JPH01120290A - 植物ウイルスrnaベクター - Google Patents

植物ウイルスrnaベクター

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JPH01120290A
JPH01120290A JP28053087A JP28053087A JPH01120290A JP H01120290 A JPH01120290 A JP H01120290A JP 28053087 A JP28053087 A JP 28053087A JP 28053087 A JP28053087 A JP 28053087A JP H01120290 A JPH01120290 A JP H01120290A
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JP
Japan
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rna
vector
transcription
protein
cdna
Prior art date
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Pending
Application number
JP28053087A
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English (en)
Inventor
Yoshimi Okada
岡田 吉美
Tetsuo Han
飯 哲夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
KH Neochem Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/005Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from viruses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2770/00MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA ssRNA viruses positive-sense
    • C12N2770/00011Details
    • C12N2770/00022New viral proteins or individual genes, new structural or functional aspects of known viral proteins or genes

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、トバモウイルスRNAを利用した植物RNA
ベクター、該RNAベクター製造用転写ベクターおよび
これらの製造法並びに植物細胞への外来遺伝子の導入方
法に関する。
〈従来技術および問題点〉 トバモウイルス(tobamovirus)は、タバコ
、トマト、ササゲ、キュウリ等の植物から分離される棒
状RNAウィルスであり、タバコ、トマト等を宿主とす
るタバコモザイクウィルス(TMV)及びキュウリ等を
宿主とするキュウリ縁座モザイクウィルス(CGMMV
)等がこれに属する。
TMVは、タバコから単離された普通系、トマト、ササ
ゲから単離されたトマト系やササゲ系等の数種類がある
ことが知られている。
トバモウイルスのゲノムにはウィルス複製に関与してい
る2種類のタンパク、30にタンパクおよびコートタン
パクの4種類のタンパクがコードされていることが知ら
れており、TMVについて言えば、ウィルス複製に関与
している130にタンパクおよびそのリードスルータン
パクである180にタンパク、ウィルスの細胞間移転に
必要な30にタンパクおよびコートタンパクの4種類の
遺伝子から成り立っていることが知られている。
本発明者らは既にトバモウイルスのコートタンパク遺伝
子領域を所望の外来遺伝子で置換した配列のRNAを転
写産物とする転写ベクターを開発し、これにより所望の
外来遺伝子を植物細胞で発現させることができる植物R
NAベクターの製造に成功している(特願昭6l−15
8443)。
この植物RNAベクターは、植物細胞に感染させること
により植物細胞の形質転換を行うことができるが、感染
能を有するベクターであり、目的外の他の植物へも感染
する可能性を有しており、実際に使用する場合に問題と
なる可能性を残して、 いる。
〈発明の背景〉 本発明者らは、トバモウイルスRNAを利用した植物R
NAベクターについて更に研究を進め、トバモウイルス
の30にタンパクおよびコートタンパクをコードする領
域を所望の外来遺伝子で置換することにより植物細胞間
転移能を持たない植物RNAベクターを製造することに
成功した。
また、この植物RNAベクターを転写産物とするRNA
ベクターの製造用転写ベクターの製造に成功し、本発明
を完成した。
本発明の植物RNAベクターは、植物細胞間転移能を有
しないために目的外の植物細胞への感染の恐れがな(、
所望の外来遺伝子を植物細胞に導入し、これを培養し有
用産物を生産する場合や所望の遺伝子を導入した植物細
胞を植物体へ育成し従来にない形質を有する新たな植物
を創製する場合等により安全に使用することができる。
〈発明の構成〉 本発明は、トバモウイルスRNAの30にタンパクおよ
びコートタンパクをコードする領域を所望の外来遺伝子
で置換することにより製造した植物RNAベクター、ト
バモウイルスRNAの30にタンパクおよびコートタン
パクをコードする領域が所望の外来遺伝子で置換された
植物RNAベクターを転写産物とするRNAベクター製
造用転写ベクターおよびこれらの製造法並びに植物細胞
への外来遺伝子の導入方法を提供する。
〈発明の具体的説明〉 本発明のRNAベクターは、トバモウイルスの30にタ
ンパクおよびコートタンパク遺伝子領域を所望の外来遺
伝子で置換することにより製造することができる。
このRNAベクターの製造は、以下の工程により実施す
ることができる。
1)ウィルスRNAの完全長cDNAを合成2)ウィル
スRNAの完全長cDNAの30にタンパクおよびコー
トタンパクをコードする領域が外来遺伝子で置換された
組換えcDNAを含みこれに対応する配列のRNAを転
写産物とする転写ベクターを構築 3)上記の転写ベクターを線状化 4)線状化された転写ベクターを常法に従ってRNAボ
リメラー、ゼによる転写反応を行い、目的の組換えRN
Aべ・フタ−を製造する。
この際、m ?c ppp cの存在下にRNAポリメ
ラーゼにより転写反応を行い、RNAの5゛末端をキャ
ップ構造でブロックした場合には、植物細胞への組み換
えRNAの感染性が顕著に増大するが、RNAの5゛末
端をキャップ構造でブロックすることは必須ではない。
 また、RNAの3”末端については、3”末端を越え
て多くのヌクレオチドが接続してないことが望ましく、
転写ベクターによるcDNAからのRNAの転写に際し
、RNAの3゛末端で正確に転写が終了することが望ま
しい。 この為に、鋳型となるcDNA3”末端の直近
に適当な制限酵素(例えば、MIuI)による切断部位
を組み込み、転写の前に、そこでcDNAを切断するこ
とにより転写を停止させることが望ましい。
上述の転写ベクターとしては、複製開始領域、選択マー
カー、プロモーターおよび転写開始点の直後に鋳型とな
るDNAの挿入部位および挿入されたDNAのすぐ下流
に制限酵素切断部位を有する公知の転写ベクターを用い
ることができる。
例えば、アールキスト(Ahlquist)の開発した
pPMI (公開特許公報 昭和61年5779号)等
の公知の転写ベクターを用いることができる。
pPMlは、転写が挿入したcDNAの一番端から開始
し、RNAの3°末端に相当する部分に制限酵素部位を
有し、この部位で切断し線状化後、転写することにより
ウィルスRNAの3°末端をこえて感染性に影響を与え
る程度の余分なヌクレオチドを接続しないように工夫さ
れた転写用ベクターである。
本発明において、ベクターとして使用するトバモウイル
スとしては、トマト系、普通系、ササゲ系等のTMVお
よびCGMMVを用いるごとができる。 野生株および
植物に対し病徴を生じない感染性を示す自然変異株ある
いは組み換え技術により変異を生じさせ弱毒化したもの
を用いることが可能である。
ウィルスRNAの完全長のcDNAは、逆転写酵素でR
NAを逆転写する公知の方法で容易に作成することがで
きる。 例えば、TMV−L株のゲノムRNA (1〜
6215番目)のcDNAおよび3゛末端1.6Kbの
cDNA、並びニソノ弱毒株TMV−L、、A株の完全
長cDNAをクローニングしたプラスミドp LT−D
 27、PL−1−13およびp L’zA  A 2
5などが公知であり、それぞれ0hno et al、
:J、 Biochem、96+ 1915−1923
 (1984)、Takamastu et、 al、
 :  NucleicAcids Res、 11.
3767−3778  (1983) 、およびNis
hiN15hi et al、 :Nucleic A
c1ds Res、 13+ 5585−5590 (
1985)に記載の方法で製造できる。
本発明のRNAベクターの製造に鋳型として用いられる
DNAは、ウィルスRNAの完全長cDNAの30にタ
ンパクおよびコートタンパクの遺伝子領域を外来遺伝子
DNAで置換したDNAを転写ベクターに組み込むこと
により製造されるが、この組換え転写ベクター自体の構
築は、遺伝子組換えで用いられる常法を用いることによ
り行うことができる。
特に、複製開始領域、選択マーカー、プロモーターおよ
びトバモウイルスRNAのcDNAの30にタンパクお
よびコートタンパク遺伝子領域が除去され、この部分に
外来遺伝子挿入のための制限酵素切断部位が挿入された
配列のトバモウイルスRNAのcDNAから成り、該プ
ロモーターの転写開始ヌクレオチドが該cDNAの最初
のヌクレオチドであるように接続されているユニバーサ
ル転写ベクターを用いることにより容易に行うことがで
きる。 このユニバーサル転写ベクターの外来遺伝子挿
入部位に所望の遺伝子を通常の遺伝子組換え技術を用い
挿入することにより目的とする転写ベクターを構築する
ことができる。
上記のユニバーサル転写ベクターは公知の技術を用いて
製造することができる。
本発明により植物細胞へ導入される遺伝子としては、特
に限定されるものではないが、例えば、高温や低温に対
する耐性を改善する遺伝子、霜、害虫、病原微生物、ウ
ィルス等に対する耐性を改善する遺伝子、除草剤に対す
る耐性を改善する遺伝子、植物の成長に関与する遺伝子
、窒素固定化に関与する酵素等、光合成に関与する遺伝
子、植物の栄養上の特性や風味に関する遺伝子、有用物
質の遺伝子など種々の遺伝子が挙げられる。
植物細胞の形質転換は上述のようにして作成した組換え
RNAベクターを植物細胞へ感染させることにより行う
ことができる。 植物細胞への感染は、必要に応じ水、
緩衝液等で適当な濃度へ希釈後、あるいはRNAを緩衝
液等で懸濁しカーボランダムと共に植物へ接種すること
により容易に行うことができる。
また、本発明の転写ベクターを用いて製造したRNAベ
クターを、例えば、エレクトロボーレーション法等の公
知方法で植物細胞のプロトプラストに導入した後、これ
を培養し目的の形質転換細胞を得ることができる。
対象となる植物としては、例えば、タバコやトマト等の
トバモウイルスが増殖しうるものであればよく、特に制
限はない。
次に実施例により本発明を更に詳細に説明する。
タバコモザイクウィルス−L株(TMV−L)の完全長
cDNAを転写ベクターpPM1(特開昭6l−577
9)に組み込んだ公知のプラスミドpLFW3(特願昭
61−158461−158443Hal、: Pro
c、Natl、Acad、Sci、 USA、Vol、
83. pp。
5043−5047 (1986))から7.9Kbの
KpnI−MluI断片および0.54KbのKpnI
−3spl断片を調整、一方、pLFW3のコートタン
パクをコードする領域がCAT遺伝子で置換されたプラ
スミドpCLB29 (特願昭61−158443 ;
 Takamats et al、: EMBOJ、 
Vol、6. pp、307−311 (1986) 
)から1.OKbのAatI−Mlul断片を調整した
。 上記の3種類の断片を混合しT4リガーゼ反応を行
うことにより30にタンパクおよびコートタンパクをコ
ードする領域がCAT遺伝子で置換された配列を有する
プラスミドpLD30KCATを構築した。
三  育   へのLl′/I−および上記のように製
造した転写ベクターpLD30KCAT、pLFW3お
よびp CLB 29をそれぞれMlulで消化後、大
腸菌RNAポリメラーゼを用い公知法 (Ahlqui
st et al、 Proc、 Natl、 Aca
d、 Sci、USA 81.7066−7070 (
1984)により転写した。 得られたRNAをフェノ
ール抽出およびエタノール沈澱で精製した。これを公知
のエレクトロポレーション法(Watanabe et
 al。
FEBS Letter、 219. p65−69 
(1987))により直接タバコのプロトプラストに導
入した。 プロトプラストを洗浄後、28°Cで23時
間インキュベートし約105セルのプロトプラストをエ
ッペンドルフ管にとり遠心した。 集めたプロトプラス
トを100μ2の抽出液(250mMTr 1s−HC
I (pH7,5)、2.5mM  EDTA、0.1
%アスコルビン酸、0.5mMロイペプチン、1mMP
MSF)に懸濁した後−70°Cで凍結させた。
室温でとかした後、60°Cで10分間熱処理し、15
000rpm5分間遠心分離し上清を回収した。 この
上清10μlを緩衝液で100μlとし5μ!の10m
MアセチルCoAおよび0.067μCiの14cラベ
ル−クロラムフェニコール(53mC1/mmo 1 
;アマジャム)と混合し37°Cで30分間インキュベ
ートした。 クロラムフェニコールおよびその誘導体を
酢酸エチルで抽出し減圧下に乾固した後、5μlの酢酸
エチルに懸濁した。この懸濁液をクロロホルム/メタノ
ール(95:5)を溶媒としシリガゲル薄層クロマトグ
ラフィーにかけ、 クロラムフェニコールおよびそのア
セチル誘導体(IAcCm:1−アセチルクロラムフェ
ニコール、 3AcCm:3−アセチルクロラムフェニ
コール、  1.3AcCm:1,3−ジアセチルクロ
ラムフェニコール)をオートラジオグラフィー(室温、
16時間)により検出した。 結果を第2図に示す。 
この図中、レーン1は、pL、FW3の転写産物のもの
であり、CATを含まないのでクロラムフェニコールの
誘導体は認められない。 レーン2および3は、pCL
B29およびpLD30KcATの転写産物を感染させ
たものであり、CAT活性が確認された。3AcCmの
生成量は両者でほぼ同じであった。レーン4はpLFW
3の転写産物を感染させたプロトプラスト抽出液に0.
03  ユニットのCATを添加したものでポジティブ
コントロールである。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の転写ベクターpLD30KcAT構
築の概略を示す図である。 図中Pmは、アールキストの開発したpPM1由来のλ
ファージのプロモーターを表す。 130に/180に、30におよびCPは、TMvの1
30に/180にタンパク遺伝子、30にタンパク遺伝
子およびコートタンパク遺伝子を表す。 その前後の四
角で囲んだ5および3は、それぞれ5”末端非翻訳領域
および3”末端非翻訳領域を表す。 第2図は、CATの発現を確認する実験におけるオート
ラジオグラフィーの結果を示す図である。 第2図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)トバモウイルスRNAのコートタンパクおよび3
    0Kタンパク遺伝子領域を外来遺伝子で置換することに
    より製造した植物RNAベクター
  2. (2)トバモウイルスRNAのコートタンパクおよび3
    0Kタンパク遺伝子領域が外来遺伝子で置換された配列
    を有するトバモウイルスRNAを転写産物とする転写ベ
    クター
  3. (3)コートタンパクおよび30Kタンパク遺伝子領域
    が外来遺伝子で置換された配列のトバモウイルスRNA
    のcDNA、複製開始領域、選択マーカーおよびプロモ
    ーターからなり、該プロモーターの転写開始ヌクレオチ
    ドが該cDNAの最初のヌクレオチドであるように接続
    されている特許請求の範囲第2項記載の転写ベクター
  4. (4)プロモーターがλファージのプロモーターである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2あるいは3項記載
    の転写ベクター
  5. (5)トバモウイルスRNAのコートタンパクおよび3
    0Kタンパク遺伝子領域を外来遺伝子で置換することに
    より製造した植物RNAベクターを接種することを特徴
    とする植物細胞へ外来遺伝子を組み込む方法
JP28053087A 1987-11-05 1987-11-05 植物ウイルスrnaベクター Pending JPH01120290A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1070495A2 (en) 1999-07-22 2001-01-24 Showa Denko Kabushiki Kaisha Medical container with multiple chambers and method of producing the same

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1070495A2 (en) 1999-07-22 2001-01-24 Showa Denko Kabushiki Kaisha Medical container with multiple chambers and method of producing the same

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