を培養した培地上のハローの形成の有無に基づいて、目的DNAで変異対象領域が置換された組換え細胞、又は変異対象領域が欠失した細胞を容易に選択することができること、さらにその際に、宿主細胞に対して該加水分解酵素遺伝子とは別に薬剤耐性遺伝子等のマーカー遺伝子を導入することによって、ハローの形成を判定する対象を該マーカーにより選択された細胞のみに絞り込むことができるため、ハローの形成の有無の判定がより容易になることを見出した。すなわち、ハローの形成に基づく選択とマーカー遺伝子による選択とを組み合わせることによって、目的の改変が成された細胞を容易に選択することができる。さらに、該遺伝子改変操作を繰り返した場合であっても、選択マーカー遺伝子を相互交換的に切り替えて使用することによって、目的の改変が成された細胞を容易に選択することができ、かつ使用するマーカー遺伝子の数を抑えることができる。 The present inventors have previously replaced a region to be mutated in a host cell DNA with a hydrolase gene, and then replaced the hydrolase gene with a DNA of interest or a fragment for deletion to culture the cell. It is possible to easily select a recombinant cell in which the mutation target region has been replaced with the target DNA or a cell in which the mutation target region has been deleted, based on the presence or absence of the above halo formation, and in that case, a host cell On the other hand, by introducing a marker gene such as a drug resistance gene separately from the hydrolase gene, the target for determining the halo formation can be narrowed down to only cells selected by the marker. It has been found that it is easier to determine the presence or absence of. That is, by combining the selection based on the formation of halo and the selection based on the marker gene, the cells having the desired modification can be easily selected. Furthermore, even when the gene modification operation is repeated, by using the selectable marker genes by switching them interchangeably, it is possible to easily select the cells in which the desired modification has been made, and to use. The number of marker genes can be suppressed.

したがって、一態様において、本発明は、組換え微生物の製造方法であって、
(1)第1の加水分解酵素発現カセットと第1の選択マーカーとを共発現する宿主微生物の細胞を調製すること、
ここで、
該第1の加水分解酵素発現カセットは、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結された第1の加水分解酵素遺伝子とを含むDNAであり、かつ
該第1の加水分解酵素発現カセットは、該細胞のDNA中の第1の変異対象領域と置換されている;
(2)該細胞を、該第1の加水分解酵素の基質を含有する該第1の選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上で増殖かつハローを形成した細胞を、該第1の加水分解酵素発現カセットを含有する細胞として選択すること;
(3)該(2)で選択した細胞に第2の選択マーカーの発現能を付与し、かつ該第1の加水分解酵素発現カセットを第1の組換えカセットで置換すること;及び、
(4)該(3)で調製した細胞を、該第1の加水分解酵素の基質を含有する該第2の選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上でハローを形成せずに増殖する細胞を、該第1の組換えカセットを含有する細胞として選択すること、
を包含する方法を提供する。
Therefore, in one aspect, the present invention provides a method for producing a recombinant microorganism, comprising:
(1) preparing cells of a host microorganism that co-expresses a first hydrolase expression cassette and a first selectable marker,
here,
The first hydrolase expression cassette is a DNA containing a promoter and a first hydrolase gene operably linked to the promoter, and the first hydrolase expression cassette is Replaced with the first region of interest in the DNA of the cell;
(2) The cells are cultivated in the selection medium having the first selection marker-containing strain containing the substrate for the first hydrolase, and the cells that grow on the medium and form halo are the first cells. Selecting as cells containing a hydrolase expression cassette;
(3) giving the cell selected in (2) the ability to express a second selectable marker and replacing the first hydrolase expression cassette with a first recombination cassette; and
(4) The cells prepared in (3) are cultured in the second selection marker-bearing strain selection medium containing the substrate for the first hydrolase, and the cells are grown on the medium without forming halos. Selecting cells as the cells containing the first recombination cassette,
A method of including is provided.

さらなる態様において、本発明は、組換え微生物の宿主細胞の製造方法であって、
微生物細胞に、プロモーターに作動可能に連結された加水分解酵素遺伝子を含むDNAを導入するか、又はプロモーターを導入して該細胞中の加水分解酵素遺伝子と作動可能に連結させること、及び選択マーカー遺伝子を含むDNAを導入すること;ならびに
該細胞を、該加水分解酵素の基質を含有する該選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上で増殖かつハローを形成した細胞を選択すること、
を包含する方法を提供する。
In a further aspect, the invention provides a method of producing a recombinant microbial host cell, the method comprising:
Introducing a DNA containing a hydrolase gene operably linked to a promoter into a microbial cell, or introducing a promoter to operably link the hydrolase gene in the cell, and a selectable marker gene And culturing the cells in the selection marker-bearing strain selection medium containing a substrate for the hydrolase, and selecting cells that have grown and formed halos on the medium.
A method of including is provided.

本発明の組換え微生物の製造方法によれば、宿主細胞への遺伝子導入を繰り返した場合であっても、目的DNAが導入された細胞、又は標的のDNA領域が欠失した細胞を容易に選択することができる。さらに本発明の方法によれば、改変後の細胞に残存する選択マーカー遺伝子の数を抑制することができ、また一連の改変後に選択マーカー遺伝子を組換え微生物から削除することも可能である。したがって、本発明によれば、選択マーカー遺伝子の残存のない又は極めて少ない組換え微生物が提供される。 According to the method for producing a recombinant microorganism of the present invention, a cell into which a target DNA has been introduced or a cell in which a target DNA region has been deleted can be easily selected even when gene transfer into a host cell is repeated. can do. Furthermore, according to the method of the present invention, the number of selectable marker genes remaining in the cells after modification can be suppressed, and the selectable marker gene can be deleted from the recombinant microorganism after a series of modifications. Therefore, according to the present invention, a recombinant microorganism having no or very few selectable marker gene remains is provided.

本発明の組換え微生物の製造方法の概念図。The conceptual diagram of the manufacturing method of the recombinant microorganism of this invention. 本発明の組換え微生物の製造方法の概念図:2種類の選択マーカー遺伝子を相互交換的に発現させる場合を示す。Conceptual diagram of the method for producing a recombinant microorganism of the present invention: Shows a case where two types of selectable marker genes are expressed interchangeably. 本発明の組換え微生物の製造方法の概念図:組換え細胞からの選択マーカー遺伝子の削除手順を示す。図中では、trpBA遺伝子領域と置換されたマーカー遺伝子を、trpBAで再置換することで削除している。Schematic diagram of the method for producing a recombinant microorganism of the present invention: shows a procedure for deleting a selectable marker gene from a recombinant cell. In the figure, the marker gene replaced with the trpBA gene region is deleted by resubstitution with trpBA.

(1.定義)
本明細書において、「変異対象領域」とは、宿主微生物のDNA中の領域であって、目的DNAと置換されるか、又は該領域が欠失することによって、変異導入されるべき領域をいう。変異対象領域としては、宿主DNAの不要な領域、例えば宿主の物質生産に不要な領域(胞子形成関連遺伝子等)、宿主の生育若しくは物質生産を阻害する領域(ファージ領域等)、及び宿主内で多数重複している遺伝子や遺伝子グループ(2成分制御系遺伝子等)などが挙げられるが、これらに限定されない。変異対象領域は、宿主微生物の野生型のDNAに存在する領域であってもよく、又は本発明の方法適用前に宿主に人為的に導入された領域であってもよい。人為的に導入された領域としては、例えば、選択マーカー遺伝子やレポーター遺伝子を含む領域などが挙げられる。好ましくは、変異対象領域は、宿主微生物の生育に必須な遺伝子(以下、「生育必須遺伝子」という)を含まないように選択される。ここで生育必須遺伝子とは、外部から培地へ添加する等の方法によっても補うことのできない機能を有するタンパク質をコードする遺伝子であって、宿主ゲノムから削除されると致死となる遺伝子をいう。換言すると、宿主ゲノムから削除されると宿主が生存できない、すなわち致死となることが知られる致死遺伝子であっても、培地に補完物質(例えば代謝関連物質等)を添加することによって宿主の生育を維持できるのであれば、本明細書における「生育必須遺伝子」には含まれない。
(1. Definition)
As used herein, the term “mutation target region” refers to a region in DNA of a host microorganism that is to be mutated by substitution with the target DNA or deletion of the region. .. Regions to be mutated include unnecessary regions of host DNA, such as regions unnecessary for host substance production (spore formation-related genes, etc.), regions that inhibit host growth or substance production (phage regions, etc.), and Examples thereof include genes and gene groups (eg, two-component regulatory system genes) that have a large number of duplicates, but are not limited thereto. The region to be mutated may be a region existing in the wild-type DNA of the host microorganism, or a region artificially introduced into the host before applying the method of the present invention. Examples of the artificially introduced region include a region containing a selectable marker gene and a reporter gene. Preferably, the mutation target region is selected so as not to include a gene essential for the growth of the host microorganism (hereinafter referred to as “growth essential gene”). Here, the essential growth gene is a gene encoding a protein having a function that cannot be complemented by a method such as external addition to the medium, and is a gene that is lethal when deleted from the host genome. In other words, even if the lethal gene is known to be non-viable if the host is deleted from the host genome, that is, even if it is a lethal gene, the growth of the host can be increased by adding a complementary substance (for example, a metabolism-related substance) to the medium. As long as it can be maintained, it is not included in the “growth essential gene” in the present specification.

本発明の組換え微生物の製造方法に用いられる変異対象領域のサイズは、特に限定されないが、1bp以上が好ましく、0.2kb以上がより好ましく、0.5kb以上がさらに好ましく、一方で、該変異対象領域のサイズは、200kb以下が好ましく、160kb以下がより好ましく、120kb以下がさらに好ましく、80kb以下がさらにより好ましく、40kb以下がなお好ましい。対象領域のサイズを200kb以下とした場合には、生育必須遺伝子を含まない蓋然性が高い。なお、枯草菌において、生育必須遺伝子を含まない最大の領域は、dltA遺伝子〜yycH遺伝子間の約200kbであることが知られている(例えば、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,2003,100,4678−4683参照)。 The size of the mutation target region used in the method for producing a recombinant microorganism of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 bp or more, more preferably 0.2 kb or more, further preferably 0.5 kb or more, while the mutation The size of the target region is preferably 200 kb or less, more preferably 160 kb or less, even more preferably 120 kb or less, even more preferably 80 kb or less, still more preferably 40 kb or less. When the size of the target region is 200 kb or less, there is a high probability that the growth essential gene is not included. It is known that in Bacillus subtilis, the maximum region not containing a growth-requiring gene is about 200 kb between the dltA gene and the yycH gene (for example, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2003, 100). , 4678-4683).

本明細書において、「目的DNA」とは、宿主微生物に導入すべきDNAをいう。該目的DNAの種類は、特に限定されず、タンパク質、ペプチド若しくはポリペプチドをコードするDNA、ノンコーディングRNAをコードするDNA、プロモーターDNA、ターミネーターDNA、抑制因子や活性化因子等の各種因子が結合する転写調節領域のDNAなどが挙げられる。該目的DNAは、それらのDNAが導入される宿主微生物が生来的に発現する種類のものであってもよいが、好ましくは、該宿主微生物が生来的に発現しない種類のもの、より好ましくは異種DNAである。該目的DNAのうち、タンパク質、ペプチド若しくはポリペプチド、又はノンコーディングRNAをコードするDNAは、本明細書において「目的遺伝子」とも称される。該目的遺伝子にコードされる該タンパク質、ペプチド若しくはポリペプチドの例としては、これらに限定されないが、収縮タンパク質、輸送タンパク質、シグナルタンパク質、生体防御タンパク質、受容体タンパク質、構造タンパク質、遺伝子調節タンパク質、酵素、及び貯蔵タンパク質等の機能性のタンパク質、ペプチド又はポリペプチド;ならびに、食品、医薬品、化粧品、洗浄剤、繊維、医療検査などの分野で用いられる産業上有用な酵素又は生理活性因子として働くタンパク質、ペプチド又はポリペプチドが挙げられる。当該産業上有用な酵素としては、酸化還元酵素(オキシドレダクターゼ)、転移酵素(トランスフェラーゼ)、加水分解酵素(ヒドロラーゼ)、脱離酵素(リアーゼ)、異性化酵素(イソメラーゼ)、合成酵素(リガーゼ/シンセターゼ)などが挙げられ、好適には、セルラーゼ等のグリコシドハイドロラーゼ、α−アミラーゼ、プロテアーゼなどの加水分解酵素、及びクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)などの転移酵素が挙げられるが、これらに限定されない。 As used herein, the “target DNA” refers to DNA to be introduced into a host microorganism. The type of the target DNA is not particularly limited, and various factors such as a DNA encoding a protein, a peptide or a polypeptide, a DNA encoding a non-coding RNA, a promoter DNA, a terminator DNA, a suppressor and an activator are bound. Examples of the DNA include the transcriptional regulatory region. The target DNA may be of a type that is naturally expressed by the host microorganism into which these DNAs are introduced, but is preferably of a type that is not naturally expressed by the host microorganism, and more preferably heterologous. It is DNA. Among the target DNAs, a DNA encoding a protein, peptide or polypeptide, or non-coding RNA is also referred to as “target gene” in the present specification. Examples of the protein, peptide or polypeptide encoded by the target gene include, but are not limited to, contractile protein, transport protein, signal protein, biological defense protein, receptor protein, structural protein, gene regulatory protein, enzyme , And functional proteins such as storage proteins, peptides or polypeptides; and proteins that act as industrially useful enzymes or bioactive factors used in the fields of foods, pharmaceuticals, cosmetics, detergents, fibers, medical tests, etc., Examples include peptides or polypeptides. The industrially useful enzymes include oxidoreductases (oxidoreductases), transferases (transferases), hydrolases (hydrolases), leaving enzymes (lyases), isomerases (isomerases), synthetic enzymes (ligases/synthases). ) And the like, and preferable examples thereof include glycoside hydrolases such as cellulase, hydrolases such as α-amylase and protease, and transferases such as chloramphenicol acetyltransferase (CAT), but are not limited thereto. Not done.

本明細書において、遺伝子と制御領域とが「作動可能に連結されている」とは、遺伝子と、該遺伝子の転写、翻訳又は分泌に関わる制御領域(例えば、プロモーター)とが、当該制御領域による制御の下に当該遺伝子を発現し得るように連結されていることをいう。遺伝子と制御領域との「作動可能な連結」の手順は当業者に周知である。 In the present specification, the term “operably linked” to a gene and a control region means that the gene and a control region (eg, promoter) involved in transcription, translation or secretion of the gene depend on the control region. It is linked so that the gene can be expressed under control. Procedures for "operable linkage" between genes and control regions are well known to those of skill in the art.

本明細書において、DNA領域の「置換」とは、該DNA領域の一部又は全部を別のDNAで置き換えることをいう。例えば、本明細書におけるDNA領域の「置換」は、該DNA領域の全体を別のDNAで置き換えること、該DNA領域の一端を残して、残りを別のDNAで置き換えること、該DNA領域の両端を残して、その間を別のDNAで置き換えること、及び該DNA領域中の任意の位置に別のDNAを挿入することを含む。 In the present specification, “replacement” of a DNA region means replacement of a part or all of the DNA region with another DNA. For example, "replacement" of a DNA region in the present specification means to replace the entire DNA region with another DNA, to leave one end of the DNA region and replace the rest with another DNA, to both ends of the DNA region. To replace with another DNA, and to insert another DNA at any position in the DNA region.

本明細書において、細胞の機能や性状、形質に対して使用する用語「生来的」とは、該機能や性状、形質が、該細胞の野生型、又は改変処理前の細胞(例えば宿主細胞)に存在していることを表すために使用される。 In the present specification, the term “native” used for the function or property or trait of a cell means that the function or property or trait is a wild type of the cell, or a cell before modification treatment (eg, host cell). Is used to represent the presence of

本明細書において、細胞の機能や性状、形質に対して使用する用語「外来」とは、細胞に元から存在するのではなく、外部から導入された機能や性状、形質を表すために使用される。例えば、「外来」遺伝子又はポリヌクレオチドとは、細胞に外部から導入された遺伝子又はポリヌクレオチドである。外来遺伝子又はポリヌクレオチドは、それが導入された細胞と同種の生物由来であっても、異種の生物由来(すなわち異種遺伝子又はポリヌクレオチド)であってもよい。 In the present specification, the term “foreign” used for the functions, properties, and traits of cells is used to represent functions, properties, and traits that are not originally present in cells but are introduced from the outside. It For example, a "foreign" gene or polynucleotide is a gene or polynucleotide that has been exogenously introduced into a cell. The foreign gene or polynucleotide may be derived from the same organism as the cell into which it was introduced, or may be derived from a different organism (ie, a heterologous gene or polynucleotide).

本明細書において、「加水分解酵素遺伝子」とは、宿主微生物を培養する培地に含まれるタンパク質、デンプン、糖類などの基質を加水分解することで、該培地上にハローを形成することができる酵素をコードする遺伝子である。加水分解酵素遺伝子の例としては、プロテアーゼ遺伝子、アミラーゼ遺伝子、セルラーゼ遺伝子、β−ガラクトシダーゼ遺伝子、β−グルクロニダーゼ遺伝子、リパーゼ遺伝子などが挙げられるが、これらに限定されない。 In the present specification, the “hydrolase gene” is an enzyme capable of forming a halo on a medium for culturing a host microorganism by hydrolyzing a substrate such as protein, starch or saccharide contained in the medium. Is a gene that encodes. Examples of the hydrolase gene include, but are not limited to, a protease gene, an amylase gene, a cellulase gene, a β-galactosidase gene, a β-glucuronidase gene, and a lipase gene.

本明細書において、「ハローを形成する」とは培地上でコロニーの周囲が当初の培地に比較し透明又は半透明に変化すること、又はコロニーの周囲の色が当初の培地の色と異なる色に変化することをいう。また、加水分解酵素の発現により培地上のコロニーの色が変化することも含まれる。 In the present specification, "forming a halo" means that the periphery of a colony on the medium changes to transparent or translucent as compared with the original medium, or the color around the colony is different from the color of the original medium. Change to. It also includes the change of the color of colonies on the medium due to the expression of hydrolase.

本明細書において、培地に含有される「加水分解酵素の基質」は、上記加水分解酵素遺伝子にコードされる酵素の基質である。該基質の例としては、限定ではないが、加水分解酵素がプロテアーゼであれば、スキムミルク、ペプチド−pNA、ペプチド−MCA、ペプチド−AFCなどが挙げられ、加水分解酵素がアミラーゼであれば、デンプン、アミロース、アミロペクチン、プルラン、オリゴ糖-CNP、オリゴ糖−4NP、オリゴ糖-PNPなどが挙げられ、加水分解酵素がセルラーゼであれば、セルロース、CMCなどが挙げられ、加水分解酵素がβ−ガラクトシダーゼであれば、ONPG、サーモンGAL、X−galなどが挙げられ、加水分解酵素がβ−グルクロニダーゼであれば、MUG、X−GLUCなどが挙げられ、加水分解酵素がリパーゼであれば、トリブチリン、BALBなどが挙げられる。 In the present specification, the “substrate for hydrolase” contained in the medium is a substrate for the enzyme encoded by the above-mentioned hydrolase gene. Examples of the substrate include, but are not limited to, skim milk, peptide-pNA, peptide-MCA, peptide-AFC, etc. if the hydrolase is a protease, and starch if the hydrolase is an amylase, Amylose, amylopectin, pullulan, oligosaccharide-CNP, oligosaccharide-4NP, oligosaccharide-PNP and the like can be mentioned. If the hydrolase is cellulase, cellulose, CMC, etc. can be mentioned, and the hydrolase is β-galactosidase. If it is, ONPG, salmon GAL, X-gal, etc. are mentioned, if the hydrolase is β-glucuronidase, MUG, X-GLUC, etc. are mentioned, and if hydrolase is a lipase, tributyrin, BALB, etc. Is mentioned.

本明細書において、「選択マーカー遺伝子」とは、形質転換体の選択手段として使用される形質をもたらす遺伝子であり、例としては、薬剤耐性遺伝子、栄養要求性関連遺伝子、致死遺伝子などが挙げられる。薬剤耐性遺伝子の例としては、これらに限定されないが、クロラムフェニコール耐性遺伝子、エリスロマイシン耐性遺伝子、ネオマイシン耐性遺伝子、スペクチノマイシン耐性遺伝子、カナマイシン耐性遺伝子、テトラサイクリン耐性遺伝子、ブラストサイジンS耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子などが挙げられる。薬剤耐性遺伝子のより具体的な例としては、それぞれ、ストレプトコッカス属細菌由来のクロラムフェニコール耐性遺伝子、ラクトバチルス属細菌由来のエリスロマイシン耐性遺伝子、ストレプトマイセス属放線菌由来のネオマイシン耐性遺伝子、コリネバクテリウム属細菌由来のスペクチノマイシン耐性遺伝子、大腸菌由来のカナマイシン耐性遺伝子、サルモネラ属細菌由来のテトラサイクリン耐性遺伝子、バチルス属細菌由来のブラストサイジンS耐性遺伝子、大腸菌由来のアンピシリン耐性遺伝子などが挙げられる。栄養要求性関連遺伝子の例としては、これらに限定されないが、アミノ酸生合成経路、核酸生合成経路、ビタミン生合成経路などに関わる遺伝子が挙げられる。例えば、栄養要求性関連遺伝子は、宿主細胞に生来的に存在するアミノ酸生合成関連遺伝子が、該アミノ酸の要求性を示すように変異したものであり得る。 In the present specification, the “selection marker gene” is a gene that brings about a trait used as a means for selecting transformants, and examples thereof include a drug resistance gene, an auxotrophy-related gene, and a lethal gene. .. Examples of drug resistance genes include, but are not limited to, chloramphenicol resistance gene, erythromycin resistance gene, neomycin resistance gene, spectinomycin resistance gene, kanamycin resistance gene, tetracycline resistance gene, blasticidin S resistance gene, An ampicillin resistance gene etc. are mentioned. More specific examples of the drug resistance gene, chloramphenicol resistance gene derived from Streptococcus bacteria, erythromycin resistance gene derived from Lactobacillus bacteria, neomycin resistance gene derived from Streptomyces actinomycetes, corynebacterium, respectively. Examples include a spectinomycin resistance gene derived from a bacterium belonging to the genus Urum, a kanamycin resistance gene derived from an Escherichia coli, a tetracycline resistance gene derived from a bacterium belonging to the genus Salmonella, a blasticidin S resistance gene derived from a bacterium belonging to the genus Bacillus, an ampicillin resistance gene derived from Escherichia coli, and the like. Examples of auxotrophy-related genes include, but are not limited to, genes involved in amino acid biosynthetic pathway, nucleic acid biosynthetic pathway, vitamin biosynthetic pathway, and the like. For example, the auxotrophy-related gene may be a gene in which an amino acid biosynthesis-related gene naturally present in the host cell is mutated so as to show the auxotrophy of the amino acid.

本明細書において、細胞が「選択マーカーの発現能を有する」又は「選択マーカーを発現する」とは、選択マーカー遺伝子が薬剤耐性遺伝子の場合、該細胞が該薬剤耐性遺伝子を発現して該薬剤耐性を獲得していることを意味する。一方、選択マーカー遺伝子が栄養要求性関連遺伝子の場合、細胞が「選択マーカーの発現能を有する」又は「選択マーカーを発現する」とは、細胞が生存のために必須な栄養を生合成する能力を有することを意味する。例えば、選択マーカー遺伝子がアミノ酸要求性関連遺伝子の場合、「選択マーカーの発現能を有する」又は「選択マーカーを発現する」とは、細胞が生来的に生合成能力を有さないアミノ酸の遺伝子を発現し、該アミノ酸の生合成能を獲得していることを意味する。 In the present specification, a cell “has the ability to express a selection marker” or “expresses a selection marker” means that when the selection marker gene is a drug resistance gene, the cell expresses the drug resistance gene and the drug It means that you have acquired resistance. On the other hand, when the selectable marker gene is an auxotrophy-related gene, the cell "has the ability to express the selectable marker" or "expresses the selectable marker" means that the cell has the ability to biosynthesize nutrients essential for survival. Means to have. For example, when the selectable marker gene is an amino acid-requiring related gene, “having the expression ability of the selection marker” or “expressing the selection marker” means a gene of an amino acid that the cell does not inherently have the biosynthesis ability. The expression means that the biosynthetic ability of the amino acid is acquired.

本明細書において、「選択マーカー保有株選択培地」とは、選択マーカーの遺伝子を発現する細胞を選択するための培地をいう。例えば、選択マーカー遺伝子が薬剤耐性遺伝子の場合、選択マーカー保有株選択培地は、該薬剤含有培地である。選択マーカー遺伝子が栄養要求性関連遺伝子の場合、選択マーカー保有株選択培地は、該栄養欠乏培地である。 As used herein, the term “selection marker-containing strain selection medium” refers to a medium for selecting cells that express the gene for the selection marker. For example, when the selection marker gene is a drug resistance gene, the selection marker-bearing strain selection medium is the drug-containing medium. When the selection marker gene is an auxotrophy-related gene, the selection marker-bearing strain selection medium is the nutrient-deficient medium.

(2.組換え微生物の製造方法)
一態様において、本発明は、組換え微生物の製造方法を提供する。本発明の組換え微生物の製造方法では、細胞のハロー形成能を指標に、目的の細胞を選択する。
(2. Method for producing recombinant microorganism)
In one aspect, the present invention provides a method for producing a recombinant microorganism. In the method for producing a recombinant microorganism of the present invention, target cells are selected with the halo forming ability of the cells as an index.

より詳細には、本発明の方法においては、まず、目的DNAで置換したい変異対象領域が、加水分解酵素遺伝子を含む発現カセット(以下、加水分解酵素発現カセットと称する)で置換された細胞を調製する。次いで、該細胞を、該加水分解酵素の基質を含有する培地で培養し、該培地上でのハローの形成を指標に、該加水分解酵素発現カセットを含有する細胞を選択する(第1選択工程)。 More specifically, in the method of the present invention, first, a cell in which a mutation target region to be replaced with a target DNA is replaced with an expression cassette containing a hydrolase gene (hereinafter, referred to as hydrolase expression cassette) is prepared. To do. Then, the cells are cultured in a medium containing a substrate for the hydrolase, and cells containing the hydrolase expression cassette are selected using the halo formation on the medium as an index (first selection step). ).

ただし、上記第1選択工程において、培地上で制限なく細胞が増殖すると、多くのコロニーが発生して、隣接するコロニー同士が接触したり1つのハローが隣接するコロニー周辺にまで広がってしまうことにより、ハロー形成したコロニーの判別が困難になる。したがって、本発明の方法においては、上記加水分解酵素遺伝子が導入された細胞が選択的に培地中で増殖できるように、培地に選択圧をかけることが望ましい。例えば、本発明の方法においては、宿主微生物に、上記加水分解酵素に加えて第1の選択マーカーを共発現させる。例えば、宿主微生物に、上記加水分解酵素発現カセットに加えて、第1の選択マーカー遺伝子(M1)を導入する。一方で、培地には該第1の選択マーカー選択用培地を使用する。該選択用培地は、該加水分解酵素の基質を含有する。これによって、遺伝子組換えが起こらなかった細胞は除外され、培地に発生するコロニーは、該加水分解酵素と該第1の選択マーカーの両方を発現する細胞のコロニー、及び該第1の選択マーカーのみを発現する細胞のコロニーのいずれかとなる。本発明の方法によれば、過剰なコロニー形成を防止することができるので、培地上のコロニーからハローを形成するコロニーを容易に選択することができる。上記第1選択工程で選択された、培地上で増殖しかつハロー形成能を有する細胞は、加水分解酵素発現カセットを含み、かつ第1の選択マーカー発現能を有する細胞である(図1参照)。 However, in the first selection step, when the cells grow on the medium without limitation, many colonies are generated, and adjacent colonies come into contact with each other or one halo spreads around the adjacent colonies. , It becomes difficult to distinguish the colonies formed with halos. Therefore, in the method of the present invention, it is desirable to apply selective pressure to the medium so that the cells introduced with the hydrolase gene can selectively grow in the medium. For example, in the method of the present invention, a host microorganism is allowed to co-express a first selectable marker in addition to the above hydrolytic enzyme. For example, a first selectable marker gene (M1) is introduced into a host microorganism in addition to the above hydrolase expression cassette. On the other hand, the first selection marker selection medium is used as the medium. The selection medium contains a substrate for the hydrolase. As a result, cells in which gene recombination did not occur are excluded, and colonies generated in the medium are colonies of cells expressing both the hydrolase and the first selectable marker, and only the first selectable marker. Can be any of the colonies of cells expressing. According to the method of the present invention, since excessive colony formation can be prevented, halo-forming colonies can be easily selected from the colonies on the medium. The cells selected in the first selection step that grow on a medium and have a halo-forming ability are cells that contain a hydrolase expression cassette and have a first selection marker-expressing ability (see FIG. 1). ..

続いて、選択された細胞の該加水分解酵素発現カセットを、目的DNAを含む組換えカセットで置換し、次いで該細胞を該加水分解酵素の基質を含有する培地で培養する。該組換えカセットが導入された細胞は、加水分解酵素発現カセットを失っているため、ハローを形成しない。したがって、培地上でハローの形成がないことを指標に細胞を選択すれば、変異対象領域が目的DNAで置換された組換え細胞を取得することができる(第2選択工程)。 Subsequently, the hydrolase expression cassette of the selected cells is replaced with a recombinant cassette containing the DNA of interest, and then the cells are cultured in a medium containing a substrate for the hydrolase. The cells into which the recombinant cassette has been introduced do not form a halo because they have lost the hydrolase expression cassette. Therefore, if cells are selected with the absence of halo formation on the medium as an index, recombinant cells in which the mutation target region is replaced with the target DNA can be obtained (second selection step).

ただし、上記第2選択工程においても、培地上で制限なく細胞が増殖すると、ハロー形成の有無の判別が困難になる。したがって、本発明の方法においては、加水分解酵素発現カセットを組換えカセットで置換することと並行して、細胞に第2の選択マーカーの発現能を付与することが望ましい。例えば、第1選択工程で選択した細胞に対し、上記組換えカセットに加えて該第2の選択マーカーの遺伝子(M2)を導入する。この細胞を、該加水分解酵素の基質を含有する該第2の選択マーカー選択用培地で培養すれば、遺伝子組換えが起こらなかった細胞は除外される。培地上で増殖する細胞は、該組換えカセットを含み、第2の選択マーカーを発現するが加水分解酵素を発現しない細胞、及び該組換えカセットを含まず、第2の選択マーカーと加水分解酵素をともに発現する細胞のいずれかである。したがって、培地上に形成されたコロニーの中から、ハローを形成しないコロニーを選択することで、目的DNAを含む組換えカセットが導入された目的の組換え細胞を取得することができる。この方法によれば、過剰なコロニー形成を防止することができるので、培地上のコロニーから、目的の細胞を含むハローを形成しないコロニーを容易に選択することができる。上記第2選択工程で選択された、培地上で増殖するがハロー形成しない細胞は、組換えカセットを含み、かつ第2の選択マーカー発現能を有する細胞である(図1参照)。 However, even in the second selection step, if the cells grow on the medium without limitation, it becomes difficult to determine the presence or absence of halo formation. Therefore, in the method of the present invention, it is desirable to confer on the cells the ability to express the second selectable marker in parallel with the replacement of the hydrolase expression cassette with the recombinant cassette. For example, the gene (M2) of the second selection marker is introduced into the cells selected in the first selection step, in addition to the above recombination cassette. If this cell is cultured in the second selection marker selection medium containing the substrate for the hydrolase, cells in which gene recombination has not occurred are excluded. Cells that grow on the medium include the recombinant cassette and cells that express the second selectable marker but do not express hydrolase, and cells that do not contain the recombinant cassette and that contain the second selectable marker and hydrolase. Or any of the cells that co-express. Therefore, by selecting a colony that does not form a halo from the colonies formed on the medium, it is possible to obtain the target recombinant cell into which the recombination cassette containing the target DNA has been introduced. According to this method, since excessive colony formation can be prevented, colonies that do not form a halo containing the target cells can be easily selected from the colonies on the medium. The cells selected in the second selection step that grow on the medium but do not form halos are cells that contain the recombination cassette and have the second selection marker expression ability (see FIG. 1 ).

上記手順で得られた組換え細胞に対して、同様の手順を繰り返すことによって、第2の変異対象領域が第2の目的DNAで置換された二重組換え細胞を取得することができる。さらに同様の工程を繰り返せば、第3又はさらなる変異対象領域が第3の又はさらなる目的DNAで置換された多重組換え細胞を取得することができる(図1参照)。 By repeating the same procedure for the recombinant cells obtained by the above procedure, double recombinant cells in which the second mutation target region is replaced with the second target DNA can be obtained. By further repeating the same steps, it is possible to obtain multiple recombinant cells in which the third or further mutation target region is replaced with the third or further target DNA (see FIG. 1).

本発明の方法においては、上記組換えカセットとして、相同組換えにより変異対象領域を目的DNAで置換するための遺伝子置換用断片を使用することで、変異対象領域が目的DNAで置換された組換え細胞を作製することができる。あるいは、本発明の方法においては、上記組換えカセットとして目的DNAを含まない遺伝子欠失用断片を使用することで、変異対象領域が欠失した組換え細胞を作製することができる。したがって、本発明の組換え微生物の製造方法によれば、宿主DNAに対して1個以上の遺伝子が置換又は欠失された組換え微生物が製造される。好ましくは、本発明の組換え微生物の製造方法によれば、多重変異を有する組換え微生物が製造される。 In the method of the present invention, as the above-mentioned recombination cassette, by using a gene replacement fragment for replacing the mutation target region with the target DNA by homologous recombination, recombination in which the mutation target region is replaced with the target DNA Cells can be produced. Alternatively, in the method of the present invention, by using a gene-deleting fragment that does not contain the target DNA as the above-mentioned recombination cassette, a recombinant cell in which the mutation target region is deleted can be prepared. Therefore, according to the method for producing a recombinant microorganism of the present invention, a recombinant microorganism in which one or more genes are substituted or deleted with respect to the host DNA is produced. Preferably, the method for producing a recombinant microorganism of the present invention produces a recombinant microorganism having multiple mutations.

(2.1.一次組換え)
好ましい実施形態において、本発明の組換え微生物の製造方法は、少なくとも以下の(1)〜(4)を包含する。
(1)第1の加水分解酵素発現カセットと第1の選択マーカーとを共発現する宿主微生物の細胞を調製すること
(2)該細胞を、該第1の加水分解酵素の基質を含有する該第1の選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上で増殖かつハローを形成した細胞を、該第1の加水分解酵素発現カセットを含有する細胞として選択すること
(3)該(2)で選択した細胞に第2の選択マーカーの発現能を付与し、かつ該第1の加水分解酵素発現カセットを第1の組換えカセットで置換すること
(4)該(3)で調製した細胞を、該第1の加水分解酵素の基質を含有する該第2の選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上でハローを形成せずに増殖する細胞を、該第1の組換えカセットを含有する細胞として選択すること
(2.1. Primary recombination)
In a preferred embodiment, the method for producing a recombinant microorganism of the present invention includes at least the following (1) to (4).
(1) preparing a cell of a host microorganism that co-expresses a first hydrolase expression cassette and a first selectable marker (2) comprising the cell containing a substrate for the first hydrolase Culturing in a selection medium having a first selection marker-carrying strain, and selecting cells that grow and form haloes on the medium as cells containing the first hydrolase expression cassette (3) (2) Giving the second selectable marker expression ability to the cells selected in, and replacing the first hydrolase expression cassette with the first recombination cassette (4) , Culturing in the second selection marker-bearing strain selection medium containing a substrate of the first hydrolase, and growing cells without forming a halo on the medium, the first recombinant cassette Select as cells to contain

本発明の組換え微生物の製造方法に用いられる宿主微生物としては、特に限定されないが、バチルス属菌が好ましく、バチルス属菌の例としては、枯草菌(Bacillus subtilis)、Bacillus cereus、Bacillus coagulans、Bacillus clausii、Bacillus circulans、Bacillus licheniformis、Paenibacillus sp.など、及びその変異株が挙げられる。このうち、枯草菌及びその変異株が、本発明の方法に用いる宿主微生物としてより好ましい。 The host microorganism used in the method for producing the recombinant microorganism of the present invention is not particularly limited, but Bacillus is preferable, and examples of the Bacillus include Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Bacillus coagulans, and Bacillus. clausii, Bacillus circulans, Bacillus licheniformis, Paenibacillus sp. and the like, and mutants thereof. Of these, Bacillus subtilis and its mutants are more preferable as the host microorganism used in the method of the present invention.

上記本発明の方法の工程(1)で調製される宿主微生物の細胞に含まれる第1の加水分解酵素発現カセットは、第1の加水分解酵素遺伝子を含むDNAである。該第1の加水分解酵素遺伝子は、宿主微生物を培養する培地中の基質を加水分解することで、該培地上にハローを形成することができる酵素をコードする遺伝子であればよい。該第1の加水分解酵素遺伝子は、好ましくはプロテアーゼ遺伝子、アミラーゼ遺伝子、セルラーゼ遺伝子、β−ガラクトシダーゼ遺伝子、β−グルクロニダーゼ遺伝子及びリパーゼ遺伝子からなる群より選択され、より好ましくはプロテアーゼ遺伝子、アミラーゼ遺伝子、セルラーゼ遺伝子及びβ−ガラクトシダーゼ遺伝子からなる群より選択される。プロテアーゼ遺伝子の例としてはnprE、aprEなど、アミラーゼ遺伝子の例としてはamyEなど、セルラーゼ遺伝子の例としてはアルカリセルラーゼ遺伝子など、β−ガラクトシダーゼ遺伝子の例としてはlacZなど、β−グルクロニダーゼ遺伝子の例としてはGUSなど、リパーゼ遺伝子の例としてはlipAなどが挙げられ、より具体的な例としては、それぞれ、枯草菌由来のnprE及びaprE遺伝子、枯草菌由来のamyE遺伝子、Bacillus sp. KSM-S237株由来のアルカリセルラーゼ遺伝子(特開2000−210081号公報)、大腸菌由来のlacZ遺伝子、大腸菌由来のGUS遺伝子、アスペルギル属不完全菌由来のリパーゼ遺伝子lipA及びAO60(特開2002−186483号公報、特開2011−167117号公報)などが挙げられるが、ハロー形成により発現の有無を確認できる加水分解酵素をコードする遺伝子であればよく、上述の遺伝子に限定されない。 The first hydrolase expression cassette contained in the cells of the host microorganism prepared in step (1) of the method of the present invention is a DNA containing the first hydrolase gene. The first hydrolase gene may be a gene encoding an enzyme capable of forming a halo on the medium by hydrolyzing a substrate in the medium in which the host microorganism is cultured. The first hydrolase gene is preferably selected from the group consisting of protease gene, amylase gene, cellulase gene, β-galactosidase gene, β-glucuronidase gene and lipase gene, more preferably protease gene, amylase gene, cellulase. Gene and the β-galactosidase gene. Examples of protease genes include nprE and aprE, examples of amylase genes include amyE, examples of cellulase genes include alkaline cellulase gene, examples of β-galactosidase genes include lacZ, and examples of β-glucuronidase genes include GUS and the like, lipA and the like as an example of the lipase gene, more specific examples, respectively, nprE and aprE gene from Bacillus subtilis, amyE gene from Bacillus subtilis, Bacillus sp. KSM-S237 strain derived from Alkaline cellulase gene (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-210081), E. coli-derived lacZ gene, Escherichia coli-derived GUS gene, lipase genes lipA and AO60 derived from Aspergillus deficient bacteria (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-186483, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-2011 No. 167117) and the like, but the gene is not limited to the above-mentioned genes as long as it is a gene encoding a hydrolase whose presence or absence can be confirmed by halo formation.

上記加水分解酵素によるハローの形成を肉眼で視認できる程度に明瞭にするためには、該加水分解酵素遺伝子をプロモーターと作動可能に連結して、該プロモーターの制御下で発現させることが好ましい。したがって、本発明で好適に使用される第1の加水分解酵素発現カセットとは、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結された第1の加水分解酵素遺伝子とを含むDNAである。 In order to make the formation of the halo by the hydrolase clear to the naked eye, the hydrolase gene is preferably operably linked to a promoter and expressed under the control of the promoter. Therefore, the first hydrolase expression cassette preferably used in the present invention is a DNA containing a promoter and a first hydrolase gene operably linked to the promoter.

上記第1の加水分解酵素発現カセットは、宿主微生物細胞のDNA中の第1の変異対象領域と置換されている。一実施形態において、上記第1の加水分解酵素遺伝子は、外来の加水分解酵素遺伝子を含む。別の実施形態において、上記第1の加水分解酵素遺伝子は、宿主微生物に生来的に存在する加水分解酵素遺伝子であってもよい。この場合、宿主微生物に生来的に存在する加水分解酵素遺伝子及びその制御領域が、第1の変異対象領域に相当する。あるいは、宿主DNA中の該生来的に存在する加水分解酵素遺伝子の上流の制御領域を外来のプロモーター領域で置換することによって、プロモーター及び該プロモーターに作動可能に連結された加水分解酵素遺伝子を含む第1の加水分解酵素発現カセットが、第1の変異対象領域に配置される。 The first hydrolase expression cassette is replaced with the first mutation target region in the DNA of the host microbial cell. In one embodiment, the first hydrolase gene comprises an exogenous hydrolase gene. In another embodiment, the first hydrolase gene may be a hydrolase gene naturally present in the host microorganism. In this case, the hydrolase gene naturally present in the host microorganism and its control region correspond to the first mutation target region. Alternatively, by replacing the upstream regulatory region of the naturally existing hydrolase gene in the host DNA with an exogenous promoter region, a promoter and a hydrolase gene operably linked to the promoter One hydrolase expression cassette is arranged in the first mutation target region.

本発明の方法においては、上記宿主細胞はまた、第1の選択マーカーの発現能を有する。好ましい実施形態において、該宿主細胞は、第1の選択マーカー発現カセットが導入されることによって該第1の選択マーカーを発現する。好ましい実施形態において、該第1の選択マーカー発現カセットは、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結された第1の選択マーカー遺伝子(M1)とを含むDNAである。 In the method of the present invention, the host cell is also capable of expressing the first selectable marker. In a preferred embodiment, the host cell expresses the first selectable marker by introducing a first selectable marker expression cassette. In a preferred embodiment, the first selectable marker expression cassette is DNA containing a promoter and a first selectable marker gene (M1) operably linked to the promoter.

上記第1の選択マーカー遺伝子(M1)の種類は、選択マーカー遺伝子として使用可能なものであれば特に限定されない。好ましい実施形態において、該第1の選択マーカー遺伝子は薬剤耐性遺伝子である。別の好ましい実施形態において、該第1の選択マーカー遺伝子は栄養要求性関連遺伝子である。 The type of the first selection marker gene (M1) is not particularly limited as long as it can be used as a selection marker gene. In a preferred embodiment, the first selectable marker gene is a drug resistance gene. In another preferred embodiment, the first selectable marker gene is an auxotrophy related gene.

したがって、本発明の方法に用いられる宿主微生物の細胞は、上記第1の加水分解酵素発現カセットと、第1の選択マーカーとを共発現する細胞である。好ましくは、該宿主微生物細胞は、上記第1の選択マーカー発現カセットを細胞内に導入するとともに、そのDNA中の第1の変異対象領域を上記第1の加水分解酵素発現カセットで置換することによって調製される。 Therefore, the host microorganism cells used in the method of the present invention are cells that co-express the first hydrolase expression cassette and the first selectable marker. Preferably, in the host microbial cell, the first selectable marker expression cassette is introduced into the cell, and the first mutation target region in the DNA is replaced with the first hydrolase expression cassette. Is prepared.

上記本発明の方法の工程(2)においては、上記工程(1)で調製された細胞を、第1の加水分解酵素の基質を含有する第1の選択マーカー保有株選択培地で培養する。該培地で増殖する細胞は、第1の選択マーカー発現能を有する細胞であり、この中には、第1の加水分解酵発現カセットを有する細胞と、第1の加水分解酵素発現カセットを有さない細胞とが含まれる。第1の加水分解酵素発現カセットを有する細胞は、第1の加水分解酵素を発現し、該酵素は培地中の基質を分解してハローを形成する。したがって、培地上の第1の加水分解酵素発現カセットを有する細胞のコロニー周辺にはハローが形成される。一方で、第1の加水分解酵素発現カセットを有さない細胞は、第1の加水分解酵素を発現しないためハローを形成しない。 In the step (2) of the method of the present invention, the cells prepared in the step (1) are cultured in the first selection marker-bearing strain selection medium containing the substrate of the first hydrolase. The cells that grow in the medium are cells that have the ability to express a first selectable marker, and those that have the first hydrolase expression cassette and the first hydrolase expression cassette. With no cells included. A cell having the first hydrolase expression cassette expresses the first hydrolase, which decomposes the substrate in the medium to form a halo. Therefore, a halo is formed around the colony of cells having the first hydrolase expression cassette on the medium. On the other hand, cells that do not have the first hydrolase expression cassette do not express the first hydrolase and therefore do not form halos.

したがって、上記培地上での細胞増殖とハロー形成を指標に、第1の加水分解酵素発現カセットを含有する目的の細胞を選択することができる(第1選択工程)。より詳細には、該培地上で増殖しかつハローを形成した細胞を、第1の加水分解酵素発現カセットで第1の変異対象領域が置換された目的の細胞として選択する。ハロー形成した細胞は、コロニー周辺のハローの相対的な大小により、目視によって容易に判定することができる。例えば、培地上に形成されたコロニーのうち、図1のように目視でハローの形成が明瞭に確認できるもの、好ましくは相対的により大きなハローを形成しているものを、目的の細胞として選択すればよい。あるいは、第1の加水分解酵素がβ−ガラクトシダーゼ、β−グルクロニダーゼ又はリパーゼの場合、X−gal、X−GLUC、BALB等の試薬を添加した培地の発色を指標に目的の細胞を選択することもできる。 Therefore, the target cells containing the first hydrolase expression cassette can be selected using the cell growth and halo formation on the medium as indicators (first selection step). More specifically, cells that grow on the medium and form halos are selected as target cells in which the first mutation target region has been replaced with the first hydrolase expression cassette. The halo-formed cells can be easily visually determined by the relative size of the halo around the colony. For example, among the colonies formed on the medium, a colony whose halo formation can be clearly confirmed visually as shown in FIG. 1, preferably a colony which forms a relatively larger halo, is selected as a target cell. Good. Alternatively, when the first hydrolase is β-galactosidase, β-glucuronidase or lipase, the target cells can be selected using the color development of the medium to which a reagent such as X-gal, X-GLUC or BALB is added as an index. it can.

本発明に基づく上記第1選択工程の手順において、宿主細胞の第1の選択マーカー発現能が、第1の選択マーカー発現カセットの導入によって獲得された性質である場合、選択された細胞は、第1の加水分解酵素発現カセットと第1の選択マーカー発現カセットとの両方の導入に成功した細胞である。このような細胞は、遺伝子導入処理を行った細胞の中でも、遺伝子組換えが極めて生じやすい細胞であると判断される。すなわち、細胞に加水分解酵素発現カセットと選択マーカー発現カセットの両方の導入処理を行い、次いで上記手順に従って細胞増殖とハロー形成に基づいて細胞を選択することにより、遺伝子組換えが極めて生じやすい、組換え細胞の宿主として好適なコンピテント細胞を選択することができる。したがって、本発明に基づく上記手順は、コンピテント細胞を製造する方法に応用することができ、該応用は本発明の一態様として提供される。 In the procedure of the first selection step according to the present invention, when the host cell's ability to express the first selection marker is the property acquired by the introduction of the first selection marker expression cassette, the selected cell is It is a cell that has been successfully introduced with both the hydrolase expression cassette 1 and the first selection marker expression cassette. Such cells are considered to be cells in which gene recombination is extremely likely to occur even among cells that have undergone gene transfer treatment. That is, by performing a treatment for introducing both a hydrolase expression cassette and a selection marker expression cassette into cells, and then selecting cells based on cell growth and halo formation according to the above procedure, gene recombination is extremely likely to occur. A suitable competent cell can be selected as a host for the replacement cell. Therefore, the above procedure according to the present invention can be applied to a method for producing competent cells, and the application is provided as one aspect of the present invention.

上記本発明の方法の工程(3)においては、上記工程(2)(第1選択工程)にて細胞増殖とハロー形成に基づいて選択された細胞において、第1の加水分解酵素発現カセットを、第1の組換えカセットで置換する。上記第1の組換えカセットは、第1の目的DNAを含むDNAであっても、目的DNAを含まないDNA(遺伝子欠失用断片)であってもよい。組換えカセットが目的DNAを含む場合、該細胞の第1の変異対象領域は、第1の目的DNAを含むDNAで置換され、組換えカセットが目的DNAを含まない場合、細胞のDNAから第1の変異対象領域が削除される。 In the step (3) of the method of the present invention, in the cells selected based on cell growth and halo formation in the step (2) (first selection step), the first hydrolase expression cassette is added, Replace with the first recombination cassette. The first recombination cassette may be DNA containing the first target DNA or DNA not containing the target DNA (fragment for gene deletion). When the recombination cassette contains the DNA of interest, the first mutation target region of the cell is replaced with the DNA containing the first DNA of interest, and when the recombination cassette does not contain the DNA of interest, the first region of the DNA of the cell is The mutation target region of is deleted.

上記第1の組換えカセット中の第1の目的DNAが目的遺伝子である場合、好ましくは、該目的遺伝子は、制御領域と作動可能に連結されている。言い換えると、該第1の組換えカセットは、制御領域及び該制御領域に作動可能に連結された第1の目的遺伝子を含有し得る。これにより、該組換えカセットを導入した組換え微生物で、該目的遺伝子を制御領域の制御下で発現させることができる。制御領域としては、転写開始制御領域、翻訳開始領域及び分泌シグナルペプチドが挙げられる。転写開始制御領域としては、プロモーター及び転写開始点が挙げられる。翻訳開始領域としては、リボソーム結合部位及び開始コドンが挙げられる。分泌シグナルペプチドは、目的遺伝子の発現産物の分泌の制御に関わる領域である。 When the first target DNA in the first recombination cassette is the target gene, the target gene is preferably operably linked to the control region. In other words, the first recombination cassette may contain a control region and a first gene of interest operably linked to the control region. Thereby, the target gene can be expressed under the control of the control region in the recombinant microorganism into which the recombinant cassette has been introduced. Examples of the control region include a transcription initiation control region, a translation initiation region and a secretory signal peptide. Examples of the transcription initiation control region include a promoter and a transcription initiation point. The translation initiation region includes a ribosome binding site and a start codon. The secretory signal peptide is a region involved in controlling the secretion of the expression product of the target gene.

あるいは、上記第1の目的遺伝子を、宿主内に生来的に存在する制御領域と作動可能に連結するように組換えカセットを第1の加水分解酵素発現カセットと置換することによって、該目的遺伝子を制御領域の制御下で発現させることができる。またあるいは、上記第1の目的遺伝子が、上記第1の加水分解酵素発現カセット中に含まれていたプロモーターと作動可能に連結するように組換えカセットを第1の加水分解酵素発現カセットと置換することによって、該目的遺伝子を制御領域の制御下で発現させることができる。 Alternatively, by replacing the recombination cassette with the first hydrolase expression cassette so that the first gene of interest is operably linked to the control region naturally existing in the host, It can be expressed under the control of a regulatory region. Alternatively, the recombinant cassette is replaced with the first hydrolase expression cassette so that the first gene of interest is operably linked to the promoter contained in the first hydrolase expression cassette. Thus, the target gene can be expressed under the control of the control region.

また、上記工程(3)においては、上記工程(2)(第1選択工程)で選択された細胞に対して、上記第1の組換えカセットの置換に加えて、第2の選択マーカーの発現能を付与する。この第2の選択マーカーは、上記第1選択マーカーとは異なる選択マーカーである。好ましい実施形態において、該細胞に第2の選択マーカー発現カセットを導入することによって、該細胞に第2の選択マーカー発現能を付与する。工程(3)において、第1の組換えカセットと第2の選択マーカー発現カセットを細胞に導入する順序は、それらが細胞内で共発現する限り、特に限定はない。 In addition, in the step (3), in addition to the replacement of the first recombination cassette, the expression of a second selection marker is added to the cells selected in the step (2) (first selection step). Noh is given. The second selectable marker is a selectable marker different from the first selectable marker. In a preferred embodiment, the cell is rendered capable of expressing a second selectable marker by introducing a second selectable marker expression cassette into the cell. In step (3), the order of introducing the first recombination cassette and the second selection marker expression cassette into the cells is not particularly limited as long as they are co-expressed in the cells.

好ましい実施形態において、上記第2の選択マーカー発現カセットは、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結された第2の選択マーカー遺伝子(M2)とを含むDNAである。該第2の選択マーカー遺伝子(M2)の種類は、選択マーカー遺伝子として使用可能なものであれば特に限定されず、例えば、上記第1の選択マーカー遺伝子(M1)について例示した薬剤耐性遺伝子及び栄養要求性関連遺伝子が挙げられる。ただし、該第1の選択マーカー遺伝子(M1)と第2の選択マーカー遺伝子(M2)は、異なる遺伝子である。 In a preferred embodiment, the second selectable marker expression cassette is DNA containing a promoter and a second selectable marker gene (M2) operably linked to the promoter. The type of the second selectable marker gene (M2) is not particularly limited as long as it can be used as a selectable marker gene, and examples thereof include the drug resistance gene and nutrition described above for the first selectable marker gene (M1). Requirement related genes are mentioned. However, the first selectable marker gene (M1) and the second selectable marker gene (M2) are different genes.

好ましい実施形態において、上記本発明の方法の工程(3)はさらに、工程(2)で得られた細胞の第1の選択マーカーの発現能を欠失させることを含む。好ましくは、上記第2の選択マーカー発現カセットで該細胞中の第1の選択マーカー発現カセットを置換することによって、第1の選択マーカーの発現能を欠失させるとともに、該細胞に第2の選択マーカーの発現能を付与する。第1の選択マーカーを欠失させることにより、組換え細胞内への選択マーカー遺伝子の蓄積を防止することができる。 In a preferred embodiment, step (3) of the above-mentioned method of the present invention further comprises deleting the expression ability of the first selectable marker of the cells obtained in step (2). Preferably, by replacing the first selectable marker expression cassette in the cell with the second selectable marker expression cassette, the expression ability of the first selectable marker is deleted and the cell is subjected to the second selectable marker expression. It gives the expression ability of the marker. Deletion of the first selectable marker can prevent accumulation of the selectable marker gene in recombinant cells.

より好ましい実施形態において、上記第1の選択マーカー発現カセットは、プロモーター、第1の選択マーカー遺伝子(M1(r))、及び不活性化された第2の選択マーカー遺伝子(M2(s))を含むDNAであり、かつ上記第2の選択マーカー発現カセットは、プロモーター、不活性化された第1の選択マーカー遺伝子(M1(s))、及び第2の選択マーカー遺伝子(M2(r))を含むDNAである。上記カセット中、第1の選択マーカー遺伝子(M1(r))、及び第2の選択マーカー遺伝子(M2(r))は、それぞれ、該カセット中のプロモーターと作動可能に連結されている。 In a more preferred embodiment, the first selectable marker expression cassette comprises a promoter, a first selectable marker gene (M1(r)), and an inactivated second selectable marker gene (M2(s)). The second selection marker expression cassette, which comprises DNA, comprises a promoter, an inactivated first selection marker gene (M1(s)), and a second selection marker gene (M2(r)). It is DNA containing. In the cassette, the first selectable marker gene (M1(r)) and the second selectable marker gene (M2(r)) are each operably linked to the promoter in the cassette.

不活性化された第1及び第2の選択マーカー遺伝子M1(s)及びM2(s)としては、マーカーを発現しない改変を有するマーカー遺伝子、及びマーカー機能を喪失する改変を有するマーカー遺伝子が挙げられる。マーカーを発現しない改変としては、シャイン・ダルガノ(SD)配列の改変、例えば、SD配列の欠失、及びSD配列のアンチSD配列への置換が挙げられる。マーカー機能を喪失する改変を有するマーカー遺伝子としては、所与の薬剤耐性遺伝子に点変異を生じさせて薬剤耐性を喪失させたものが挙げられる。 Examples of the inactivated first and second selection marker genes M1(s) and M2(s) include a marker gene having a modification that does not express a marker and a marker gene having a modification that loses a marker function. .. Modifications that do not express a marker include modification of the Shine-Dalgarno (SD) sequence, for example, deletion of the SD sequence and replacement of the SD sequence with an anti-SD sequence. Marker genes having a modification that loses the marker function include those in which a given drug resistance gene is point-mutated to lose drug resistance.

上記第1及び第2の選択マーカー発現カセットにおける第1の選択マーカー遺伝子と第2の選択マーカー遺伝子の配置の順序は特に限定されず、どちらが上流であってもよい。ただし、2つの遺伝子の配置の順序が第1の選択マーカー発現カセットと第2の選択マーカー発現カセットとで同じになるようにする。例えば、第1の選択マーカー発現カセットは、プロモーター、M1(r)及びM2(s)をこの順序で含むDNAであり、かつ第2の選択マーカー発現カセットは、プロモーター、M1(s)及びM2(r)をこの順序で含むDNAである。また例えば、第1の選択マーカー発現カセットは、プロモーター、M2(s)及びM1(r)をこの順序で含むDNAであり、かつ第2の選択マーカー発現カセットは、プロモーター、M2(r)及びM1(s)をこの順序で含むDNAである。第1及び第2の選択マーカー発現カセットを上記のような構成にすることにより、第1及び第2の選択マーカー発現カセットの間での置換が起こりやすくなるため、第1の選択マーカー発現カセットと第2の選択マーカー発現カセットとの交換が容易になる。 The order of arrangement of the first selection marker gene and the second selection marker gene in the first and second selection marker expression cassettes is not particularly limited, and either may be upstream. However, the order of arrangement of the two genes should be the same in the first selection marker expression cassette and the second selection marker expression cassette. For example, the first selectable marker expression cassette is DNA containing a promoter, M1(r) and M2(s) in that order, and the second selectable marker expression cassette is the promoter, M1(s) and M2( DNA containing r) in this order. Also, for example, the first selection marker expression cassette is DNA containing a promoter, M2(s) and M1(r) in this order, and the second selection marker expression cassette is the promoter, M2(r) and M1(r). A DNA containing (s) in this order. By configuring the first and second selection marker expression cassettes as described above, substitution between the first and second selection marker expression cassettes easily occurs, so that Replacement with a second selectable marker expression cassette is facilitated.

次いで、上記本発明の方法の工程(4)では、上記組換えカセットと第2の選択マーカーを導入した細胞を、第1の加水分解酵素の基質を含有する第2の選択マーカー保有株選択培地で培養する。該培地で増殖する細胞は、第2の選択マーカー発現能を有する細胞であり、この中には、第1の組換えカセットでの置換により第1の加水分解酵素発現カセットを失った細胞と、該置換が起こらず第1の加水分解酵素発現カセットを保持している細胞とが含まれる。第1の加水分解酵素発現カセットの代わりに第1の組換えカセットを有する細胞は、第1の加水分解酵素を発現しないので、該培地上にハローを形成しない。 Then, in the step (4) of the method of the present invention, the cells in which the recombination cassette and the second selection marker have been introduced are treated with a second selection marker-bearing strain selection medium containing a substrate for the first hydrolase. Incubate with. The cells that grow in the medium are cells that have the ability to express a second selectable marker, including cells that have lost the first hydrolase expression cassette due to substitution with the first recombination cassette, Cells in which the substitution does not occur and which retains the first hydrolase expression cassette are included. Cells carrying the first recombinant cassette instead of the first hydrolase expression cassette do not express the first hydrolase and therefore do not form halos on the medium.

したがって、上記培地上での細胞増殖とハロー形成しないことを指標に、第1の組換えカセットを含有する目的の細胞を選択することができる(第2選択工程)。より詳細には、該培地上で増殖するがハローを形成しない細胞を、第1の組換えカセットで第1の加水分解酵素発現カセットが置換された目的の細胞として選択する。例えば、培地上に形成されたコロニーのうち、明瞭なハローの形成が目視で確認できないものを目的の細胞として選択すればよい。あるいは、加水分解酵素がβ−ガラクトシダーゼ、β−グルクロニダーゼ又はリパーゼの場合、X−gal、X−GLUC、BALB等の試薬を添加した培地の発色がないことを指標に目的の細胞を選択することができる。該第1の加水分解酵素発現カセットは、第1の変異対象領域に配置されていたものであるから、選択された細胞は、結果的に、第1の変異対象領域が第1の組換えカセットで置換された組換え細胞である。 Therefore, it is possible to select the target cells containing the first recombination cassette with the indicators that the cells grow on the above medium and that halo formation does not occur (second selection step). More specifically, cells that grow on the medium but do not form halos are selected as cells of interest in which the first hydrolase expression cassette has been replaced by the first recombination cassette. For example, among the colonies formed on the medium, those for which clear halo formation cannot be visually confirmed may be selected as the target cells. Alternatively, when the hydrolase is β-galactosidase, β-glucuronidase or lipase, it is possible to select the target cells with the index that there is no color development in the medium to which reagents such as X-gal, X-GLUC and BALB are added. it can. Since the first hydrolase expression cassette has been arranged in the first mutation target region, the selected cells eventually have the first mutation target region in the first recombination cassette. It is a recombinant cell replaced with.

以上の手順で、第1の変異対象領域が目的DNAで置換された、又は第1の変異対象領域が欠失した、目的の組換え微生物を製造することができる。 By the above procedure, a target recombinant microorganism in which the first mutation target region is replaced with the target DNA or the first mutation target region is deleted can be produced.

(2.2.さらなる組換え)
本発明の組換え微生物の製造方法の一実施形態においては、上記一次組換え操作に続いて、さらなる組換え操作を行ってもよい。該さらなる組換えでは、基本的には、上記一次組換えで得られた細胞に対して、一次組換えと同じ手順を繰り返す。より詳細には、該一次組換えで得られた細胞のDNA中の新たな変異対象領域を、加水分解酵素発現カセットで置換し、細胞増殖とハロー形成を指標に細胞を選択し、次いで、該加水分解酵素発現カセットを組換えカセットで置換し、ハロー形成のないことを指標に目的の組換え細胞を選択する。該さらなる組換えを1回以上繰り返すことによって、多重変異を有する組換え微生物が製造される。
(2.2. Further recombination)
In one embodiment of the method for producing a recombinant microorganism of the present invention, a further recombination operation may be carried out after the above-mentioned primary recombination operation. In the further recombination, basically, the same procedure as the primary recombination is repeated for the cells obtained by the above primary recombination. More specifically, a new mutation target region in the DNA of the cells obtained by the primary recombination is replaced with a hydrolase expression cassette, cells are selected with cell growth and halo formation as indicators, and then the The hydrolase expression cassette is replaced with a recombination cassette, and the target recombinant cell is selected with an indication that halo formation is absent. By repeating the further recombination one or more times, a recombinant microorganism having multiple mutations is produced.

好ましい実施形態において、本発明の組換え微生物の製造方法は、上記(1)〜(4)に続いて、さらに上記(1’)〜(4’)を1回以上繰り返す。
(1’)上記(4)で選択された細胞のDNA中のさらなる変異対象領域を、さらなる加水分解酵素発現カセットで置換し、かつ該細胞にさらなる選択マーカーの発現能を付与すること;
(2’)該細胞を、該さらなる加水分解酵素の基質を含有する該さらなる選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上で増殖かつハローを形成した細胞を、該さらなる加水分解酵素発現カセットを含有する細胞として選択すること;
(3’)該(2’)で選択した細胞に、該さらなる選択マーカーとは別の選択マーカーの発現能を付与し、かつ該さらなる加水分解酵素発現カセットを、さらなる組換えカセットで置換すること;及び
(4’)該(3’)で調製した細胞を、該さらなる加水分解酵素の基質を含有する該別の選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上でハローを形成せずに増殖する細胞を、該さらなる組換えカセットを含有する細胞として選択すること
In a preferred embodiment, in the method for producing a recombinant microorganism of the present invention, following (1) to (4) above, the above (1′) to (4′) are repeated once or more.
(1′) Substituting an additional mutation target region in the DNA of the cell selected in (4) above with an additional hydrolase expression cassette, and imparting to the cell the ability to express an additional selectable marker;
(2′) The cells are cultured in a selection medium having the additional selection marker-containing strain containing a substrate of the additional hydrolase, and the cells that grow and form halo on the medium are added to the additional hydrolase expression cassette. Selecting as cells containing
(3′) imparting to the cells selected in (2′) the ability to express a selectable marker different from the additional selectable marker, and replacing the additional hydrolase expression cassette with an additional recombinant cassette And (4′) culturing the cell prepared in (3′) in the selective medium having the other selective marker-containing strain containing a substrate for the additional hydrolase, without forming a halo on the medium. Selecting proliferating cells as cells containing said further recombination cassette

上記工程(1’)において、さらなる加水分解酵発現カセットと置換されるさらなる変異対象領域は、上記第1の変異対象領域と同じ又は重複する領域であってもよいが、好ましくは上記第1の変異対象領域とは異なる領域である。上記さらなる加水分解酵素発現カセットは、さらなる加水分解酵素遺伝子を含むDNAである。好ましくは、該さらなる加水分解酵素発現カセットは、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結されたさらなる加水分解酵素遺伝子とを含むDNAである。 In the step (1′), the additional mutation target region to be replaced with the additional hydrolysis expression cassette may be the same or overlapping region as the first mutation target region, but preferably the first mutation target region. It is a region different from the mutation target region. The additional hydrolase expression cassette is DNA containing an additional hydrolase gene. Preferably, the additional hydrolase expression cassette is DNA containing a promoter and an additional hydrolase gene operably linked to the promoter.

一実施形態において、上記さらなる加水分解酵素遺伝子は、外来の加水分解酵素遺伝子である。別の実施形態において、上記さらなる加水分解酵素遺伝子は、宿主微生物に生来的に存在する加水分解酵素遺伝子であってもよい。この場合、宿主微生物に生来的に存在する加水分解酵素遺伝子及びその制御領域が、さらなる変異対象領域に相当する。あるいは、宿主DNA中の該生来的に存在する加水分解酵素遺伝子の上流の制御領域をプロモーター領域で置換することによって、プロモーター及び該プロモーターに作動可能に連結された加水分解酵素遺伝子を含むさらなる加水分解酵素発現カセットが、さらなる変異対象領域に配置される。 In one embodiment, the additional hydrolase gene is an exogenous hydrolase gene. In another embodiment, the additional hydrolase gene may be a hydrolase gene naturally present in the host microorganism. In this case, the hydrolase gene naturally present in the host microorganism and its control region correspond to the additional mutation target region. Alternatively, further hydrolysis comprising a promoter and a hydrolase gene operably linked to the promoter by replacing the control region upstream of the naturally occurring hydrolase gene in the host DNA with a promoter region. An enzyme expression cassette is placed in the additional region to be mutated.

上記さらなる加水分解酵素遺伝子の例としては、上記で第1の加水分解酵素遺伝子について例示したものを挙げることができる。該第1及びさらなる加水分解酵素遺伝子は、同じ遺伝子であっても異なる遺伝子であってもよいが、好ましくは同じ遺伝子である。第1及びさらなる加水分解酵素遺伝子が同じ遺伝子であれば、一次組換え操作とさらなる組換え操作で用いる培地に同一の基質を使用することができる。好ましくは、該さらなる加水分解酵素発現カセットとしては、上記第1の加水分解酵素発現カセットが使用される。 Examples of the further hydrolase gene include those exemplified above for the first hydrolase gene. The first and further hydrolase genes may be the same gene or different genes, but are preferably the same gene. If the first and further hydrolase genes are the same gene, the same substrate can be used for the medium used in the primary recombination operation and the further recombination operation. Preferably, the first hydrolase expression cassette is used as the further hydrolase expression cassette.

また、上記工程(1’)においては、上記(4)で得られた細胞に対して、上記加水分解酵素発現カセットによるさらなる変異対象領域の置換に加えて、さらなる選択マーカーの発現能を付与する。該さらなる選択マーカーは、上記第2選択マーカーとは異なる選択マーカーであり、好ましくは上記第1選択マーカーである。あるいは、該さらなる選択マーカーは、上記第1及び第2選択マーカーのいずれとも異なる選択マーカーであり得る。好ましい実施形態においては、該細胞にさらなる選択マーカー発現カセットを導入することによって、該細胞にさらなる選択マーカーの発現能を付与する。工程(1’)において、加水分解酵素発現カセットと選択マーカー発現カセットを細胞に導入する順序は、それらが細胞内で共発現する限り、特に限定はない。 In addition, in the step (1′), in addition to the replacement of the mutation target region with the hydrolase expression cassette, the cell obtained in (4) is provided with the expression ability of a further selectable marker. .. The further selectable marker is a selectable marker different from the second selectable marker, preferably the first selectable marker. Alternatively, the additional selectable marker can be a selectable marker that is different from both the first and second selectable markers described above. In a preferred embodiment, the cell is rendered capable of expressing the additional selectable marker by introducing into the cell an additional selectable marker expression cassette. In the step (1'), the order of introducing the hydrolase expression cassette and the selection marker expression cassette into the cells is not particularly limited as long as they are co-expressed in the cells.

好ましい実施形態において、上記さらなる選択マーカー発現カセットは、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結されたさらなる選択マーカー遺伝子(M3)とを含むDNAである。該さらなる選択マーカー遺伝子(M3)の種類は、選択マーカー遺伝子として使用可能なものであれば特に限定されず、例えば、上記第1及び第2の選択マーカー遺伝子(M1及びM2)について例示した薬剤耐性遺伝子及び栄養要求性関連遺伝子が挙げられる。ただし、該さらなる選択マーカー遺伝子(M3)は、該第2の選択マーカー遺伝子(M2)とは異なる遺伝子であり、一方、該第1の選択マーカー遺伝子(M1)とは同じ遺伝子であっても異なる遺伝子であってもよい。好ましくは、該さらなる選択マーカー遺伝子(M3)は、上記第1の選択マーカー遺伝子(M1)と同じ遺伝子である。 In a preferred embodiment, the additional selectable marker expression cassette is DNA containing a promoter and an additional selectable marker gene (M3) operably linked to the promoter. The type of the further selectable marker gene (M3) is not particularly limited as long as it can be used as a selectable marker gene, and examples thereof include the drug resistances exemplified for the first and second selectable marker genes (M1 and M2) above. Genes and auxotrophy related genes are included. However, the further selectable marker gene (M3) is a gene different from the second selectable marker gene (M2), while it is different from the first selectable marker gene (M1) even if it is the same gene. It may be a gene. Preferably, said additional selectable marker gene (M3) is the same gene as said first selectable marker gene (M1).

好ましい実施形態において、上記さらなる選択マーカー発現カセットは、上記第1又は第2選択マーカー発現カセットと置換される。別の好ましい実施形態において、上記さらなる選択マーカー発現カセットは、上記第1及び第2選択マーカー発現カセットと置換される。なお別の実施形態において、上記さらなる選択マーカー発現カセットは、宿主DNAの上記第1又は第2選択マーカー発現カセットとは異なる領域に配置される。 In a preferred embodiment said further selectable marker expression cassette is replaced with said first or second selectable marker expression cassette. In another preferred embodiment, the additional selectable marker expression cassette is replaced with the first and second selectable marker expression cassettes. In yet another embodiment, the additional selectable marker expression cassette is located in a region of the host DNA different from the first or second selectable marker expression cassette.

上記工程(2’)においては、上記(2)と同様の手順に従って、工程(1’)で得られた細胞を、さらなる加水分解酵素の基質を含有するさらなる選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上での細胞増殖とハロー形成を指標に、さらなる加水分解酵素発現カセットを含有する目的の細胞を選択する。より詳細には、該培地上で増殖しかつハローを形成した細胞を、さらなる加水分解酵素発現カセットでさらなる変異対象領域が置換された目的の細胞として選択する。あるいは、加水分解酵素がβ−ガラクトシダーゼ、β−グルクロニダーゼ又はリパーゼの場合、X−gal、X−GLUC、BALB等の試薬を添加した培地の発色を指標に目的の細胞を選択することもできる。 In the above step (2′), the cells obtained in the step (1′) are cultured in an additional selective marker-bearing strain selection medium containing a substrate for an additional hydrolase according to the same procedure as in the above (2). , Target cells containing a further hydrolase expression cassette are selected using cell growth and halo formation on the medium as indicators. More specifically, cells that have grown on the medium and formed halos are selected as cells of interest in which additional regions for mutation have been replaced with additional hydrolase expression cassettes. Alternatively, when the hydrolase is β-galactosidase, β-glucuronidase or lipase, the desired cells can be selected using the color development of the medium containing a reagent such as X-gal, X-GLUC, BALB as an index.

上記工程(3’)においては、上記(3)と同様の手順に従って、上記工程(2’)で選択された細胞において、上記さらなる加水分解酵素発現カセットを、さらなる組換えカセットで置換する。該さらなる組換えカセットは、目的DNAを含むDNAであっても、目的DNAを含まないDNA(遺伝子欠失用断片)であってもよい。該さらなる組換えカセット中の目的DNAは、上記第1の目的DNAと同じものであっても、異なるものであってもよい。該目的DNAが目的遺伝子である場合、該目的遺伝子は、制御領域と作動可能に連結されていてもよい。あるいは、該目的遺伝子を宿主内に生来的に存在する制御領域と作動可能に連結するように、該さらなる組換えカセットで該加水分解酵素発現カセットを置換してもよい。またあるいは、該目的遺伝子が、該さらなる加水分解酵素発現カセット中に含まれていたプロモーターと作動可能に連結するように、該さらなる組換えカセットで該加水分解酵素発現カセットを置換してもよい。該制御領域の種類は上述したとおりである。 In the step (3'), the additional hydrolase expression cassette is replaced with the additional recombinant cassette in the cells selected in the step (2') according to the same procedure as in the above (3). The additional recombination cassette may be DNA containing the target DNA or DNA not containing the target DNA (fragment for gene deletion). The target DNA in the additional recombination cassette may be the same as or different from the first target DNA. When the target DNA is a target gene, the target gene may be operably linked to a control region. Alternatively, the hydrolase expression cassette may be replaced with the additional recombination cassette so that the gene of interest is operably linked to a regulatory region naturally present in the host. Alternatively, the hydrolase expression cassette may be replaced with the additional recombinant cassette such that the gene of interest is operably linked to the promoter contained in the additional hydrolase expression cassette. The type of the control area is as described above.

また、上記工程(3’)においては、上記工程(2’)で選択された細胞に対して、上記さらなる組換えカセットの置換に加えて、さらに別の選択マーカーの発現能を付与する。この別の選択マーカーは、上記さらなる選択マーカーとは異なる選択マーカーであり、好ましくは上記第2選択マーカーである。好ましい実施形態においては、該細胞に別の選択マーカー発現カセットを導入することによって、該細胞に該別の選択マーカーの発現能を付与する。工程(3)において、上記さらなる組換えカセットと上記別の選択マーカー発現カセットを細胞に導入する順序は、それらが細胞内で共発現する限り、特に限定はない。 In addition, in the step (3'), the cell selected in the step (2') is provided with the expression ability of another selectable marker in addition to the substitution of the additional recombination cassette. The alternative selectable marker is a selectable marker different from the further selectable marker, preferably the second selectable marker. In a preferred embodiment, the cell is rendered capable of expressing the other selectable marker by introducing another selectable marker expression cassette into the cell. In step (3), the order of introducing the above-mentioned additional recombination cassette and the above-mentioned another selectable marker expression cassette into cells is not particularly limited, as long as they are co-expressed in the cells.

上記別の選択マーカー発現カセットは、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結された該別の選択マーカー遺伝子(M4)とを含むDNAである。該別の選択マーカー遺伝子(M4)の種類は、選択マーカー遺伝子として使用可能なものであれば特に限定されず、例えば、上記第1及び第2の選択マーカー遺伝子(M1及びM2)について例示した薬剤耐性遺伝子及び栄養要求性関連遺伝子が挙げられる。ただし、該別の選択マーカー遺伝子(M4)は、該さらなる選択マーカー遺伝子(M3)とは異なる遺伝子である。好ましくは、該別の選択マーカー遺伝子(M4)は、上記第2の選択マーカー遺伝子(M2)と同じ遺伝子である。 The alternative selectable marker expression cassette is DNA containing a promoter and the alternative selectable marker gene (M4) operably linked to the promoter. The type of the other selectable marker gene (M4) is not particularly limited as long as it can be used as a selectable marker gene, and examples thereof include the drugs exemplified for the first and second selectable marker genes (M1 and M2) above. A resistance gene and an auxotrophy related gene are mentioned. However, the other selectable marker gene (M4) is a gene different from the further selectable marker gene (M3). Preferably, the other selectable marker gene (M4) is the same gene as the second selectable marker gene (M2).

好ましい実施形態において、上記工程(3’)では、工程(2’)で得られた細胞のさらなる選択マーカーの発現能を欠失させる。好ましくは、上記別の選択マーカー発現カセットで該細胞のDNA中のさらなる選択マーカー発現カセットを置換することによって、さらなる選択マーカーの発現能を欠失させるとともに、該細胞に別の選択マーカーの発現能を付与する。これにより、組換え細胞内への選択マーカー遺伝子の蓄積を防止することができる。 In a preferred embodiment, in the step (3'), the expression ability of the additional selectable marker of the cells obtained in the step (2') is deleted. Preferably, by replacing the additional selectable marker expression cassette in the DNA of the cell with the alternative selectable marker expression cassette, the ability to express the additional selectable marker is deleted, and the expression ability of the different selectable marker is expressed in the cell. Is given. This can prevent the accumulation of the selectable marker gene in the recombinant cells.

好ましい実施形態において、上記さらなる選択マーカー発現カセットは、プロモーター、第1の選択マーカー遺伝子(M1(r))、及び不活性化された第2の選択マーカー遺伝子(M2(s))を含むDNAであり、かつ上記別の選択マーカー発現カセットは、プロモーター、不活性化された第1の選択マーカー遺伝子(M1(s))、及び第2の選択マーカー遺伝子(M2(r))を含むDNAである。より好ましい実施形態において、上記さらなる選択マーカー発現カセットは、上記(2.1)で述べたプロモーター、M1(r)及びM2(s)を含む第1の選択マーカー発現カセットであり、上記別の選択マーカー発現カセットは、上記(2.1)で述べたプロモーター、M1(s)及びM2(r)を含む第2の選択マーカー発現カセットである。したがって、本発明の方法のより好ましい実施形態においては、一次組換え操作及びさらなる組換え操作を通して、細胞のDNA上に活性な第1の選択マーカー遺伝子と不活性な第2の選択マーカー遺伝子とのペアを含む領域、及び不活性な第1の選択マーカー遺伝子と活性な第2の選択マーカー遺伝子とのペアを含む領域が相互交換的に構築されて、第1の選択マーカー遺伝子と第2の選択マーカー遺伝子とが相互交換的に繰り返し発現され、該発現を指標に細胞が選択される(図2参照)。 In a preferred embodiment, the additional selectable marker expression cassette is a DNA comprising a promoter, a first selectable marker gene (M1(r)), and an inactivated second selectable marker gene (M2(s)). And the another selectable marker expression cassette is a DNA containing a promoter, an inactivated first selectable marker gene (M1(s)), and a second selectable marker gene (M2(r)). .. In a more preferred embodiment, said further selectable marker expression cassette is the first selectable marker expression cassette comprising the promoters described in (2.1) above, M1(r) and M2(s), and said alternative selectable marker expression cassette. The marker expression cassette is the second selection marker expression cassette containing the promoter, M1(s) and M2(r) described in (2.1) above. Therefore, in a more preferred embodiment of the method of the present invention, an active first selectable marker gene and an inactive second selectable marker gene are combined on the cell DNA through a primary recombination operation and a further recombination operation. A region containing a pair and a region containing a pair of an inactive first selectable marker gene and an active second selectable marker gene are constructed interchangeably to form a first selectable marker gene and a second selectable marker gene. The marker gene is repeatedly and interchangeably expressed, and cells are selected based on the expression (see FIG. 2).

次いで、上記工程(4’)においては、上記(4)と同様の手順に従って、工程(3’)で得られた細胞を、さらなる加水分解酵素の基質を含有する別の選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上で細胞増殖とハロー形成しないことを指標に、さらなる組換えカセットを含有する目的の細胞を選択する。より詳細には、該培地上で増殖するがハローを形成しない細胞を、さらなる組換えカセットでさらなる加水分解酵素発現カセットが置換された目的の細胞として選択する。あるいは、加水分解酵素がβ−ガラクトシダーゼ、β−グルクロニダーゼ又はリパーゼの場合、X−gal、X−GLUC、BALB等の試薬を添加した培地の発色がないことを指標に目的の細胞を選択することもできる。選択された細胞は、第1の変異対象領域が第1の組換えカセットで置換され、かつさらなる変異対象領域がさらなる組換えカセットで置換された、二重組換え細胞である。 Then, in the step (4′), the cells obtained in the step (3′) are treated with another selective marker-containing strain selection medium containing a substrate for further hydrolase according to the same procedure as in the above (4). The target cells containing the additional recombination cassette are selected by culturing the cells in the above manner and using the fact that cell growth and halo formation do not occur on the medium as an index. More specifically, cells that grow on the medium but do not form halos are selected as cells of interest in which an additional recombination cassette has replaced the additional hydrolase expression cassette. Alternatively, in the case where the hydrolase is β-galactosidase, β-glucuronidase or lipase, the target cells may be selected with the index that there is no color development of the medium to which reagents such as X-gal, X-GLUC and BALB are added. it can. The selected cells are double recombinant cells in which the first mutation target region has been replaced by the first recombination cassette and the further mutation target region has been replaced by the further recombination cassette.

さらに、上記工程(4’)で得られた細胞に対して再び上記(1’)〜(4’)を繰り返すことによって、DNA上の複数の変異対象領域が、それぞれ任意の目的DNAで置換されているか又は欠失した組換え微生物を製造することができる。本発明の組換え微生物の製造方法においては、上記さらなる組換え操作を行う回数に特に制限はなく、1回又はそれ以上であればよく、あるいは行わなくともよい。したがって、本発明の組換え微生物の製造方法によれば、1個の遺伝子が置換又は欠失した組換え微生物、あるいは2個又はそれ以上の遺伝子が置換又は欠失した多重変異を有する組換え微生物を製造することができる。 Furthermore, by repeating the above (1′) to (4′) again for the cells obtained in the above step (4′), a plurality of mutation target regions on the DNA are respectively replaced with arbitrary target DNAs. Recombinant microorganisms that have or are deleted can be produced. In the method for producing a recombinant microorganism of the present invention, the number of times of the above-mentioned further recombination operation is not particularly limited and may be once or more, or may not be performed. Therefore, according to the method for producing a recombinant microorganism of the present invention, a recombinant microorganism in which one gene is replaced or deleted, or a recombinant microorganism having multiple mutations in which two or more genes are replaced or deleted Can be manufactured.

(2.3.選択マーカー遺伝子の削除)
好ましい実施形態において、本発明の組換え微生物の製造方法は、上記一次又はさらなる組換え操作で得られた組換え微生物から、細胞の選択に用いた選択マーカー遺伝子を削除することをさらに包含する。本実施形態においては、一次組換え操作において、第1の選択マーカー発現カセットは、宿主微生物DNA中の、該宿主の形質発現に関わる領域と置換される。該形質と第1の選択マーカーの発現とを指標に、所望の位置に選択マーカーが導入された細胞を選択することができる。すなわち、該形質の発現がなく、かつ第1の選択マーカーが発現している細胞は、第1の選択マーカー発現カセットが該形質発現に関わる領域と置換された細胞である。本実施形態においては、細胞中の選択マーカー発現カセットは、後から導入される選択マーカー発現カセットと置換されて欠失する。したがって、最終的に得られた組換え細胞に残存する選択マーカー発現カセットは、工程(4)においては第2選択マーカー発現カセットであり、工程(4’)においては別の選択マーカー発現カセットである。次いで、上記組換え細胞に残存する選択マーカー発現カセットを、最初に第1の選択マーカー発現カセットで置き換えた形質発現に関わる領域で置換し、該形質と選択マーカーの発現とを指標に、選択マーカーが削除された細胞を選択することができる。該形質が発現している細胞は、細胞の選択に用いた選択マーカー遺伝子の残存のない組換え微生物である。
(2.3. Deletion of selection marker gene)
In a preferred embodiment, the method for producing a recombinant microorganism of the present invention further includes deleting the selectable marker gene used for cell selection from the recombinant microorganism obtained by the above-mentioned primary or further recombinant operation. In this embodiment, in the primary recombination operation, the first selectable marker expression cassette is replaced with a region in host microbial DNA that is involved in expression of the host trait. Using the trait and the expression of the first selectable marker as an index, cells in which the selectable marker has been introduced at a desired position can be selected. That is, a cell that does not express the trait and expresses the first selectable marker is a cell in which the first selectable marker expression cassette is replaced with a region involved in the trait expression. In this embodiment, the selectable marker expression cassette in the cell is replaced with the selectable marker expression cassette introduced later and deleted. Therefore, the selection marker expression cassette remaining in the finally obtained recombinant cells is the second selection marker expression cassette in step (4) and another selection marker expression cassette in step (4′). .. Then, the selectable marker expression cassette remaining in the recombinant cell is replaced with a region involved in expression which was first replaced with the first selectable marker expression cassette, and the selectable marker is expressed using the trait and the expression of the selectable marker as an index. It is possible to select cells that have been deleted. The cell in which the trait is expressed is a recombinant microorganism in which the selectable marker gene used for cell selection does not remain.

上記形質発現に関わる領域としては、宿主細胞の生育必須遺伝子でなく、かつその欠失が通常の計測手段で容易に確認できる遺伝子の領域が挙げられる。例えば、該形質発現に関わる領域は、宿主が生来的に有している選択マーカー遺伝子、例えば、薬剤耐性遺伝子又は栄養要求性関連遺伝子(アミノ酸生合成経路関連遺伝子など)(ただし上記第1の選択マーカー遺伝子とは異なる)の領域が挙げられる。 Examples of the region involved in the expression of a phenotype include a region of a gene which is not an essential growth gene for a host cell and whose deletion can be easily confirmed by ordinary measuring means. For example, the region involved in expression of the trait is a selectable marker gene naturally possessed by the host, for example, a drug resistance gene or an auxotrophy-related gene (amino acid biosynthetic pathway-related gene, etc.) (provided that the above-mentioned first selection Region (different from the marker gene).

したがって、本発明の方法の好ましい実施形態においては、工程(1)の前に、予め、宿主細胞の形質発現に関わる領域を第1選択マーカー発現カセットで置換し、該形質の発現がなく、かつ第1の選択マーカーが発現している細胞を選択する。次いで、該細胞の第1の変異対象領域を第1の加水分解酵素発現カセットで置換して、宿主細胞を調製する(工程(1))。調製した細胞を用いて、上記工程(2)〜(4)又はさらに、工程(1’)〜(4’)を行う。好ましくは、これらの工程では、第1選択マーカー発現カセットと第2の選択マーカー発現カセットとを相互交換的に使用する。その後、得られた組換え細胞中に残存する選択マーカー発現カセットを、該形質発現に関わる領域で置換し、次いで該形質を発現する細胞を選択する(図3参照)。これにより、所望の遺伝子改変を有し、かつ選択マーカー遺伝子の残存のない組換え微生物を獲得することができる。 Therefore, in a preferred embodiment of the method of the present invention, prior to step (1), the region involved in the phenotypic expression of the host cell is replaced with the first selectable marker expression cassette, and the phenotypic expression is absent, and Cells expressing the first selectable marker are selected. Next, the first mutation target region of the cell is replaced with the first hydrolase expression cassette to prepare a host cell (step (1)). Using the prepared cells, the above steps (2) to (4) or further steps (1') to (4') are performed. Preferably, these steps use the first selectable marker expression cassette and the second selectable marker expression cassette interchangeably. Then, the selectable marker expression cassette remaining in the obtained recombinant cells is replaced with a region involved in the expression of the trait, and then cells expressing the trait are selected (see FIG. 3). As a result, it is possible to obtain a recombinant microorganism having a desired gene modification and having no residual selectable marker gene.

(2−4.遺伝子改変手順及びプロモーター)
本発明の組換え微生物の製造方法において、DNA断片の調製及びDNA領域の置換は、当該分野で公知の方法に従って行うことができる。例えば、各種加水分解酵素発現カセット、選択マーカー発現カセット、及び組換えカセットは、SOE(splicing by overlap extension)−PCR法(例えば、Gene,1989,77:61−68)などの方法に従って構築することができる。より具体的には各カセット構築に必要な遺伝子、プロモーターなどのDNA断片を常法のPCR法等を用いて調製した後、各DNA断片をSOE−PCR法を用いて所望する順に連結することにより、各カセットを構築することができる。各カセットと細胞内DNA領域との置換は、相同組換え法などの通常行われる方法に従って行うことができる。カセットの細胞内への導入には、一般的な形質転換法、例えばエレクトロポレーション法、トランスフォーメーション法、トランスフェクション法、接合法、プロトプラスト法、パーティクル・ガン法、アグロバクテリウム法等を用いることができる。例えば、上流から、宿主の変異対象領域の5’側領域、プロモーター、加水分解酵素遺伝子、及び該変異対象領域の3’側領域の順で連結されたDNA断片をSOE−PCR法によって構築し、これを加水分解酵素発現カセットとして宿主細胞内に導入すれば、相同組換えによって宿主DNAの変異対象領域と置換される。選択マーカー発現カセット及び組換えカセットについても同様である。
(2-4. Gene modification procedure and promoter)
In the method for producing a recombinant microorganism of the present invention, preparation of a DNA fragment and replacement of a DNA region can be performed according to a method known in the art. For example, various hydrolase expression cassettes, selectable marker expression cassettes, and recombinant cassettes should be constructed according to a method such as SOE (splicing by overlap extension)-PCR method (eg, Gene, 1989, 77:61-68). You can More specifically, by preparing DNA fragments such as genes and promoters required for constructing each cassette using a conventional PCR method, etc., ligating each DNA fragment in the desired order using the SOE-PCR method. , Each cassette can be constructed. The replacement of each cassette with the intracellular DNA region can be performed by a commonly used method such as a homologous recombination method. To introduce the cassette into cells, use a general transformation method such as electroporation method, transformation method, transfection method, conjugation method, protoplast method, particle gun method, Agrobacterium method, etc. You can For example, from the upstream, construct a DNA fragment in which the 5′ side region of the host mutation target region, the promoter, the hydrolase gene, and the 3′ side region of the mutation target region are ligated in this order by the SOE-PCR method, If this is introduced into a host cell as a hydrolase expression cassette, it will be replaced with the mutation target region of the host DNA by homologous recombination. The same applies to the selection marker expression cassette and the recombination cassette.

本発明の方法の各組換え工程においては、加水分解酵素遺伝子による形質転換と選択マーカー遺伝子による形質転換がそれぞれ独立して起こるように、選択マーカー遺伝子は、加水分解酵素遺伝子と置換される領域(すなわち変異対象領域)とは近接又は連鎖していないDNA領域と置換することが好ましい。 In each recombination step of the method of the present invention, the selectable marker gene is a region (replacement with the hydrolase gene such that transformation with the hydrolase gene and transformation with the selectable marker gene occur independently. That is, it is preferable to replace with a DNA region which is not adjacent or linked to the mutation target region).

本発明の方法に用いる上記第1及びさらなる加水分解酵素発現カセット、上記第1及び第2選択マーカー発現カセット、上記さらなる選択マーカー発現カセット、並びに上記別の選択マーカー発現カセットに含まれ得るプロモーターとしては、宿主微生物で機能する高発現プロモーターが好ましい。高発現プロモーターの例として、宿主微生物の対数増殖期に発現するプロモーターが挙げられ、好ましい例としては、rRNAオペロンプロモーター、例えばPrrnO、PrrnA、PrrnB、PrrnD、PrrnE、PrrnI、PrrnJなどが挙げられる。より好ましい例としては、バチルス属細菌由来の、PrrnO、PrrnA、PrrnB、PrrnD、PrrnE、PrrnI、PrrnJなどが挙げられる。上記加水分解酵素発現カセット及び上記選択マーカー発現カセットに含まれ得るプロモーターは、互いに同じプロモーターであっても、異なるプロモーターであってもよい。 Examples of promoters that can be included in the first and further hydrolase expression cassettes, the first and second selectable marker expression cassettes, the further selectable marker expression cassette, and the other selectable marker expression cassette used in the method of the present invention include: A high expression promoter that functions in the host microorganism is preferable. Examples of high expression promoters include promoters that are expressed in the logarithmic growth phase of host microorganisms, and preferred examples include rRNA operon promoters such as PrrnO, PrrnA, PrrnB, PrrnD, PrrnE, PrrnI, PrrnJ. More preferred examples include PrrnO, PrrnA, PrrnB, PrrnD, PrrnE, PrrnI, PrrnJ and the like derived from Bacillus bacterium. The promoters that can be included in the hydrolase expression cassette and the selectable marker expression cassette may be the same promoter or different promoters.

(3.目的物質の生産方法)
さらなる一態様において、本発明は、上記本発明の組換え微生物を培養する工程を含む目的物質の生産方法を提供する。本発明の目的物質の生産方法においては、該目的物質をコードする遺伝子又は該目的物質の生合成を促進する遺伝子を組み込まれた本発明の組換え微生物を、同化性の炭素源、窒素源、その他の必須成分を含む培地に接種し、通常の培養法にて培養する。培養されている細胞では該目的遺伝子が発現し、目的物質が生産される。次いで、該目的物質を培養物から回収又は精製すればよい。
(3. Method of producing target substance)
In a further aspect, the present invention provides a method for producing a target substance, which comprises a step of culturing the above-mentioned recombinant microorganism of the present invention. In the method for producing a target substance of the present invention, the recombinant microorganism of the present invention into which a gene encoding the target substance or a gene that promotes biosynthesis of the target substance is incorporated, is an assimilable carbon source, a nitrogen source, It is inoculated into a medium containing other essential components and cultured by a usual culture method. The target gene is expressed in the cultured cells to produce the target substance. Then, the target substance may be recovered or purified from the culture.

本発明の組換え微生物の培養に使用される培地の組成及び培養条件、ならびに目的物質の回収及び精製等の手順については、使用する組換え微生物の種、目的物質の種類等にしたがって、当業者が適宜選択することができる。 Regarding the composition and culture conditions of the medium used for culturing the recombinant microorganism of the present invention, and the procedures such as recovery and purification of the target substance, according to the species of the recombinant microorganism to be used, the type of the target substance, etc. Can be appropriately selected.

当該方法で製造する目的物質としては、上述した本発明の組換え微生物に含まれる目的遺伝子にコードされる物質、又は該目的遺伝子の発現に伴って生合成が促進される物質(例えば、目的遺伝子にコードされる酵素によって生合成される物質)であれば特に限定されない。該目的遺伝子は、該組換え微生物の宿主が生来的に有する遺伝子であっても、異種遺伝子であってもよい。 As the target substance produced by the method, a substance encoded by the target gene contained in the above-mentioned recombinant microorganism of the present invention, or a substance whose biosynthesis is promoted by the expression of the target gene (for example, the target gene The substance is not particularly limited as long as it is a substance biosynthesized by the enzyme encoded by. The target gene may be a gene naturally possessed by the host of the recombinant microorganism or a heterologous gene.

本発明の例示的実施形態として、以下の物質、製造方法、用途、あるいは方法をさらに本明細書に開示する。但し、本発明はこれらの実施形態に限定されない。 The following materials, manufacturing methods, uses, or methods are further disclosed herein as exemplary embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to these embodiments.

〔1〕組換え微生物の製造方法であって、
(1)第1の加水分解酵素発現カセットと第1の選択マーカーとを共発現する宿主微生物の細胞を調製すること、
ここで、
該第1の加水分解酵素発現カセットは、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結された第1の加水分解酵素遺伝子とを含むDNAであり、かつ
該第1の加水分解酵素発現カセットは、該細胞のDNA中の第1の変異対象領域と置換されている;
(2)該(2)で選択した細胞を、該第1の加水分解酵素の基質を含有する該第1の選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上で増殖かつハローを形成した細胞を、該第1の加水分解酵素発現カセットを含有する細胞として選択すること;
(3)該細胞に第2の選択マーカーの発現能を付与し、かつ該第1の加水分解酵素発現カセットを第1の組換えカセットで置換すること;及び、
(4)該(3)で調製した細胞を、該第1の加水分解酵素の基質を含有する該第2の選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上でハローを形成せずに増殖する細胞を、該第1の組換えカセットを含有する細胞として選択すること、
を包含する、方法。
[1] A method for producing a recombinant microorganism,
(1) preparing cells of a host microorganism that co-expresses a first hydrolase expression cassette and a first selectable marker,
here,
The first hydrolase expression cassette is a DNA containing a promoter and a first hydrolase gene operably linked to the promoter, and the first hydrolase expression cassette is Replaced with the first region of interest in the DNA of the cell;
(2) The cells selected in (2) above are cultured in the selection medium containing the first selection marker-containing strain containing the substrate for the first hydrolase, and the cells proliferating and forming halos on the medium. Is selected as a cell containing said first hydrolase expression cassette;
(3) giving the cell the ability to express a second selectable marker and replacing the first hydrolase expression cassette with a first recombination cassette; and
(4) The cells prepared in (3) are cultured in the second selection marker-bearing strain selection medium containing the substrate for the first hydrolase, and the cells are grown on the medium without forming halos. Selecting cells as the cells containing the first recombination cassette,
Including the method.

〔2〕好ましくは、上記第1の選択マーカーを発現する細胞が、第1の選択マーカー発現カセットを導入された細胞であり、該第1の選択マーカー発現カセットが、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結された第1の選択マーカー遺伝子とを含むDNAである、〔1〕記載の方法。 [2] Preferably, the cell expressing the first selection marker is a cell into which the first selection marker expression cassette has been introduced, and the first selection marker expression cassette operates with a promoter and the promoter. The method according to [1], which is a DNA containing a first selectable marker gene operably linked thereto.

〔3〕好ましくは、上記細胞への上記第2の選択マーカーの発現能の付与が、該細胞への第2の選択マーカー発現カセットの導入であり、該第2の選択マーカー発現カセットが、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結された第2の選択マーカー遺伝子とを含むDNAである、〔1〕又は〔2〕記載の方法。 [3] Preferably, imparting the expression ability of the second selection marker to the cell is introduction of the second selection marker expression cassette into the cell, and the second selection marker expression cassette is a promoter. And a second selectable marker gene operably linked to the promoter, the method according to [1] or [2].

〔4〕好ましくは、上記(3)において、上記細胞の上記第1の選択マーカーの発現能を欠失させることをさらに含む、〔1〕〜〔3〕のいずれか1項記載の方法。 [4] The method according to any one of [1] to [3], which preferably further comprises deleting the expression ability of the first selectable marker in the cells in the above (3).

〔5〕好ましくは、上記第1の選択マーカーの発現能の欠失が、上記第2の選択マーカー発現カセットによる上記第1の選択マーカー発現カセットの置換である、〔4〕記載の方法。 [5] The method according to [4], wherein the lack of expression ability of the first selection marker is replacement of the first selection marker expression cassette with the second selection marker expression cassette.

〔6〕好ましくは、上記第1の選択マーカー発現カセットが、プロモーター、上記第1の選択マーカー遺伝子、及び不活性化された上記第2の選択マーカー遺伝子を含むDNAであり、かつ上記第2の選択マーカー発現カセットが、プロモーター、不活性化された上記第1の選択マーカー遺伝子、及び上記第2の選択マーカー遺伝子を含むDNAである、
〔5〕記載の方法。
[6] Preferably, the first selectable marker expression cassette is a DNA containing a promoter, the first selectable marker gene, and the inactivated second selectable marker gene, and the second selectable marker gene. The selection marker expression cassette is a DNA containing a promoter, the inactivated first selection marker gene, and the second selection marker gene.
[5] The method described.

〔7〕好ましくは、上記不活性化された第1の選択マーカー遺伝子及び上記不活性化された第2の選択マーカー遺伝子が、該マーカーを発現しないか、又は該マーカー機能を喪失する改変を有する遺伝子である、〔6〕記載の方法。 [7] Preferably, the inactivated first selectable marker gene and the inactivated second selectable marker gene have a modification in which the marker is not expressed or the marker function is lost. The method according to [6], which is a gene.

〔8〕好ましくは、上記第1の加水分解酵素発現カセットに含まれるプロモーター、上記第1の選択マーカー発現カセットに含まれるプロモーター、及び上記第2の選択マーカー発現カセットに含まれるプロモーターが、同一又は別々の、上記宿主微生物の対数増殖期に発現するプロモーターである、〔1〕〜〔7〕のいずれか1項記載の方法。 [8] Preferably, the promoter contained in the first hydrolase expression cassette, the promoter contained in the first selection marker expression cassette, and the promoter contained in the second selection marker expression cassette are the same or The method according to any one of [1] to [7], wherein the promoters are different and are expressed in the logarithmic growth phase of the host microorganism.

〔9〕上記第1の加水分解酵素遺伝子が、
好ましくは、プロテアーゼ遺伝子、アミラーゼ遺伝子、セルラーゼ遺伝子、β−ガラクトシダーゼ遺伝子、β−グルクロニダーゼ遺伝子及びリパーゼ遺伝子からなる群より選択され、
より好ましくは、プロテアーゼ遺伝子、アミラーゼ遺伝子、セルラーゼ遺伝子及びβ−ガラクトシダーゼ遺伝子からなる群より選択される、
〔1〕〜〔8〕のいずれか1項記載の方法。
[9] The first hydrolase gene is
Preferably, selected from the group consisting of protease gene, amylase gene, cellulase gene, β-galactosidase gene, β-glucuronidase gene and lipase gene,
More preferably, selected from the group consisting of a protease gene, an amylase gene, a cellulase gene and a β-galactosidase gene,
The method according to any one of [1] to [8].

〔10〕上記第1の組換えカセットが、
好ましくは、目的遺伝子、プロモーター、ターミネーター及び転写調節領域からなる群より選択される1種以上を含むDNAであり、
より好ましくは、制御領域と作動可能に連結されている該目的遺伝子を含むDNAであり、
かつ、該目的遺伝子は、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、又はノンコーディングRNAをコードするDNAである、
〔1〕〜〔9〕のいずれか1項記載の方法。
[10] The first recombination cassette is
Preferably, it is a DNA containing at least one selected from the group consisting of a target gene, a promoter, a terminator and a transcriptional regulatory region,
More preferably, it is a DNA containing the gene of interest operably linked to a control region,
And the target gene is a DNA encoding a protein, a peptide, a polypeptide, or a non-coding RNA,
The method according to any one of [1] to [9].

〔11〕好ましくは、上記第1の組換えカセットが遺伝子欠失用断片である、〔1〕〜〔9〕のいずれか1項記載の方法。 [11] The method according to any one of [1] to [9], wherein the first recombination cassette is preferably a fragment for gene deletion.

〔12〕好ましくは、上記宿主微生物がバチルス属菌である、〔1〕〜〔11〕のいずれか1項記載の方法。 [12] The method according to any one of [1] to [11], wherein the host microorganism is preferably a bacterium of the genus Bacillus.

〔13〕好ましくは、上記バチルス属菌が枯草菌又はその変異株である、〔12〕記載の方法。 [13] The method according to [12], wherein the Bacillus bacterium is preferably Bacillus subtilis or a mutant strain thereof.

〔14〕好ましくは、さらに以下の(1’)〜(4’)を1回以上繰り返す、〔1〕〜〔13〕のいずれか1項記載の方法:
(1’)上記(4)又は下記(4’)で選択された細胞のDNA中のさらなる変異対象領域を、さらなる加水分解酵素発現カセットで置換し、かつ該細胞にさらなる選択マーカーの発現能を付与すること、
ここで、該さらなる加水分解酵素発現カセットは、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結されたさらなる加水分解酵素遺伝子とを含むDNAである;
(2’)該細胞を、該さらなる加水分解酵素の基質を含有する該さらなる選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上で増殖かつハローを形成した細胞を、該さらなる加水分解酵素発現カセットを含有する細胞として選択すること;
(3’)該(2’)で選択した細胞に、該さらなる選択マーカーとは別の選択マーカーの発現能を付与し、かつ該さらなる加水分解酵素発現カセットを、さらなる組換えカセットで置換すること;及び
(4’)該(3’)で調製した細胞を、該さらなる加水分解酵素の基質を含有する該別の選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上でハローを形成せずに増殖する細胞を、該さらなる組換えカセットを含有する細胞として選択すること。
[14] Preferably, the method according to any one of [1] to [13], wherein the following (1′) to (4′) are further repeated once or more:
(1′) Substituting the additional mutation target region in the DNA of the cell selected in the above (4) or the following (4′) with an additional hydrolase expression cassette, and allowing the cell to express an additional selectable marker. To give,
Wherein the additional hydrolase expression cassette is a DNA containing a promoter and an additional hydrolase gene operably linked to the promoter;
(2′) The cells are cultured in a selection medium having the additional selection marker-containing strain containing a substrate of the additional hydrolase, and the cells that grow and form halo on the medium are added to the additional hydrolase expression cassette. Selecting as cells containing
(3′) imparting to the cells selected in (2′) the ability to express a selectable marker different from the additional selectable marker, and replacing the additional hydrolase expression cassette with an additional recombinant cassette And (4′) culturing the cell prepared in (3′) in the selective medium having the other selective marker-containing strain containing a substrate for the additional hydrolase, without forming a halo on the medium. Selecting proliferating cells as cells containing said additional recombination cassette.

〔15〕好ましくは、上記細胞への上記さらなる選択マーカーの発現能の付与が、該細胞へのさらなる選択マーカー発現カセットの導入であり、該さらなる選択マーカー発現カセットが、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結されたさらなる選択マーカー遺伝子とを含むDNAである、〔14〕記載の方法。 [15] Preferably, imparting the expression ability of the further selection marker to the cell is introduction of the further selection marker expression cassette into the cell, and the further selection marker expression cassette operates with a promoter and the promoter. The method according to [14], which is a DNA containing an additional selectable marker gene that is ligated.

〔16〕好ましくは、上記細胞への上記別の選択マーカーの発現能の付与が、該細胞への別の選択マーカー発現カセットの導入であり、該別の選択マーカー発現カセットが、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結された別の選択マーカー遺伝子とを含むDNAである、〔14〕又は〔15〕記載の方法。 [16] Preferably, imparting the expression ability of the other selectable marker to the cell is introduction of another selectable marker expression cassette into the cell, and the other selectable marker expression cassette comprises a promoter, The method according to [14] or [15], which is a DNA containing another selectable marker gene operably linked to a promoter.

〔17〕好ましくは、上記(3’)において、上記細胞の上記さらなる選択マーカーの発現能を欠失させることをさらに含む、〔14〕〜〔16〕のいずれか1項記載の方法。 [17] The method according to any one of [14] to [16], which preferably further comprises, in the above (3′), further deleting the expression ability of the additional selectable marker in the cells.

〔18〕好ましくは、上記さらなる選択マーカーの発現能の欠失が、上記別の選択マーカー発現カセットによる上記さらなる選択マーカー発現カセットの置換である、〔17〕記載の方法。 [18] The method according to [17], wherein the deletion of the expression ability of the additional selectable marker is preferably replacement of the additional selectable marker expression cassette by the another selectable marker expression cassette.

〔19〕好ましくは、上記さらなる選択マーカー発現カセットが上記第1選択マーカー発現カセットであり、上記別の選択マーカー発現カセットが上記第2選択マーカー発現カセットである、〔18〕記載の方法。 [19] The method according to [18], wherein the further selection marker expression cassette is preferably the first selection marker expression cassette, and the another selection marker expression cassette is the second selection marker expression cassette.

〔20〕好ましくは、上記さらなる選択マーカー発現カセットが、プロモーター、上記第1の選択マーカー遺伝子、及び不活性化された上記第2の選択マーカー遺伝子を含むDNAであり、かつ上記別の選択マーカー発現カセットが、プロモーター、不活性化された上記第1の選択マーカー遺伝子、及び上記第2の選択マーカー遺伝子を含むDNAであり、
より好ましくは、上記さらなる選択マーカー発現カセットが、上記〔6〕記載の第1の選択マーカー発現カセットであり、かつ上記別の選択マーカー発現カセットが、上記〔6〕記載の第2の選択マーカー発現カセットである、
〔19〕記載の方法。
[20] Preferably, the further selection marker expression cassette is a DNA containing a promoter, the first selection marker gene, and the inactivated second selection marker gene, and the another selection marker expression The cassette is a DNA containing a promoter, the inactivated first selection marker gene, and the second selection marker gene,
More preferably, the further selection marker expression cassette is the first selection marker expression cassette described in [6] above, and the another selection marker expression cassette is the second selection marker expression described in [6] above. Is a cassette,
[19] The method described.

〔21〕好ましくは、上記さらなる加水分解酵素発現カセットに含まれるプロモーター、上記さらなる選択マーカー発現カセットに含まれるプロモーター、及び上記別の選択マーカー発現カセットに含まれるプロモーターが、同一又は別々の、上記宿主微生物の対数増殖期に発現するプロモーターである、〔14〕〜〔20〕のいずれか1項記載の方法。 [21] Preferably, the promoter contained in the additional hydrolase expression cassette, the promoter contained in the additional selectable marker expression cassette, and the promoter contained in the another selectable marker expression cassette are the same or different from each other in the host. The method according to any one of [14] to [20], which is a promoter that is expressed in the logarithmic growth phase of a microorganism.

〔22〕上記さらなる加水分解酵素遺伝子が、
好ましくは、プロテアーゼ遺伝子、アミラーゼ遺伝子、セルラーゼ遺伝子、β−ガラクトシダーゼ遺伝子、β−グルクロニダーゼ遺伝子及びリパーゼ遺伝子からなる群より選択され、
より好ましくは、プロテアーゼ遺伝子、アミラーゼ遺伝子、セルラーゼ遺伝子及びβ−ガラクトシダーゼ遺伝子からなる群より選択される、
〔14〕〜〔21〕のいずれか1項記載の方法。
[22] The above-mentioned further hydrolase gene is
Preferably, selected from the group consisting of protease gene, amylase gene, cellulase gene, β-galactosidase gene, β-glucuronidase gene and lipase gene,
More preferably, selected from the group consisting of a protease gene, an amylase gene, a cellulase gene and a β-galactosidase gene,
The method according to any one of [14] to [21].

〔23〕好ましくは、上記第1加水分解酵素遺伝子と上記さらなる加水分解酵素遺伝子が同じ遺伝子である、〔22〕記載の方法。 [23] The method according to [22], wherein the first hydrolase gene and the further hydrolase gene are preferably the same gene.

〔24〕上記さらなる組換えカセットが、
好ましくは、目的遺伝子、プロモーター、ターミネーター、又は転写調節領域を含むDNAであり、
より好ましくは、制御領域と作動可能に連結されている該目的遺伝子を含むDNAであり、
かつ、該目的遺伝子は、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、又はノンコーディングRNAをコードするDNAである、
〔14〕〜〔23〕のいずれか1項記載の方法。
[24] The above additional recombination cassette is
Preferably, a DNA containing a target gene, a promoter, a terminator, or a transcriptional regulatory region,
More preferably, it is a DNA containing the gene of interest operably linked to a control region,
And the target gene is a DNA encoding a protein, a peptide, a polypeptide, or a non-coding RNA,
The method according to any one of [14] to [23].

〔25〕好ましくは、上記さらなる組換えカセットが遺伝子欠失用断片である、〔14〕〜〔23〕のいずれか1項記載の方法。 [25] The method according to any one of [14] to [23], wherein the additional recombination cassette is preferably a fragment for gene deletion.

〔26〕好ましくは、上記(4)で選択された細胞に含まれる選択マーカー発現カセットを削除することをさらに含む、〔1〕〜〔13〕のいずれか1項記載の方法。 [26] The method according to any one of [1] to [13], which preferably further comprises deleting the selectable marker expression cassette contained in the cells selected in (4) above.

〔27〕好ましくは、上記(4’)で選択された細胞に含まれる選択マーカー発現カセットを削除することをさらに含む、〔14〕〜〔25〕のいずれか1項記載の方法。 [27] The method according to any one of [14] to [25], which further comprises deleting the selectable marker expression cassette contained in the cells selected in (4′) above.

〔28〕上記〔26〕記載の方法であって、好ましくは、
上記第1の選択マーカー発現カセットが、上記宿主微生物のDNA中の形質発現に関わる領域に置換されており、かつ
上記選択マーカー発現カセットの削除が、上記(4)で選択された細胞に含まれる選択マーカー発現カセットを、該形質発現に関わる領域で置換することである、
方法。
[28] The method described in [26] above, preferably
The first selectable marker expression cassette is replaced with a region involved in trait expression in the DNA of the host microorganism, and deletion of the selectable marker expression cassette is included in the cells selected in (4) above. Replacing the selectable marker expression cassette with a region involved in expression of the trait,
Method.

〔29〕上記〔27〕記載の方法であって、好ましくは、
上記第1の選択マーカー発現カセットが、上記宿主微生物のDNA中の形質発現に関わる領域に置換されており、かつ
上記選択マーカー発現カセットの削除が、上記(4’)で選択された細胞に含まれる選択マーカー発現カセットを、該形質発現に関わる領域で置換することである、
方法。
[29] The method described in [27] above, preferably
The first selectable marker expression cassette is replaced with a region involved in phenotypic expression in the DNA of the host microorganism, and the deletion of the selectable marker expression cassette is included in the cells selected in (4′) above. The selectable marker expression cassette is replaced with a region involved in the expression of the trait,
Method.

〔30〕好ましくは、上記形質発現に関わる領域が栄養要求性遺伝子領域である、〔28〕又は〔29〕記載の方法。 [30] The method according to [28] or [29], wherein the region involved in expression of the trait is an auxotrophic gene region.

〔31〕好ましくは、上記第1の選択マーカーの遺伝子及び第2の選択マーカーの遺伝子が異なる遺伝子であり、かつ各々が薬剤耐性遺伝子又は栄養要求性関連遺伝子である、〔1〕〜〔30〕のいずれか1項記載の方法。 [31] Preferably, the genes of the first selectable marker and the second selectable marker are different genes, and each is a drug resistance gene or an auxotrophy related gene, [1] to [30] The method according to any one of 1.

〔32〕組換え微生物の宿主細胞の製造方法であって、
微生物細胞に、プロモーターに作動可能に連結された加水分解酵素遺伝子を含むDNAを導入するか、又はプロモーターを導入して該細胞中の加水分解酵素遺伝子と作動可能に連結させること、及び選択マーカー遺伝子を含むDNAを導入すること;ならびに
該細胞を、該加水分解酵素の基質を含有する該選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上で増殖かつハローを形成した細胞を選択すること、
を包含する、方法。
[32] A method for producing a host cell of a recombinant microorganism, which comprises:
Introducing a DNA containing a hydrolase gene operably linked to a promoter into a microbial cell, or introducing a promoter to operably link the hydrolase gene in the cell, and a selectable marker gene And culturing the cells in the selection marker-bearing strain selection medium containing a substrate for the hydrolase, and selecting cells that have grown and formed halos on the medium.
Including the method.

〔33〕上記加水分解酵素遺伝子が、
好ましくは、プロテアーゼ遺伝子、アミラーゼ遺伝子、セルラーゼ遺伝子、β−ガラクトシダーゼ遺伝子、β−グルクロニダーゼ遺伝子及びリパーゼ遺伝子からなる群より選択され、
より好ましくは、プロテアーゼ遺伝子、アミラーゼ遺伝子、セルラーゼ遺伝子及びβ−ガラクトシダーゼ遺伝子からなる群より選択される、
〔32〕記載の方法。
[33] The above hydrolase gene
Preferably, selected from the group consisting of protease gene, amylase gene, cellulase gene, β-galactosidase gene, β-glucuronidase gene and lipase gene,
More preferably, selected from the group consisting of a protease gene, an amylase gene, a cellulase gene and a β-galactosidase gene,
[32] The method described.

〔34〕好ましくは、上記選択マーカー遺伝子が、薬剤耐性遺伝子又は栄養要求性関連遺伝子である、〔32〕又は〔33〕記載の方法。 [34] The method according to [32] or [33], wherein the selectable marker gene is preferably a drug resistance gene or an auxotrophy-related gene.

〔35〕上記微生物が、好ましくはバチルス属菌であり、より好ましくは枯草菌又はその変異株である、〔32〕〜〔34〕のいずれか1項記載の方法。 [35] The method according to any one of [32] to [34], wherein the microorganism is preferably a Bacillus bacterium, more preferably Bacillus subtilis or a mutant strain thereof.

以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

本実施例で使用したプライマーを下記表1に示す。 The primers used in this example are shown in Table 1 below.

参考例1 RIK1141(trpB'A'::PrrnOcatpt1 erm190 hisC101)の構築
枯草菌株RIK1140(trpB'A'::PrrnOcatpt1 erm hisC101)(特開2013−9604号公報)から抽出したDNAを用いて、枯草菌株RIK211(trpB'A'::PrrnOkan erm190(oc) hisC101、Nanamiya et al. (2010) Microbiology 156:2977-2982)の形質転換を行い、クロラムフェニコール耐性かつエリスロマイシン感受性を示す形質転換体RIK1141を作製した。hisC101は、hisC遺伝子内におけるQ318amber変異を表し、この変異はヒスチジン要求性を示す。またhisC101は、trpC2変異(トリプトファン要求性)と連鎖している。したがって、RIK1141は、トリプトファン要求性及びヒスチジン要求性を示す株である。
Reference Example 1 Construction of RIK1141 (trpB'A'::PrrnOcatpt1 erm190 hisC101) Bacillus subtilis strain using DNA extracted from Bacillus subtilis strain RIK1140 (trpB'A'::PrrnOcatpt1 erm hisC101) (JP 2013-9604A) RIK211 (trpB'A'::PrrnOkan erm190(oc) hisC101, Nanamiya et al. (2010) Microbiology 156:2977-2982) was transformed to give RIK1141 transformant showing chloramphenicol resistance and erythromycin sensitivity. It was made. hisC101 represents the Q318amber mutation in the hisC gene, which mutation shows histidine auxotrophy. Also, hisC101 is linked to the trpC2 mutation (tryptophan auxotrophy). Therefore, RIK1141 is a strain exhibiting tryptophan auxotrophy and histidine auxotrophy.

参考例2 PCR DNAI断片(trpB'A'::PrrnO-catΔSD erm190)の構築
RIK1140株(trpB'A'::PrrnOcatpt1 erm hisC101)から抽出したDNAを鋳型に、cat遺伝子のSD配列を欠失するように設計したcarΔSD1(ggagg)FプライマーとEm.rプライマーを用いたPCRを行い、DNA断片を作製した。得られたDNA断片をRIK1141(参考例1)に形質転換し、クロラムフェニコール感受性かつエリスロマイシン耐性の形質転換体RIK1143(trpB'A'::PrrnOcatpt1ΔSD erm hisC101)を取得した。
次に、RIK202(trpB'A'erm190)(Nanamiya et al. (2010) Microbiology 156:2944-2952)のDNAを鋳型として、エリスロマイシン耐性遺伝子からヒスチジン遺伝子までの領域を含むDNA断片を、empt1.fプライマーとhisC-R2プライマーを用いたPCRにより作製した。該DNA断片をRIK1143に形質転換し、エリスロマイシン感受性かつヒスチジン非要求性を示す形質転換体RIK1136(trpB'A'::PrrnO-catΔSD erm190)を取得した。
RIK1136から抽出したDNAを鋳型に、trpD-FプライマーとhisC-R2プライマーを用いたPCRによりDNA断片 PCR DNAI(trpB'A'::PrrnO-catΔSD erm190)を作製した。
Reference Example 2 Construction of PCR DNAI fragment (trpB'A'::PrrnO-catΔSD erm190)
Using the DNA extracted from the RIK1140 strain (trpB'A'::PrrnOcatpt1 erm hisC101) as a template, PCR was performed using carΔSD1(ggagg)F primer and Em.r primer designed to delete the SD sequence of the cat gene. Then, a DNA fragment was prepared. The obtained DNA fragment was transformed into RIK1141 (Reference Example 1) to obtain a transformant RIK1143 (trpB'A'::PrrnOcatpt1ΔSD erm hisC101) which was chloramphenicol sensitive and erythromycin resistant.
Next, using the DNA of RIK202 (trpB'A'erm190) (Nanamiya et al. (2010) Microbiology 156:2944-2952) as a template, a DNA fragment containing the region from the erythromycin resistance gene to the histidine gene was empt1.f. It was prepared by PCR using the primer and the hisC-R2 primer. The DNA fragment was transformed into RIK1143 to obtain a transformant RIK1136 (trpB'A'::PrrnO-catΔSD erm190) showing erythromycin sensitivity and histidine non-requirement.
A DNA fragment PCR DNAI (trpB'A'::PrrnO-catΔSD erm190) was prepared by PCR using the DNA extracted from RIK1136 as a template and using the trpD-F primer and the hisC-R2 primer.

参考例3 コンピテントセルの作製
菌株に応じてトリプトファン(20μg/mL)又はヒスチジン(50μg/mL)を含むCI培地(0.20質量%硫酸アンモニウム、1.40質量%リン酸水素二カリウム、0.60質量%リン酸二水素カリウム、0.10質量%クエン酸三ナトリウム二水和物、0.50質量%グルコース、0.03質量%アミケース(Sigma−Aldrich社製)、5mM塩化マグネシウム)にて、菌株を37℃で生育度(OD600)の値が1程度になるまで振盪培養した。振盪培養後、培養液の一部(0.5mL)を分取し、遠心分離にて菌体のみを回収後、1mLのCII培地(0.20質量%硫酸アンモニウム、1.40質量%リン酸水素二カリウム、0.60質量%リン酸二水素カリウム、0.10質量%クエン酸三ナトリウム二水和物、0.50質量%グルコース、0.015質量%アミケース(Sigma−Aldrich社製)、5mM塩化マグネシウム、5μg/mLトリプトファン)に菌体を再懸濁することで、枯草菌株のコンピテントセル懸濁液を調製した。
Reference Example 3 Preparation of competent cells CI medium (0.20% by mass ammonium sulfate, 1.40% by mass dipotassium hydrogen phosphate, 0. 0% by mass) containing tryptophan (20 μg/mL) or histidine (50 μg/mL) depending on the strain. 60% by mass potassium dihydrogen phosphate, 0.10% by mass trisodium citrate dihydrate, 0.50% by mass glucose, 0.03% by mass Amicase (manufactured by Sigma-Aldrich), 5 mM magnesium chloride) The strain was cultivated with shaking at 37° C. until the growth degree (OD600) reached about 1. After shaking culture, part of the culture solution (0.5 mL) was collected, and only the bacterial cells were collected by centrifugation, and then 1 mL of CII medium (0.20% by mass ammonium sulfate, 1.40% by mass hydrogen phosphate) was collected. Dipotassium, 0.60% by mass potassium dihydrogen phosphate, 0.10% by mass trisodium citrate dihydrate, 0.50% by mass glucose, 0.015% by mass Amicase (manufactured by Sigma-Aldrich), 5 mM By resuspending the bacterial cells in magnesium chloride, 5 μg/mL tryptophan), a competent cell suspension of Bacillus subtilis strain was prepared.

参考例4 枯草菌の形質転換
調製したコンピテントセル懸濁液100μLに、得られたDNA断片を添加し、37℃で90分間振盪培養後、100μLのLB液体培地(1質量%トリプトン、0.50質量%酵母エキス、0.50質量%NaCl)を加え、37℃で1時間振盪培養した。その後、各形質転換体に応じて、クロラムフェニコール(5μg/mL)、エリスロマイシン(0.5μg/mL)、スキムミルク(1.5%)、及びコーンスターチ(1.5%)から選ばれる1種以上を含むLB寒天培地(1質量%トリプトン、0.50質量%酵母エキス、0.50質量%NaCl、1.5質量%寒天)に培養液10μL又は100μLを塗沫した。37℃における静置培養の後、生育したコロニーを形質転換体として分離した。
Reference Example 4 Transformation of Bacillus subtilis The obtained DNA fragment was added to 100 μL of the prepared competent cell suspension and cultured by shaking at 37° C. for 90 minutes, and then 100 μL of LB liquid medium (1 mass% tryptone, 0. 50% by mass yeast extract and 0.50% by mass NaCl) were added, and the mixture was shake-cultured at 37° C. for 1 hour. Then, depending on each transformant, one selected from chloramphenicol (5 μg/mL), erythromycin (0.5 μg/mL), skim milk (1.5%), and corn starch (1.5%). 10 μL or 100 μL of the culture solution was spread on the LB agar medium (1 mass% tryptone, 0.50 mass% yeast extract, 0.50 mass% NaCl, 1.5 mass% agar) containing the above. After stationary culture at 37° C., the grown colonies were separated as transformants.

参考例5 枯草菌の最少寒天培地を用いた形質転換
調製したコンピテントセル懸濁液100μLに、得られたDNA断片を添加し、37℃で90分間振盪培養した。その後、各形質転換体に応じて、トリプトファン(20μg/mL)又はヒスチジン(50μg/mL)を含む最少寒天培地(0.20質量%硫酸アンモニウム、1.40質量%リン酸水素二カリウム、0.60質量%リン酸二水素カリウム、0.10質量%クエン酸三ナトリウム二水和物、0.03質量%アミケース(Sigma−Aldrich社製)、0.05質量%グルコース、1mM塩化マグネシウム)に培養液5μL又は10μLを塗沫した。37℃における静置培養の後、生育したコロニーを形質転換体として分離した。
Reference Example 5 Transformation of Bacillus subtilis Using Minimal Agar Medium The obtained DNA fragment was added to 100 μL of the prepared competent cell suspension, and the mixture was cultured at 37° C. for 90 minutes with shaking. Then, depending on each transformant, a minimal agar medium (0.20 mass% ammonium sulfate, 1.40 mass% dipotassium hydrogen phosphate, 0.60) containing tryptophan (20 μg/mL) or histidine (50 μg/mL) was used. Mass% potassium dihydrogen phosphate, 0.10 mass% trisodium citrate dihydrate, 0.03 mass% Amicase (manufactured by Sigma-Aldrich), 0.05 mass% glucose, 1 mM magnesium chloride) 5 μL or 10 μL was smeared. After stationary culture at 37° C., the grown colonies were separated as transformants.

実施例1 プロテアーゼ(nprE)ハローによる形質転換体の選択(1)RIK7001(nprE::PrrnO-nprE trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101)の構築
RIK1141(参考例1)のプロテアーゼ遺伝子nprEのプロモーターを、rrnOプロモーター(PrrnO)と置換した。nprE遺伝子プロモーターの上流領域及び下流領域の断片を、RIK1141のDNAを鋳型として、P-nprE-upFプライマーとP-nprE-upRプライマー、及びP-nprE-downFプライマーとP-nprE-downRプライマーを用いたPCRにて作製した。PrrnO断片は、RIK1141を鋳型として、rrnO-upFプライマーとPrrnO-catsd-Rプライマーを用いて作製した。得られた3断片から、P-nprE-upFプライマーとP-nprE-downRプライマーを用いたPCRにより、DNA断片[nprE::PrrnO-nprE]を作成した。
次に、RIK1215(ΔrrnHG1ΔrrnW2ΔrrnO1ΔrrnD1ΔrrnB2ΔrrnA1ΔrrnI2 rrnEanti-SD10 (GGAGG)trpB'A'::PrrnOcatpt1SD10 (CCTCC) erm hisC101)(特開2013−9604号公報)のDNAを鋳型として、trpD-FプライマーとhisC-R2プライマーを用いて、DNA断片[trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101]を作製した。
上記[nprE::PrrnO-nprE]断片と[trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101]断片をRIK1141株に形質転換した後、細胞をエリスロマイシン及びスキムミルクを含有するLBプレートで培養し、エリスロマイシン耐性(増殖(+))かつ培地上にハローを形成した(ハロー(+))細胞を選択した。得られた形質転換体をRIK7001として取得した。
Example 1 Selection of transformants by protease (nprE) halo (1) Construction of RIK7001 (nprE::PrrnO-nprE trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101)
The promoter of the protease gene nprE of RIK1141 (Reference Example 1) was replaced with the rrnO promoter (PrrnO). Using the RIK1141 DNA as a template, the fragments of the upstream and downstream regions of the nprE gene promoter are used with the P-nprE-upF primer, P-nprE-upR primer, and P-nprE-downF primer and P-nprE-downR primer. It was prepared by PCR. The PrrnO fragment was prepared using RIK1141 as a template and the rrnO-upF primer and the PrrnO-catsd-R primer. A DNA fragment [nprE::PrrnO-nprE] was prepared from the obtained three fragments by PCR using P-nprE-upF primer and P-nprE-downR primer.
Next, the DNA of RIK1215 (ΔrrnHG1ΔrrnW2ΔrrnO1ΔrrnD1ΔrrnB2ΔrrnA1ΔrrnI2 rrnEanti-SD10 (GGAGG)trpB'A'::PrrnOcatpt1SD10 (CCTCC) erm hisC101) (JP 2013-9604 primer) was used as a template, and the DNA of JP 2013-9604F was used as a template, and DNA was used as a template. Then, a DNA fragment [trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101] was prepared.
After transforming the above-mentioned [nprE::PrrnO-nprE] fragment and [trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101] fragment into the RIK1141 strain, the cells were cultured on an LB plate containing erythromycin and skim milk to resist erythromycin. Cells (growth (+)) and that formed halos on the medium (halo (+)) were selected. The obtained transformant was obtained as RIK7001.

(2)RIK7011(nprE::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm hisC101)の構築
nprE遺伝子プロモーターの下流領域断片を、(1)で作製したRIK7001のDNAを鋳型として、P-nprE-down-F0-ver2プライマーとP-nprE-downR2プライマーを用いたPCRにて作製した。改変アンチSD(anti-SD10)配列を有するrrnOのDNA断片(rrnOantiSD10)を、RIK1226(ΔrrnHG1ΔrrnW2ΔrrnE1ΔrrnD1ΔrrnB2ΔrrnA1ΔrrnI2 rrnOanti-SD10 (GGAGG)trpB'A'::PrrnOcatpt1SD10 (CCTCC) erm hisC101)(特開2013−9604号公報)のDNAを鋳型として、rrnO-upFプライマーとrrnO-5R-4プライマーを用いたPCRにて作製した。次いで、(1)で作製したnprE遺伝子プロモーターの上流領域断片、上記下流領域断片、及びrrnOantiSD10断片を、P-nprE-upFプライマーとP-nprE-downR2プライマーを用いたPCRにて連結し、[nprE::rrnOantiSD10]断片を作製した。
次に、RIK7001のnprE遺伝子領域内に目的遺伝子(rrnOantiSD10)を導入するため、作製した[nprE::rrnOantiSD10]断片をRIK7001株に形質転換した。細胞をクロラムフェニコール及びスキムミルクを含有するLBプレートで培養し、クロラムフェニコール耐性(増殖(+))かつ培地上にハローを形成しない(ハロー(−))細胞を選択した。シークエンシングにより、選択された細胞がrrnOantiSD10配列を有することを確認した。得られた形質転換体をRIK7011として取得した。
(2) Construction of RIK7011 (nprE::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm hisC101)
A downstream region fragment of the nprE gene promoter was prepared by PCR using the RIK7001 DNA prepared in (1) as a template and the P-nprE-down-F0-ver2 primer and the P-nprE-downR2 primer. The rrnO DNA fragment (rrnOantiSD10) having a modified anti-SD (anti-SD10) sequence was used as RIK1226 (ΔrrnHG1ΔrrnW2ΔrrnE1ΔrrnD1ΔrrnB2ΔrrnA1ΔrrnI2 rrnOanti-SD10 (GGAGG)trpB'A'::PrrerOCCTC1) (PRGACCTC1). Was prepared by PCR using the rrnO-upF primer and the rrnO-5R-4 primer as a template. Then, the upstream region fragment of the nprE gene promoter prepared in (1), the downstream region fragment, and the rrnOantiSD10 fragment were ligated by PCR using P-nprE-upF primer and P-nprE-downR2 primer, and [nprE ::rrnOantiSD10] fragment was generated.
Next, in order to introduce the target gene (rrnOantiSD10) into the nprE gene region of RIK7001, the prepared [nprE::rrnOantiSD10] fragment was transformed into RIK7001 strain. Cells were cultured on LB plates containing chloramphenicol and skim milk and cells that were chloramphenicol resistant (growth (+)) and did not form halos on the medium (halo (-)) were selected. Sequencing confirmed that the selected cells contained the rrnOantiSD10 sequence. The obtained transformant was obtained as RIK7011.

実施例2 プロテアーゼ(aprE)ハローによる形質転換体の選択
(1)RIK7002(aprE::PrrnO-aprE trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101)の構築
RIK1141(参考例1)のプロテアーゼ遺伝子aprEのプロモーターを、rrnOプロモーター(PrrnO)と置換した。aprE遺伝子プロモーターの上流領域及び下流領域の断片を、RIK1141のDNAを鋳型として、P-aprE-upF2プライマーとP-aprE-upRプライマー、及びP-aprE-downFプライマーとP-aprE-downR2プライマーを用いたPCRにて作製した。得られた2断片と、実施例1(1)で作製したPrrnO断片から、P-aprE-upF2プライマーとP-aprE-downR2を用いたPCRにより、DNA断片[aprE::PrrnO-aprE]を作製した。
上記[aprE::PrrnO-aprE]断片と実施例1(1)で作製した[trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101]断片をRIK1141株に形質転換した後、細胞をエリスロマイシン及びスキムミルクを含有するLBプレートで培養し、エリスロマイシン耐性(増殖(+))かつ培地上にハローを形成した(ハロー(+))細胞を選択した。得られた形質転換体をRIK7002として取得した。
Example 2 Selection of transformants by protease (aprE) halo (1) Construction of RIK7002 (aprE::PrrnO-aprE trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101)
The promoter of the protease gene aprE of RIK1141 (Reference Example 1) was replaced with the rrnO promoter (PrrnO). Fragments of the upstream and downstream regions of the aprE gene promoter, using RIK1141 DNA as a template, P-aprE-upF2 primer, P-aprE-upR primer, and P-aprE-downF primer and P-aprE-downR2 primer It was prepared by PCR. A DNA fragment [aprE::PrrnO-aprE] was prepared from the obtained 2 fragments and the PrrnO fragment prepared in Example 1 (1) by PCR using P-aprE-upF2 primer and P-aprE-downR2. did.
After the above-mentioned [aprE::PrrnO-aprE] fragment and the [trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101] fragment prepared in Example 1 (1) were transformed into RIK1141 strain, the cells contained erythromycin and skim milk. The cells were selected from erythromycin resistant (proliferation (+)) and halo-forming (halo (+)) cells on the culture medium. The obtained transformant was obtained as RIK7002.

(2)RIK7012(aprE::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm hisC101)の構築
aprE遺伝子プロモーターの上流領域及び下流領域断片を、(1)で作製したRIK7002のDNAを鋳型として、P-aprE-upFプライマーとP-aprE-upRプライマー、及びP-aprE-down-F0-ver2プライマーとP-aprE-downR2プライマーを用いたPCRにて作製した。得られた2断片と、実施例1(2)で作製したrrnOantiSD10断片を、P-aprE-upFプライマーとP-aprE-downR2プライマーを用いたPCRにて連結し、[aprE::rrnOantiSD10]断片を作製した。
次に、RIK7002のaprE遺伝子領域内に目的遺伝子(rrnOantiSD10)を導入するため、作製した[aprE::rrnOantiSD10]断片をRIK7002株に形質転換した。細胞をクロラムフェニコール及びスキムミルクを含有するLBプレートで培養し、クロラムフェニコール耐性(増殖(+))かつ培地上にハローを形成しない(ハロー(−))細胞を選択した。シークエンシングにより、選択された細胞がrrnOantiSD10配列を有することを確認した。得られた形質転換体をRIK7012として取得した。
(2) Construction of RIK7012 (aprE::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm hisC101)
Using the RIK7002 DNA prepared in (1) as a template for the upstream and downstream fragments of the aprE gene promoter, P-aprE-upF primer, P-aprE-upR primer, and P-aprE-down-F0-ver2 primer And P-aprE-downR2 primers were used for PCR. The obtained 2 fragments and the rrnOantiSD10 fragment prepared in Example 1(2) were ligated by PCR using P-aprE-upF primer and P-aprE-downR2 primer, and the [aprE::rrnOantiSD10] fragment was obtained. It was made.
Next, in order to introduce the target gene (rrnOantiSD10) into the aprE gene region of RIK7002, the prepared [aprE::rrnOantiSD10] fragment was transformed into RIK7002 strain. Cells were cultured on LB plates containing chloramphenicol and skim milk and cells that were chloramphenicol resistant (growth (+)) and did not form halos on the medium (halo (-)) were selected. Sequencing confirmed that the selected cells contained the rrnOantiSD10 sequence. The obtained transformant was obtained as RIK7012.

実施例3 アミラーゼ(amyE)ハローによる形質転換体の選択
(1)RIK7003(amyE::PrrnO-amyE trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101)の構築
RIK1141(参考例1)のアミラーゼ遺伝子amyEのプロモーターをrrnOプロモーター(PrrnO)と置換した。amyE遺伝子プロモーターの上流領域及び下流領域の断片を、RIK1141のDNAを鋳型として、P-amyE-upF2プライマーとP-amyE-upRプライマー、及びP-amyE-downFプライマーとP-amyE-downR2プライマーを用いたPCRにて作製した。得られた2断片と実施例1(1)で作製したPrrnO断片から、P-amyE-upF2プライマーとP-amyE-downR2を用いたPCRにより、DNA断片[amyE::PrrnO-amyE]を作製した。
上記[amyE::PrrnO-amyE]と実施例1(1)で作製した[trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101]断片をRIK1141株に形質転換した後、細胞をエリスロマイシン及びコーンスターチを含有するLBプレートで培養し、エリスロマイシン耐性(増殖(+))かつ培地上にハローを形成した(ハロー(+))細胞を選択した。得られた形質転換体をRIK7003として取得した。
Example 3 Selection of transformants using amylase (amyE) halo (1) Construction of RIK7003 (amyE::PrrnO-amyE trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101)
The promoter of the amylase gene amyE of RIK1141 (Reference Example 1) was replaced with the rrnO promoter (PrrnO). Using the RIK1141 DNA as a template, the fragments of the upstream and downstream regions of the amyE gene promoter are used with the P-amyE-upF2 primer, the P-amyE-upR primer, and the P-amyE-downF primer and the P-amyE-downR2 primer. It was prepared by PCR. A DNA fragment [amyE::PrrnO-amyE] was prepared from the obtained two fragments and the PrrnO fragment prepared in Example 1 (1) by PCR using P-amyE-upF2 primer and P-amyE-downR2. ..
After the above [amyE::PrrnO-amyE] and the [trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101] fragment prepared in Example 1(1) were transformed into the RIK1141 strain, the cells contained erythromycin and corn starch. Cells that were erythromycin resistant (growth (+)) and formed halos on the medium (halo (+)) were cultured on LB plates and selected. The obtained transformant was obtained as RIK7003.

(2)RIK7013(amyE::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm hisC101)の構築
amyE遺伝子プロモーターの上流領域及び下流領域断片を、(1)で作製したRIK7003のDNAを鋳型として、P-amyE-upFプライマーとP-amyE-upRプライマー、及びP-amyE-down-F0-ver2プライマーとP-amyE-downR2プライマーを用いたPCRにて作製した。得られた2断片と、実施例1(2)で作製したrrnOantiSD10断片を、P-amyE-upFプライマーとP-amyE-downR2プライマーを用いたPCRにて連結し、[amyE::rrnOantiSD10]断片を作製した。
次に、RIK7003のamyE遺伝子領域内に目的遺伝子(rrnOantiSD10)を導入するため、作製した[amyE::rrnOantiSD10]断片をRIK7003株に形質転換した。細胞をクロラムフェニコール及びコーンスターチを含有するLBプレートで培養し、クロラムフェニコール耐性(増殖(+))かつ培地上にハローを形成しない(ハロー(−))細胞を選択した。シークエンシングにより、選択された細胞がrrnOantiSD10配列を有することを確認した。得られた形質転換体をRIK7013として取得した。
(2) Construction of RIK7013 (amyE::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm hisC101)
Using the RIK7003 DNA prepared in (1) as a template for the upstream and downstream fragments of the amyE gene promoter, the P-amyE-upF primer, the P-amyE-upR primer, and the P-amyE-down-F0-ver2 primer And P-amyE-downR2 primer. The obtained 2 fragments and the rrnOantiSD10 fragment prepared in Example 1 (2) were ligated by PCR using P-amyE-upF primer and P-amyE-downR2 primer, and the [amyE::rrnOantiSD10] fragment was obtained. It was made.
Then, in order to introduce the target gene (rrnOantiSD10) into the amyE gene region of RIK7003, the prepared [amyE::rrnOantiSD10] fragment was transformed into RIK7003 strain. Cells were cultured on LB plates containing chloramphenicol and corn starch and cells were selected that were chloramphenicol resistant (growth (+)) and did not form halos on the medium (halo (-)). Sequencing confirmed that the selected cells contained the rrnOantiSD10 sequence. The obtained transformant was obtained as RIK7013.

実施例4 プロテアーゼ(nprE)ハローによる形質転換体の選択
(1)RIK7004(lacA::PrrnO-nprE trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101)の構築
RIK1141(参考例1)のlacA遺伝子をPrrnO-nprEと置換した。lacA遺伝子の上流領域及び下流領域断片を、RIK1141のDNAを鋳型として、P-lacA-upFプライマーとP-lacA-upRプライマー、及びP-lacA-downFプライマーとP-lacA-downRプライマーを用いたPCRにて作製した。次に、RIK7001(nprE::PrrnO-nprE trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101(実施例1(1))のDNAを鋳型として、rrnO-upFプライマーとPrrnO-nprE-Rプライマーを用いたPCRにてPrrnO-nprE断片を作製した。得られた3断片から、P-lacA-upFプライマーとP-lacA-downRプライマーを用いたPCRにより、DNA断片[lacA::PrrnO-nprE]を作製した。
上記[lacA::PrrnO-nprE]断片と実施例1(1)で作製した[trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101]断片をRIK1141株に形質転換した後、細胞をエリスロマイシン及びスキムミルクを含有するLBプレートで培養し、エリスロマイシン耐性(増殖(+))かつ培地上にハローを形成した(ハロー(+))細胞を選択した。得られた形質転換体をRIK7004として取得した。
Example 4 Selection of Transformants by Protease (nprE) Halo (1) Construction of RIK7004 (lacA::PrrnO-nprE trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101)
The lacA gene of RIK1141 (Reference Example 1) was replaced with PrrnO-nprE. PCR using upstream and downstream fragments of the lacA gene, RIK1141 DNA as a template, P-lacA-upF primer and P-lacA-upR primer, and P-lacA-downF primer and P-lacA-downR primer It was made in. Next, using the DNA of RIK7001 (nprE::PrrnO-nprE trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101 (Example 1(1)) as a template, the rrnO-upF primer and the PrrnO-nprE-R primer were used. A PrrnO-nprE fragment was prepared by PCR, and a DNA fragment [lacA::PrrnO-nprE] was prepared from the obtained three fragments by PCR using P-lacA-upF primer and P-lacA-downR primer. ..
After the above-mentioned [lacA::PrrnO-nprE] fragment and the [trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101] fragment prepared in Example 1 (1) were transformed into RIK1141 strain, the cells contained erythromycin and skim milk. The cells were selected from erythromycin resistant (proliferation (+)) and halo-forming (halo (+)) cells on the culture medium. The obtained transformant was obtained as RIK7004.

(2)RIK7014(lacA::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm hisC101)の構築
RIK1226(実施例1(2))を鋳型に、rrnO-upFプライマーとrrnO-5R-4+XbaIプライマーを用いたPCRにより、3’末端にXbaI切断部位を付加したrrnOantiSD10断片を作製した。次に、RIK1141(参考例1)のDNAを鋳型として、P-nprE-down-F0+XbaIプライマーとP-lacA-downRプライマーを用いたPCRにより、5’末端にXbaI切断部位を付加したlacA遺伝子の下流領域断片を作製した。得られた2断片を制限酵素(XbaI)処理した後、ライゲージョン反応により連結し、DNA断片[lacA::rrnOantiSD10]を作成した。
次に、RIK7004のlacA遺伝子領域内に目的遺伝子(rrnOantiSD10)を導入するため、作製した[lacA::rrnOantiSD10]断片をRIK7004株に形質転換した。細胞をクロラムフェニコール及びスキムミルクを含有するLBプレートで培養し、クロラムフェニコール耐性(増殖(+))かつ培地上にハローを形成しない(ハロー(−))細胞を選択した。シークエンシングにより、選択された細胞がrrnOantiSD10配列を有することを確認した。得られた形質転換体をRIK7014として取得した。
(2) Construction of RIK7014 (lacA::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm hisC101)
By using RIK1226 (Example 1 (2)) as a template and rrnO-upF primer and rrnO-5R-4+XbaI primer, PCR was performed to prepare a rrnOantiSD10 fragment having an XbaI cleavage site added to the 3'end. Next, using the DNA of RIK1141 (Reference Example 1) as a template, PCR was performed using the P-nprE-down-F0+XbaI primer and the P-lacA-downR primer, and the lacA gene with an XbaI cleavage site added to the 5'end. A downstream region fragment was prepared. The obtained two fragments were treated with a restriction enzyme (XbaI) and then ligated by a ligation reaction to prepare a DNA fragment [lacA::rrnOantiSD10].
Next, in order to introduce the target gene (rrnOantiSD10) into the lacA gene region of RIK7004, the prepared [lacA::rrnOantiSD10] fragment was transformed into RIK7004 strain. Cells were cultured on LB plates containing chloramphenicol and skim milk and cells that were chloramphenicol resistant (growth (+)) and did not form halos on the medium (halo (-)) were selected. Sequencing confirmed that the selected cells contained the rrnOantiSD10 sequence. The obtained transformant was obtained as RIK7014.

実施例5 プロテアーゼ(nprE)ハローによる形質転換体の選択
(1)RIK7005株(nprB::PrrnO-nprE trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101)の構築
RIK1141(参考例1)のnprB遺伝子をPrrnO-nprEと置換した。nprB遺伝子の上流領域及び下流領域断片を、RIK1141のDNAを鋳型として、P-nprB-upFプライマーとP-nprB-upRプライマー、及びP-nprB-downFプライマーとP-nprB-downRプライマーを用いたPCRにて作製した。得られた2断片と実施例1(1)で作製したPrrnO断片とP-nprB-upFプライマーとP-nprB-downRプライマーを用いてDNA断片[nprB::PrrnO-nprE]を作製した。
上記[nprB::PrrnO-nprE]断片と実施例1(1)で作製した[trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101]断片をRIK1141株に形質転換した後、細胞をエリスロマイシン及びスキムミルクを含有するLBプレートで培養し、エリスロマイシン耐性(増殖(+))かつ培地上にハローを形成した(ハロー(+))細胞を選択した。得られた形質転換体をRIK7005として取得した。
Example 5 Selection of transformants by protease (nprE) halo (1) Construction of RIK7005 strain (nprB::PrrnO-nprE trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101)
The nprB gene of RIK1141 (Reference Example 1) was replaced with PrrnO-nprE. PCR using the upstream region and downstream region fragment of the nprB gene, RI-K1141 DNA as a template, P-nprB-upF primer and P-nprB-upR primer, and P-nprB-downF primer and P-nprB-downR primer It was made in. A DNA fragment [nprB::PrrnO-nprE] was prepared using the obtained two fragments, the PrrnO fragment prepared in Example 1 (1), the P-nprB-upF primer and the P-nprB-downR primer.
After the above [nprB::PrrnO-nprE] fragment and the [trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm his101] fragment prepared in Example 1 (1) were transformed into RIK1141 strain, the cells contained erythromycin and skim milk. The cells were selected from erythromycin resistant (proliferation (+)) and halo-forming (halo (+)) cells on the culture medium. The obtained transformant was obtained as RIK7005.

(2)RIK7015(nprB::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm hisC101)の構築
RIK1141(参考例1)のDNAを鋳型として、P-nprE-down-F0+XbaIプライマーとP-nprB-downRプライマー用いたPCRにより、5’末端にXbaI切断部位を付加したnprB遺伝子の下流領域断片を作製した。この断片と、実施例4(2)で作製した3’末端にXbaI切断部位を付加したrrnOantiSD10断片を制限酵素(XbaI)処理した後、ライゲージョン反応により連結し、DNA断片[nprB::rrnOantiSD10]を作製した。
次に、RIK7005のnprB遺伝子領域内に目的遺伝子(rrnOantiSD10)を導入するため、作製した[nprB::rrnOantiSD10]断片をRIK7005株に形質転換した。細胞をクロラムフェニコール及びスキムミルクを含有するLBプレートで培養し、クロラムフェニコール耐性(増殖(+))かつ培地上にハローを形成しない(ハロー(−))細胞を選択した。シークエンシングにより、選択された細胞がrrnOantiSD10配列を有することを確認した。得られた形質転換体をRIK7015として取得した。
(2) Construction of RIK7015 (nprB::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm hisC101)
A downstream region fragment of the nprB gene in which an XbaI cleavage site was added to the 5'end by PCR using RIK1141 (Reference Example 1) DNA as a template and P-nprE-down-F0+XbaI primer and P-nprB-downR primer Was produced. This fragment and the rrnOantiSD10 fragment prepared in Example 4(2) with an XbaI cleavage site added at the 3'end were treated with a restriction enzyme (XbaI) and ligated by a ligation reaction to give a DNA fragment [nprB::rrnOantiSD10]. It was made.
Next, in order to introduce the target gene (rrnOantiSD10) into the nprB gene region of RIK7005, the prepared [nprB::rrnOantiSD10] fragment was transformed into RIK7005 strain. Cells were cultured on LB plates containing chloramphenicol and skim milk and cells that were chloramphenicol resistant (growth (+)) and did not form halos on the medium (halo (-)) were selected. Sequencing confirmed that the selected cells contained the rrnOantiSD10 sequence. The resulting transformant was obtained as RIK7015.

実施例6 組換え細胞からのマーカー遺伝子の削除
RIK7213(amyE::rrnOantiSD10 trpC2)の構築
枯草菌168株(trpC2)から抽出したDNAを鋳型として、trpD-FプライマーとhisC-R2プライマーを用いたPCRにより、トリプトファン合成遺伝子(ただしtrpC2変異を含む)からヒスチジン合成遺伝子までの領域を含むDNA断片を作製した。作製したDNA断片をRIK7013(実施例3(2))に形質転換した後、細胞をトリプトファンを含有した最少培地で培養し、トリプトファン要求性かつヒスチジン非要求性を示す形質転換体を選択した。選択された形質転換体をRIK7213として取得した。これは、目的遺伝子(rrnOantiSD10)を有し、かつ薬剤耐性マーカーを有さない組換え細胞である。
Example 6 Deletion of marker gene from recombinant cells
Construction of RIK7213 (amyE::rrnOantiSD10 trpC2) Tryptophan synthetic gene (including trpC2 mutation) by PCR using DNA extracted from Bacillus subtilis strain 168 (trpC2) as a template and trpD-F primer and hisC-R2 primer To a histidine synthetic gene were prepared. RIK7013 (Example 3(2)) was transformed with the prepared DNA fragment, and the cells were cultured in a minimal medium containing tryptophan to select transformants showing tryptophan auxotrophy and histidine non-auxotrophy. The selected transformant was obtained as RIK7213. This is a recombinant cell having the gene of interest (rrnOantiSD10) and no drug resistance marker.

実施例7 二重組換え細胞の作製
(1)RIK7021株(amyE::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-catΔSD erm190)の構築
PCR DNAI(参考例2)をRIK7013株(実施例3(2))に形質転換した後、細胞をトリプトファンを含有した最少培地で培養し、トリプトファン要求性かつヒスチジン非要求性を示す形質転換体を選択した。得られた形質転換体が、クロラムフェニコール感受性、エリスロマイシン感受性であることを確認し、RIK7021を取得した。
Example 7 Preparation of double recombinant cells (1) Construction of RIK7021 strain (amyE::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-catΔSD erm190)
After the PCR DNAI (Reference Example 2) was transformed into the RIK7013 strain (Example 3(2)), the cells were cultured in a minimal medium containing tryptophan to obtain a transformant showing tryptophan auxotrophy and histidine non-auxotrophy. Selected. It was confirmed that the obtained transformant was sensitive to chloramphenicol and sensitive to erythromycin, and RIK7021 was obtained.

(2)RIK7032(nprE::PrrnO-nprE amyE::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-catΔSD erm hisC101)の構築
RIK7001(実施例1(1))から抽出したDNAを用いて、DNA断片[nprE::PrrnO-nprE]と[erm his101]を上記(1)で作製したRIK7021に形質転換した。細胞をエリスロマイシン及びスキムミルクを含有するLBプレートで培養し、培地上にハローを形成し(ハロー(+))増殖する(増殖(+))細胞を選択した。選択された細胞をエリスロマイシンを含有したLBプレート、クロラムフェニコールを含有したLBプレート、トリプトファンを含有した最少寒天培地、トリプトファンとヒスチジンを含有した最少寒天培地で培養してさらに選択し、クロラムフェニコール感受性、エリスロマイシン耐性及びヒスチジン要求性を示す細胞を選択した。得られた形質転換体をRIK7032として取得した。
(2) Construction of RIK7032 (nprE::PrrnO-nprE amyE::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-cat ΔSD erm hisC101)
Using the DNA extracted from RIK7001 (Example 1(1)), the DNA fragments [nprE::PrrnO-nprE] and [erm his101] were transformed into RIK7021 prepared in (1) above. Cells were cultured on LB plates containing erythromycin and skim milk, and cells that formed halos (halo (+)) on the medium and proliferated (proliferation (+)) were selected. The selected cells were further selected by culturing on LB plates containing erythromycin, LB plates containing chloramphenicol, minimal agar medium containing tryptophan, minimal agar medium containing tryptophan and histidine, and selecting chloramphenic acid. Cells showing call sensitivity, erythromycin resistance and histidine requirement were selected. The obtained transformant was obtained as RIK7032.

(3)RIK7051(amyE::rrnOantiSD10 nprE::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm hisC101)の構築
RIK7011(実施例1(2))から抽出したDNAを用いて、DNA断片[nprE::rrnOantiSD10]と[trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm hisC101]を上記(1)で作製したRIK7032に形質転換した。細胞をクロラムフェニコール及びスキムミルクを含有するLBプレート上で培養し、培地上にハローを形成せず(ハロー(−))増殖する(増殖(+))細胞を選択した。選択された細胞をエリスロマイシンを含有したLBプレート、クロラムフェニコールを含有したLBプレート、トリプトファンを含有した最少寒天培地、トリプトファンとヒスチジンを含有した最少寒天培地で培養してさらに選択し、クロラムフェニコール耐性、エリスロマイシン耐性、ヒスチジン要求性を示す形質転換体を選択した。得られた形質転換体をRIK7051として取得した。
(3) Construction of RIK7051 (amyE::rrnOantiSD10 nprE::rrnOantiSD10 trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm hisC101)
Using the DNA extracted from RIK7011 (Example 1(2)), the DNA fragments [nprE::rrnOantiSD10] and [trpB'A'::PrrnO-catSD10 erm hisC101] were transformed into RIK7032 prepared in (1) above. Converted. Cells were cultivated on LB plates containing chloramphenicol and skim milk and cells that did not form halos on the medium (halo (-)) and grew (growth (+)) were selected. The selected cells were further selected by culturing on LB plates containing erythromycin, LB plates containing chloramphenicol, minimal agar medium containing tryptophan, minimal agar medium containing tryptophan and histidine, and selecting chloramphenic acid. Transformants showing call resistance, erythromycin resistance, and histidine requirement were selected. The obtained transformant was obtained as RIK7051.

実施例8 組換え細胞からのマーカー遺伝子の削除
(1)RIK7221(amyE::rrnOantiSD10 nprE::rrnOantiSD10 trpC2)の構築
実施例6と同様の手順で、トリプトファン合成遺伝子からヒスチジン合成遺伝子までの領域を含むDNA断片を作製した。作製したDNA断片をRIK7051(実施例7(3))に形質転換し、トリプトファン要求性かつヒスチジン非要求性を示す形質転換体を選択した。選択された形質転換体をRIK7221として取得した。これは、DNA上の2か所に目的遺伝子(rrnOantiSD10)を有し、かつ薬剤耐性マーカーを有さない二重組換え細胞である。
Example 8 Deletion of Marker Gene from Recombinant Cell (1) Construction of RIK7221 (amyE::rrnOantiSD10 nprE::rrnOantiSD10 trpC2) In the same procedure as in Example 6, the region from the tryptophan synthetic gene to the histidine synthetic gene was included. A DNA fragment was prepared. RIK7051 (Example 7(3)) was transformed with the prepared DNA fragment, and a transformant showing tryptophan auxotrophy and histidine non-auxotrophy was selected. The selected transformant was obtained as RIK7221. This is a double recombinant cell having a target gene (rrnOantiSD10) at two positions on DNA and having no drug resistance marker.

本実施例における組換え体の作製手順のフローを以下に示す。 The flow of the procedure for producing a recombinant in this example is shown below.

Claims (28)

組換え微生物の製造方法であって、
(1)第1の加水分解酵素発現カセットと第1の選択マーカーとを共発現する宿主微生物の細胞を調製すること、
ここで、
該第1の加水分解酵素発現カセットは、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結された第1の加水分解酵素遺伝子とを含むDNAであり、かつ
該第1の加水分解酵素発現カセットは、該細胞のDNA中の第1の変異対象領域と置換されている;
(2)該細胞を、該第1の加水分解酵素の基質を含有する該第1の選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上で増殖かつハローを形成した細胞を、該第1の加水分解酵素発現カセットを含有する細胞として選択すること;
(3)該(2)で選択した細胞に第2の選択マーカーの発現能を付与し、かつ該第1の加水分解酵素発現カセットを第1の組換えカセットで置換すること;及び、
(4)該(3)で調製した細胞を、該第1の加水分解酵素の基質を含有する該第2の選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上でハローを形成せずに増殖する細胞を、該第1の組換えカセットを含有する細胞として選択すること、
を包含する、方法。
A method for producing a recombinant microorganism, comprising:
(1) preparing cells of a host microorganism that co-expresses a first hydrolase expression cassette and a first selectable marker,
here,
The first hydrolase expression cassette is a DNA containing a promoter and a first hydrolase gene operably linked to the promoter, and the first hydrolase expression cassette is Replaced with the first region of interest in the DNA of the cell;
(2) The cells are cultivated in the selection medium having the first selection marker-containing strain containing the substrate for the first hydrolase, and the cells that grow on the medium and form halo are the first cells. Selecting as cells containing a hydrolase expression cassette;
(3) giving the cell selected in (2) the ability to express a second selectable marker and replacing the first hydrolase expression cassette with a first recombination cassette; and
(4) The cells prepared in (3) are cultured in the second selection marker-bearing strain selection medium containing the substrate for the first hydrolase, and the cells are grown on the medium without forming halos. Selecting cells as the cells containing the first recombination cassette,
Including the method.
前記第1の選択マーカーを発現する細胞が、第1の選択マーカー発現カセットを導入された細胞であり、該第1の選択マーカー発現カセットが、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結された第1の選択マーカー遺伝子とを含むDNAである、請求項1記載の方法。 The cell expressing the first selectable marker is a cell into which the first selectable marker expression cassette has been introduced, and the first selectable marker expression cassette is a promoter and a first operably linked to the promoter. The method according to claim 1, which is a DNA containing one selection marker gene. 前記細胞への前記第2の選択マーカーの発現能の付与が、該細胞への第2の選択マーカー発現カセットの導入であり、該第2の選択マーカー発現カセットが、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結された第2の選択マーカー遺伝子とを含むDNAである、請求項1又は2記載の方法。 The imparting of the expression ability of the second selectable marker to the cells is the introduction of the second selectable marker expression cassette into the cells, and the second selectable marker expression cassette operates with a promoter and the promoter. The method according to claim 1 or 2, which is a DNA containing a second selectable marker gene operably linked to the DNA. 前記(3)において、前記細胞の前記第1の選択マーカーの発現能を欠失させることをさらに含む、請求項1〜3のいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, further comprising deleting the expression ability of the first selectable marker in the cell in the step (3). 前記第1の選択マーカーの発現能の欠失が、前記第2の選択マーカー発現カセットによる前記第1の選択マーカー発現カセットの置換である、請求項4記載の方法。 The method according to claim 4, wherein the lack of expression ability of the first selectable marker is replacement of the first selectable marker expression cassette with the second selectable marker expression cassette. 前記第1の選択マーカー発現カセットが、プロモーター、前記第1の選択マーカー遺伝子、及び不活性化された前記第2の選択マーカー遺伝子を含むDNAであり、かつ
前記第2の選択マーカー発現カセットが、プロモーター、不活性化された前記第1の選択マーカー遺伝子、及び前記第2の選択マーカー遺伝子を含むDNAである、
請求項5記載の方法。
The first selection marker expression cassette is a DNA containing a promoter, the first selection marker gene, and the inactivated second selection marker gene, and the second selection marker expression cassette, A DNA containing a promoter, the inactivated first selectable marker gene, and the second selectable marker gene,
The method according to claim 5.
前記第1の加水分解酵素発現カセットに含まれるプロモーター、前記第1の選択マーカー発現カセットに含まれるプロモーター、及び前記第2の選択マーカー発現カセットに含まれるプロモーターが、同一又は別々の、前記宿主微生物の対数増殖期に発現するプロモーターである、請求項1〜6のいずれか1項記載の方法。 The host microorganism wherein the promoter contained in the first hydrolase expression cassette, the promoter contained in the first selection marker expression cassette, and the promoter contained in the second selection marker expression cassette are the same or different. The method according to any one of claims 1 to 6, which is a promoter that is expressed in the logarithmic growth phase. 前記第1の加水分解酵素遺伝子が、プロテアーゼ遺伝子、アミラーゼ遺伝子、セルラーゼ遺伝子、β−ガラクトシダーゼ遺伝子、β−グルクロニダーゼ遺伝子及びリパーゼ遺伝子からなる群より選択される、請求項1〜7のいずれか1項記載の方法。 8. The first hydrolase gene is selected from the group consisting of a protease gene, an amylase gene, a cellulase gene, a β-galactosidase gene, a β-glucuronidase gene, and a lipase gene. the method of. 前記第1の組換えカセットが、目的遺伝子、プロモーター、ターミネーター及び転写調節領域からなる群より選択される1種以上を含むDNAである、請求項1〜8のいずれか1項記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the first recombination cassette is a DNA containing at least one selected from the group consisting of a target gene, a promoter, a terminator, and a transcriptional regulatory region. 前記第1の組換えカセットが、制御領域と作動可能に連結されている目的遺伝子を含むDNAである、請求項1〜8のいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the first recombination cassette is a DNA containing a gene of interest operably linked to a control region. 前記第1の組換えカセットが遺伝子欠失用断片である、請求項1〜8のいずれか1項記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the first recombination cassette is a fragment for gene deletion. 前記宿主微生物がバチルス属菌である、請求項1〜11のいずれか1項記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the host microorganism is a bacterium of the genus Bacillus. 前記バチルス属菌が枯草菌又はその変異株である、請求項12記載の方法。 The method according to claim 12, wherein the Bacillus is Bacillus subtilis or a mutant strain thereof. さらに以下の(1')〜(4')を1回以上繰り返す、請求項1〜13のいずれか1項記載の方法:
(1')前記(4)又は下記(4')で選択された細胞のDNA中のさらなる変異対象領域を、さらなる加水分解酵素発現カセットで置換し、かつ該細胞にさらなる選択マーカーの発現能を付与すること、
ここで、該さらなる加水分解酵素発現カセットは、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結されたさらなる加水分解酵素遺伝子とを含むDNAである;
(2')該細胞を、該さらなる加水分解酵素の基質を含有する該さらなる選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上で増殖かつハローを形成した細胞を、該さらなる加水分解酵素発現カセットを含有する細胞として選択すること;
(3')該(2')で選択した細胞に、該さらなる選択マーカーとは別の選択マーカーの発現能を付与し、かつ該さらなる加水分解酵素発現カセットを、さらなる組換えカセットで置換すること;及び
(4')該(3')で調製した細胞を、該さらなる加水分解酵素の基質を含有する該別の選択マーカー保有株選択培地で培養し、該培地上でハローを形成せずに増殖する細胞を、該さらなる組換えカセットを含有する細胞として選択すること。
The method according to any one of claims 1 to 13, further comprising repeating the following (1') to (4') one or more times:
(1′) Substituting the additional mutation target region in the DNA of the cell selected in the above (4) or the following (4′) with an additional hydrolase expression cassette, and allowing the cell to express an additional selectable marker. To give,
Wherein the additional hydrolase expression cassette is a DNA containing a promoter and an additional hydrolase gene operably linked to the promoter;
(2′) The cells are cultured in a selection medium having the additional selection marker-containing strain containing a substrate of the additional hydrolase, and the cells that grow and form halo on the medium are added to the additional hydrolase expression cassette. Selecting as cells containing
(3′) imparting to the cells selected in (2′) the ability to express a selectable marker different from the additional selectable marker, and replacing the additional hydrolase expression cassette with an additional recombinant cassette And (4′) culturing the cell prepared in (3′) in the selective medium having the other selective marker-containing strain containing a substrate for the additional hydrolase, without forming a halo on the medium. Selecting proliferating cells as cells containing said additional recombination cassette.
前記細胞への前記さらなる選択マーカーの発現能の付与が、該細胞へのさらなる選択マーカー発現カセットの導入であり、該さらなる選択マーカー発現カセットが、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結されたさらなる選択マーカー遺伝子とを含むDNAである、請求項14記載の方法。 Giving the cell the ability to express the additional selectable marker is the introduction of the additional selectable marker expression cassette into the cell, the additional selectable marker expression cassette being a promoter and a further operably linked to the promoter. The method according to claim 14, which is a DNA containing a selectable marker gene. 前記細胞への前記別の選択マーカーの発現能の付与が、該細胞への別の選択マーカー発現カセットの導入であり、該別の選択マーカー発現カセットが、プロモーターと、該プロモーターに作動可能に連結された別の選択マーカー遺伝子とを含むDNAである、請求項14又は15記載の方法。 Giving the cell the ability to express the other selectable marker is introduction of the other selectable marker expression cassette into the cell, and the other selectable marker expression cassette is operably linked to a promoter. 16. The method according to claim 14 or 15, which is a DNA containing the selected another selectable marker gene. 前記(3')において、前記細胞の前記さらなる選択マーカーの発現能を欠失させることをさらに含む、請求項14〜16のいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 14 to 16, further comprising, in (3′), deleting the ability of the cell to express the additional selectable marker. 前記さらなる選択マーカーの発現能の欠失が、前記別の選択マーカー発現カセットによる前記さらなる選択マーカー発現カセットの置換である、請求項17記載の方法。 18. The method of claim 17, wherein the lack of expression ability of said additional selectable marker is the replacement of said additional selectable marker expression cassette by said another selectable marker expression cassette. 前記さらなる選択マーカー発現カセットが前記第1選択マーカー発現カセットであり、前記別の選択マーカー発現カセットが前記第2選択マーカー発現カセットである、請求項18記載の方法。 19. The method of claim 18, wherein the additional selectable marker expression cassette is the first selectable marker expression cassette and the alternative selectable marker expression cassette is the second selectable marker expression cassette. 前記さらなる選択マーカー発現カセットが、プロモーター、前記第1の選択マーカー遺伝子、及び不活性化された前記第2の選択マーカー遺伝子を含むDNAであり、かつ
前記別の選択マーカー発現カセットが、プロモーター、不活性化された前記第1の選択マーカー遺伝子、及び前記第2の選択マーカー遺伝子を含むDNAである、
請求項19記載の方法。
The further selection marker expression cassette is a DNA containing a promoter, the first selection marker gene, and the inactivated second selection marker gene, and the another selection marker expression cassette is a promoter, A DNA containing the activated first selection marker gene and the second selection marker gene,
The method according to claim 19.
前記さらなる加水分解酵素発現カセットに含まれるプロモーター、前記さらなる選択マーカー発現カセットに含まれるプロモーター、及び前記別の選択マーカー発現カセットに含まれるプロモーターが、同一又は別々の、前記宿主微生物の対数増殖期に発現するプロモーターである、請求項14〜20のいずれか1項記載の方法。 The promoter contained in the further hydrolase expression cassette, the promoter contained in the further selectable marker expression cassette, and the promoter contained in the another selectable marker expression cassette are the same or different in the logarithmic growth phase of the host microorganism. The method according to any one of claims 14 to 20, which is a promoter that expresses. 前記さらなる加水分解酵素遺伝子が、プロテアーゼ遺伝子、アミラーゼ遺伝子、セルラーゼ遺伝子、β−ガラクトシダーゼ遺伝子、β−グルクロニダーゼ遺伝子及びリパーゼ遺伝子からなる群より選択される、請求項14〜21のいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 14 to 21, wherein the further hydrolase gene is selected from the group consisting of a protease gene, an amylase gene, a cellulase gene, a β-galactosidase gene, a β-glucuronidase gene and a lipase gene. .. 前記第1加水分解酵素遺伝子と前記さらなる加水分解酵素遺伝子が同じ遺伝子である、請求項22記載の方法。 23. The method of claim 22, wherein the first hydrolase gene and the additional hydrolase gene are the same gene. 前記さらなる組換えカセットが、目的遺伝子、プロモーター、ターミネーター及び転写調節領域からなる群より選択される1種以上を含むDNAである、請求項14〜23のいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 14 to 23, wherein the additional recombination cassette is a DNA containing at least one selected from the group consisting of a gene of interest, a promoter, a terminator, and a transcriptional regulatory region. 前記さらなる組換えカセットが、制御領域と作動可能に連結されている目的遺伝子を含むDNAである、請求項14〜23のいずれか1項記載の方法。 24. The method according to any one of claims 14 to 23, wherein the additional recombination cassette is a DNA containing a gene of interest operably linked to a control region. 前記さらなる組換えカセットが遺伝子欠失用断片である、請求項14〜23のいずれか1項記載の方法。 24. The method of any of claims 14-23, wherein the additional recombination cassette is a gene deletion fragment. 前記(4)で選択された細胞に含まれる選択マーカー発現カセットを削除することをさらに含む、請求項1〜13のいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 13, further comprising deleting the selectable marker expression cassette contained in the cells selected in (4). 前記(4')で選択された細胞に含まれる選択マーカー発現カセットを削除することをさらに含む、請求項14〜26のいずれか1項記載の方法。 27. The method of any of claims 14-26, further comprising deleting the selectable marker expression cassette contained in the cells selected in (4').
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