JP7151279B2 - Production method of sterols - Google Patents

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IPOD IPOD FERM BP-22342FERM BP-22342

本発明は、ラビリンチュラ類微生物を利用したステロールの製造法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing sterols using Labyrinthulid microorganisms.

ステロールは、動物、植物、真菌等の各種生物において見出されるステロイド誘導体である。ステロールは、例えば、それらステロールを有する生物資源からの抽出により製造されている。また、従属栄養微生物であるラビリンチュラ類の中にはコレステロール等のステロールを生産するものが知られている(非特許文献1)。また、ラビリンチュラ類微生物の改変株を用いたステロールの製造法も報告されている。 Sterols are steroid derivatives found in various organisms such as animals, plants and fungi. Sterols have been produced, for example, by extraction from biological resources that contain them. Labyrinthula, which are heterotrophic microorganisms, are known to produce sterols such as cholesterol (Non-Patent Document 1). A method for producing sterols using modified strains of Labyrinthulid microorganisms has also been reported.

ステロールは、ステロールエステル等の各種派生物の形態でも存在し得る。 Sterols can also be present in the form of various derivatives such as sterol esters.

ヒト等の高等動物においては、アシルCoA:コレステロールアシルトランスフェラーゼ(acyl-coenzyme A:cholesterol acyltransferase;ACAT)の作用により、コレステロ
ールからコレステロールエステルが生成することが知られている。また、酵母においては、アシルCoA:ステロールアシルトランスフェラーゼ(acyl-coenzyme A:sterol acyltransferase;ASAT)の作用により、エルゴステロールやラノステロール等のステロールからステロールエステルが生成することが知られている(非特許文献2)。
In higher animals such as humans, it is known that cholesterol ester is produced from cholesterol by the action of acyl-coenzyme A: cholesterol acyltransferase (ACAT). Also, in yeast, acyl-coenzyme A: sterol acyltransferase (ASAT) is known to produce sterol esters from sterols such as ergosterol and lanosterol (non-patent literature 2).

また、コレステロール生産能を有するラビリンチュラ類微生物においてホスホリピッドステロールアシルトランスフェラーゼ(PSAT)をコードするPSAT1遺伝子の発現を増強す
ることにより、コレステロールエステルが生成したことが報告されている(非特許文献3)。
In addition, it has been reported that cholesterol esters were produced by enhancing the expression of the PSAT1 gene, which encodes phospholipid sterol acyltransferase (PSAT), in Labyrinthulid microorganisms capable of producing cholesterol (Non-Patent Document 3). .

ジアシルグリセロールアシルトランスフェラーゼ(diacylglycerol acyltransferase;DGAT)は、アシルCoAからジアシルグリセロールにアシル基を転移しトリアシルグリセロールを生成する反応を触媒する酵素である(EC 2.3.1.20)。DGATとしては、2つのフ
ァミリー(DGAT1とDGAT2)が知られている(非特許文献4)。DGATとステロールエステル等のステロール生産との関連は知られていない。
Diacylglycerol acyltransferase (DGAT) is an enzyme that catalyzes the reaction that transfers an acyl group from acyl-CoA to diacylglycerol to produce triacylglycerol (EC 2.3.1.20). As DGAT, two families (DGAT1 and DGAT2) are known (Non-Patent Document 4). The relationship between DGAT and sterol production such as sterol esters is unknown.

Weete JD, et al., Lipids and ultrastructure of Thraustochytrium sp. ATCC 26185., Lipids. 1997 Aug;32(8):839-45.Weete JD, et al., Lipids and ultrastructure of Thraustochytrium sp. ATCC 26185., Lipids. 1997 Aug;32(8):839-45. Zweytick D, et al., Contribution of Are1p and Are2p to steryl ester synthesis in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Eur J Biochem. 2000 Feb; 267(4): 1075-82.Zweytick D, et al., Contribution of Are1p and Are2p to steryl ester synthesis in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Eur J Biochem. 2000 Feb; 267(4): 1075-82. 石丸ら、海洋微生物ラビリンチュラ類におけるPUFA含有ステロールエステルの合成機構、日本農芸化学会2016年度大会要旨集Ishimaru et al., Mechanism of synthesis of PUFA-containing sterol esters in marine microorganism Labyrinthulids, Abstracts of the 2016 Annual Meeting of the Japan Society for Bioscience, Biotechnology and Agrochemistry Chi-Liang Eric Yen, et al., DGAT enzymes and triacylglycerol biosynthesis. J Lipid Res. 2008 Nov; 49(11): 2283-2301.Chi-Liang Eric Yen, et al., DGAT enzymes and triacylglycerol biosynthesis. J Lipid Res. 2008 Nov; 49(11): 2283-2301.

本発明は、ステロールの製造法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a method for producing sterols.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、DGATの活性が増大するようにラビリンチュラ類微生物を改変することにより同微生物のステロール生産能を向上させることができることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventor found that by modifying a Labyrinthulea microorganism to increase the activity of DGAT, the sterol-producing ability of the microorganism can be improved. , completed the present invention.

すなわち、本発明は以下の通り例示できる。
[1]
ステロールの製造方法であって、
ステロール生産能を有するラビリンチュラ類微生物を培地で培養すること、
前記培養により生成した菌体からステロールを回収すること、
を含み、
前記微生物が、ジアシルグリセロールアシルトランスフェラーゼ(DGAT)の活性が非改変株と比較して増大するように改変されている、方法。
[2]
前記DGATが、DGAT2である、前記方法。
[3]
前記DGATが、下記(a)、(b)、または(c)に記載のタンパク質である、前記方法:
(a)配列番号に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(b)配列番号に示すアミノ酸配列において、1~10個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含むアミノ酸配列を含み、且つ、DGAT活性を有するタンパク質;
(c)配列番号に示すアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、且つ、DGAT活性を有するタンパク質。
[4]
前記DGATをコードする遺伝子の発現を上昇させることにより、前記DGATの活性が増大した、前記方法。
[5]
前記遺伝子の発現が、該遺伝子のコピー数を高めること、および/または該遺伝子の発現調節配列を改変することによって上昇した、前記方法。
[6]
前記ステロールが、コレステロールである、前記方法。
[7]
前記ステロールが、ステロールエステルである、前記方法。
[8]
前記微生物が、さらに、下記性質(A)および/または(B)を有する、前記方法:
(A)前記微生物が、ステロール24-C-メチルトランスフェラーゼの活性が非改変株と比較して低下するように改変されている;
(B)前記微生物が、24-デヒドロコレステロールレダクターゼの活性が非改変株と比較して増大するように改変されている。
[9]
前記微生物が、オーランチオキトリウム(Aurantiochytrium)属、シゾキトリウム(Schizochytrium)属、スラウストキトリウム(Thraustochytrium)属、またはパリエティキトリウム(Parietichytrium)属に属する微生物である、前記方法。
[10]
前記微生物が、オーランチオキトリウム(Aurantiochytrium)sp.1である、前記方法。
That is, the present invention can be exemplified as follows.
[1]
A method for producing a sterol, comprising:
culturing a Labyrinthulea microorganism having sterol-producing ability in a medium;
recovering sterols from the cells produced by the culture;
including
A method, wherein the microorganism has been modified to have an increased diacylglycerol acyltransferase (DGAT) activity compared to an unmodified strain.
[2]
The above method, wherein the DGAT is DGAT2.
[3]
The method, wherein the DGAT is a protein according to (a), (b), or (c) below:
(a) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 ;
(b) a protein comprising an amino acid sequence containing substitutions, deletions, insertions, and/or additions of 1 to 10 amino acid residues in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having DGAT activity;
(c) A protein comprising an amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having DGAT activity.
[4]
The above method, wherein the activity of the DGAT is increased by increasing the expression of the gene encoding the DGAT.
[5]
The above method, wherein the expression of the gene is increased by increasing the copy number of the gene and/or by modifying the expression regulatory sequence of the gene.
[6]
The above method, wherein the sterol is cholesterol.
[7]
The above method, wherein the sterol is a sterol ester.
[8]
The method, wherein the microorganism further has the following properties (A) and/or (B):
(A) the microorganism has been modified such that the activity of sterol 24-C-methyltransferase is reduced compared to an unmodified strain;
(B) the microorganism is modified such that the activity of 24-dehydrocholesterol reductase is increased compared to an unmodified strain;
[9]
The above method, wherein the microorganism belongs to the genus Aurantiochytrium, Schizochytrium, Thraustochytrium, or Parietichytrium.
[10]
The above method, wherein the microorganism is Aurantiochytrium sp.1.

本発明により、ラビリンチュラ類微生物のステロール生産能を向上させることができ、ステロールを効率よく製造することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the sterol-producing ability of Labyrinthulid microorganisms can be improved, and sterols can be produced efficiently.

以下、本発明を詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below.

<1>本発明の微生物
本発明の微生物は、DGATの活性が増大するように改変された、ステロール生産能を有するラビリンチュラ類微生物である。
<1> Microorganism of the Present Invention The microorganism of the present invention is a sterol-producing Labyrinthulid microorganism that has been modified to increase DGAT activity.

<1-1>ラビリンチュラ類微生物
「ラビリンチュラ類微生物」とは、ラビリンチュラ類に分類される微生物をいう。ラビリンチュラ類微生物としては、オーランチオキトリウム(Aurantiochytrium)属、シゾキトリウム(Schizochytrium)属、スラウストキトリウム(Thraustochytrium)属、パリエティキトリウム(Parietichytrium)属、ラビリンチュラ(Labyrinthula)属、アルトル
ニア(Althornia)属、アプラノキトリウム(Aplanochytrium)属、イァポノキトリウム
(Japonochytrium)属、ラビリンチュロイデス(Labyrinthuloides)属、ウルケニア(Ulkenia)属、オブロンギキトリウム(Oblongichytrium)属、ボトリオキトリウム(Botryochytrium)属、およびシクヨイドキトリウム(Sicyoidochytrium)属等の属に属する微生物が挙げられる。ラビリンチュラ類微生物としては、特に、Aurantiochytrium属微生物、Schizochytrium属微生物、Thraustochytrium属微生物、Parietichytrium属微生物が挙げ
られる。ラビリンチュラ類微生物としては、さらに特には、Aurantiochytrium属微生物が挙げられる。Aurantiochytrium属微生物としては、例えば、Aurantiochytrium limacinum、Aurantiochytrium sp.1、Aurantiochytrium sp.2が挙げられる。Aurantiochytrium属微生物としては、特に、Aurantiochytrium sp.1が挙げられる。Schizochytrium属微生物と
しては、例えば、Schizochytrium aggregatumが挙げられる。Thraustochytrium属微生物
としては、例えば、Thraustochytrium aureumが挙げられる。Parietichytrium属微生物としては、例えば、Parietichytrium sarkarianumが挙げられる。Botryochytrium属微生物
としては、例えば、Botryochytrium radiatumが挙げられる。
<1-1> Labyrinthulea Microorganism The term “Labyrinthulan microorganism” refers to a microorganism classified into the Labyrinthulea. Labyrinthula microorganisms include the genus Aurantiochytrium, the genus Schizochytrium, the genus Thraustochytrium, the genus Parietichytrium, the genus Labyrinthula, the genus Althornia , Aplanochytrium, Japonochytrium, Labyrinthuloides, Ulkenia, Oblongichytrium, Botryochytrium, and Examples thereof include microorganisms belonging to genera such as the genus Sicyoidochtrium. Labyrinthulid microorganisms include, in particular, Aurantiochytrium, Schizochytrium, Thraustochytrium, and Parietichytrium microorganisms. Labyrinthulid microorganisms more particularly include Aurantiochytrium microorganisms. Aurantiochytrium microorganisms include, for example, Aurantiochytrium limacinum, Aurantiochytrium sp.1, and Aurantiochytrium sp.2. Aurantiochytrium genus microorganisms include, in particular, Aurantiochytrium sp.1. Schizochytrium microorganisms include, for example, Schizochytrium aggregatum. Thraustochytrium microorganisms include, for example, Thraustochytrium aureum. Parietichytrium genus microorganisms include, for example, Parietichytrium sarkarianum. Botryochytrium microorganisms include, for example, Botryochytrium radiatum.

「Aurantiochytrium sp.1」とは、Aurantiochytrium属の特定の1種をいい、具体的に
は、Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株(FERM BP-22342)が属する種をいう。言い換える
と、「Aurantiochytrium sp.1」とは、具体的には、Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株お
よび同株と同種に属する株で構成される一群の微生物をいう。Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株と同種に属する株としては、18S rDNAの塩基配列が、Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株の18S rDNAの塩基配列(配列番号9)に対して97%以上の同一性を有する株が挙げられる。Aurantiochytrium sp.1として、具体的には、例えば、AJ7869株に加えて、AJ7867株(FERM BP-22304)、AJ7868株(FERM BP-22290)、BURABG162株、SKE217株、SKE218株が挙げられる。また、上記例示したAurantiochytrium sp.1に属する株に由来する株(例
えば改変株)は、いずれも、Aurantiochytrium sp.1に包含される。
"Aurantiochytrium sp.1" refers to a specific species of the genus Aurantiochytrium, specifically to the species to which Aurantiochytrium sp.1 strain AJ7869 (FERM BP-22342) belongs. In other words, "Aurantiochytrium sp.1" specifically refers to a group of microorganisms composed of the Aurantiochytrium sp.1 strain AJ7869 and strains belonging to the same species. As a strain belonging to the same species as the Aurantiochytrium sp.1 AJ7869 strain, the 18S rDNA nucleotide sequence has 97% or more identity to the 18S rDNA nucleotide sequence (SEQ ID NO: 9) of the Aurantiochytrium sp.1 AJ7869 strain. is mentioned. Specific examples of Aurantiochytrium sp.1 include, in addition to the AJ7869 strain, the AJ7867 strain (FERM BP-22304), the AJ7868 strain (FERM BP-22290), the BURABG162 strain, the SKE217 strain, and the SKE218 strain. In addition, all of the strains (for example, modified strains) derived from the above-exemplified strains belonging to Aurantiochytrium sp.1 are included in Aurantiochytrium sp.1.

AJ7869株は、2017年8月8日に、独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センター(郵便番号292-0818、日本国千葉県木更津かずさ鎌足2-5-8 120号室)に受託番号FERM P-22342として寄託され、2018年7月8日にブダペスト条約に基づく国際寄託に移管され、受託番号FERM BP-22342が付与されている。 On August 8, 2017, the AJ7869 strain was deposited with the Patent Organism Depositary Center, National Institute of Technology and Evaluation (zip code 292-0818, room 120, 2-5-8 Kisarazu Kazusa Kamatari, Chiba Prefecture, Japan). Deposited as FERM P-22342 and transferred to the international deposit under the Budapest Treaty on July 8, 2018, with accession number FERM BP-22342.

また、ラビリンチュラ類微生物として、具体的には、例えば、Aurantiochytrium limacinum mh0186(FERM BP-11311)、Aurantiochytrium limacinum ATCC MYA-1381、Thraustochytrium aureum ATCC34304、Thraustochytrium sp. ATCC26185、Schizochytrium aggregatum ATCC28209、Schizochytrium sp. AL1Ac、Schizochytrium sp. SEK210(NBRC 102615)、Schizochytrium sp. SEK345(NBRC 102616)、Parietichytrium sarkarianum SEK364(FERM BP-11298)、Ulkenia sp. ATCC 28207、Botryochytrium radiatum SEK353(NBRC 104107)も挙げられる。 In addition, specific examples of Labyrinthulid microorganisms include Aurantiochytrium limacinum mh0186 (FERM BP-11311), Aurantiochytrium limacinum ATCC MYA-1381, Thraustochytrium aureum ATCC34304, Thraustochytrium sp. SEK210 (NBRC 102615), Schizochytrium sp. SEK345 (NBRC 102616), Pariatichytrium sarkarianum SEK364 (FERM BP-11298), Ulkenia sp. ATCC 28207, Botryochytrium radiatum SEK353 (NBRC 104107).

これらの菌株は、例えば、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(住所12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852 P.O. Box 1549, Manassas, VA 20108, United States of America)より分譲を受けることができる。すなわち各菌株に対応する
登録番号が付与されており、この登録番号を利用して分譲を受けることができる(http://www.atcc.org/参照)。各菌株に対応する登録番号は、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションのカタログに記載されている。また、これらの菌株は、例えば、各菌株が寄託された寄託機関から入手することができる。
These strains can be obtained, for example, from the American Type Culture Collection (Address: 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852 PO Box 1549, Manassas, VA 20108, United States of America). That is, a registration number corresponding to each strain is assigned, and this registration number can be used to obtain distribution (see http://www.atcc.org/). The accession number corresponding to each strain can be found in the catalog of the American Type Culture Collection. In addition, these strains can be obtained, for example, from the depository to which each strain has been deposited.

本発明の微生物は、上記例示したようなラビリンチュラ類微生物を適宜改変することにより得ることができる。すなわち、本発明の微生物は、上記例示したようなラビリンチュラ類微生物に由来する改変株であってよい。本発明の微生物は、特に、Aurantiochytrium
sp.1 AJ7869株に由来する改変株であってもよい。
The microorganism of the present invention can be obtained by appropriately modifying the Labyrinthulid microorganisms exemplified above. That is, the microorganism of the present invention may be a modified strain derived from Labyrinthulid microorganisms as exemplified above. The microorganisms of the invention are in particular Aurantiochytrium
It may be a modified strain derived from the sp.1 AJ7869 strain.

<1-2>ステロール生産能
本発明の微生物は、ステロール生産能を有する。「ステロール生産能を有する微生物」とは、培地で培養したときに、目的とするステロールを生成し、回収できる程度に菌体内に蓄積する能力を有する微生物をいう。本発明の微生物は、1種のステロールの生産能を有していてもよく、2種またはそれ以上のステロールの生産能を有していてもよい。
<1-2> Sterol-producing ability The microorganism of the present invention has sterol-producing ability. The term “microorganism capable of producing sterol” refers to a microorganism capable of producing a desired sterol when cultured in a medium and accumulating it within the cell to the extent that it can be recovered. The microorganism of the present invention may have one type of sterol-producing ability, or may have two or more types of sterol-producing ability.

本発明の微生物は、本来的にステロール生産能を有するものであってもよく、ステロール生産能を有するように改変されたものであってもよい。例えば、上記例示したようなラビリンチュラ類微生物を、そのまま、あるいはステロール生産能を付与または増強して、ステロール生産能を有する微生物として用いることができる。ステロール生産能を付与または増強する方法は特に制限されない。例えば、DGATの活性を増大させる改変やその他後述するような改変等の各種改変をラビリンチュラ類微生物に導入することにより、ステロール生産能を付与または増強することができる。 The microorganism of the present invention may be one that inherently has sterol-producing ability, or one that has been modified to have sterol-producing ability. For example, Labyrinthulid microorganisms such as those exemplified above can be used as microorganisms having sterol-producing ability as they are or after imparting or enhancing sterol-producing ability. A method for imparting or enhancing sterol-producing ability is not particularly limited. For example, sterol-producing ability can be imparted or enhanced by introducing various modifications such as modifications that increase DGAT activity and other modifications described later into Labyrinthulea microorganisms.

「ステロール」とは、C3位に水酸基を有するステロイド誘導体の総称である。「ステロイド」とは、シクロペンタノヒドロフェナントレン環骨格を有する化合物の総称である。すなわち、「ステロール」とは、具体的には、C3位に水酸基を有するシクロペンタノヒドロフェナントレン環骨格を有する化合物の総称である。同骨格を、ステロールの「基本骨格」ともいう。 "Sterol" is a general term for steroid derivatives having a hydroxyl group at the C3 position. "Steroid" is a general term for compounds having a cyclopentanohydrophenanthrene ring skeleton. Specifically, "sterol" is a general term for compounds having a cyclopentanohydrophenanthrene ring skeleton having a hydroxyl group at the C3 position. This skeleton is also referred to as the "basic skeleton" of sterols.

ステロールは、上記基本骨格において種々の置換基を有していてよい。ステロールが有する代表的な置換基としては、C10位のメチル基、C13位のメチル基、C17位のアルキル基が挙げられる。アルキル基は、例えば、直鎖状でも分岐鎖状でも環状でもよく、飽和でも不飽和でもよい。また、シクロペンタノヒドロフェナントレン環骨格は、1またはそれ以上の二重結合を含んでいてもよい。 The sterol may have various substituents on the basic skeleton. Representative substituents of sterols include a methyl group at the C10-position, a methyl group at the C13-position, and an alkyl group at the C17-position. Alkyl groups can be, for example, linear, branched or cyclic, saturated or unsaturated. Also, the cyclopentanohydrophenanthrene ring skeleton may contain one or more double bonds.

ステロイドが有する代表的な骨格としては、コレスタン(cholestane)、コラン(cholane)、プレグナン(pregnane)、アンドロスタン(androstane)、エストラン(estrane)が挙げられる。すなわち、代表的なステロールとしては、コレスタン、コラン、プレグナン、アンドロスタン、またはエストランのC3位に水酸基が導入された骨格を有する化合物が挙げられる。 Representative skeletons of steroids include cholestane, cholane, pregnane, androstane, and estrane. That is, representative sterols include compounds having a skeleton in which a hydroxyl group is introduced at the C3 position of cholestane, cholane, pregnane, androstane, or estrane.

ステロールとしては、動物ステロール、植物ステロール、真菌ステロールが挙げられる。「動物ステロール」、「植物ステロール」、「真菌ステロール」とは、それぞれ、動物、植物、真菌において見出されるステロールをいう。 Sterols include animal sterols, plant sterols and fungal sterols. "Animal sterol", "plant sterol" and "fungal sterol" refer to sterols found in animals, plants and fungi, respectively.

動物ステロールとしては、コレステロール、7-デヒドロコレステロール、グリココール酸、タウロコール酸、コール酸、エストラジオール、エストロン、エチニルエストラジオール、エストリオール、デヒドロエピアンドロステロン、メチルアンドロステンジオール、5β-プレグナン-3α,20α-ジオール、プレグネノロン、ケノデオキシコール酸、デヒドロコール酸、ジヒドロキシコレステロール、ジギトキシゲニン、デスモステロール、ラソステロールが挙げられる。動物ステロールとしては、特に、コレステロールや7-デヒドロコレステロールが挙げられる。動物ステロールとして、さらに特には、コレステロールが挙げられる。 Animal sterols include cholesterol, 7-dehydrocholesterol, glycocholic acid, taurocholic acid, cholic acid, estradiol, estrone, ethinylestradiol, estriol, dehydroepiandrosterone, methylandrostenediol, 5β-pregnane-3α,20α- Diol, pregnenolone, chenodeoxycholic acid, dehydrocholic acid, dihydroxycholesterol, digitoxygenin, desmosterol, lathosterol. Animal sterols include, inter alia, cholesterol and 7-dehydrocholesterol. Animal sterols more particularly include cholesterol.

植物ステロールとしては、7-デヒドロポリフェラステロール、スティグマステロール、4-メチル-7,22-スティグマスタジエノール、β-シトステロール、ブラシカステロール、カンペステロール、ジオスゲニン、オレアノール酸、ベツリン酸、ウルソール酸、ヘコゲニン、サルササポゲニン、イソフコステロール、アベナステロール、Δ7-スティグマステノール、Δ7-カンペステノール、フコステロール、サルガステロールが挙げられる。植物ステロールとしては、特に、C24位がメチルまたはエチルであるものが挙げられる。植物ステロールとして、さらに特には、スティグマステロールやブラシカステロールが挙げられる。 Plant sterols include 7-dehydropolyferasterol, stigmasterol, 4-methyl-7,22-stigmasteradienol, β-sitosterol, brassicasterol, campesterol, diosgenin, oleanolic acid, betulinic acid, ursolic acid, hecogenin, sarsasapogenin, isofucosterol, avenasterol, Δ7-stigmastenol, Δ7-campestenol, fucosterol, sargasterol. Plant sterols particularly include those in which the C24 position is methyl or ethyl. Plant sterols more particularly include stigmasterol and brassicasterol.

真菌ステロールとしては、エルゴステロールや7-ジヒドロエルゴステロールが挙げられる。真菌ステロールとしては、特に、エルゴステロールが挙げられる。 Fungal sterols include ergosterol and 7-dihydroergosterol. Fungal sterols include, inter alia, ergosterol.

また、ステロールとしては、プロビタミンD類が挙げられる。プロビタミンD類としては、7-デヒドロコレステロール(プロビタミンD3)やエルゴステロール(プロビタミンD2)が挙げられる。プロビタミンD類としては、特に、7-デヒドロコレステロールが挙げられる。 Moreover, a provitamin D is mentioned as a sterol. Provitamin Ds include 7-dehydrocholesterol (provitamin D3) and ergosterol (provitamin D2). Pro-vitamin Ds include, inter alia, 7-dehydrocholesterol.

ステロールは、遊離型に限られず、各種派生物の形態でも存在し得る。よって、「ステロール」とは、特記しない限り、遊離型のステロールおよびその派生物を総称してよい。すなわち、「ステロール」とは、特記しない限り、遊離型のステロール、その派生物、またはそれらの混合物を意味してよい。ステロールの派生物としては、ステロールエステル、ステリルグルコシド、アシルステリルグルコシドが挙げられる。すなわち、「ステロール」とは、具体的には、例えば、遊離型のステロール、ステロールエステル、ステリルグルコシド、アシルステリルグルコシド、またはそれらの混合物を意味してもよい。ステロールの派生物としては、特に、ステロールエステルが挙げられる。ステロールの派生物として、さらに特には、コレステロールエステルが挙げられる。 Sterols are not limited to free forms, but can also exist in the form of various derivatives. Therefore, unless otherwise specified, "sterol" may collectively refer to free sterols and derivatives thereof. Thus, "sterol" may mean sterol in free form, derivatives thereof, or mixtures thereof, unless otherwise specified. Sterol derivatives include sterol esters, steryl glucosides, acyl steryl glucosides. That is, "sterol" may specifically mean, for example, free sterols, sterol esters, steryl glucosides, acyl steryl glucosides, or mixtures thereof. Derivatives of sterols include in particular sterol esters. Derivatives of sterols more particularly include cholesterol esters.

「ステロールエステル」とは、遊離型ステロールのアシルエステル、すなわち、遊離型ステロールと脂肪酸がエステル結合で結合した構造を有する化合物をいう。言い換えると、ステロールエステルは、互いにエステル結合で結合した、遊離型ステロールに相当する部位と脂肪酸に相当する部位を有する。遊離型ステロールに相当する部位を「ステロール部位」ともいう。脂肪酸に相当する部位を「脂肪酸部位」または「アシル基」ともいう。エステル結合は、ステロールのC3位の水酸基と脂肪酸のカルボキシル基との間で形成することができる。よって、ステロールがエステルの形態で存在する場合、C3位の水酸基は残存していなくてよい。アシル基の種類は、特に制限されない。すなわち、アシル基の鎖長や不飽和度は、可変である。アシル基の鎖長は、例えば、C14~C26(例えば、C14、C16、C18、C20、C22、C24、またはC26)であってよい。アシル基は、飽和であってもよく
、不飽和であってもよい。アシル基は、1つまたはそれ以上(例えば、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、または6つ)の不飽和二重結合を有していてよい。アシル基に対応する脂肪酸として、具体的には、例えば、ミリスチン酸(14:0)、パルミチン酸(16:0)、ステアリン酸(18:0)、アラキジン酸(20:0)、ベヘン酸(22:0)、リグノセリン酸(24:0)
、セロチン酸(26:0)、ミリストレイン酸(14:1)、パルミトレイン酸(16:1)、オレイン酸(18:1)、リノール酸(18:2)、リノレン酸(18:3)、アラキドン酸(20:4)、エイコサペンタエン酸(EPA, 20:5)、ドコサペンタエン酸(DPA, 22:5)、ドコサヘキサエン酸(DHA, 22:6)が挙げられる。アシル基に対応する脂肪酸としては、特に、ドコサヘキ
サエン酸(DHA, 22:6)、ドコサペンタエン酸(DPA, 22:5)、パルミチン酸(16:0)が挙げられる。
The term “sterol ester” refers to an acyl ester of free sterol, that is, a compound having a structure in which a free sterol and a fatty acid are linked via an ester bond. In other words, a sterol ester has a site corresponding to a free sterol and a site corresponding to a fatty acid bound together by an ester bond. A site corresponding to a free sterol is also referred to as a "sterol site". A site corresponding to a fatty acid is also called a “fatty acid site” or an “acyl group”. An ester bond can be formed between the C3 hydroxyl group of a sterol and the carboxyl group of a fatty acid. Therefore, when the sterol exists in the form of an ester, the hydroxyl group at the C3 position may not remain. The type of acyl group is not particularly limited. That is, the chain length and degree of unsaturation of the acyl group are variable. The chain length of the acyl group can be, for example, C14-C26 (eg, C14, C16, C18, C20, C22, C24, or C26). Acyl groups may be saturated or unsaturated. Acyl groups can have one or more (eg, 1, 2, 3, 4, 5, or 6) unsaturated double bonds. Specific examples of fatty acids corresponding to acyl groups include myristic acid (14:0), palmitic acid (16:0), stearic acid (18:0), arachidic acid (20:0), behenic acid ( 22:0), lignoceric acid (24:0)
, cerotic acid (26:0), myristoleic acid (14:1), palmitoleic acid (16:1), oleic acid (18:1), linoleic acid (18:2), linolenic acid (18:3), Arachidonic acid (20:4), eicosapentaenoic acid (EPA, 20:5), docosapentaenoic acid (DPA, 22:5), docosahexaenoic acid (DHA, 22:6). Fatty acids corresponding to acyl groups include, inter alia, docosahexaenoic acid (DHA, 22:6), docosapentaenoic acid (DPA, 22:5), palmitic acid (16:0).

「ステリルグルコシド」とは、遊離型ステロールの配糖体をいう。「アシルステリルグルコシド」とは、ステロールエステルの配糖体をいう。 "Steryl glucoside" refers to glycosides of free sterols. "Acylsteryl glucoside" refers to glycosides of sterol esters.

<1-3>DGATの活性の増強
本発明の微生物は、DGATの活性が増大するように改変されている。本発明の微生物は、具体的には、DGATの活性が非改変株と比較して増大するように改変されている。DGATの活性が増大するようにラビリンチュラ類微生物を改変することにより、同微生物のステロール生産能を向上させることができる、すなわち、同微生物によるステロールの生産を増大させることができる。ステロール生産の増大としては、ステロール生産量の増大、ステロール生産速度の増大、ステロール収率の増大が挙げられる。ステロール生産量の増大としては、菌体重量当たりのステロール生産量の増大や、培養液量当たりのステロール生産量の増大が挙げられる。
<1-3> Enhancement of DGAT Activity The microorganism of the present invention is modified to enhance the activity of DGAT. Specifically, the microorganism of the present invention is modified such that the DGAT activity is increased compared to the unmodified strain. By modifying a Labyrinthulea microorganism to increase the activity of DGAT, the ability of the microorganism to produce sterols can be improved, ie, the production of sterols by the microorganism can be increased. Increased sterol production includes increased sterol production, increased sterol production rate, and increased sterol yield. An increase in the sterol production amount includes an increase in the sterol production amount per cell weight and an increase in the sterol production amount per culture medium volume.

本発明の微生物は、ステロール生産能を有するラビリンチュラ類微生物を、DGATの活性が増大するように改変することによって得ることができる。また、本発明の微生物は、DGATの活性が増大するようにラビリンチュラ類微生物を改変した後に、ステロール生産能を付与することによっても得ることができる。また、本発明の微生物は、DGATの活性を増大させる改変により、またはDGATの活性を増大させる改変と他の改変の組み合わせにより、ステロール生産能が付与されたものであってもよい。本発明において、本発明の微生物を構築するための改変は、任意の順番で実施することができる。 The microorganism of the present invention can be obtained by modifying a Labyrinthulea microorganism capable of producing sterols so as to increase the activity of DGAT. The microorganism of the present invention can also be obtained by modifying a Labyrinthulea microorganism to increase DGAT activity and then imparting sterol-producing ability. In addition, the microorganism of the present invention may be endowed with sterol-producing ability by modification that increases DGAT activity or by a combination of modification that increases DGAT activity and another modification. In the present invention, modifications for constructing the microorganism of the present invention can be performed in any order.

以下、DGATおよびそれをコードする遺伝子について説明する。 DGAT and the gene encoding it are described below.

「ジアシルグリセロールアシルトランスフェラーゼ(diacylglycerol acyltransferase;DGAT)」とは、アシルCoAからジアシルグリセロールにアシル基を転移しトリアシルグリセロールを生成する反応を触媒する活性を有するタンパク質(酵素)をいう(EC 2.3.1.20)。同活性を、「ジアシルグリセロールアシルトランスフェラーゼ活性(DGAT活性
)」ともいう。また、DGATをコードする遺伝子を「ジアシルグリセロールアシルトランスフェラーゼ遺伝子(DGAT遺伝子)」または「dgat遺伝子」ともいう。ジアシルグリセロールとしては、1,2-ジアシルグリセロールが挙げられる。
The term "diacylglycerol acyltransferase (DGAT)" refers to a protein (enzyme) that has the activity of catalyzing the reaction of transferring an acyl group from acyl-CoA to diacylglycerol to produce triacylglycerol (EC 2.3.1.20 ). The same activity is also referred to as "diacylglycerol acyltransferase activity (DGAT activity)". A gene encoding DGAT is also referred to as a "diacylglycerol acyltransferase gene (DGAT gene)" or "dgat gene". Diacylglycerols include 1,2-diacylglycerols.

DGAT活性は、例えば、アシルCoAの存在下で酵素を基質(ジアシルグリセロール)とインキュベートし、酵素および基質依存的な産物(トリアシルグリセロール)の生成を測定することにより、測定できる(Lardizabal KD, et al., DGAT2 is a new diacylglycerol acyltransferase gene family: purification, cloning, and expression in insect cells of two polypeptides from Mortierella ramanniana with diacylglycerol acyltransferase activity. J Biol Chem. 2001 Oct 19;276(42):38862-9.)。 DGAT activity can be measured, for example, by incubating the enzyme with a substrate (diacylglycerol) in the presence of an acyl-CoA and measuring the formation of an enzyme- and substrate-dependent product (triacylglycerol) (Lardizabal KD, et al. al., DGAT2 is a new diacylglycerol acyltransferase gene family: purification, cloning, and expression in insect cells of two polypeptides from Mortierella ramanniana with diacylglycerol acyltransferase activity. J Biol Chem. 2001 Oct 19;276(42):38862-9.) .

DGAT遺伝子およびDGATとしては、ラビリンチュラ類微生物等の各種生物のものが挙げられる。ラビリンチュラ類微生物等の各種生物が有するDGAT遺伝子およびDGATの塩基配列およびアミノ酸配列は、例えば、NCBI(National Center for Biotechnology Information
)等の公開データベースから取得できる。DGATとしては、ジアシルグリセロールアシルトランスフェラーゼ1(DGAT1)やジアシルグリセロールアシルトランスフェラーゼ2(DGA
T2)が挙げられる。DGATとしては、特に、DGAT2が挙げられる。DGAT2として、具体的には、Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株のDGAT2Bが挙げられる。また、DGAT2として、具体的
には、Chlamydomonas reinhardtiiのDGTT4、Nannochloropsis sp.のDGAT2A、DGAT2B、DGAT2C、DGAT2D、DGAT2E、DGAT2F、DGAT2G、DGAT2H、DGAT2I、DGAT2J、DGAT2K、Volvox carteri f. nagariensisのDGAT2、Ostreococcus tauriのDGAT2も挙げられる(WO2015/137449
)。Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株のDGAT2B遺伝子の塩基配列、及び同遺伝子がコードするDGAT2Bのアミノ酸配列を、それぞれ配列番号1および2に示す。すなわち、DGAT遺伝子は、例えば、配列番号1に示す塩基配列を有する遺伝子であってよい。また、DGATは、例えば、配列番号2に示すアミノ酸配列を有するタンパク質であってよい。なお、「(アミノ酸または塩基)配列を有する」という表現は、特記しない限り、当該「(アミノ酸または塩基)配列を含む」ことを意味し、当該「(アミノ酸または塩基)配列からなる」場合も包含する。
DGAT genes and DGATs include those of various organisms such as Labyrinthulid microorganisms. The DGAT gene possessed by various organisms such as Labyrinthulid microorganisms and the nucleotide and amino acid sequences of DGAT can be obtained, for example, from the NCBI (National Center for Biotechnology Information
) and other public databases. DGATs include diacylglycerol acyltransferase 1 (DGAT1) and diacylglycerol acyltransferase 2 (DGA
T2). DGATs include, in particular, DGAT2. DGAT2 specifically includes DGAT2B of Aurantiochytrium sp.1 AJ7869 strain. As DGAT2, specifically, Chlamydomonas reinhardtii DGTT4, Nannochloropsis sp. DGAT2 of tauri can also be mentioned (WO2015/137449
). The nucleotide sequence of the DGAT2B gene of Aurantiochytrium sp.1 AJ7869 strain and the amino acid sequence of DGAT2B encoded by the gene are shown in SEQ ID NOs: 1 and 2, respectively. That is, the DGAT gene may be, for example, a gene having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO:1. DGAT may also be a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO:2, for example. The expression "having a (amino acid or base) sequence" means "including the (amino acid or base) sequence" unless otherwise specified, and includes the case of "consisting of the (amino acid or base) sequence". do.

DGAT遺伝子は、元の機能が維持されている限り、上記例示したDGAT遺伝子(例えば配列番号1に示す塩基配列を有する遺伝子)のバリアントであってもよい。同様に、DGATは、元の機能が維持されている限り、上記例示したDGAT(例えば配列番号2に示すアミノ酸配列を有するタンパク質)のバリアントであってもよい。なお、そのような元の機能が維持されたバリアントを「保存的バリアント」という場合がある。「DGAT遺伝子」という用語は、上記例示したDGAT遺伝子に加えて、それらの保存的バリアントを包含するものとする。同様に、「DGAT」という用語は、上記例示したDGATに加えて、それらの保存的バリアントを包含するものとする。保存的バリアントとしては、例えば、上記例示したDGAT遺伝子およびDGATのホモログや人為的改変体が挙げられる。 The DGAT gene may be a variant of the DGAT gene exemplified above (for example, the gene having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1) as long as the original function is maintained. Similarly, DGAT may be a variant of the DGAT exemplified above (for example, a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2) as long as the original function is maintained. Note that such a variant in which the original function is maintained is sometimes referred to as a "conservative variant". The term "DGAT gene" shall encompass the DGAT genes exemplified above as well as conservative variants thereof. Similarly, the term "DGAT" shall encompass the DGATs exemplified above, as well as conservative variants thereof. Conservative variants include, for example, the above-exemplified DGAT genes, DGAT homologues, and artificial variants.

「元の機能が維持されている」とは、遺伝子またはタンパク質のバリアントが、元の遺伝子またはタンパク質の機能(活性や性質)に対応する機能(活性や性質)を有することをいう。遺伝子についての「元の機能が維持されている」とは、遺伝子のバリアントが、元の機能が維持されたタンパク質をコードすることをいう。すなわち、DGAT遺伝子についての「元の機能が維持されている」とは、遺伝子のバリアントがDGAT活性を有するタンパク質をコードすることをいう。また、DGATについての「元の機能が維持されている」とは、タンパク質のバリアントがDGAT活性を有することをいう。 “Original function is maintained” means that a gene or protein variant has a function (activity or property) corresponding to the function (activity or property) of the original gene or protein. "Maintaining the original function" of a gene means that a variant of the gene encodes a protein that retains the original function. That is, the expression "maintaining the original function" of the DGAT gene means that the variant of the gene encodes a protein having DGAT activity. In addition, "original function is maintained" with respect to DGAT means that a protein variant has DGAT activity.

以下、保存的バリアントについて例示する。 Examples of conservative variants are given below.

DGAT遺伝子またはDGATのホモログは、例えば、上記例示したDGAT遺伝子の塩基配列または上記例示したDGATのアミノ酸配列を問い合わせ配列として用いたBLAST検索やFASTA検索によって公開データベースから容易に同定することができる。また、DGAT遺伝子のホモログは、例えば、ラビリンチュラ類微生物等の生物の染色体を鋳型にして、これら公知のDGAT遺伝子の塩基配列に基づいて作製したオリゴヌクレオチドをプライマーとして用いたPCRにより取得することができる。 DGAT genes or DGAT homologs can be easily identified from public databases by, for example, BLAST searches or FASTA searches using the DGAT gene nucleotide sequences exemplified above or the DGAT amino acid sequences exemplified above as query sequences. DGAT gene homologues can be obtained by PCR using, for example, the chromosomes of organisms such as Labyrinthulid microorganisms as templates and oligonucleotides prepared based on the known base sequences of DGAT genes as primers. can.

DGAT遺伝子は、元の機能が維持されている限り、上記アミノ酸配列(例えば配列番号2に示すアミノ酸配列)において、1若しくは数個の位置での1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/または付加されたアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子であってもよい。例えば、コードされるタンパク質は、そのN末端および/またはC末端が、延長または短縮されていてもよい。なお上記「1又は数個」とは、アミノ酸残基のタンパク質の立体構造における位置やアミノ酸残基の種類によっても異なるが、具体的には、例えば、1~50個、1~40個、1~30個、好ましくは1~20個、より好ましくは1~10個、さらに好ましくは1~5個、特に好ましくは1~3個を意味する。 The DGAT gene has one or several amino acid substitutions, deletions, or insertions at one or several positions in the above amino acid sequence (for example, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2), as long as the original function is maintained. , and/or genes encoding proteins with added amino acid sequences. For example, the encoded protein may be lengthened or truncated at its N-terminus and/or C-terminus. The above-mentioned "one or several" varies depending on the position of the amino acid residue in the three-dimensional structure of the protein and the type of the amino acid residue. to 30, preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, still more preferably 1 to 5, particularly preferably 1 to 3.

上記の1若しくは数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、および/または付加は、タンパ
ク質の機能が正常に維持される保存的変異である。保存的変異の代表的なものは、保存的置換である。保存的置換とは、置換部位が芳香族アミノ酸である場合には、Phe、Trp、Tyr間で、置換部位が疎水性アミノ酸である場合には、Leu、Ile、Val間で、極性アミノ酸である場合には、Gln、Asn間で、塩基性アミノ酸である場合には、Lys、Arg、His間で、酸
性アミノ酸である場合には、Asp、Glu間で、ヒドロキシル基を持つアミノ酸である場合には、Ser、Thr間でお互いに置換する変異である。保存的置換とみなされる置換としては、具体的には、AlaからSer又はThrへの置換、ArgからGln、His又はLysへの置換、AsnからGlu、Gln、Lys、His又はAspへの置換、AspからAsn、Glu又はGlnへの置換、CysからSer又はAlaへの置換、GlnからAsn、Glu、Lys、His、Asp又はArgへの置換、GluからGly、Asn、Gln
、Lys又はAspへの置換、GlyからProへの置換、HisからAsn、Lys、Gln、Arg又はTyrへの置換、IleからLeu、Met、Val又はPheへの置換、LeuからIle、Met、Val又はPheへの置換、LysからAsn、Glu、Gln、His又はArgへの置換、MetからIle、Leu、Val又はPheへの置換、PheからTrp、Tyr、Met、Ile又はLeuへの置換、SerからThr又はAlaへの置換、ThrからSer又はAlaへの置換、TrpからPhe又はTyrへの置換、TyrからHis、Phe又はTrpへの置換、及び、ValからMet、Ile又はLeuへの置換が挙げられる。また、上記のようなアミノ酸の置換、欠失、挿入、または付加には、遺伝子が由来する生物の個体差、種の違いに基づく場合などの天然に生じる変異(mutant又はvariant)によって生じるものも含まれる。
Substitutions, deletions, insertions and/or additions of one or several amino acids described above are conservative mutations that maintain normal protein function. A typical conservative mutation is a conservative substitution. Conservative substitutions are between Phe, Trp and Tyr when the substitution site is an aromatic amino acid, and between Leu, Ile and Val when the substitution site is a hydrophobic amino acid, which is a polar amino acid. between Gln and Asn, between Lys, Arg, and His when it is a basic amino acid, and between Asp and Glu when it is an acidic amino acid, when it is an amino acid having a hydroxyl group are mutations that replace each other between Ser and Thr. Substitutions regarded as conservative substitutions specifically include substitutions of Ala to Ser or Thr, substitutions of Arg to Gln, His or Lys, substitutions of Asn to Glu, Gln, Lys, His or Asp, Asp to Asn, Glu or Gln substitution, Cys to Ser or Ala substitution, Gln to Asn, Glu, Lys, His, Asp or Arg substitution, Glu to Gly, Asn, Gln
, Lys or Asp, Gly to Pro, His to Asn, Lys, Gln, Arg or Tyr, Ile to Leu, Met, Val or Phe, Leu to Ile, Met, Val or Phe substitution, Lys to Asn, Glu, Gln, His or Arg substitution, Met to Ile, Leu, Val or Phe substitution, Phe to Trp, Tyr, Met, Ile or Leu substitution, Ser to Thr or Ala, Thr to Ser or Ala, Trp to Phe or Tyr, Tyr to His, Phe or Trp, and Val to Met, Ile or Leu mentioned. In addition, the substitution, deletion, insertion, or addition of amino acids as described above may be caused by naturally occurring mutations (mutants or variants) such as those based on individual differences in organisms from which genes are derived, or differences in species. included.

また、DGAT遺伝子は、元の機能が維持されている限り、上記アミノ酸配列全体に対して、例えば、50%以上、65%以上、80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、
さらに好ましくは97%以上、特に好ましくは99%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子であってもよい。尚、本明細書において、「相同性」(homology)は、「同一性」(identity)を意味する。
In addition, as long as the original function is maintained, the DGAT gene is, for example, 50% or more, 65% or more, 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more of the entire amino acid sequence. ,
More preferably, it may be a gene encoding a protein having an amino acid sequence with 97% or more homology, particularly preferably 99% or more homology. As used herein, "homology" means "identity".

また、DGAT遺伝子は、元の機能が維持されている限り、上記塩基配列(例えば配列番号1に示す塩基配列)から調製され得るプローブ、例えば上記塩基配列の全体または一部に対する相補配列、とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAであってもよい
。「ストリンジェントな条件」とは、いわゆる特異的なハイブリッドが形成され、非特異的なハイブリッドが形成されない条件をいう。一例を示せば、相同性が高いDNA同士、例
えば、50%以上、65%以上、80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、さら
に好ましくは97%以上、特に好ましくは99%以上の相同性を有するDNA同士がハイブリダイ
ズし、それより相同性が低いDNA同士がハイブリダイズしない条件、あるいは通常のサザ
ンハイブリダイゼーションの洗いの条件である60℃、1×SSC、0.1% SDS、好ましくは60℃、0.1×SSC、0.1% SDS、より好ましくは68℃、0.1×SSC、0.1% SDSに相当する塩濃度および温度で、1回、好ましくは2~3回洗浄する条件を挙げることができる。
In addition, the DGAT gene can be prepared from the above base sequence (for example, the base sequence shown in SEQ ID NO: 1), such as a complementary sequence to all or part of the above base sequence, and a string, as long as the original function is maintained. DNA that hybridizes under gentle conditions. “Stringent conditions” refer to conditions under which so-called specific hybrids are formed and non-specific hybrids are not formed. As an example, highly homologous DNAs, for example, 50% or higher, 65% or higher, 80% or higher, preferably 90% or higher, more preferably 95% or higher, still more preferably 97% or higher, particularly preferably 99% DNAs with more than 100% homology hybridize but DNAs with lower homology do not hybridize, or normal Southern hybridization washing conditions of 60°C, 1×SSC, 0.1% SDS , preferably 60 ° C., 0.1 × SSC, 0.1% SDS, more preferably at a salt concentration and temperature corresponding to 68 ° C., 0.1 × SSC, 0.1% SDS, washing once, preferably 2 to 3 times. be able to.

上述の通り、上記ハイブリダイゼーションに用いるプローブは、遺伝子の相補配列の一部であってもよい。そのようなプローブは、公知の遺伝子配列に基づいて作製したオリゴヌクレオチドをプライマーとし、上述の遺伝子を含むDNA断片を鋳型とするPCRによって作製することができる。例えば、プローブとしては、300 bp程度の長さのDNA断片を用いる
ことができる。プローブとして300 bp程度の長さのDNA断片を用いる場合には、ハイブリ
ダイゼーションの洗いの条件としては、50℃、2×SSC、0.1% SDSが挙げられる。
As mentioned above, the probes used for the hybridization may be part of the complementary sequence of the gene. Such probes can be prepared by PCR using oligonucleotides prepared based on known gene sequences as primers and a DNA fragment containing the gene described above as a template. For example, a DNA fragment with a length of about 300 bp can be used as a probe. When using a DNA fragment with a length of about 300 bp as a probe, washing conditions for hybridization include 50° C., 2×SSC, and 0.1% SDS.

また、DGAT遺伝子は、任意のコドンをそれと等価のコドンに置換したものであってもよい。すなわち、DGAT遺伝子は、遺伝コードの縮重による上記例示したDGAT遺伝子のバリアントであってもよい。例えば、DGAT遺伝子は、使用する宿主のコドン使用頻度に応じて最適なコドンを有するように改変されてよい。 Also, the DGAT gene may be one in which any codon is replaced with an equivalent codon. That is, the DGAT gene may be a variant of the DGAT gene exemplified above due to the degeneracy of the genetic code. For example, the DGAT gene may be modified to have optimal codons according to the codon usage of the host used.

なお、アミノ酸配列間の「同一性」とは、blastpによりデフォルト設定のScoring Parameters(Matrix:BLOSUM62;Gap Costs:Existence=11, Extension=1;Compositional
Adjustments:Conditional compositional score matrix adjustment)を用いて算出されるアミノ酸配列間の同一性を意味する。また、塩基配列間の「同一性」とは、blastnによりデフォルト設定のScoring Parameters(Match/Mismatch Scores=1,-2;Gap Costs=Linear)を用いて算出される塩基配列間の同一性を意味する。
The “identity” between amino acid sequences is defined by default Scoring Parameters (Matrix: BLOSUM62; Gap Costs: Existence = 11, Extension = 1; Compositional
Adjustments: means identity between amino acid sequences calculated using Conditional compositional score matrix adjustment). In addition, "identity" between base sequences means the identity between base sequences calculated by blastn using the default Scoring Parameters (Match/Mismatch Scores = 1, -2; Gap Costs = Linear). do.

なお、上記の遺伝子やタンパク質のバリアントに関する記載は、任意のタンパク質およびそれらをコードする遺伝子にも準用できる。 Note that the above descriptions regarding variants of genes and proteins can also be applied mutatis mutandis to arbitrary proteins and genes encoding them.

<1-4>その他の改変
本発明の微生物は、ステロール生産能が損なわれない限り、さらに、その他の改変を有していてもよい。その他の改変としては、ステロール生産能が増強される改変が挙げられる。その他の改変として、具体的には、ステロール24-C-メチルトランスフェラーゼ(sterol 24-C-methyltransferase;「SMT1」ともいう)の活性の改変、24-デヒドロ
コレステロールレダクターゼ(24-dehydrocholesterol reductase;「DHCR24」ともいう
)の活性の改変、および7-デヒドロコレステロールレダクターゼ(7-dehydrocholesterol reductase;「DHCR7」ともいう)の活性の改変が挙げられる。活性の改変としては、
活性の増大や低下が挙げられる。これらの改変により、ステロール生産能が増強され得る。これらの改変は、製造するステロールの種類等の諸条件に応じて適宜選択できる。これらの改変は、単独で、あるいは適宜組み合わせて、利用することができる。
<1-4> Other Modifications The microorganism of the present invention may further have other modifications as long as the sterol-producing ability is not impaired. Other modifications include modifications that enhance sterol-producing ability. Other modifications, specifically, modification of the activity of sterol 24-C-methyltransferase (sterol 24-C-methyltransferase; also referred to as "SMT1"), 24-dehydrocholesterol reductase (24-dehydrocholesterol reductase; "DHCR24") and modification of the activity of 7-dehydrocholesterol reductase (also referred to as “DHCR7”). Modification of activity includes:
An increase or decrease in activity can be mentioned. These modifications may enhance sterol production capacity. These modifications can be appropriately selected according to various conditions such as the type of sterol to be produced. These modifications can be used singly or in combination as appropriate.

本発明の微生物は、SMT1の活性が低下または増大するよう改変されていてよい。本発明の微生物は、具体的には、SMT1の活性が非改変株と比較して低下または増大するよう改変されていてよい。SMT1の活性は、例えば、コレステロール等の動物ステロールを製造する場合に低下してよい。また、SMT1の活性は、例えば、植物ステロールまたは真菌ステロールを製造する場合に増大してよい。 The microorganism of the present invention may be modified so that the activity of SMT1 is decreased or increased. Specifically, the microorganism of the present invention may be modified such that the activity of SMT1 is decreased or increased compared to the unmodified strain. SMT1 activity may be reduced, for example, when producing animal sterols such as cholesterol. Also, the activity of SMT1 may be increased, for example, when producing plant sterols or fungal sterols.

本発明の微生物は、DHCR24の活性が低下または増大するよう改変されていてよい。本発明の微生物は、具体的には、DHCR24の活性が非改変株と比較して低下または増大するよう改変されていてよい。DHCR24の活性は、例えば、植物ステロールまたは真菌ステロールを製造する場合に低下してよい。また、DHCR24の活性は、例えば、コレステロール、ラソステロール、7-デヒドロコレステロール等の一部の動物ステロールを製造する場合に増大してよい。 The microorganisms of the invention may be modified to decrease or increase the activity of DHCR24. The microorganisms of the present invention may specifically be modified such that the activity of DHCR24 is reduced or increased compared to unmodified strains. The activity of DHCR24 may be reduced, for example, when producing plant sterols or fungal sterols. Also, the activity of DHCR24 may be increased when producing some animal sterols, eg cholesterol, lathosterol, 7-dehydrocholesterol.

本発明の微生物は、DHCR7の活性が低下または増大するよう改変されていてよい。本発
明の微生物は、具体的には、DHCR7の活性が非改変株と比較して低下または増大するよう
改変されていてよい。DHCR7の活性は、例えば、プロビタミンD類を製造する場合に低下
してよい。また、DHCR7の活性は、例えば、コレステロール、7-ジヒドロエルゴステロ
ール、またはスティグマステロールを製造する場合に増大してよい。
The microorganism of the present invention may be modified to have reduced or increased DHCR7 activity. Specifically, the microorganism of the present invention may be modified such that the DHCR7 activity is decreased or increased compared to the unmodified strain. DHCR7 activity may be reduced, for example, when producing provitamin Ds. Also, the activity of DHCR7 may be increased when producing, for example, cholesterol, 7-dihydroergosterol, or stigmasterol.

本発明の微生物は、特に、SMT1活性の低下、DHCR24活性の増大、およびDHCR7活性の増
大から選択される1つまたはそれ以上の性質を有するように改変されていてもよい。本発明の微生物は、少なくともSMT1活性の低下および/またはDHCR24活性の増大という性質を有するように改変されていてもよい。
The microorganisms of the invention may be modified to have one or more properties selected from, among others, reduced SMT1 activity, increased DHCR24 activity, and increased DHCR7 activity. The microorganism of the present invention may be modified to have at least the property of decreased SMT1 activity and/or increased DHCR24 activity.

「ステロール24-C-メチルトランスフェラーゼ(SMT1)」とは、ステロールのC24位にメチル基を導入する反応を触媒する活性を有するタンパク質(酵素)をいう(EC 2.1.1.41)。同活性を、「ステロール24-C-メチルトランスフェラーゼ活性(SMT1活
性)」ともいう。また、SMT1をコードする遺伝子を「ステロール24-C-メチルトランスフェラーゼ遺伝子(SMT1遺伝子)」または「smt1遺伝子」ともいう。SMT1の基質となるステロールとしては、C24位に二重結合(C24-C25二重結合)を有するステロー
ルが挙げられる。メチル基の導入は、C24位の二重結合の還元を伴ってよい。また、導入されたメチル基は、メチレン基に変換されて残存してもよい。言い換えると、SMT1の産物は、C24位の二重結合が還元され、且つC24位にメチレン基が導入されたステロールであってもよい。ここでいう「C24位」とは、ザイモステロール(zymosterol)のC24位に相当する炭素を意味する。
“Sterol 24-C-methyltransferase (SMT1)” refers to a protein (enzyme) having the activity of catalyzing a reaction that introduces a methyl group at the C24 position of sterol (EC 2.1.1.41). The same activity is also referred to as "sterol 24-C-methyltransferase activity (SMT1 activity)". The gene encoding SMT1 is also called "sterol 24-C-methyltransferase gene (SMT1 gene)" or "smt1 gene". Sterols that serve as substrates for SMT1 include sterols having a double bond (C24-C25 double bond) at the C24 position. Introduction of the methyl group may be accompanied by reduction of the double bond at the C24 position. Moreover, the introduced methyl group may remain after being converted to a methylene group. In other words, the product of SMT1 may be a sterol in which the double bond at the C24 position has been reduced and a methylene group has been introduced at the C24 position. The “C24 position” as used herein means the carbon corresponding to the C24 position of zymosterol.

SMT1活性は、例えば、メチル基供与体の存在下で酵素を基質(ステロール)とインキュベートし、酵素および基質依存的な産物(C24位にメチル基またはメチレン基が導入されたステロール)の生成を測定することにより、測定できる。メチル基供与体としては、例えば、S-アデノシル-L-メチオニン(S-adenosyl-L-methionine)が挙げられる。
基質および産物としては、例えば、それぞれ、ザイモステロール(zymosterol)およびフェコステロール(fecosterol)が挙げられる。
SMT1 activity is measured, for example, by incubating the enzyme with a substrate (sterol) in the presence of a methyl donor and measuring the production of an enzyme- and substrate-dependent product (a sterol with a methyl or methylene group introduced at the C24 position). can be measured by Examples of methyl group donors include S-adenosyl-L-methionine.
Substrates and products include, for example, zymosterol and fecosterol, respectively.

「24-デヒドロコレステロールレダクターゼ(DHCR24)」とは、ステロールのC24位の二重結合(C24-C25二重結合)を還元する反応を触媒する活性を有するタンパク質(酵素)をいう(EC 1.3.1.72)。同活性を、「24-デヒドロコレステロールレダ
クターゼ活性(DHCR24活性)」ともいう。また、DHCR24をコードする遺伝子を「24-デヒドロコレステロールレダクターゼ遺伝子(DHCR24遺伝子)」または「dhcr24遺伝子」ともいう。ここでいう「C24位」とは、ザイモステロール(zymosterol)のC24位に相当する炭素を意味する。
The term "24-dehydrocholesterol reductase (DHCR24)" refers to a protein (enzyme) that has the activity of catalyzing the reduction of the double bond (C24-C25 double bond) at the C24 position of sterol (EC 1.3.1.72 ). The same activity is also referred to as "24-dehydrocholesterol reductase activity (DHCR24 activity)". The gene encoding DHCR24 is also referred to as "24-dehydrocholesterol reductase gene (DHCR24 gene)" or "dhcr24 gene". The “C24 position” as used herein means the carbon corresponding to the C24 position of zymosterol.

DHCR24活性は、例えば、電子供与体の存在下で酵素を基質(C24位に二重結合を有するステロール)とインキュベートし、酵素および基質依存的な産物(C24位の二重結合が還元されたステロール)の生成を測定することにより、測定できる。電子供与体としては、例えば、NADPHが挙げられる。基質および産物としては、例えば、それぞれ、ザイモ
ステロール(zymosterol)および5a-コレスタ-8-エン-3b-オール(5a-cholest-8-en-3b-ol)が挙げられる。
DHCR24 activity is determined, for example, by incubating the enzyme with a substrate (a sterol with a double bond at the C24 position) in the presence of an electron donor to produce an enzyme- and substrate-dependent product (a sterol with a reduced double bond at the C24 position). ) can be measured. Electron donors include, for example, NADPH. Substrates and products include, for example, zymosterol and 5a-cholest-8-en-3b-ol, respectively.

「7-デヒドロコレステロールレダクターゼ(DHCR7)」とは、ステロールのC7位の
二重結合(C7-C8二重結合)を還元する反応を触媒する活性を有するタンパク質(酵素)をいう(EC 1.3.1.21)。同活性を、「7-デヒドロコレステロールレダクターゼ活
性(DHCR7活性)」ともいう。また、DHCR7をコードする遺伝子を「7-デヒドロコレステロールレダクターゼ遺伝子(DHCR7遺伝子)」または「dhcr7遺伝子」ともいう。ここでいう「C7位」とは、上述したステロールの基本骨格のC7位に相当する炭素を意味する。
"7-dehydrocholesterol reductase (DHCR7)" refers to a protein (enzyme) that has the activity of catalyzing the reduction of the double bond (C7-C8 double bond) at the C7 position of sterol (EC 1.3.1.21 ). The same activity is also referred to as "7-dehydrocholesterol reductase activity (DHCR7 activity)". The gene encoding DHCR7 is also referred to as "7-dehydrocholesterol reductase gene (DHCR7 gene)" or "dhcr7 gene". The “C7 position” as used herein means the carbon corresponding to the C7 position of the basic skeleton of the sterol described above.

DHCR7活性は、例えば、電子供与体の存在下で酵素を基質(C7位に二重結合を有する
ステロール)とインキュベートし、酵素および基質依存的な産物(C7位の二重結合が還元されたステロール)の生成を測定することにより、測定できる。電子供与体としては、例えば、NADPHが挙げられる。基質および産物としては、例えば、それぞれ、コレステロ
ールおよび7-デヒドロコレステロールが挙げられる。
DHCR7 activity is induced by, for example, incubating the enzyme with a substrate (a sterol with a double bond at the C7 position) in the presence of an electron donor to produce an enzyme- and substrate-dependent product (a sterol with a reduced double bond at the C7 position). ) can be measured. Electron donors include, for example, NADPH. Substrates and products include, for example, cholesterol and 7-dehydrocholesterol, respectively.

これらの遺伝子およびタンパク質としては、ラビリンチュラ類微生物等の各種生物のものが挙げられる。ラビリンチュラ類微生物等の各種生物が有するこれらの遺伝子およびタンパク質の塩基配列およびアミノ酸配列は、例えば、NCBI(National Center for Biotechnology Information)等の公開データベースから取得できる。Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株のSMT1遺伝子の塩基配列、及び同遺伝子がコードするSMT1のアミノ酸配列を、そ
れぞれ配列番号3および4に示す。Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株のDHCR24遺伝子の塩基配列、及び同遺伝子がコードするDHCR24のアミノ酸配列を、それぞれ配列番号5および6に示す。Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株のDHCR7遺伝子の塩基配列、及び同遺伝子が
コードするDHCR7のアミノ酸配列を、それぞれ配列番号7および8に示す。
These genes and proteins include those of various organisms such as Labyrinthulid microorganisms. The nucleotide sequences and amino acid sequences of these genes and proteins possessed by various organisms such as Labyrinthulid microorganisms can be obtained from public databases such as NCBI (National Center for Biotechnology Information). The nucleotide sequence of the SMT1 gene of Aurantiochytrium sp.1 AJ7869 strain and the amino acid sequence of SMT1 encoded by the gene are shown in SEQ ID NOs: 3 and 4, respectively. The nucleotide sequence of the DHCR24 gene of Aurantiochytrium sp.1 AJ7869 strain and the amino acid sequence of DHCR24 encoded by the gene are shown in SEQ ID NOs: 5 and 6, respectively. The nucleotide sequence of the DHCR7 gene of Aurantiochytrium sp.1 AJ7869 strain and the amino acid sequence of DHCR7 encoded by the gene are shown in SEQ ID NOs: 7 and 8, respectively.

これらの遺伝子およびタンパク質は、それぞれ、上記例示した塩基配列およびアミノ酸配列を有する遺伝子およびタンパク質であってよい。また、これらの遺伝子およびタンパク質は、それぞれ、上記例示した遺伝子およびタンパク質の保存的バリアント(例えば、上記例示した塩基配列およびアミノ酸配列を有する遺伝子およびタンパク質の保存的バリアント)であってもよい。具体的には、例えば、これらの遺伝子は、元の機能が維持されている限り、上記例示したアミノ酸配列において、1若しくは数個の位置での1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、および/または付加されたアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子であってもよい。また、具体的には、例えば、これらの遺伝子は、元の機能が維持されている限り、上記例示したアミノ酸配列全体に対して、例えば、50%以上、65%以上、80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、さらに好まし
くは97%以上、特に好ましくは99%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする遺伝子であってもよい。遺伝子およびタンパク質の保存的バリアントについては、DGAT遺伝子およびDGATの保存的バリアントについての記載を準用できる。
These genes and proteins may be genes and proteins having the nucleotide sequences and amino acid sequences exemplified above, respectively. These genes and proteins may also be conservative variants of the genes and proteins exemplified above (eg, conservative variants of genes and proteins having the nucleotide sequences and amino acid sequences exemplified above), respectively. Specifically, for example, these genes have one or several amino acid substitutions, deletions, or insertions at one or several positions in the amino acid sequences exemplified above, as long as the original functions are maintained. , and/or genes encoding proteins with added amino acid sequences. Also, specifically, for example, these genes are, for example, 50% or more, 65% or more, 80% or more, preferably It may be a gene encoding a protein having an amino acid sequence with a homology of 90% or more, more preferably 95% or more, more preferably 97% or more, and particularly preferably 99% or more. Regarding conservative variants of genes and proteins, the descriptions of the DGAT gene and conservative variants of DGAT can be applied mutatis mutandis.

<1-5>タンパク質の活性を増大させる手法
以下に、DGAT等のタンパク質の活性を増大させる手法について説明する。
<1-5> Method for increasing protein activity Methods for increasing protein activity such as DGAT will be described below.

「タンパク質の活性が増大する」とは、同タンパク質の活性が非改変株と比較して増大することを意味する。「タンパク質の活性が増大する」とは、具体的には、同タンパク質の細胞当たりの活性が非改変株に対して増大していることを意味する。ここでいう「非改変株」とは、標的のタンパク質の活性が増大するように改変されていない対照株を意味する。非改変株としては、野生株や親株が挙げられる。非改変株として、具体的には、ラビリンチュラ類微生物の説明において例示した菌株も挙げられる。すなわち、一態様において、タンパク質の活性は、Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株と比較して増大してよい。なお、「タンパク質の活性が増大する」ことを、「タンパク質の活性が増強される」ともいう。「タンパク質の活性が増大する」とは、より具体的には、非改変株と比較して、同タンパク質の細胞当たりの分子数が増加していること、および/または、同タンパク質の分子当たりの機能が増大していることを意味してよい。すなわち、「タンパク質の活性が増大する」という場合の「活性」とは、タンパク質の触媒活性に限られず、タンパク質をコードする遺伝子の転写量(mRNA量)または翻訳量(タンパク質の量)を意味してもよい。また、「タンパク質の活性が増大する」ことには、もともと標的のタンパク質の活性を有する菌株において同タンパク質の活性を増大させることだけでなく、もともと標的のタンパク質の活性が存在しない菌株に同タンパク質の活性を付与することも包含される。また、結果としてタンパク質の活性が増大する限り、宿主が本来有する標的のタンパク質の活性を低下または消失させた上で、好適な標的のタンパク質の活性を付与してもよい。 By "the activity of a protein is increased" is meant that the activity of the same protein is increased compared to an unmodified strain. "Increased activity of a protein" specifically means that the activity of the same protein per cell is increased relative to an unmodified strain. As used herein, "unmodified strain" means a control strain that has not been modified to increase the activity of the target protein. Unmodified strains include wild strains and parental strains. Specific examples of unmodified strains include the strains exemplified in the description of Labyrinthulid microorganisms. Thus, in one aspect, the activity of the protein may be increased compared to Aurantiochytrium sp.1 strain AJ7869. In addition, "the activity of the protein is increased" is also referred to as "the activity of the protein is enhanced". More specifically, "the activity of the protein is increased" means that the number of molecules of the same protein per cell is increased compared to an unmodified strain, and/or It may mean that the function is increased. That is, the "activity" in the case of "increase in protein activity" is not limited to the catalytic activity of the protein, but means the transcription level (mRNA level) or translation level (protein level) of the gene encoding the protein. may In addition, "increasing the activity of the protein" includes not only increasing the activity of the protein in a strain that originally has the activity of the target protein, but also increasing the activity of the same protein in a strain that does not originally have the activity of the target protein. Conferring activity is also included. In addition, as long as the activity of the protein is increased as a result, the activity of the target protein originally possessed by the host may be reduced or eliminated, and then the activity of the preferred target protein may be imparted.

タンパク質の活性の増大の程度は、タンパク質の活性が非改変株と比較して増大していれば特に制限されない。タンパク質の活性は、例えば、非改変株の、1.5倍以上、2倍以上、または3倍以上に上昇してよい。また、非改変株が標的のタンパク質の活性を有していない場合は、同タンパク質をコードする遺伝子を導入することにより同タンパク質が生成されていればよいが、例えば、同タンパク質はその活性が測定できる程度に生産されていてよい。 The degree of increase in protein activity is not particularly limited as long as the protein activity is increased compared to the unmodified strain. The activity of the protein may be increased, for example, by 1.5-fold or more, 2-fold or more, or 3-fold or more over the unmodified strain. In addition, if the unmodified strain does not have the activity of the target protein, the protein may be produced by introducing the gene encoding the protein. It should be produced as much as possible.

タンパク質の活性が増大するような改変は、例えば、同タンパク質をコードする遺伝子の発現を上昇させることによって達成できる。「遺伝子の発現が上昇する」とは、同遺伝子の発現が野生株や親株等の非改変株と比較して増大することを意味する。「遺伝子の発現が上昇する」とは、具体的には、同遺伝子の細胞当たりの発現量が非改変株と比較して増大することを意味する。「遺伝子の発現が上昇する」とは、より具体的には、遺伝子の転写量(mRNA量)が増大すること、および/または、遺伝子の翻訳量(タンパク質の
量)が増大することを意味してよい。なお、「遺伝子の発現が上昇する」ことを、「遺伝子の発現が増強される」ともいう。遺伝子の発現は、例えば、非改変株の、1.5倍以上、2倍以上、または3倍以上に上昇してよい。また、「遺伝子の発現が上昇する」ことには、もともと標的の遺伝子が発現している菌株において同遺伝子の発現量を上昇させることだけでなく、もともと標的の遺伝子が発現していない菌株において、同遺伝子を発現させることも包含される。すなわち、「遺伝子の発現が上昇する」とは、例えば、標的の遺伝子を保持しない菌株に同遺伝子を導入し、同遺伝子を発現させることを意味してもよい。
Modifications that increase the activity of a protein can be achieved, for example, by increasing the expression of the gene encoding the same protein. “Increase in gene expression” means that the expression of the same gene is increased compared to unmodified strains such as wild strains and parent strains. “Increase in gene expression” specifically means that the expression level of the same gene per cell is increased compared to an unmodified strain. “Increase in gene expression” more specifically means an increase in the transcription level (mRNA level) of the gene and/or an increase in the translation level (protein level) of the gene. you can In addition, "gene expression is increased" is also referred to as "gene expression is enhanced". Expression of the gene may be increased, for example, by 1.5-fold or more, 2-fold or more, or 3-fold or more over the unmodified strain. In addition, "increased gene expression" means not only increasing the expression level of the gene in a strain that originally expresses the target gene, but also in a strain that does not originally express the target gene, Expression of the same gene is also included. That is, "increasing the expression of a gene" may mean, for example, introducing the target gene into a strain that does not retain the target gene and expressing the same gene.

遺伝子の発現の上昇は、例えば、遺伝子のコピー数を増加させることにより達成できる。 Increased gene expression can be achieved, for example, by increasing the copy number of the gene.

遺伝子のコピー数の増加は、宿主の染色体へ同遺伝子を導入することにより達成できる。染色体への遺伝子の導入は、例えば、相同組み換えを利用して行うことができる。具体的には、標的遺伝子を含む組換えDNAで宿主を形質転換し、宿主の染色体上の標的部位と相同組み換えを起こすことにより、該遺伝子を宿主の染色体上に導入することができる。相同組換えに用いる組換えDNAの構造は、所望の態様で相同組換えが起こるものであれば特に制限されない。例えば、標的遺伝子を含む線状DNAであって、該遺伝子の両端に染色体上の標的部位の上流および下流に相同な塩基配列をそれぞれ備える線状DNAで宿主を形質転換して、標的部位の上流および下流でそれぞれ相同組換えを起こさせることにより、標的部位を該遺伝子に置換することができる。相同組換えに用いる組換えDNAは、形質転換体を選択するためのマーカー遺伝子を備えていてよい。マーカー遺伝子としては、ハイグロマイシン耐性遺伝子(HygR)、ネオマイシン耐性遺伝子(NeoR)、ブラストサイジン耐性遺伝子(BlaR)等の抗生物質耐性遺伝子が挙げられる。遺伝子は、1コピーのみ導入されてもよく、2コピーまたはそれ以上導入されてもよい。例えば、染色体上に多数のコピーが存在する塩基配列を標的として相同組み換えを行うことで、染色体へ遺伝子の多数のコピーを導入することができる。なお、このような相同組み換えを利用した染色体の改変手法は、標的遺伝子の導入に限られず、発現調節配列の改変等の、染色体の任意の改変に利用できる。 An increase in gene copy number can be achieved by introducing the same gene into the host chromosome. Introduction of a gene into a chromosome can be performed using, for example, homologous recombination. Specifically, by transforming a host with recombinant DNA containing a target gene and causing homologous recombination with the target site on the chromosome of the host, the gene can be introduced onto the chromosome of the host. The structure of the recombinant DNA used for homologous recombination is not particularly limited as long as homologous recombination occurs in the desired manner. For example, by transforming a host with a linear DNA containing a target gene and having homologous nucleotide sequences upstream and downstream of the target site on the chromosome at both ends of the gene, and downstream, respectively, the target site can be replaced with the gene. The recombinant DNA used for homologous recombination may have a marker gene for selecting transformants. Marker genes include antibiotic resistance genes such as hygromycin resistance gene (HygR), neomycin resistance gene (NeoR) and blasticidin resistance gene (BlaR). The gene may be introduced in only one copy, two copies or more. For example, multiple copies of a gene can be introduced into the chromosome by performing homologous recombination targeting a nucleotide sequence of which multiple copies exist on the chromosome. It should be noted that such a technique for modifying chromosomes using homologous recombination is not limited to the introduction of target genes, and can be used for arbitrary modification of chromosomes such as modification of expression regulatory sequences.

染色体上に標的遺伝子が導入されたことの確認は、同遺伝子の全部又は一部と相補的な配列を持つプローブを用いたサザンハイブリダイゼーション、又は同遺伝子の配列に基づいて作成したプライマーを用いたPCR等によって確認できる。 Confirmation that the target gene has been introduced onto the chromosome is performed by Southern hybridization using a probe having a sequence complementary to all or part of the gene, or by using a primer prepared based on the sequence of the gene. It can be confirmed by PCR or the like.

また、遺伝子のコピー数の増加は、同遺伝子を含むベクターを宿主に導入することによっても達成できる。例えば、標的遺伝子を含むDNA断片を、宿主で機能するベクターと連結して同遺伝子の発現ベクターを構築し、当該発現ベクターで宿主を形質転換することにより、同遺伝子のコピー数を増加させることができる。標的遺伝子を含むDNA断片は、例えば、標的遺伝子を有する微生物のゲノムDNAを鋳型とするPCRにより取得できる。ベクターとしては、宿主の細胞内において自律複製可能なベクターを用いることができる。ベクターは、シングルコピーベクターであってもよく、マルチコピーベクターであってもよい。ベクターは、形質転換体を選択するためのマーカー遺伝子を備えていてよい。 An increase in gene copy number can also be achieved by introducing a vector containing the same gene into a host. For example, a DNA fragment containing a target gene is ligated to a vector that functions in a host to construct an expression vector for the same gene, and the host is transformed with the expression vector to increase the copy number of the same gene. can. A DNA fragment containing a target gene can be obtained, for example, by PCR using the genomic DNA of a microorganism containing the target gene as a template. As a vector, a vector capable of autonomous replication in host cells can be used. A vector may be a single-copy vector or a multi-copy vector. The vector may contain a marker gene for selecting transformants.

遺伝子を導入する場合、遺伝子は、発現可能に宿主に保持されていればよい。具体的には、遺伝子は、宿主で機能するプロモーターによる制御を受けて発現するように保持されていればよい。プロモーターは、宿主において機能するものであれば特に制限されない。「宿主において機能するプロモーター」とは、宿主においてプロモーター活性を有するプロモーターをいう。プロモーターは、宿主由来のプロモーターであってもよく、異種由来のプロモーターであってもよい。プロモーターは、導入する遺伝子の固有のプロモーター
であってもよく、他の遺伝子のプロモーターであってもよい。プロモーターとして、具体的には、例えば、アクチン遺伝子プロモーター、グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子プロモーター、ピルビン酸キナーゼ遺伝子プロモーター、伸長因子1α(EF1α)遺伝子プロモーター、ユビキチンプロモーター(UbiP)、シミアンウィルス4
0プロモーター(SV40P)、チューブリン遺伝子プロモーター、ウィルス前初期遺伝子プ
ロモーター(Smp1P)が挙げられる(特開2018-064551、特開2006-304686、WO2016/056610、WO02/083869)。また、プロモーターとしては、例えば、後述するような、より強力な
プロモーターを利用してもよい。
When introducing a gene, the gene may be retained in the host so as to be expressible. Specifically, the gene may be retained so as to be expressed under the control of a promoter that functions in the host. The promoter is not particularly limited as long as it functions in the host. A “promoter that functions in the host” refers to a promoter that has promoter activity in the host. The promoter may be a host-derived promoter or a heterologous promoter. The promoter may be the intrinsic promoter of the gene to be introduced, or the promoter of another gene. Specific examples of promoters include actin gene promoter, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase gene promoter, pyruvate kinase gene promoter, elongation factor 1α (EF1α) gene promoter, ubiquitin promoter (UbiP), simian virus 4
0 promoter (SV40P), tubulin gene promoter, viral immediate early gene promoter (Smp1P) (JP 2018-064551, JP 2006-304686, WO2016/056610, WO02/083869). Moreover, as the promoter, for example, a stronger promoter as described later may be used.

遺伝子の下流には、転写終結用のターミネーターを配置することができる。ターミネーターは、宿主において機能するものであれば特に制限されない。ターミネーターは、宿主由来のターミネーターであってもよく、異種由来のターミネーターであってもよい。ターミネーターは、導入する遺伝子の固有のターミネーターであってもよく、他の遺伝子のターミネーターであってもよい。ターミネーターとして、具体的には、例えば、アクチン遺伝子ターミネーター、グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子ターミネーター、ピルビン酸キナーゼ遺伝子ターミネーター、伸長因子1α(EF1α)遺伝子ター
ミネーター、ユビキチンターミネーター(UbiT)、シミアンウィルス40ターミネーター(SV40T)が挙げられる(特開2018-064551、特開2006-304686、WO2016/056610)。
A terminator for terminating transcription can be placed downstream of the gene. The terminator is not particularly limited as long as it functions in the host. The terminator may be a host-derived terminator or a heterologous terminator. The terminator may be a terminator specific to the gene to be introduced, or may be a terminator of another gene. Specific examples of terminators include actin gene terminator, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase gene terminator, pyruvate kinase gene terminator, elongation factor 1α (EF1α) gene terminator, ubiquitin terminator (UbiT), and simian virus 40. A terminator (SV40T) can be mentioned (JP 2018-064551, JP 2006-304686, WO2016/056610).

各種微生物において利用可能なベクター、プロモーター、ターミネーターに関しては、例えば「微生物学基礎講座8 遺伝子工学、共立出版、1987年」に詳細に記載されており、それらを利用することが可能である。 Vectors, promoters, and terminators that can be used in various microorganisms are described in detail, for example, in "Microbiology Basic Course 8 Genetic Engineering, Kyoritsu Shuppan, 1987" and can be used.

また、2またはそれ以上の遺伝子を導入する場合、各遺伝子が、発現可能に宿主に保持されていればよい。例えば、各遺伝子は、全てが単一の発現ベクター上に保持されていてもよく、全てが染色体上に保持されていてもよい。また、各遺伝子は、複数の発現ベクター上に別々に保持されていてもよく、単一または複数の発現ベクター上と染色体上とに別々に保持されていてもよい。また、2またはそれ以上の遺伝子でオペロンを構成して導入してもよい。 Also, when introducing two or more genes, each gene may be retained in the host so as to be expressible. For example, each gene may be all maintained on a single expression vector, or all may be maintained on a chromosome. In addition, each gene may be separately maintained on a plurality of expression vectors, or may be separately maintained on a single or multiple expression vectors and on the chromosome. Alternatively, two or more genes may be introduced to form an operon.

導入される遺伝子は、宿主で機能するタンパク質をコードするものであれば特に制限されない。導入される遺伝子は、宿主由来の遺伝子であってもよく、異種由来の遺伝子であってもよい。導入される遺伝子は、例えば、同遺伝子の塩基配列に基づいて設計したプライマーを用い、同遺伝子を有する生物のゲノムDNAや同遺伝子を搭載するプラスミド等を
鋳型として、PCRにより取得することができる。また、導入される遺伝子は、例えば、同
遺伝子の塩基配列に基づいて全合成してもよい(Gene, 60(1), 115-127 (1987))。取得
した遺伝子は、そのまま、あるいは適宜改変して、利用することができる。すなわち、遺伝子を改変することにより、そのバリアントを取得することができる。遺伝子の改変は公知の手法により行うことができる。例えば、部位特異的変異法により、DNAの目的部位に
目的の変異を導入することができる。すなわち、例えば、部位特異的変異法により、コードされるタンパク質が特定の部位においてアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含むように、遺伝子のコード領域を改変することができる。部位特異的変異法としては、PCRを用いる方法(Higuchi, R., 61, in PCR technology, Erlich, H. A. Eds., Stockton press (1989);Carter, P., Meth. in Enzymol., 154, 382 (1987))や、ファージを用いる方法(Kramer,W. and Frits, H. J., Meth. in Enzymol., 154, 350 (1987);Kunkel, T. A. et al., Meth. in Enzymol., 154, 367 (1987))が挙げられる。あるいは、遺伝子のバリアントを全合成してもよい。
The introduced gene is not particularly limited as long as it encodes a protein that functions in the host. The introduced gene may be a host-derived gene or a heterologous gene. The gene to be introduced can be obtained by PCR using, for example, primers designed based on the base sequence of the gene and genomic DNA of an organism having the gene or a plasmid carrying the gene as a template. Also, the introduced gene may be totally synthesized based on the base sequence of the same gene (Gene, 60(1), 115-127 (1987)). The obtained gene can be used as it is or after being modified as appropriate. That is, by modifying the gene, its variants can be obtained. Gene modification can be performed by a known technique. For example, site-directed mutagenesis can be used to introduce a desired mutation at a desired site in DNA. Thus, for example, by site-directed mutagenesis, the coding region of a gene can be altered such that the encoded protein contains substitutions, deletions, insertions, and/or additions of amino acid residues at specific sites. . As site-directed mutagenesis, a method using PCR (Higuchi, R., 61, in PCR technology, Erlich, HA Eds., Stockton press (1989); Carter, P., Meth. in Enzymol., 154, 382 (1987)) and methods using phage (Kramer, W. and Frits, HJ, Meth. in Enzymol., 154, 350 (1987); Kunkel, TA et al., Meth. in Enzymol., 154, 367 ( 1987)). Alternatively, all variants of the gene may be synthesized.

また、遺伝子の発現の上昇は、遺伝子の転写効率を向上させることにより達成できる。また、遺伝子の発現の上昇は、遺伝子の翻訳効率を向上させることにより達成できる。遺
伝子の転写効率や翻訳効率の向上は、例えば、発現調節配列の改変により達成できる。「発現調節配列」とは、プロモーター等の、遺伝子の発現に影響する部位の総称である。発現調節配列は、例えば、プロモーター検索ベクターやGENETYX等の遺伝子解析ソフトを用いて決定することができる。
In addition, an increase in gene expression can be achieved by improving the transcription efficiency of the gene. In addition, an increase in gene expression can be achieved by improving the translation efficiency of the gene. Improving gene transcription efficiency and translation efficiency can be achieved, for example, by modifying an expression regulatory sequence. “Expression control sequence” is a general term for sites that affect gene expression, such as promoters. Expression regulatory sequences can be determined, for example, using promoter search vectors and gene analysis software such as GENETYX.

遺伝子の転写効率の向上は、例えば、染色体上の遺伝子のプロモーターをより強力なプロモーターに置換することにより達成できる。「より強力なプロモーター」とは、遺伝子の転写が、もともと存在している野生型のプロモーターよりも向上するプロモーターを意味する。より強力なプロモーターとしては、例えば、天然の高発現プロモーターを用いることができる。また、より強力なプロモーターとしては、例えば、在来のプロモーターの高活性型のものを取得して用いてもよい。在来のプロモーターの高活性型のものは、例えば、各種レポーター遺伝子を用いることにより取得することができる。 Improving the transcription efficiency of a gene can be achieved, for example, by replacing the promoter of the gene on the chromosome with a stronger promoter. By "stronger promoter" is meant a promoter that improves transcription of a gene over the naturally occurring wild-type promoter. As a stronger promoter, for example, a natural high expression promoter can be used. As a stronger promoter, for example, a highly active type of a conventional promoter may be obtained and used. A highly active version of a conventional promoter can be obtained, for example, by using various reporter genes.

遺伝子の翻訳効率の向上は、例えば、コドンの改変によっても達成できる。例えば、遺伝子中に存在するレアコドンを、より高頻度で利用される同義コドンに置き換えることにより、遺伝子の翻訳効率を向上させることができる。すなわち、導入される遺伝子は、例えば、使用する宿主のコドン使用頻度に応じて最適なコドンを有するように改変されてよい。コドンの置換は、例えば、部位特異的変異法により行うことができる。また、コドンが置換された遺伝子断片を全合成してもよい。種々の生物におけるコドンの使用頻度は、「コドン使用データベース」(http://www.kazusa.or.jp/codon; Nakamura, Y. et al, Nucl. Acids Res., 28, 292 (2000))に開示されている。 Improving the efficiency of gene translation can also be achieved, for example, by modifying codons. For example, gene translation efficiency can be improved by replacing rare codons present in a gene with synonymous codons that are used more frequently. That is, the introduced gene may be modified so as to have optimal codons according to the codon usage of the host to be used, for example. Codon substitution can be performed, for example, by site-directed mutagenesis. Alternatively, a gene fragment in which codons are replaced may be totally synthesized. The frequency of codon usage in various organisms can be found in "Codon Usage Database" (http://www.kazusa.or.jp/codon; Nakamura, Y. et al, Nucl. Acids Res., 28, 292 (2000)). disclosed in

また、遺伝子の発現の上昇は、遺伝子の発現を上昇させるようなレギュレーターを増幅すること、または、遺伝子の発現を低下させるようなレギュレーターを欠失または弱化させることによっても達成できる。 Gene expression can also be increased by amplifying a regulator that increases gene expression, or by deleting or weakening a regulator that decreases gene expression.

上記のような遺伝子の発現を上昇させる手法は、単独で用いてもよく、任意の組み合わせで用いてもよい。 The techniques for increasing gene expression as described above may be used alone or in any combination.

また、タンパク質の活性が増大するような改変は、例えば、タンパク質の比活性を増強することによっても達成できる。比活性が増強されたタンパク質は、例えば、種々の生物を探索し取得することができる。また、在来のタンパク質に変異を導入することで高活性型のものを取得してもよい。導入される変異は、例えば、タンパク質の1若しくは数個の位置での1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、又は付加されるものであってよい。変異の導入は、例えば、上述したような部位特異的変異法により行うことができる。また、変異の導入は、例えば、突然変異処理により行ってもよい。突然変異処理としては、X線の照射、紫外線の照射、ならびにN-メチル-N'-ニトロ-N-ニトロソグアニジン
(MNNG)、エチルメタンスルフォネート(EMS)、およびメチルメタンスルフォネート(MMS)等の変異剤による処理が挙げられる。また、in vitroでDNAを直接ヒドロ
キシルアミンで処理し、ランダム変異を誘発してもよい。比活性の増強は、単独で用いてもよく、上記のような遺伝子の発現を増強する手法と任意に組み合わせて用いてもよい。
Modifications to increase the activity of a protein can also be achieved, for example, by enhancing the specific activity of the protein. Proteins with enhanced specific activity can be obtained by searching various organisms, for example. Alternatively, a highly active protein may be obtained by introducing a mutation into a conventional protein. The mutations introduced may be, for example, substitutions, deletions, insertions or additions of one or several amino acids at one or several positions of the protein. Mutations can be introduced, for example, by site-directed mutagenesis as described above. In addition, mutation may be introduced by, for example, mutagenesis. Mutation treatments include X-ray irradiation, ultraviolet irradiation, and N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG), ethyl methanesulfonate (EMS), and methyl methanesulfonate (MMS). ) and other mutating agents. DNA may also be treated directly with hydroxylamine in vitro to induce random mutations. Enhancement of specific activity may be used alone, or may be used in combination with any of the methods for enhancing gene expression as described above.

形質転換は、例えば、ラビリンチュラ類微生物の形質転換に通常用いられる手法により行うことができる。そのような手法としては、エレクトロポレーション法が挙げられる。 Transformation can be performed, for example, by a technique commonly used for transformation of Labyrinthulid microorganisms. Such techniques include electroporation.

タンパク質の活性が増大したことは、同タンパク質の活性を測定することで確認できる。 An increase in protein activity can be confirmed by measuring the activity of the protein.

タンパク質の活性が増大したことは、同タンパク質をコードする遺伝子の発現が上昇したことを確認することによっても、確認できる。遺伝子の発現が上昇したことは、同遺伝
子の転写量が上昇したことを確認することや、同遺伝子から発現するタンパク質の量が上昇したことを確認することにより確認できる。
Increased protein activity can also be confirmed by confirming increased expression of the gene encoding the protein. An increase in gene expression can be confirmed by confirming that the amount of transcription of the gene has increased or by confirming that the amount of protein expressed from the gene has increased.

遺伝子の転写量が上昇したことの確認は、同遺伝子から転写されるmRNAの量を野生株または親株等の非改変株と比較することによって行うことができる。mRNAの量を評価する方法としてはノーザンハイブリダイゼーション、RT-PCR、マイクロアレイ、RNA-seq等が挙
げられる(Sambrook, J., et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual/Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001)。mRNAの量は、例えば、非改変株の、1.5倍以上、2倍以上、または3倍以上に上昇してよ
い。
An increase in the transcription level of a gene can be confirmed by comparing the amount of mRNA transcribed from the same gene with that of a wild strain or an unmodified strain such as a parent strain. Methods for evaluating the amount of mRNA include Northern hybridization, RT-PCR, microarray, RNA-seq and the like (Sambrook, J., et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual/Third Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001). The amount of mRNA may be increased, for example, by 1.5-fold or more, 2-fold or more, or 3-fold or more over the unmodified strain.

タンパク質の量が上昇したことの確認は、抗体を用いてウェスタンブロットによって行うことができる(Molecular Cloning(Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001))。タンパク質の量(例えば、細胞当たりの分子数)は、例えば、非改変株の、1.5倍以上、2倍以上、または3倍以上に上昇してよい。 Confirmation of increased protein abundance can be performed by Western blotting using antibodies (Molecular Cloning (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001)). The amount of protein (eg, number of molecules per cell) may be increased, for example, by 1.5-fold or more, 2-fold or more, or 3-fold or more over the unmodified strain.

上記したタンパク質の活性を増大させる手法は、DGATの活性増強に加えて、任意のタンパク質の活性増強や、任意の遺伝子の発現増強に利用できる。 The technique for increasing the activity of the protein described above can be used to enhance the activity of any protein or enhance the expression of any gene, in addition to enhancing the activity of DGAT.

<1-6>タンパク質の活性を低下させる手法
以下に、タンパク質の活性を低下させる手法について説明する。
<1-6> Technique for Reducing Protein Activity Techniques for reducing protein activity will be described below.

「タンパク質の活性が低下する」とは、同タンパク質の活性が非改変株と比較して低下することを意味する。「タンパク質の活性が低下する」とは、具体的には、同タンパク質の細胞当たりの活性が非改変株と比較して低下することを意味する。ここでいう「非改変株」とは、標的のタンパク質の活性が低下するように改変されていない対照株を意味する。非改変株としては、野生株や親株が挙げられる。非改変株として、具体的には、ラビリンチュラ類微生物の説明において例示した菌株が挙げられる。すなわち、一態様において、タンパク質の活性は、Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株と比較して低下してよい。なお、「タンパク質の活性が低下する」ことには、同タンパク質の活性が完全に消失している場合も包含される。「タンパク質の活性が低下する」とは、より具体的には、非改変株と比較して、同タンパク質の細胞当たりの分子数が低下していること、および/または、同タンパク質の分子当たりの機能が低下していることを意味してよい。すなわち、「タンパク質の活性が低下する」という場合の「活性」とは、タンパク質の触媒活性に限られず、タンパク質をコードする遺伝子の転写量(mRNA量)または翻訳量(タンパク質の量)を意味してもよい。なお、「タンパク質の細胞当たりの分子数が低下している」ことには、同タンパク質が全く存在していない場合も包含される。また、「タンパク質の分子当たりの機能が低下している」ことには、同タンパク質の分子当たりの機能が完全に消失している場合も包含される。タンパク質の活性の低下の程度は、タンパク質の活性が非改変株と比較して低下していれば特に制限されない。タンパク質の活性は、例えば、非改変株の、50%以下、20%以下、10%以下、5%以下、または0%に低下してよい。 "The activity of a protein is decreased" means that the activity of the same protein is decreased compared to an unmodified strain. "The activity of a protein is decreased" specifically means that the activity of the same protein per cell is decreased compared to an unmodified strain. As used herein, "unmodified strain" means a control strain that has not been modified to reduce the activity of the target protein. Unmodified strains include wild strains and parental strains. Specific examples of unmodified strains include strains exemplified in the description of Labyrinthulid microorganisms. Thus, in one aspect, the activity of the protein may be reduced compared to Aurantiochytrium sp.1 strain AJ7869. It should be noted that "the activity of the protein is decreased" includes the case where the activity of the protein is completely lost. "The activity of the protein is reduced" means, more specifically, that the number of molecules of the same protein per cell is reduced as compared with an unmodified strain, and/or It may mean that the function is degraded. That is, the "activity" in the case of "the activity of the protein is decreased" is not limited to the catalytic activity of the protein, but means the transcription level (mRNA level) or translation level (protein level) of the gene encoding the protein. may It should be noted that "the number of protein molecules per cell is reduced" includes the case where the protein does not exist at all. In addition, "the function per molecule of the protein is reduced" also includes the case where the function per molecule of the same protein is completely lost. The degree of reduction in protein activity is not particularly limited as long as the protein activity is reduced compared to the unmodified strain. The activity of the protein may be reduced, eg, to 50% or less, 20% or less, 10% or less, 5% or less, or 0% of the unmodified strain.

タンパク質の活性が低下するような改変は、例えば、同タンパク質をコードする遺伝子の発現を低下させることにより達成できる。「遺伝子の発現が低下する」とは、同遺伝子の発現が非改変株と比較して低下することを意味する。「遺伝子の発現が低下する」とは、具体的には、同遺伝子の細胞当たりの発現量が非改変株と比較して低下することを意味する。「遺伝子の発現が低下する」とは、より具体的には、遺伝子の転写量(mRNA量)が低下すること、および/または、遺伝子の翻訳量(タンパク質の量)が低下することを意味してよい。「遺伝子の発現が低下する」ことには、同遺伝子が全く発現していない場合も包含される。なお、「遺伝子の発現が低下する」ことを、「遺伝子の発現が弱化さ
れる」ともいう。遺伝子の発現は、例えば、非改変株の、50%以下、20%以下、10%以下、5%以下、または0%に低下してよい。
A modification that reduces the activity of a protein can be achieved, for example, by reducing the expression of the gene encoding the same protein. "Gene expression is decreased" means that the expression of the same gene is decreased compared to the unmodified strain. “Reduced expression of a gene” specifically means that the expression level of the same gene per cell is reduced compared to an unmodified strain. More specifically, the term "gene expression is decreased" means that the transcription level (mRNA level) of the gene is decreased and/or the translation level (protein level) of the gene is decreased. you can "The expression of a gene is decreased" includes cases where the same gene is not expressed at all. In addition, "the expression of a gene is decreased" is also referred to as "the expression of a gene is attenuated". Expression of the gene may be reduced to, eg, 50% or less, 20% or less, 10% or less, 5% or less, or 0% of the unmodified strain.

遺伝子の発現の低下は、例えば、転写効率の低下によるものであってもよく、翻訳効率の低下によるものであってもよく、それらの組み合わせによるものであってもよい。遺伝子の発現の低下は、例えば、遺伝子の発現調節配列を改変することにより達成できる。「発現調節配列」とは、プロモーター等の、遺伝子の発現に影響する部位の総称である。発現調節配列は、例えば、プロモーター検索ベクターやGENETYX等の遺伝子解析ソフトを用いて決定することができる。発現調節配列を改変する場合には、発現調節配列は、好ましくは1塩基以上、より好ましくは2塩基以上、特に好ましくは3塩基以上が改変される。遺伝子の転写効率の低下は、例えば、染色体上の遺伝子のプロモーターをより弱いプロモーターに置換することにより達成できる。「より弱いプロモーター」とは、遺伝子の転写が、もともと存在している野生型のプロモーターよりも弱化するプロモーターを意味する。より弱いプロモーターとしては、例えば、誘導型のプロモーターが挙げられる。すなわち、誘導型のプロモーターは、非誘導条件下(例えば、誘導物質の非存在下)でより弱いプロモーターとして機能し得る。また、発現調節配列の一部または全部の領域を欠失(欠損)させてもよい。また、遺伝子の発現の低下は、例えば、発現制御に関わる因子を操作することによっても達成できる。発現制御に関わる因子としては、転写や翻訳制御に関わる低分子(誘導物質、阻害物質など)、タンパク質(転写因子など)、核酸(siRNAなど)等が挙げられる。また、遺伝子の発現の低下は、例えば、遺伝子のコード領域に
遺伝子の発現が低下するような変異を導入することによっても達成できる。例えば、遺伝子のコード領域のコドンを、宿主においてより低頻度で利用される同義コドンに置き換えることによって、遺伝子の発現を低下させることができる。また、例えば、後述するような遺伝子の破壊により、遺伝子の発現自体が低下し得る。
A decrease in gene expression may be due to, for example, a decrease in transcription efficiency, a decrease in translation efficiency, or a combination thereof. Reduction of gene expression can be achieved, for example, by modifying the expression regulatory sequence of the gene. “Expression control sequence” is a general term for sites that affect gene expression, such as promoters. Expression regulatory sequences can be determined, for example, using promoter search vectors and gene analysis software such as GENETYX. When modifying an expression regulatory sequence, preferably 1 or more bases, more preferably 2 or more bases, and particularly preferably 3 or more bases are modified. A decrease in transcription efficiency of a gene can be achieved, for example, by replacing the promoter of the gene on the chromosome with a weaker promoter. By "weaker promoter" is meant a promoter whose gene transcription is weaker than the naturally occurring wild-type promoter. Weaker promoters include, for example, inducible promoters. That is, an inducible promoter can function as a weaker promoter under non-inducing conditions (eg, in the absence of an inducer). In addition, part or all of the expression control sequence may be deleted (deleted). In addition, reduction of gene expression can also be achieved, for example, by manipulating factors involved in expression control. Factors involved in expression control include low-molecular-weight molecules (inducing substances, inhibitors, etc.), proteins (transcription factors, etc.), nucleic acids (siRNA, etc.), etc., involved in transcription and translation control. In addition, the reduction of gene expression can also be achieved, for example, by introducing a mutation that reduces gene expression into the coding region of the gene. For example, expression of a gene can be reduced by replacing codons in the coding region of the gene with synonymous codons that are used less frequently in the host. In addition, for example, gene expression itself can be reduced by disruption of the gene as described later.

また、タンパク質の活性が低下するような改変は、例えば、同タンパク質をコードする遺伝子を破壊することにより達成できる。「遺伝子が破壊される」とは、正常に機能するタンパク質を産生しないように同遺伝子が改変されることを意味する。「正常に機能するタンパク質を産生しない」ことには、同遺伝子からタンパク質が全く産生されない場合や、同遺伝子から分子当たりの機能(活性や性質)が低下又は消失したタンパク質が産生される場合が包含される。 Also, modification that reduces the activity of a protein can be achieved, for example, by disrupting the gene encoding the same protein. By "disrupted in a gene" is meant that the same gene is altered so that it no longer produces a protein that functions normally. "Does not produce protein that functions normally" includes cases where no protein is produced from the same gene, and cases where the same gene produces a protein with reduced or lost function (activity or properties) per molecule. be done.

遺伝子の破壊は、例えば、染色体上の遺伝子を欠失(欠損)させることにより達成できる。「遺伝子の欠失」とは、遺伝子のコード領域の一部又は全部の領域の欠失をいう。さらには、染色体上の遺伝子のコード領域の前後の配列を含めて、遺伝子全体を欠失させてもよい。遺伝子のコード領域の前後の配列には、例えば、遺伝子の発現調節配列が含まれてよい。タンパク質の活性の低下が達成できる限り、欠失させる領域は、N末端領域(タンパク質のN末端側をコードする領域)、内部領域、C末端領域(タンパク質のC末端側をコードする領域)等のいずれの領域であってもよい。通常、欠失させる領域は長い方が確実に遺伝子を不活化することができる。欠失させる領域は、例えば、遺伝子のコード領域全長の10%以上、20%以上、30%以上、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、または95%以上の長さの領域であってよい。また、欠失させる領域の前後の配列は、リーディングフレームが一致しないことが好ましい。リーディングフレームの不一致により、欠失させる領域の下流でフレームシフトが生じ得る。 Gene disruption can be achieved, for example, by deleting (deleting) the gene on the chromosome. "Gene deletion" refers to deletion of a part or all of the coding region of a gene. Furthermore, the entire gene may be deleted, including sequences before and after the coding region of the gene on the chromosome. The sequences before and after the coding region of the gene may include, for example, expression regulatory sequences of the gene. As long as the protein activity can be reduced, the region to be deleted includes the N-terminal region (region encoding the N-terminal side of the protein), internal region, C-terminal region (region encoding the C-terminal side of the protein), etc. Any region may be used. Generally, the longer the region to be deleted, the more reliably the gene can be inactivated. The region to be deleted is, for example, 10% or more, 20% or more, 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more of the entire coding region of the gene, Or it may be a region with a length of 95% or more. Moreover, it is preferable that the sequences before and after the region to be deleted do not have the same reading frame. A reading frame mismatch can result in a frameshift downstream of the deleted region.

また、遺伝子の破壊は、例えば、染色体上の遺伝子のコード領域にアミノ酸置換(ミスセンス変異)を導入すること、終止コドン(ナンセンス変異)を導入すること、または1~2塩基の付加または欠失(フレームシフト変異)を導入すること等によっても達成できる(Journal of Biological Chemistry 272:8611-8617(1997), Proceedings of the Nati
onal Academy of Sciences, USA 95 5511-5515(1998), Journal of Biological Chemistry 26 116, 20833-20839(1991))。
In addition, gene disruption includes, for example, introducing an amino acid substitution (missense mutation) into the coding region of the gene on the chromosome, introducing a stop codon (nonsense mutation), or adding or deleting 1 to 2 bases ( (Journal of Biological Chemistry 272:8611-8617 (1997), Proceedings of the Nati
National Academy of Sciences, USA 95 5511-5515 (1998), Journal of Biological Chemistry 26 116, 20833-20839 (1991)).

また、遺伝子の破壊は、例えば、染色体上の遺伝子のコード領域に他の塩基配列を挿入することによっても達成できる。挿入部位は遺伝子のいずれの領域であってもよいが、挿入する塩基配列は長い方が確実に遺伝子を不活化することができる。また、挿入部位の前後の配列は、リーディングフレームが一致しないことが好ましい。リーディングフレームの不一致により、挿入部位の下流でフレームシフトが生じ得る。他の塩基配列としては、コードされるタンパク質の活性を低下又は消失させるものであれば特に制限されないが、例えば、抗生物質耐性遺伝子等のマーカー遺伝子や目的物質の生産に有用な遺伝子が挙げられる。 Gene disruption can also be achieved, for example, by inserting other nucleotide sequences into the coding region of the gene on the chromosome. The insertion site may be any region of the gene, but the longer the base sequence to be inserted, the more reliably the gene can be inactivated. Moreover, it is preferable that the sequences before and after the insertion site do not have the same reading frame. A reading frame mismatch can result in a frameshift downstream of the insertion site. Other nucleotide sequences are not particularly limited as long as they reduce or eliminate the activity of the encoded protein, and examples thereof include marker genes such as antibiotic resistance genes and genes useful for the production of target substances.

遺伝子の破壊は、特に、コードされるタンパク質のアミノ酸配列が欠失(欠損)するように実施してよい。言い換えると、タンパク質の活性が低下するような改変は、例えば、タンパク質のアミノ酸配列(アミノ酸配列の一部または全部の領域)を欠失させることにより、具体的には、アミノ酸配列(アミノ酸配列の一部または全部の領域)を欠失したタンパク質をコードするように遺伝子を改変することにより、達成できる。なお、「タンパク質のアミノ酸配列の欠失」とは、タンパク質のアミノ酸配列の一部または全部の領域の欠失をいう。また、「タンパク質のアミノ酸配列の欠失」とは、タンパク質において元のアミノ酸配列が存在しなくなることをいい、元のアミノ酸配列が別のアミノ酸配列に変化する場合も包含される。すなわち、例えば、フレームシフトにより別のアミノ酸配列に変化した領域は、欠失した領域とみなしてよい。タンパク質のアミノ酸配列の欠失により、典型的にはタンパク質の全長が短縮されるが、タンパク質の全長が変化しないか、あるいは延長される場合もあり得る。例えば、遺伝子のコード領域の一部又は全部の領域の欠失により、コードされるタンパク質のアミノ酸配列において、当該欠失した領域がコードする領域を欠失させることができる。また、例えば、遺伝子のコード領域への終止コドンの導入により、コードされるタンパク質のアミノ酸配列において、当該導入部位より下流の領域がコードする領域を欠失させることができる。また、例えば、遺伝子のコード領域におけるフレームシフトにより、当該フレームシフト部位がコードする領域を欠失させることができる。アミノ酸配列の欠失における欠失させる領域の位置および長さについては、遺伝子の欠失における欠失させる領域の位置および長さの説明を準用できる。 Disruption of the gene may in particular be carried out such that the amino acid sequence of the encoded protein is deleted (deleted). In other words, modifications that reduce the activity of a protein are, for example, deletion of the amino acid sequence of the protein (a region of part or all of the amino acid sequence). This can be achieved by modifying the gene to encode a protein that lacks a partial or complete region. In addition, "deletion of the amino acid sequence of a protein" refers to deletion of a part or the entire region of the amino acid sequence of the protein. "Deletion of the amino acid sequence of a protein" means that the original amino acid sequence does not exist in the protein, and includes cases in which the original amino acid sequence is changed to another amino acid sequence. That is, for example, a region changed to a different amino acid sequence by frameshifting may be considered a deleted region. Deletion of the amino acid sequence of a protein typically shortens the overall length of the protein, but may leave the overall length of the protein unchanged or may lengthen it. For example, deletion of part or all of the coding region of a gene can result in deletion of the region encoded by the deleted region in the amino acid sequence of the encoded protein. In addition, for example, by introducing a stop codon into the coding region of a gene, it is possible to delete the region encoded by the region downstream from the introduction site in the amino acid sequence of the encoded protein. Also, for example, by frameshifting in the coding region of a gene, the region encoded by the frameshift site can be deleted. Regarding the position and length of the region to be deleted in amino acid sequence deletion, the description of the position and length of the region to be deleted in gene deletion can be applied mutatis mutandis.

染色体上の遺伝子を上記のように改変することは、例えば、正常に機能するタンパク質を産生しないように改変した破壊型遺伝子を作製し、該破壊型遺伝子を含む組換えDNAで宿主を形質転換して、破壊型遺伝子と染色体上の野生型遺伝子とで相同組換えを起こさせることにより、染色体上の野生型遺伝子を破壊型遺伝子に置換することによって達成できる。その際、組換えDNAには、宿主の栄養要求性等の形質にしたがって、マーカー遺伝子を含ませておくと操作がしやすい。破壊型遺伝子としては、遺伝子のコード領域の一部又は全部の領域を欠失した遺伝子、ミスセンス変異を導入した遺伝子、ナンセンス変異を導入した遺伝子、フレームシフト変異を導入した遺伝子、トランスポゾンやマーカー遺伝子等の挿入配列を挿入した遺伝子が挙げられる。破壊型遺伝子によってコードされるタンパク質は、生成したとしても、野生型タンパク質とは異なる立体構造を有し、機能が低下又は消失する。相同組換えに用いる組換えDNAの構造は、所望の態様で相同組換えが起こるものであれば特に制限されない。例えば、破壊型遺伝子を含む線状DNAであって、両端に染色体上の野生型遺伝子の上流および下流の配列をそれぞれ備える線状DNAで宿主を形質転換して、野生型遺伝子の上流および下流でそれぞれ相同組換えを起こさせることにより、野生型遺伝子を破壊型遺伝子に置換することができる。なお、このような相同組み換えを利用した染色体の改変手法は、標的遺伝子の破壊に限られず、発現調節配列の改変等の、染色体の任意の改変に利用できる。 Modifying a gene on a chromosome as described above involves, for example, preparing a disrupted gene that is modified so as not to produce a protein that functions normally, and transforming a host with recombinant DNA containing the disrupted gene. This can be achieved by causing homologous recombination between the disrupted gene and the wild-type gene on the chromosome to replace the wild-type gene on the chromosome with the disrupted gene. In this case, the manipulation is facilitated if the recombinant DNA contains a marker gene according to the traits such as auxotrophy of the host. Disruption-type genes include genes in which part or all of the coding region of a gene is deleted, genes introduced with missense mutations, genes introduced with nonsense mutations, genes introduced with frameshift mutations, transposons, marker genes, etc. and a gene into which the insertion sequence of is inserted. Even if the protein encoded by the disrupted gene is produced, it has a three-dimensional structure different from that of the wild-type protein, and its function is reduced or lost. The structure of the recombinant DNA used for homologous recombination is not particularly limited as long as homologous recombination occurs in the desired manner. For example, a host is transformed with a linear DNA containing a disrupted gene, the linear DNA having sequences upstream and downstream of the wild-type gene on the chromosome at both ends, respectively. The wild-type gene can be replaced with the disrupted gene by causing homologous recombination, respectively. It should be noted that such a chromosomal modification technique using homologous recombination is not limited to target gene disruption, and can be used for arbitrary modification of chromosomes such as modification of expression regulatory sequences.

また、タンパク質の活性が低下するような改変は、例えば、突然変異処理により行ってもよい。突然変異処理としては、X線の照射、紫外線の照射、ならびにN-メチル-N'
-ニトロ-N-ニトロソグアニジン(MNNG)、エチルメタンスルフォネート(EMS)、およびメチルメタンスルフォネート(MMS)等の変異剤による処理が挙げられる。
Further, modifications that reduce protein activity may be performed, for example, by mutagenesis. Mutation treatments include X-ray irradiation, ultraviolet irradiation, and N-methyl-N'
-treatment with mutating agents such as nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG), ethyl methanesulfonate (EMS), and methyl methanesulfonate (MMS).

上記のようなタンパク質の活性を低下させる手法は、単独で用いてもよく、任意の組み合わせで用いてもよい。 Techniques for reducing protein activity as described above may be used alone or in any combination.

タンパク質の活性が低下したことは、同タンパク質の活性を測定することで確認できる。 A decrease in protein activity can be confirmed by measuring the activity of the same protein.

タンパク質の活性が低下したことは、同タンパク質をコードする遺伝子の発現が低下したことを確認することによっても、確認できる。遺伝子の発現が低下したことは、同遺伝子の転写量が低下したことを確認することや、同遺伝子から発現するタンパク質の量が低下したことを確認することにより確認できる。 Decreased protein activity can also be confirmed by confirming decreased expression of the gene encoding the same protein. Decreased gene expression can be confirmed by confirming that the amount of transcription of the gene has decreased or by confirming that the amount of protein expressed from the gene has decreased.

遺伝子の転写量が低下したことの確認は、同遺伝子から転写されるmRNAの量を非改変株と比較することによって行うことができる。mRNAの量を評価する方法としては、ノーザンハイブリダイゼーション、RT-PCR、マイクロアレイ、RNA-seq等が挙げられる(Molecular cloning(Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001))。mRNAの量(例えば、細胞当たりの分子数)は、例えば、非改変株の、50%以下、20%以下、10%以下、5%以下、または0%に低下してよい。 Decrease in gene transcription level can be confirmed by comparing the amount of mRNA transcribed from the same gene with an unmodified strain. Methods for evaluating the amount of mRNA include Northern hybridization, RT-PCR, microarray, RNA-seq and the like (Molecular cloning (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001)). The amount of mRNA (eg, number of molecules per cell) may be reduced, eg, to 50% or less, 20% or less, 10% or less, 5% or less, or 0% of the unmodified strain.

タンパク質の量が低下したことの確認は、SDS-PAGEを行い、分離されたタンパク質バンドの強度を確認することによって行うことができる。また、タンパク質の量が低下したことの確認は、抗体を用いてウェスタンブロットによって行うことができる(Molecular cloning(Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001))。タンパク質の量(例えば、細胞当たりの分子数)は、例えば、非改変株の、50%以下、20%以下、10%以下、5%以下、または0%に低下してよい。 Confirmation that the amount of protein has decreased can be performed by performing SDS-PAGE and confirming the intensity of the separated protein bands. In addition, confirmation that the amount of protein has decreased can be performed by Western blotting using an antibody (Molecular cloning (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor (USA), 2001)). The amount of protein (eg, number of molecules per cell) may be reduced, eg, to 50% or less, 20% or less, 10% or less, 5% or less, or 0% of the unmodified strain.

遺伝子が破壊されたことは、破壊に用いた手段に応じて、同遺伝子の一部または全部の塩基配列、制限酵素地図、または全長等を決定することで確認できる。 Disruption of a gene can be confirmed by determining the base sequence, restriction enzyme map, full length, or the like of part or all of the gene, depending on the means used for the disruption.

形質転換は、例えば、ラビリンチュラ類微生物の形質転換に通常用いられる手法により行うことができる。そのような手法としては、エレクトロポレーション法が挙げられる。 Transformation can be performed, for example, by a technique commonly used for transformation of Labyrinthulid microorganisms. Such techniques include electroporation.

上記したタンパク質の活性を低下させる手法は、任意のタンパク質の活性低下や、任意の遺伝子の発現低下に利用できる。 The techniques for reducing protein activity described above can be used to reduce the activity of any protein or to reduce the expression of any gene.

<2>ステロールの製造法
本発明の方法は、本発明の微生物を培地で培養すること、および前記培養により生成した菌体からステロールを回収すること、を含む、ステロールの製造方法である。本発明の方法においては、1種のステロールが製造されてもよく、2種またはそれ以上のステロールが製造されてもよい。
<2> Method for Producing Sterol The method of the present invention is a method for producing a sterol, comprising culturing the microorganism of the present invention in a medium and recovering the sterol from the cells produced by the culture. In the process of the invention, one sterol may be produced, two or more sterols may be produced.

使用する培地は、本発明の微生物が増殖でき、ステロールが生産される限り、特に制限されない。培地としては、例えば、ラビリンチュラ類等の従属栄養微生物の培養に用いられる通常の培地を用いることができる。培地は、炭素源、窒素源、リン酸源、硫黄源、その他の各種有機成分や無機成分から選択される成分を必要に応じて含有してよい。培地として、具体的には、例えば、0~1×人工海水で調製したGY培地が挙げられる。 The medium to be used is not particularly limited as long as the microorganism of the present invention can grow and sterols can be produced. As the medium, for example, a normal medium used for culturing heterotrophic microorganisms such as Labyrinthula can be used. The medium may optionally contain components selected from carbon sources, nitrogen sources, phosphoric acid sources, sulfur sources, and various other organic and inorganic components. Specific examples of the medium include GY medium prepared with 0-1× artificial seawater.

炭素源として、具体的には、例えば、グルコース、フルクトース、スクロース、ラクトース、ガラクトース、キシロース、アラビノース、廃糖蜜、澱粉加水分解物、バイオマスの加水分解物等の糖類、酢酸やクエン酸等の有機酸類、エタノール、グリセロール、粗グリセロール等のアルコール類、脂肪酸類が挙げられる。炭素源としては、1種の炭素源を用いてもよく、2種またはそれ以上の炭素源を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of carbon sources include sugars such as glucose, fructose, sucrose, lactose, galactose, xylose, arabinose, blackstrap molasses, starch hydrolysates, and biomass hydrolysates, and organic acids such as acetic acid and citric acid. , ethanol, glycerol, crude glycerol, and fatty acids. As the carbon source, one type of carbon source may be used, or two or more types of carbon sources may be used in combination.

窒素源として、具体的には、例えば、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム等のアンモニウム塩、ペプトン、酵母エキス、肉エキス、大豆タンパク質分解物等の有機窒素源、アンモニア、ウレアが挙げられる。pH調整に用いられるアンモニアガスやアンモニア水を窒素源として利用してもよい。窒素源としては、1種の窒素源を用いてもよく、2種またはそれ以上の窒素源を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of nitrogen sources include ammonium salts such as ammonium sulfate, ammonium chloride and ammonium phosphate; organic nitrogen sources such as peptone, yeast extract, meat extract and soy protein hydrolyzate; ammonia; and urea. Ammonia gas or ammonia water used for pH adjustment may be used as the nitrogen source. As the nitrogen source, one type of nitrogen source may be used, or two or more types of nitrogen sources may be used in combination.

リン酸源として、具体的には、例えば、リン酸2水素カリウム、リン酸水素2カリウム等のリン酸塩、ピロリン酸等のリン酸ポリマーが挙げられる。リン酸源としては、1種のリン酸源を用いてもよく、2種またはそれ以上のリン酸源を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of the phosphate source include phosphates such as potassium dihydrogen phosphate and dipotassium hydrogen phosphate, and phosphate polymers such as pyrophosphate. As the phosphoric acid source, one phosphoric acid source may be used, or two or more phosphoric acid sources may be used in combination.

硫黄源として、具体的には、例えば、硫酸塩、チオ硫酸塩、亜硫酸塩等の無機硫黄化合物、システイン、シスチン、グルタチオン等の含硫アミノ酸が挙げられる。硫黄源としては、1種の硫黄源を用いてもよく、2種またはそれ以上の硫黄源を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of sulfur sources include inorganic sulfur compounds such as sulfates, thiosulfates and sulfites, and sulfur-containing amino acids such as cysteine, cystine and glutathione. As the sulfur source, one sulfur source may be used, or two or more sulfur sources may be used in combination.

その他の各種有機成分や無機成分として、具体的には、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の無機塩類;鉄、マンガン、マグネシウム、カルシウム等の微量金属類;ビタミンB1、ビタミンB2、ビタミンB6、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、ビタミンB12等のビ
タミン類;アミノ酸類;核酸類;これらを含有するペプトン、カザミノ酸、酵母エキス、大豆タンパク質分解物等の有機成分が挙げられる。その他の各種有機成分や無機成分としては、1種の成分を用いてもよく、2種またはそれ以上の成分を組み合わせて用いてもよい。
Specific examples of other organic and inorganic components include inorganic salts such as sodium chloride and potassium chloride; trace metals such as iron, manganese, magnesium, and calcium; vitamin B1, vitamin B2, vitamin B6, and nicotine. Acids, nicotinamide, vitamins such as vitamin B12; amino acids; nucleic acids; As other various organic components and inorganic components, one component may be used, or two or more components may be used in combination.

培養条件は、本発明の微生物が増殖でき、ステロールが生産される限り、特に制限されない。培養は、例えば、ラビリンチュラ類等の従属栄養微生物の培養に用いられる通常の条件で行うことができる。 Culture conditions are not particularly limited as long as the microorganism of the present invention can grow and sterols can be produced. Cultivation can be performed, for example, under normal conditions used for culturing heterotrophic microorganisms such as Labyrinthulids.

培養は、液体培地を用いて行うことができる。培養の際には、本発明の微生物を寒天培地等の固体培地で培養したものを直接液体培地に接種してもよく、本発明の微生物を液体培地で種培養したものを本培養用の液体培地に接種してもよい。すなわち、培養は、種培養と本培養とに分けて行われてもよい。その場合、種培養と本培養の培養条件は、同一であってもよく、そうでなくてもよい。培養開始時に培地に含有される本発明の微生物の量は特に制限されない。本培養は、例えば、本培養の培地に、種培養液を1~50%(v/v)植菌することにより行ってよい。 Cultivation can be performed using a liquid medium. When culturing, the microorganism of the present invention may be cultured in a solid medium such as an agar medium and directly inoculated into a liquid medium. The medium may be inoculated. That is, the culture may be divided into seed culture and main culture. In that case, the culture conditions for seed culture and main culture may or may not be the same. The amount of the microorganism of the present invention contained in the medium at the start of culture is not particularly limited. The main culture may be performed, for example, by inoculating 1 to 50% (v/v) of the seed culture into the medium for the main culture.

培養は、回分培養(batch culture)、流加培養(Fed-batch culture)、連続培養(continuous culture)、またはそれらの組み合わせにより実施することができる。なお、培養開始時の培地を、「初発培地」ともいう。また、流加培養または連続培養において培養系(発酵槽)に供給する培地を、「流加培地」ともいう。また、流加培養または連続培養において培養系に流加培地を供給することを、「流加」ともいう。なお、培養が種培養と本培養とに分けて行われる場合、例えば、種培養と本培養を、共に回分培養で行ってもよい。また、例えば、種培養を回分培養で行い、本培養を流加培養または連続培養で行ってもよい。 Cultivation can be performed by batch culture, fed-batch culture, continuous culture, or a combination thereof. In addition, the medium at the start of culture is also referred to as "starting medium". In addition, the medium supplied to the culture system (fermentor) in fed-batch culture or continuous culture is also referred to as "fed-batch medium". Also, supplying a feed medium to a culture system in fed-batch culture or continuous culture is also referred to as "fed-batch". In addition, when the culture is performed separately into a seed culture and a main culture, both the seed culture and the main culture may be performed by batch culture, for example. Also, for example, the seed culture may be performed by batch culture, and the main culture may be performed by fed-batch culture or continuous culture.

培養は、例えば、好気条件で行うことができる。好気条件とは、液体培地中の溶存酸素濃度が、酸素膜電極による検出限界である0.33ppm以上であることをいい、好ましくは1.5ppm以上であることであってよい。酸素濃度は、例えば、飽和酸素濃度の5~50%、好ましくは10%程度に制御されてもよい。好気条件での培養は、具体的には、通気培養、振盪培養、撹拌培養、またはそれらの組み合わせで行うことができる。培地のpHは、例えば、pH3~10、好ましくはpH4.0~9.5であってよい。培養中、必要に応じて培地のpHを調整する
ことができる。培地のpHは、アンモニアガス、アンモニア水、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、塩酸、硫酸等の各種アルカリ性または酸性物質を用いて調整することができる。培養温度は、例えば、20℃~35℃、好ましくは25℃~35℃であってよい。培養期間は、例えば、10時間~120時間であってよい。培養は、例えば、培
地中の炭素源が消費されるまで、あるいは本発明の微生物の活性がなくなるまで、継続してもよい。このような条件下で本発明の微生物を培養することにより、ステロールを含有する菌体が生成する。
Culturing can be performed, for example, under aerobic conditions. The aerobic condition means that the dissolved oxygen concentration in the liquid medium is 0.33 ppm or more, which is the detection limit of an oxygen membrane electrode, preferably 1.5 ppm or more. The oxygen concentration may be controlled to, for example, 5 to 50% of the saturated oxygen concentration, preferably about 10%. Cultivation under aerobic conditions can be specifically performed by aerobic culture, shaking culture, agitation culture, or a combination thereof. The pH of the medium may be, for example, pH 3-10, preferably pH 4.0-9.5. During cultivation, the pH of the medium can be adjusted as needed. The pH of the medium can be adjusted to various alkaline or acidic substances such as ammonia gas, ammonia water, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, magnesium carbonate, sodium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, hydrochloric acid, and sulfuric acid. can be adjusted using The culture temperature may be, for example, 20°C to 35°C, preferably 25°C to 35°C. The culture period may be, for example, 10 hours to 120 hours. Cultivation may be continued, for example, until the carbon source in the medium is consumed, or until the activity of the microorganism of the present invention is lost. By culturing the microorganism of the present invention under such conditions, sterol-containing cells are produced.

ステロールは菌体から適宜回収することができる。すなわち、菌体からステロールを抽出して回収することができる。菌体は、培養液に含有されたままステロールの抽出に供してもよく、培養液から回収してからステロールの抽出に供してもよい。また、菌体(例えば、菌体を含有する培養液や培養液から回収された菌体)は、適宜、希釈、濃縮、凍結、融解、乾燥等の処理に供してから、ステロールの抽出に供してもよい。これらの処理は、単独で、あるいは適宜組み合わせて行ってもよい。これらの処理は、ステロールの抽出法の種類等の諸条件に応じて適宜選択することができる。 Sterols can be appropriately recovered from the cells. That is, sterols can be extracted and recovered from the cells. The cells may be subjected to sterol extraction as they are contained in the culture solution, or may be recovered from the culture solution and then subjected to sterol extraction. In addition, the cells (for example, the culture medium containing the cells or the cells collected from the culture medium) are appropriately subjected to treatments such as dilution, concentration, freezing, thawing, drying, etc., and then subjected to sterol extraction. may These treatments may be performed singly or in combination as appropriate. These treatments can be appropriately selected according to various conditions such as the type of sterol extraction method.

菌体を培養液から回収する手法は特に制限されず、例えば公知の手法(Grima, E. M. et al. 2003. Biotechnol. Advances 20: 491-515)を利用できる。具体的には、例えば、自然沈降、遠心分離、濾過等の手法により、菌体を培養液から回収することができる。また、その際、凝集剤(flocculant)を利用してもよい。回収した菌体は、適当な媒体を用いて適宜洗浄することができる。また、回収した菌体は、適当な媒体を用いて適宜再懸濁することができる。洗浄や懸濁に利用できる媒体としては、例えば、水や水性緩衝液等の水性媒体(水性溶媒)、メタノール等の有機媒体(有機溶媒)、およびそれらの混合物が挙げられる。媒体は、ステロールの抽出法の種類等の諸条件に応じて適宜選択することができる。 The technique for recovering the cells from the culture medium is not particularly limited, and for example, a known technique (Grima, E. M. et al. 2003. Biotechnol. Advances 20: 491-515) can be used. Specifically, the cells can be recovered from the culture solution by, for example, natural sedimentation, centrifugation, filtration, or the like. A flocculant may also be used at that time. The recovered cells can be appropriately washed using an appropriate medium. In addition, the collected cells can be appropriately resuspended using an appropriate medium. Examples of media that can be used for washing and suspension include aqueous media (aqueous solvents) such as water and aqueous buffers, organic media (organic solvents) such as methanol, and mixtures thereof. The medium can be appropriately selected according to various conditions such as the type of sterol extraction method.

ステロールを抽出する手法は特に制限されず、例えば公知の手法を利用できる。そのような手法としては、例えば、一般的な藻類等の微生物の菌体から脂質を抽出する手法が挙げられる。そのような手法として、具体的には、例えば、有機溶剤処理、超音波処理、ビーズ破砕処理、酸処理、アルカリ処理、酵素処理、水熱処理、超臨界処理、マイクロ波処理、電磁場処理、圧搾処理が挙げられる。これらの手法は、単独で、あるいは適宜組み合わせて利用することができる。 A technique for extracting sterols is not particularly limited, and for example, a known technique can be used. Examples of such a technique include a technique for extracting lipids from the cells of microorganisms such as common algae. Specific examples of such techniques include organic solvent treatment, ultrasonic treatment, bead crushing treatment, acid treatment, alkali treatment, enzymatic treatment, hydrothermal treatment, supercritical treatment, microwave treatment, electromagnetic field treatment, and compression treatment. is mentioned. These techniques can be used alone or in combination as appropriate.

有機溶剤処理に用いられる有機溶剤は、菌体からステロールを抽出できるものであれば特に制限されない。有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、2-プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、n-ヘキサン等のアルカン類、クロロホルムが挙げられる。有機溶剤による脂質の抽出法としては、Bligh-Dyer法やFolch法が挙げら
れる。有機溶剤としては、1種の有機溶剤を用いてもよく、2種またはそれ以上の有機溶剤を組み合わせて用いてもよい。
The organic solvent used for the organic solvent treatment is not particularly limited as long as it can extract sterols from the cells. Examples of organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol and octanol, ketones such as acetone, ethers such as dimethyl ether and diethyl ether, methyl acetate and ethyl acetate. alkanes such as n-hexane, and chloroform. The Bligh-Dyer method and the Folch method are examples of lipid extraction methods using organic solvents. As the organic solvent, one organic solvent may be used, or two or more organic solvents may be used in combination.

アルカリ処理のpHは、菌体からステロールを抽出できるpHであれば特に制限されない。アルカリ処理のpHは、通常にはpH 8.5以上、好ましくはpH 10.5以上、さらに好ましくはpH 11.5以上であってよく、pH 14以下であってよい。アルカリ処理の温度は、通常には30
℃以上、好ましくは50℃以上、さらに好ましくは70℃以上であってよい。アルカリ処理の温度は、好ましくは120℃以下であってよい。アルカリ処理の時間は、通常には10分以上
、好ましくは30分以上、さらに好ましくは50分以上であってよい。アルカリ処理の時間は、好ましくは150分以下であってよい。アルカリ処理には、NaOHやKOH等のアルカリ性物質を利用することができる。
The pH of the alkaline treatment is not particularly limited as long as the pH allows sterols to be extracted from the cells. The pH of the alkaline treatment is usually pH 8.5 or higher, preferably pH 10.5 or higher, more preferably pH 11.5 or higher, and may be pH 14 or lower. The temperature of alkaline treatment is usually 30
°C or higher, preferably 50°C or higher, more preferably 70°C or higher. The temperature of the alkaline treatment may preferably be 120°C or lower. The alkali treatment time is usually 10 minutes or longer, preferably 30 minutes or longer, and more preferably 50 minutes or longer. The alkali treatment time may preferably be 150 minutes or less. Alkaline substances such as NaOH and KOH can be used for alkali treatment.

抽出したステロールの回収は、化合物の分離精製に用いられる公知の手法により行うことができる。そのような手法としては、例えば、イオン交換樹脂法や膜処理法が挙げられる。これらの手法は、単独で、あるいは適宜組み合わせて用いることができる。 Recovery of the extracted sterol can be performed by a known method used for separation and purification of compounds. Such techniques include, for example, an ion exchange resin method and a membrane treatment method. These techniques can be used alone or in combination as appropriate.

回収されたステロールは、ステロール以外に、菌体、培地成分、水分、抽出処理に用いられた成分、本発明の微生物の代謝副産物等の成分を含んでいてよい。ステロールは、所望の程度に精製されていてよい。ステロールの純度は、例えば、1%(w/w)以上、2%(w/w)以上、5%(w/w)以上、10%(w/w)以上、30%(w/w)以上、50%(w/w)以上、70
%(w/w)以上、90%(w/w)以上、または95%(w/w)以上であってよい。
The collected sterols may contain components such as bacterial cells, medium components, moisture, components used in the extraction process, metabolic by-products of the microorganism of the present invention, in addition to sterols. The sterols may be purified to the desired degree. Purity of sterols, e.g. 1% (w/w) or more, 2% (w/w) or more, 5% (w/w) or more, 10% (w/w) or more, 30% (w/w) ≥ 50% (w/w) ≥ 70
% (w/w) or greater, 90% (w/w) or greater, or 95% (w/w) or greater.

ステロールの種類および量は、化合物の検出または同定に用いられる公知の手法により決定することができる。そのような手法としては、例えば、HPLC、LC/MS、GC/MS、NMRが
挙げられる。これらの手法は、単独で、あるいは適宜組み合わせて用いることができる。
The type and amount of sterol can be determined by known techniques used for detection or identification of compounds. Such techniques include, for example, HPLC, LC/MS, GC/MS, NMR. These techniques can be used alone or in combination as appropriate.

回収されるステロールは、例えば、遊離型のステロール、その派生物(ステロールエステル、ステリルグルコシド、アシルステリルグルコシド、等)、またはそれらの混合物であってよい。また、ステロールがこれら派生物の形態で存在する場合、加水分解により遊離型のステロールを生成することもできる。加水分解は常法により実施できる。例えば、ステロールエステルはエステラーゼにより、ステリルグルコシドやアシルステリルグルコシドはグリコシダーゼにより、それぞれ酵素的に加水分解できる。 The recovered sterol can be, for example, sterol in free form, derivatives thereof (sterol esters, steryl glucosides, acyl steryl glucosides, etc.), or mixtures thereof. Also, when sterols are present in the form of their derivatives, hydrolysis can also produce free sterols. Hydrolysis can be carried out by conventional methods. For example, sterol esters can be enzymatically hydrolyzed by esterases, and steryl glucosides and acyl steryl glucosides can be enzymatically hydrolyzed by glycosidases.

ステロールは、種々の用途に利用できる。ステロールの用途は特に制限されない。ステロールは、例えば、そのまま単独で、あるいは他の成分と配合して、あるいは他の成分の原料として、利用できる。ステロールの用途としては、食品添加物、飼料添加物、健康食品、医薬品、化成品、化粧品成分、それらの原料が挙げられる。飼料としては、畜産飼料や水産飼料が挙げられる。 Sterols have a variety of uses. Uses of sterols are not particularly limited. The sterols can be used, for example, as they are, alone, in combination with other ingredients, or as raw materials for other ingredients. Uses of sterols include food additives, feed additives, health foods, pharmaceuticals, chemical products, cosmetic ingredients, and raw materials thereof. Feeds include livestock feeds and aquatic feeds.

以下、本発明を非限定的な実施例により更に具体的に説明する。 EXAMPLES The present invention will now be described in greater detail by way of non-limiting examples.

〔実施例1〕smt1遺伝子欠損株の構築
Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株(FERM BP-22342)を親株として、以下の手順で、smt1遺伝子(配列番号3)の欠損株を構築した。
[Example 1] Construction of smt1 gene-deficient strain
Using the Aurantiochytrium sp.1 strain AJ7869 (FERM BP-22342) as the parent strain, a strain lacking the smt1 gene (SEQ ID NO: 3) was constructed by the following procedure.

AJ7869株のゲノムDNAを鋳型として、配列番号10と11のプライマーを用いてPCRを行い、smt1遺伝子の上流領域を含むDNA断片を増幅した。AJ7869株のゲノムDNAを鋳型として、配列番号12と13のプライマーを用いてPCRを行い、smt1遺伝子の下流領域を含むDNA断片を増幅した。ブラストサイジンS耐性遺伝子発現カセット(Keishi Sakaguchi, et al., Versatile Transformation system that is Applicable to both
multiple transgene expression and gene targeting for thraustochytrids., Applied
and Environmental Microbiology. 2012 ;78(9):3193-3202.)を鋳型として、配列番号
14と15のプライマーを用いてPCRを行い、ブラストサイジンS耐性遺伝子を含むDNA断片を増幅した。プラスミドpUC19を鋳型として、配列番号16と17のプライマー
を用いてPCRを行い、pUC19のDNA断片を増幅した。それらDNA断片をIn-fusion(タカラ社)を用いて結合させ、得られたプラスミドをpUC19smt1-blaと名付けた。pUC19smt1-blaを鋳型として、配列番号18と19のプライマーを用いてPCRを行い、ブラストサイジンS耐性遺伝子が挿入されたsmt1遺伝子を含むDNA断片を得た。当該DNA断片をエレクトロポレーション法(Keishi Sakaguchi, et al., Versatile Transformation system that is Applicable to both multiple transgene expression and gene targeting for thraustochytrids., Applied and Environmental Microbiology. 2012 ;78(9):3193-3202)でAJ7869株に導入してブラストサイジンS耐性株を取得した。本株をAJ7870株と名付けた。本株は、smt1遺伝子がブラストサイジンS耐性遺伝子に置換されたsmt1遺伝子の欠損株である。
PCR was performed using the genomic DNA of the AJ7869 strain as a template and the primers of SEQ ID NOS: 10 and 11 to amplify a DNA fragment containing the upstream region of the smt1 gene. PCR was performed using the genomic DNA of the AJ7869 strain as a template and the primers of SEQ ID NOs: 12 and 13 to amplify a DNA fragment containing the downstream region of the smt1 gene. Blasticidin S resistance gene expression cassette (Keishi Sakaguchi, et al., Versatile Transformation system that is Applicable to both
multiple transgene expression and gene targeting for thraustochytrids.
and Environmental Microbiology. 2012;78(9):3193-3202.) as a template, PCR was performed using the primers of SEQ ID NOs: 14 and 15 to amplify a DNA fragment containing the blasticidin S resistance gene. Using the plasmid pUC19 as a template, PCR was performed using the primers of SEQ ID NOs: 16 and 17 to amplify the pUC19 DNA fragment. These DNA fragments were ligated using In-fusion (Takara), and the resulting plasmid was named pUC19smt1-bla. Using pUC19smt1-bla as a template, PCR was performed using primers of SEQ ID NOS: 18 and 19 to obtain a DNA fragment containing the smt1 gene into which the blasticidin S resistance gene was inserted. The DNA fragment was electroporated (Keishi Sakaguchi, et al., Versatile Transformation system that is Applicable to both multiple transgene expression and gene targeting for thraustochytrids., Applied and Environmental Microbiology. 2012;78(9):3193-3202). was introduced into the AJ7869 strain to obtain a blasticidin S-resistant strain. This strain was named AJ7870 strain. This strain is an smt1 gene-deficient strain in which the smt1 gene is replaced with a blasticidin S-resistant gene.

〔実施例2〕smt1遺伝子欠損+dhcr24遺伝子発現強化株の構築
AJ7869株を親株として、以下の手順で、smt1遺伝子(配列番号3)を欠損し、且つdhcr24遺伝子(配列番号5)の発現が強化された株を構築した。
[Example 2] Construction of smt1 gene-deficient + dhcr24 gene expression-enhanced strain
Using the AJ7869 strain as a parent strain, a strain lacking the smt1 gene (SEQ ID NO: 3) and having enhanced expression of the dhcr24 gene (SEQ ID NO: 5) was constructed by the following procedure.

pUC19smt1-blaを鋳型として、配列番号20と21のプライマーを用いてPCRを行い
、smt1遺伝子の上流領域と下流領域を含むDNA断片を増幅した。ゼオシン耐性遺伝子‐dhcr24遺伝子の発現カセットを含むプラスミド(配列番号22)を鋳型として、配列番号23と24のプライマーを用いてPCRを行い、ゼオシン耐性遺伝子‐dhcr24遺伝子の発現
カセットを含むDNA断片を増幅した。それらDNA断片をIn-fusion(タカラ社)を用いて結合させ、得られたプラスミドをpUC19dhcr24-zeoと名付けた。pUC19dhcr24-Zeoを鋳型として、配列番号25と26のプライマーを用いてPCRを行い、smt1破壊サイトが付加されたゼオシン耐性遺伝子‐dhcr24遺伝子の発現カセットを含むDNA断片を得た。当該DNA断片をエレクトロポレーション法(Keishi Sakaguchi, et al., Versatile Transformation system that is Applicable to both multiple transgene expression and gene targeting for thraustochytrids., Applied and Environmental Microbiology. 2012 ;78(9):3193-3202)でAJ7869株に導入してゼオシン耐性株を取得した。本株をAJ7876株と名付けた。本株は、smt1遺伝子がゼオシン耐性遺伝子‐dhcr24遺伝子の発現カセットに置換された、smt1遺伝子を欠損し且つdhcr24遺伝子の発現が強化された株である。
Using pUC19smt1-bla as a template, PCR was performed using primers of SEQ ID NOs: 20 and 21 to amplify a DNA fragment containing the upstream region and downstream region of the smt1 gene. Using the plasmid (SEQ ID NO: 22) containing the zeocin resistance gene-dhcr24 gene expression cassette as a template, PCR was performed using the primers of SEQ ID NOs: 23 and 24 to amplify a DNA fragment containing the zeocin resistance gene-dhcr24 gene expression cassette. did. These DNA fragments were ligated using In-fusion (Takara), and the resulting plasmid was named pUC19dhcr24-zeo. Using pUC19dhcr24-Zeo as a template, PCR was performed using primers of SEQ ID NOS: 25 and 26 to obtain a DNA fragment containing the zeocin resistance gene-dhcr24 gene expression cassette to which the smt1 disruption site was added. The DNA fragment was electroporated (Keishi Sakaguchi, et al., Versatile Transformation system that is Applicable to both multiple transgene expression and gene targeting for thraustochytrids., Applied and Environmental Microbiology. 2012;78(9):3193-3202). was introduced into the AJ7869 strain to obtain a zeocin-resistant strain. This strain was named AJ7876 strain. This strain is a smt1 gene-deficient strain with enhanced expression of the dhcr24 gene, in which the smt1 gene is replaced with a zeocin-resistant gene-dhcr24 gene expression cassette.

〔実施例3〕dagt2B遺伝子発現強化株の構築
AJ7869株、AJ7870株、AJ7876株(Δsmt:dhcr24)を親株として、以下の手順で、dgat2B遺伝子(配列番号1)の発現強化株を構築した。
[Example 3] Construction of dagt2B gene expression-enhanced strain
Using the AJ7869 strain, the AJ7870 strain, and the AJ7876 strain (Δsmt: dhcr24) as parent strains, strains with enhanced expression of the dgat2B gene (SEQ ID NO: 1) were constructed according to the following procedure.

ネオマイシン耐性遺伝子‐dgat2B遺伝子の発現カセットを含むプラスミド(配列番号27)を鋳型として、配列番号28と29のプライマーを用いてPCRを行い、ネオマイシン耐性遺伝子‐dgat2B遺伝子の発現カセットを含むDNA断片を得た。当該DNA断片をエレクトロポレーション法(Keishi Sakaguchi, et al., Versatile Transformation system that is Applicable to both multiple transgene expression and gene targeting for thraustochytrids., Applied and Environmental Microbiology. 2012 ;78(9):3193-3202)でAJ7869株、AJ7870株、およびAJ7876株(Δsmt:dhcr24)に導入してネオマイシ
ン耐性株を取得した。取得した株を、それぞれ、AJ7874株、AJ7875株、およびAJ7877株と名付けた。これらの株は、ネオマイシン耐性遺伝子‐Dgat2B遺伝子の発現カセットがゲノム中にランダムに挿入されたDgat2B遺伝子の発現強化株である。
Using the plasmid (SEQ ID NO: 27) containing the neomycin resistance gene-dgat2B gene expression cassette as a template, PCR was performed using the primers of SEQ ID NOS: 28 and 29 to obtain a DNA fragment containing the neomycin resistance gene-dgat2B gene expression cassette. rice field. The DNA fragment was electroporated (Keishi Sakaguchi, et al., Versatile Transformation system that is Applicable to both multiple transgene expression and gene targeting for thraustochytrids., Applied and Environmental Microbiology. 2012;78(9):3193-3202). was introduced into strains AJ7869, AJ7870, and AJ7876 (Δsmt: dhcr24) to obtain neomycin-resistant strains. The acquired strains were named AJ7874 strain, AJ7875 strain, and AJ7877 strain, respectively. These strains are strains with enhanced expression of the Dgat2B gene in which the neomycin resistance gene-Dgat2B gene expression cassette was randomly inserted into the genome.

〔実施例4〕AJ7869株とその改変株の培養評価
AJ7869株、AJ7870株、AJ7876株、AJ7874株、AJ7875株、およびAJ7877株を、0.5×人工
海水で調製した0.2×ライヒマニ保存用培地(ニッスイ)に終濃度がそれぞれ2 mg/L、0.0
1 mg/L、0.01 mg/LとなるようにビタミンB1(ナカライテスク)、ビタミンB2(ナカライ
テスク)、及びビタミンB12(ナカライテスク)を加えた培地のプレートに播種し、28.5
℃で60時間培養した。そのプレート培地上の細胞を5白金耳分掻き取り、下記組成の0.25
×人工海水で調製したGY培地50 mLを入れた500 mL容量バッフル付の三角フラスコに植菌
し、培養温度28.5℃、撹拌120 rpm(ロータリー)にて、24時間培養を行った。得られた
培養液を0.25×人工海水で調製したGTY培地48.5 mLを入れた500 mL容量バッフル付の三角フラスコに1.5 mL植菌し、培養温度28.5℃、撹拌120 rpm(ロータリー)にて、48時間培
養を行った。
[Example 4] Culture evaluation of AJ7869 strain and its modified strain
AJ7869 strain, AJ7870 strain, AJ7876 strain, AJ7874 strain, AJ7875 strain, and AJ7877 strain were added to 0.2× Reihimani storage medium (Nissui) prepared with 0.5× artificial seawater to final concentrations of 2 mg/L and 0.0, respectively.
1 mg/L, 0.01 mg/L of vitamin B1 (Nacalai Tesque), vitamin B2 (Nacalai Tesque), and vitamin B12 (Nacalai Tesque) were added to the medium plate, and 28.5
℃ for 60 hours. Scrape off 5 platinum loops of cells on the plate medium and add 0.25 of the following composition.
The cells were inoculated into an Erlenmeyer flask with a 500 mL capacity baffle containing 50 mL of GY medium prepared with × artificial seawater, and cultured for 24 hours at a culture temperature of 28.5°C and stirring at 120 rpm (rotary). 1.5 mL of the obtained culture solution was inoculated into an Erlenmeyer flask with a 500 mL capacity baffle containing 48.5 mL of GTY medium prepared with 0.25 × artificial seawater, and the culture temperature was 28.5 ° C and the stirring was performed at 120 rpm (rotary) for 48 A time culture was performed.

<GY培地の組成>
(A区)
グルコース 30 g/L
(B区)
酵母エキス 10 g/L
(C区)
ビタミンB1 2 mg/L
ビタミンB2 0.01 mg/L
ビタミンB12 0.01 mg/L
(D区)
PIPES 13.6 g/L
B区はHClを用いてpH6.5に調整した後、A区はpH無調整にて、それぞれ120℃で10分オートクレーブした。D区はNaOHを用いてpH6.5に調整した後、C区はpH無調整にて、それぞれ
フィルター濾過を行った。A区とB区を室温に冷却後、4区を混合した。
<Composition of GY medium>
(A Ward)
Glucose 30 g/L
(B Ward)
Yeast extract 10 g/L
(C Ward)
Vitamin B1 2 mg/L
Vitamin B2 0.01 mg/L
Vitamin B12 0.01 mg/L
(District D)
PIPES 13.6g/L
Section B was adjusted to pH 6.5 using HCl, and section A was autoclaved at 120°C for 10 minutes without pH adjustment. After adjusting pH to 6.5 using NaOH in section D, filter filtration was performed in section C without pH adjustment. After Cooling Sections A and B to room temperature, Section 4 was mixed.

<GTY培地の組成>
(A区)
グルコース 50 g/L
(B区)
トリプトン 10 g/L
酵母エキス 5 g/L
(C区)
ビタミンB1 2 mg/L
ビタミンB2 0.01 mg/L
ビタミンB12 0.01 mg/L
(D区)
PIPES 13.6 g/L
B区はHClを用いてpH6.5に調整した後、A区はpH無調整にて、それぞれ120℃で10分オートクレーブした。D区はNaOHを用いてpH6.5に調整した後、C区はpH無調整にて、それぞれ
フィルター濾過を行った。A区とB区を室温に冷却後、4区を混合した。
<Composition of GTY medium>
(A Ward)
Glucose 50 g/L
(B Ward)
Tryptone 10 g/L
Yeast extract 5 g/L
(C Ward)
Vitamin B1 2 mg/L
Vitamin B2 0.01 mg/L
Vitamin B12 0.01 mg/L
(District D)
PIPES 13.6g/L
Section B was adjusted to pH 6.5 using HCl, and section A was autoclaved at 120°C for 10 minutes without pH adjustment. After adjusting pH to 6.5 using NaOH in section D, filter filtration was performed in section C without pH adjustment. After Cooling Sections A and B to room temperature, Section 4 was mixed.

培養終了後、培養液0.5 mLを遠心分離し、得られた沈殿物からBligh-Dyer法を利用して脂質の抽出を行い、脂質抽出物を得た。脂質抽出物中のステロールエステルを加水分解するために、脂肪酸をメチル化する一方でステロールエステルを加水分解できる脂肪酸メチル化キット(ナカライテスク)を用いた。得られたヘキサン層をガスクロマトグラフィーにアプライして各ステロールの定量を実施した。また、乾燥藻体重量(DCW)は、培養液0.5 mLを遠心分離し、得られた沈殿物を50℃で3日間乾燥させた後に重量測定した値からマイクロチューブの重量を差し引いて算出した。 After completion of the culture, 0.5 mL of the culture medium was centrifuged, and lipids were extracted from the obtained precipitates using the Bligh-Dyer method to obtain a lipid extract. To hydrolyze the sterol esters in the lipid extract, a fatty acid methylation kit (Nacalai Tesque) was used, which can hydrolyze sterol esters while methylating fatty acids. The resulting hexane layer was applied to gas chromatography to quantify each sterol. The dry alga body weight (DCW) was calculated by centrifuging 0.5 mL of the culture solution, drying the resulting precipitate at 50°C for 3 days, and then subtracting the weight of the microtube from the measured weight.

結果を表1に示す。いずれのDgat2B発現強化株でも、対応するコントロール株(Dgat2B発現未強化株)と比較して、コレステロール蓄積量の増加が認められた。特に、コレステ
ロール生合成フラックスが増加したDgat2B発現強化株であるAJ7875株(smt1欠損‐dgat2B発現強化株)およびAJ7877株(smt1欠損‐dhcr24+dgat2B発現強化株)では、対応するコントロール株と比較して、コレステロール蓄積量(/DCW(%))が0.4%~0.5%増加した。
以上より、DGAT活性の増強によりコレステロール等のステロール生産が向上することが示唆された。
Table 1 shows the results. In all Dgat2B expression-enhanced strains, an increase in cholesterol accumulation was observed as compared to the corresponding control strain (Dgat2B expression non-enhanced strain). In particular, strains AJ7875 (smt1-deficient-dgat2B-enhanced strain) and AJ7877 (smt1-deficient-dhcr24 + dgat2B-enhanced strain), Dgat2B-enhanced strains with increased cholesterol biosynthetic flux, showed significantly higher levels of cholesterol than corresponding control strains. Accumulated amount (/DCW(%)) increased by 0.4% to 0.5%.
From the above, it was suggested that the production of sterols such as cholesterol is improved by enhancing DGAT activity.

Figure 0007151279000001
Figure 0007151279000001

<配列表の説明>
配列番号1:Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株のDGAT2B遺伝子の塩基配列
配列番号2:Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株のDGAT2Bのアミノ酸配列
配列番号3:Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株のSMT1遺伝子の塩基配列
配列番号4:Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株のSMT1のアミノ酸配列
配列番号5:Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株のDHCR24遺伝子の塩基配列
配列番号6:Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株のDHCR24のアミノ酸配列
配列番号7:Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株のDHCR7遺伝子の塩基配列
配列番号8:Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株のDHCR7のアミノ酸配列
配列番号9:Aurantiochytrium sp.1 AJ7869株の18S rDNA領域の塩基配列
配列番号10~21:プライマー
配列番号22:プラスミド
配列番号23~26:プライマー
配列番号27:プラスミド
配列番号28~29:プライマー
<Description of Sequence Listing>
SEQ ID NO: 1: Aurantiochytrium sp.1 AJ7869 strain DGAT2B gene nucleotide sequence SEQ ID NO: 2: Aurantiochytrium sp.1 AJ7869 strain DGAT2B amino acid sequence SEQ ID NO: 3: Aurantiochytrium sp.1 AJ7869 strain SMT1 gene nucleotide sequence SEQ ID NO: 4 : amino acid sequence of SMT1 of Aurantiochytrium sp.1 AJ7869 strain SEQ ID NO:5: base sequence of DHCR24 gene of Aurantiochytrium sp.1 AJ7869 strain SEQ ID NO:6: amino acid sequence of DHCR24 of Aurantiochytrium sp.1 AJ7869 strain 1 AJ7869 strain DHCR7 gene nucleotide sequence SEQ ID NO: 8: Aurantiochytrium sp.1 AJ7869 strain DHCR7 amino acid sequence SEQ ID NO: 9: Aurantiochytrium sp.1 AJ7869 strain 18S rDNA region nucleotide sequence SEQ ID NOS: 10 to 21: Primer SEQ ID NOS 22: Plasmid SEQ ID NO: 23-26: Primer SEQ ID NO: 27: Plasmid SEQ ID NO: 28-29: Primer

Claims (9)

ステロールの製造方法であって、
ステロール生産能を有するラビリンチュラ類微生物を培地で培養すること、
前記培養により生成した菌体からステロールを回収すること、
を含み、
前記微生物が、ジアシルグリセロールアシルトランスフェラーゼ(DGAT)の活性が非改変株と比較して増大するように改変されており、
前記DGATが、下記(a)、(b)、または(c)に記載のタンパク質である、方法:
(a)配列番号2に示すアミノ酸配列を含むタンパク質;
(b)配列番号2に示すアミノ酸配列において、1~10個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入、および/または付加を含むアミノ酸配列を含み、且つ、DGAT活性を有するタンパク質;
(c)配列番号2に示すアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列を含み、且つ、DGAT活性を有するタンパク質。
A method for producing a sterol, comprising:
culturing a Labyrinthulea microorganism having sterol-producing ability in a medium;
recovering sterols from the cells produced by the culture;
including
The microorganism has been modified to have an increased diacylglycerol acyltransferase (DGAT) activity compared to an unmodified strain ,
A method, wherein the DGAT is a protein according to (a), (b), or (c) below:
(a) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2;
(b) a protein comprising an amino acid sequence containing substitutions, deletions, insertions, and/or additions of 1 to 10 amino acid residues in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having DGAT activity;
(c) A protein comprising an amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having DGAT activity.
前記DGATが、DGAT2である、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein said DGAT is DGAT2. 前記DGATをコードする遺伝子の発現を上昇させることにより、前記DGATの活性が増大した、請求項1または2に記載の方法。 3. The method of claim 1 or 2 , wherein the activity of said DGAT is increased by increasing the expression of the gene encoding said DGAT. 前記遺伝子の発現が、該遺伝子のコピー数を高めること、および/または該遺伝子の発現調節配列を改変することによって上昇した、請求項に記載の方法。 4. The method of claim 3 , wherein the expression of said gene is increased by increasing the copy number of said gene and/or by modifying the expression regulatory sequence of said gene. 前記ステロールが、コレステロールである、請求項1~のいずれか一項に記載の方法。 A method according to any one of claims 1 to 4 , wherein said sterol is cholesterol. 前記ステロールが、ステロールエステルである、請求項1~のいずれか一項に記載の方法。 A method according to any one of claims 1 to 5 , wherein said sterol is a sterol ester. 前記微生物が、さらに、下記性質(A)および/または(B)を有する、請求項1~のいずれか一項に記載の方法:
(A)前記微生物が、ステロール24-C-メチルトランスフェラーゼの活性が非改変株と比較して低下するように改変されている;
(B)前記微生物が、24-デヒドロコレステロールレダクターゼの活性が非改変株と比較して増大するように改変されている。
The method according to any one of claims 1 to 6 , wherein said microorganism further has the following properties (A) and/or (B):
(A) the microorganism has been modified such that the activity of sterol 24-C-methyltransferase is reduced compared to an unmodified strain;
(B) the microorganism is modified such that the activity of 24-dehydrocholesterol reductase is increased compared to an unmodified strain;
前記微生物が、オーランチオキトリウム(Aurantiochytrium)属、シゾキトリウム(Schizochytrium)属、スラウストキトリウム(Thraustochytrium)属、またはパリエティキトリウム(Parietichytrium)属に属する微生物である、請求項1~のいずれか一項に
記載の方法。
Any one of claims 1 to 7 , wherein the microorganism belongs to the genus Aurantiochytrium, Schizochytrium, Thraustochytrium, or Parietichytrium. The method described in section.
前記微生物が、オーランチオキトリウム(Aurantiochytrium)sp.1である、請求項1~のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 8 , wherein said microorganism is Aurantiochytrium sp.1.
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