JPH0139753B2 - - Google Patents

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JPH0139753B2
JPH0139753B2 JP58038454A JP3845483A JPH0139753B2 JP H0139753 B2 JPH0139753 B2 JP H0139753B2 JP 58038454 A JP58038454 A JP 58038454A JP 3845483 A JP3845483 A JP 3845483A JP H0139753 B2 JPH0139753 B2 JP H0139753B2
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JP
Japan
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plasmid
dna
solution
added
buffer
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Expired
Application number
JP58038454A
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Japanese (ja)
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JPS59166087A (en
Inventor
Megumi Kono
Mitsunori Sasazu
Masahisa Noguchi
Takashi Aoki
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.)
Daiichi Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Daiichi Pharmaceutical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Daiichi Pharmaceutical Co Ltd filed Critical Daiichi Pharmaceutical Co Ltd
Priority to JP58038454A priority Critical patent/JPS59166087A/en
Publication of JPS59166087A publication Critical patent/JPS59166087A/en
Publication of JPH0139753B2 publication Critical patent/JPH0139753B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • 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
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/74Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora
    • C12N15/77Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora for Corynebacterium; for Brevibacterium

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は新規なプラスミドに関するものであ
る。 近年、ベクターとして使用可能と思われるプラ
スミド(プラスミドDNA)の種々のものが知ら
れるようになつたが、広い用途に充分に対応する
ため更に多くの有用かつ安全なプラスミドの開発
が期待されている。 本発明者は、病原性に問題のないコリネバクテ
リウム・キセロシス(Corynebacterium
xerosis)に由来するプラスミドが枯草菌
(Bacillus subtilis)に安定に存在し、制限酵素
による切断点があり、かつ薬剤耐性を有している
ことを利用して本発明を完成した。 すなわち、コリネバクテリウム・キセロシスか
らプラスミド(pTP10)を分離し、これで枯草
菌を形質転換後再びプラスミド(pTP11)を分
離し、これを制限酵素XbaIで切断後ライゲーシ
ヨンすることにより分子量が約1.7メガダルトン
(Md)であるプラスミド(pTP12)が得られ、
また、プラスミドpTP11とプラスミドpNS1を制
限酵素Hindで切断した後ライゲイシヨンする
ことにより分子量が約4.3Mdであるプラスミド
pTP1101およびpTP1102が得られる。 これらの工程における処理手段は公知の一般的
方法を使用することができ、例えば次のような方
法が用いられる。 コリネバクテリウムの培養と溶菌はShillerら
の方法(Antimicrob.Agents Chemothef.18
814〜821(1980))に準じて行ない、アルカリ変性
法によるDNAの抽出はHansen及びOlsenの方法
(J.Bacteriol.135 227〜238(1978))に従つて行
なえばよい。 枯草菌の形質転換はChang及びCohenのプロト
プラスト法(Molec.gen.Genet.168 111〜115
(1979))に準じて行なえばよい。 プラスミドの分離にはアガロースゲル電気泳動
法や密度勾配遠心法のような一般的な方法を用い
ることができ、また、プラスミドDNAの制限酵
素による切断と、DNA鎖の連結酵素(リガーゼ)
による結合(ライゲイシヨン)も常法によつて行
なうことができる。 次に、本発明のプラスミドの製造法を実験例に
より詳述するが、使用したコリネバクテリウム・
キセロシスM82B株は、本発明者が分離した菌株
であり、分子量が30.4±2.7MdのRプラスミドを
保有しており、このRプラスミド上にエリスロマ
イシン、カナマイシン、クロラムフエニコール、
テトラサイクリン耐性遺伝子を持つている。ま
た、染色体上にもストレプトマイシン耐性遺伝子
を有している。 例 1 M82B株からのプラスミドDNAの分離 すなわち、トリプトソイブイヨン培地(トリプ
トン17g、ソイペプトン3g、ブドウ糖2.5g、
リン酸一水素カリウム2.5g、塩化ナトリウム5
g、蒸留水1、PH7.3)によるM82B株の一夜
培養液を新鮮同培地に1/100量接種し、37℃で約
3時間振盪培養した後、ペニシリンGを最終濃度
5μg/mlとなるように加え、さらに2時間振盪
培養した。この培養液を冷却遠心により集め、ペ
レツトをTEバツフア(10mMトリスアミノメタ
ン、0.5mMEDTA、PH8.0)で2回洗浄後、TE
バツフアに溶かした0.5Mシユークロースに懸濁
した。この懸濁液にリゾチーム(シグマ)を最終
濃度10μg/mlとなるように加え37℃で2時間イ
ンキユベートした。この溶液に10%SDS(ドデジ
ル硫酸ナトリウム)溶液を最終濃度1%になるよ
うに加え、55℃で30分間静置した。次に新たに調
整した3N水酸化ナトリウム溶液を加えてPH12.1
〜12.3とし軽く混和後、2Mトリス溶液(PH7.0)
を水酸化ナトリウム溶液の2倍量加えた。さらに
5M塩化ナトリウム溶液を最終濃度1Mとなるよう
に加えた後4℃で一夜放置した。その後
10000rpm、30分の冷却遠心により上清を分取し、
TEバツフアで飽和した等量の再蒸留フエノール
を加えよく混和した。10000rpm20分の冷却遠心
により、水層を分離させた後、水層を分取し、−
20℃のエタノールを3倍量加えて、−20℃で一夜
放置した。10000rpm30分間の冷却遠心によりペ
レツトを集め、TEバツフアーに溶解し、DNA溶
液とした。 例 2 M82B株より抽出されたプラスミド
pTP10DNAによる枯草菌の形質転換 すなわち、枯草菌168LMAH761222(leu-
met-、ade-、hir-)株のバクト−ペンアツセイ
ブロス(デイフイコ:バクト−ビーフイクストラ
クト1.5g、バクト−イーストイクストラクト1.5
g、バクトペプトン5g、バクト−デキストロー
ス1g、塩化ナトリウム3.5g、リン酸二カリウ
ム3.68g、リン酸一カリウム1.32g、蒸留水1
、PH7.0±0.1)による一夜培養液を新しい同培
地に1/100量接種し37℃で0D0.4(600nm)まで振
盪培養した。菌体を遠心により集菌し、SMMP
バツフアー(0.5Mシユークロース、0.02Mマレ
イン酸二ナトリウム、1M塩化マグネシウムを2
倍濃度のバクト−ペンアツセイブロスに溶解)に
懸濁した後、最終濃度2mg/mlとなるようにリゾ
チームを加えた。37℃約1時間の培養の後
3000rpm15分の遠心により集菌し、SMMPバツ
フアーで一度洗浄後、菌体を6mlのSMMPバツ
フアーに懸濁し、プロトプラスト溶液とした。 例1で得たDNA溶液50μ(約DNA0.5μg)
に同量の2×SMMバツフアー(1Mシユークロ
ース、0.04Mマレイン酸二ナトリウム、2M塩化
マグネシウム)を加えた後、上述のプロトプラス
ト溶液1mlを加えた。さらに40%ポリエチレング
リコール6000溶液3mlを加えて、0℃2分間静置
後5mlのSMMPバツフアーを加え3000rpm10分
間の遠心により集菌した。集めたプロトプラスト
ペレツトを1mlのSMMPバツフアーに懸濁し30
℃1.5時間培養後、その0.1mlをクロラムフエニコ
ール25μg/ml含有のDM−3再生培地(リン酸
二カリウム3.5g、リン酸一カリウム1.5g、カズ
アミノ酸5g、塩化マグネシウム4.06g、コハク
酸ナトリウム135g、イーストイクストラクト5
g、グルコース5g、寒天8g、牛血清アルブミ
ン0.05g、蒸留水1、PH7.3)に塗抹し、37℃
で2〜3日間培養することにより109〜1010株に
1株の頻度で形質転換株を得た。 例 3 形質転換株からのプラスミドDNAの分離 得られたクロラムフエニコール耐性の形質転換
株をブレインハートインフユージヨン(BHI)
培地10mlに接種し、一夜静置培養した。この培養
液をCY培地(リン酸二カリウム0.7%、リン酸一
カリウム0.3%、硫酸アンモニウム0.1%、クエン
酸ナトリウム0.05%、デイフコカザミノ酸0.2%、
デイフコ酵母抽出物0.1g、硫酸マグネシウム
0.025%、ブドウ糖0.5%、PH7.0)10mlに吸光度
0.1(600nm)になるように加えた。37℃で振盪培
養し、吸光度0.3(600nm)の時にデオキシアデノ
シンを最終濃度250μg/mlになるように加えた。
3分後トリチウムチミジンを最終濃度10μCi/ml
になるように加えた。 吸光度0.8(600nm)で氷にて発育を停止し、
10000×gで15分間4℃に於てブロスから菌体を
分離し、上澄を菌体ペレツトから傾斜で除いた。
ペレツトをTES緩衝液(0.05M塩化ナトリウム、
0.005M EDTA含有トリス−塩酸緩衝液(PH
8.0))によつて再懸濁した。次に、0.5M EDTA
液0.2ml、10mg/ml濃度のリゾチーム液0.1mlを加
え、混合物を10分間37℃で培養した。ブリジ−58
を最終濃度0.5%となるように加え、37℃、10分
間培養した。次にN−ラウロイルサルコシンナト
リウムを最終濃度2.5%になるように加え、50℃、
30分間培養し溶菌を行つた。溶菌液をピペツトに
て粘性をとり、軟化させたのち、塩化セシウム、
臭化エチジウムと混合し密度1.553の溶液とした。
この溶液を126000×gで平衡まで(約40時間)遠
心した。 遠心管下部末端より、溶液を分画分取し、各分
画ごとに10μをワツトマンろ過GF/Aに吸着さ
せ、このろ過に吸着されたトリチウムの放射活性
を液体シンチレーシヨンカウンター(パツカード
3300)にて測定し、cpmにて表わす。染色体
DNAに由来する高活性を示す分画の大きなピー
クとプラスミドDNAに由来する小さなピークの
2つを与える。この小さなピークを示した分画を
とり、n−オクタノールで2回処理することによ
り、臭化エチジウムを抽出除去した。次に水層を
SSC(0.15M塩化ナトリウム、0.015Mクエン酸ナ
トリウム、PH7.0)の10倍希釈液に対して透析し
てプラスミドを分離した。分離したプラスミド
DNAの分子量を電子顕微鏡により測定したとこ
ろ4.7Mdであつた。本プラスミドをpTP11とす
る。また本プラスミドを所有する菌株をLMAH
(pTP11)株と名付けた。本プラスミドのコピー
数は約20であつた。 例 4 プラスミドpTP11の枯草菌RM125株への再形
質転換 LMAH(pTP11)株よりプラスミドDNAを下
記の方法により調整した。 枯草菌LMAH(pTP11)株をデイフイコ・ラボ
ラトリーズ製ブレインハートインフユージヨン
(BHI)培地100mlに接種する。この培地の組成
は次に示す。 カーフブレイン インフユージヨン 20.0 % ビーフハート インフユージヨン 25.0 % プロテオース ペプトン 1.0 % バクト−デキストロース 0.2 % 塩化ナトリウム 0.5 % リン酸二ナトリウム 0.25% 蒸留水 1000ml PHが7.4±0.2であることを確認する。培地を
500ml坂口フラスコ中で予め滅菌する。接種後フ
ラスコを37℃、約18〜24時間振盪培養する。 この細胞懸濁液を1%の率で同培地の20本のフ
ラスコに接種するのに使用する。37℃で18〜24時
間振盪培養後、10000×gで約15分間4℃に於て
ブロスから分離し、上澄を菌体ペレツトから傾斜
で除く。上澄を捨てペレツトをTES緩衝液によ
つて2回洗浄後、100mlの25%蔗糖含有TES緩衝
液に再懸濁する。次に0.5M−EDTA溶液40ml、
10mg/ml濃度のリゾチーム溶液20mlを加え混合物
を30分間37℃で培養する。次に50mg/ml濃度のブ
リジ−58 20mlを加え、混合物を37℃、10分間培
養する。さらに250mg/ml濃度のN−ラウロイル
サルコシンナトリウム20mlを加え、50℃で10〜30
分間培養する(細胞破壊)。溶解物を26000×g、
30分間冷却遠心後、上澄に5M濃度の塩化ナトリ
ウム溶液50mlを加え一夜放置後、ポリエチレング
リコール6000を最終濃度10%となるように加え、
さらに一夜4℃にて放置した。この混合物を
10000×g、15分間遠心し、ペレツトをTES緩衝
液に溶解した。この溶液を塩化セシウム、臭化エ
チジウムと混合し、密度1.553の溶液を与える。
この溶液を126000×gで平衡まで(約40時間)遠
心する。紫外線照射下で(365nm)線状染色体
及びプラスミドDNAは強い螢光を発するバンド
として遠心機チユーブの中に見られる。このプラ
スミドDNAを密度勾配から取り出し、n−オク
タノールで2回抽出することにより臭化エチジウ
ムを除き、次に水層を10倍希釈SSC緩衝液
(0.15M塩化ナトリウム、0.015Mクエン酸ナトリ
ウム、PH7.0)に対して透析してpTP11を得た。
得られたpTP11DNAを前述のプロトプラスト法
により枯草菌の制限欠損=修飾欠損株である
RM125株へ形質転換した。得られたクロラムフ
エニコール耐性コロニーのひとつを使い、チミジ
ンラベル法によりプラスミドの検出を行つたとこ
ろpTP11と全く同じ分子量のプラスミドを検出
することが出来た。本実験よりプラスミド
pTP11上にはクロラムフエニコール耐性遺伝子
が存在していることが確認された。 例 5 プラスミドpTP11の制限酵素解裂地図の作成 制限酵素によるプラスミドDNAの消化は次の
条件により行つた。また、2種の制限酵素を組み
合わせて反応させる場合は、一方の酵素反応をフ
エノールで停止させ、さらにフエノールをエーテ
ル抽出した後に2培量のエタノールを加え、析出
したDNAを遠心によつて集めTEバツフアーに溶
解した後、次に酵素反応を行つた。 EcoR 10mMトリス−塩酸緩衝液(PH7.2)、
5mM塩化マグネシウム、2mMメルカ
プトエタノール、50mM塩化ナトリウ
ム、37℃ Hpa 20mMトリス−塩酸緩衝液(PH7.4)、
7mM塩化マグネシウム、1mMジチオ
スレイトール(DTT)、37℃ Xba 6mMトリス−塩酸緩衝液(PH7.4)、
100mM塩化ナトリウム、6mM塩化マ
グネシウム、37℃ Bcl 12mMトリス−塩酸緩衝液(PH7.4)、
12mM塩化マグネシウム、12mM塩化ナ
トリウム、0.5mM DTT、50℃ Hind 20mMトリス−塩酸緩衝液(PH7.4)、
7mM塩化マグネシウム、60mM塩化ナ
トリウム、37℃ 消化混合物はシヤープ等によつてつくられた1
%アガロースゲル中で分析した(J.Sharp et al、
Biochemistry、12 3055〜3063(1973))。EcoR
消化λDNAを分子量対照として使用した
(Thomasら、J.Mol.Biol.、91 315〜328
(1975))。 pTP11の制限酵素開裂点の数および開裂断片
の分子量を表に示し、開裂地図は図1に示した。
The present invention relates to a novel plasmid. In recent years, various types of plasmids (plasmid DNA) that can be used as vectors have become known, but it is expected that even more useful and safe plasmids will be developed to fully meet a wide range of uses. . The present inventor has discovered that Corynebacterium xerosis, which has no problem with pathogenicity.
The present invention was completed by taking advantage of the fact that a plasmid derived from B. xerosis exists stably in Bacillus subtilis, has a restriction enzyme cleavage point, and has drug resistance. Specifically, a plasmid (pTP10) was isolated from Corynebacterium xerosis, Bacillus subtilis was transformed with this, a plasmid (pTP11) was isolated again, and this was cut with the restriction enzyme XbaI and ligated to obtain a molecular weight of approximately 1.7 megabytes. A plasmid (pTP12) that is Dalton (Md) was obtained;
In addition, by cutting plasmid pTP11 and plasmid pNS1 with the restriction enzyme Hind and ligation, a plasmid with a molecular weight of approximately 4.3 Md was obtained.
pTP1101 and pTP1102 are obtained. As the processing means in these steps, known general methods can be used, for example, the following methods are used. Culture and lysis of Corynebacterium were performed using the method of Shiller et al. (Antimicrob. Agents Chemothef. 18
814-821 (1980)), and extraction of DNA by the alkaline denaturation method may be performed according to the method of Hansen and Olsen (J. Bacteriol. 135 227-238 (1978)). Transformation of Bacillus subtilis was performed using the protoplast method of Chang and Cohen (Molec.gen.Genet. 168 111-115
(1979)). Common methods such as agarose gel electrophoresis and density gradient centrifugation can be used to isolate plasmids, and plasmid DNA can be cut with restriction enzymes and DNA strands can be ligated with enzymes (ligase).
Ligation can also be performed by a conventional method. Next, the method for producing the plasmid of the present invention will be explained in detail using experimental examples.
The xerosis M82B strain is a strain isolated by the present inventor and has an R plasmid with a molecular weight of 30.4±2.7Md, and on this R plasmid, erythromycin, kanamycin, chloramphenicol,
Contains a tetracycline resistance gene. It also has a streptomycin resistance gene on its chromosome. Example 1 Isolation of plasmid DNA from strain M82B In other words, trypto soy broth medium (17 g of tryptone, 3 g of soy peptone, 2.5 g of glucose,
Potassium monohydrogen phosphate 2.5g, sodium chloride 5g
Inoculate 1/100 of the overnight culture of M82B strain (1/1 g, distilled water, pH 7.3) into the same fresh medium, culture with shaking at 37°C for about 3 hours, and then add penicillin G to the final concentration.
It was added at a concentration of 5 μg/ml and cultured with shaking for an additional 2 hours. The culture solution was collected by refrigerated centrifugation, and the pellet was washed twice with TE buffer (10mM tris-aminomethane, 0.5mMEDTA, PH8.0), and then TE
It was suspended in 0.5M sucrose dissolved in buffer. Lysozyme (Sigma) was added to this suspension at a final concentration of 10 μg/ml and incubated at 37° C. for 2 hours. A 10% SDS (sodium dodecyl sulfate) solution was added to this solution to give a final concentration of 1%, and the solution was allowed to stand at 55°C for 30 minutes. Next, add freshly prepared 3N sodium hydroxide solution to pH 12.1.
~12.3 and mix gently, 2M Tris solution (PH7.0)
was added in an amount twice that of the sodium hydroxide solution. moreover
A 5M sodium chloride solution was added to give a final concentration of 1M, and the mixture was left at 4°C overnight. after that
Collect the supernatant by refrigerated centrifugation at 10,000 rpm for 30 minutes.
An equal amount of redistilled phenol saturated with TE buffer was added and mixed well. After separating the aqueous layer by refrigerated centrifugation at 10,000 rpm for 20 minutes, the aqueous layer was collected and
Three times the amount of ethanol at 20°C was added, and the mixture was left at -20°C overnight. The pellet was collected by refrigerated centrifugation at 10,000 rpm for 30 minutes and dissolved in TE buffer to obtain a DNA solution. Example 2 Plasmid extracted from M82B strain
Transformation of B. subtilis with pTP10DNA i.e. B. subtilis 168LMAH761222 (leu - ,
met - , ade - , hir - ) strains of Bacto-pen Atsei Broth (Deihuiko: Bacto-Beef Extract 1.5g, Bacto-Yeast Extract 1.5g)
g, bacto peptone 5 g, bacto-dextrose 1 g, sodium chloride 3.5 g, dipotassium phosphate 3.68 g, monopotassium phosphate 1.32 g, distilled water 1
, PH7.0±0.1) was inoculated into a new same medium in 1/100 amount and cultured with shaking at 37°C until 0D0.4 (600 nm). Collect bacterial cells by centrifugation and use SMMP
Buffer (0.5M sucrose, 0.02M disodium maleate, 1M magnesium chloride)
Lysozyme was added to the final concentration of 2 mg/ml. After incubation at 37℃ for about 1 hour
Bacteria were collected by centrifugation at 3000 rpm for 15 minutes, washed once with SMMP buffer, and then suspended in 6 ml of SMMP buffer to prepare a protoplast solution. 50μ of DNA solution obtained in Example 1 (approximately 0.5μg of DNA)
After adding the same amount of 2×SMM buffer (1M sucrose, 0.04M disodium maleate, 2M magnesium chloride) to the solution, 1 ml of the above-mentioned protoplast solution was added. Further, 3 ml of a 40% polyethylene glycol 6000 solution was added, and after the mixture was allowed to stand at 0°C for 2 minutes, 5 ml of SMMP buffer was added and bacteria were collected by centrifugation at 3,000 rpm for 10 minutes. Suspend the collected protoplast pellets in 1 ml of SMMP buffer for 30 minutes.
After culturing at ℃ for 1.5 hours, 0.1 ml of the DM-3 regeneration medium containing 25 μg/ml of chloramphenicol (3.5 g of dipotassium phosphate, 1.5 g of monopotassium phosphate, 5 g of casamino acids, 4.06 g of magnesium chloride, succinic acid) Sodium 135g, Yeast Extract 5
g, glucose 5g, agar 8g, bovine serum albumin 0.05g, distilled water 11, PH7.3) and 37°C.
By culturing for 2 to 3 days, transformed strains were obtained at a frequency of 1 in 10 9 to 10 10 strains. Example 3 Isolation of plasmid DNA from the transformed strain The obtained chloramphenicol-resistant transformant was used as brain heart infusion (BHI).
The cells were inoculated into 10 ml of culture medium and cultured overnight. This culture solution was mixed with CY medium (dipotassium phosphate 0.7%, monopotassium phosphate 0.3%, ammonium sulfate 0.1%, sodium citrate 0.05%, deifcocasamino acid 0.2%,
Difco yeast extract 0.1g, magnesium sulfate
Absorbance in 10ml (0.025%, glucose 0.5%, PH7.0)
It was added so that the wavelength was 0.1 (600 nm). The culture was incubated with shaking at 37°C, and when the absorbance was 0.3 (600 nm), deoxyadenosine was added to a final concentration of 250 μg/ml.
After 3 minutes, add tritiated thymidine to a final concentration of 10 μCi/ml.
I added it so that it becomes . Growth was stopped on ice at absorbance 0.8 (600nm),
The cells were separated from the broth at 10,000×g for 15 minutes at 4° C., and the supernatant was decanted from the cell pellet.
Transfer the pellet to TES buffer (0.05M sodium chloride,
Tris-HCl buffer containing 0.005M EDTA (PH
8.0)). Then 0.5M EDTA
0.2 ml of lysozyme solution and 0.1 ml of lysozyme solution with a concentration of 10 mg/ml were added, and the mixture was incubated at 37°C for 10 minutes. Bridge 58
was added to a final concentration of 0.5% and incubated at 37°C for 10 minutes. Next, N-lauroylsarcosinate sodium was added to a final concentration of 2.5%, and the mixture was heated at 50°C.
Bacteriolysis was performed by culturing for 30 minutes. After removing the viscosity and softening the lysate with a pipette, add cesium chloride,
It was mixed with ethidium bromide to form a solution with a density of 1.553.
The solution was centrifuged at 126,000 xg until equilibrium (approximately 40 hours). The solution is fractionated from the lower end of the centrifuge tube, 10μ of each fraction is adsorbed on Watzmann filtration GF/A, and the radioactivity of the tritium adsorbed on this filtration is measured using a liquid scintillation counter (Patz card).
3300) and expressed in cpm. chromosome
It gives two large peaks, a fraction showing high activity derived from DNA and a small peak derived from plasmid DNA. A fraction showing this small peak was collected and treated twice with n-octanol to extract and remove ethidium bromide. Next, the water layer
Plasmids were isolated by dialysis against a 10-fold dilution of SSC (0.15M sodium chloride, 0.015M sodium citrate, PH7.0). Isolated plasmid
The molecular weight of the DNA was measured using an electron microscope and was found to be 4.7 Md. This plasmid is called pTP11. In addition, the bacterial strain possessing this plasmid was LMAH
(pTP11) strain. The copy number of this plasmid was approximately 20. Example 4 Retransformation of plasmid pTP11 into Bacillus subtilis strain RM125 Plasmid DNA was prepared from LMAH (pTP11) strain by the following method. Bacillus subtilis LMAH (pTP11) strain is inoculated into 100 ml of Brain Heart Infusion (BHI) medium manufactured by Deifico Laboratories. The composition of this medium is shown below. Calf Brain Infusion 20.0% Beef Heart Infusion 25.0% Proteose Peptone 1.0% Bacto-Dextrose 0.2% Sodium Chloride 0.5% Disodium Phosphate 0.25% Distilled Water 1000ml Confirm that the pH is 7.4±0.2. medium
Pre-sterilize in a 500 ml Sakaguchi flask. After inoculation, the flask is cultured with shaking at 37°C for about 18 to 24 hours. This cell suspension is used to inoculate 20 flasks of the same medium at a rate of 1%. After shaking culture at 37°C for 18-24 hours, the culture is separated from the broth at 10,000 xg for about 15 minutes at 4°C, and the supernatant is decanted from the bacterial pellet. The supernatant is discarded and the pellet is washed twice with TES buffer and then resuspended in 100 ml of TES buffer containing 25% sucrose. Next, 40ml of 0.5M-EDTA solution,
Add 20 ml of lysozyme solution with a concentration of 10 mg/ml and incubate the mixture for 30 minutes at 37°C. Next, 20 ml of Brij-58 at a concentration of 50 mg/ml is added and the mixture is incubated at 37°C for 10 minutes. Furthermore, add 20 ml of N-lauroylsarcosinate sodium at a concentration of 250 mg/ml, and
Incubate for minutes (cell disruption). 26000 x g of dissolved material,
After cooling and centrifuging for 30 minutes, add 50 ml of 5M sodium chloride solution to the supernatant, leave it overnight, then add polyethylene glycol 6000 to a final concentration of 10%.
Further, it was left at 4°C overnight. this mixture
The pellet was centrifuged at 10,000×g for 15 minutes and dissolved in TES buffer. This solution is mixed with cesium chloride and ethidium bromide to give a solution with a density of 1.553.
Centrifuge this solution at 126,000 xg until equilibrium (approximately 40 hours). Under UV illumination (365 nm) linear chromosomes and plasmid DNA are visible in the centrifuge tube as intensely fluorescent bands. The plasmid DNA was removed from the density gradient, the ethidium bromide removed by extraction twice with n-octanol, and the aqueous layer was then diluted 10 times with SSC buffer (0.15M sodium chloride, 0.015M sodium citrate, PH7. 0) to obtain pTP11.
The obtained pTP11 DNA was transformed into Bacillus subtilis restriction defective = modification defective strain by the protoplast method described above.
The RM125 strain was transformed. When one of the obtained chloramphenicol-resistant colonies was used to detect a plasmid by the thymidine labeling method, it was possible to detect a plasmid with exactly the same molecular weight as pTP11. From this experiment, plasmid
It was confirmed that a chloramphenicol resistance gene was present on pTP11. Example 5 Preparation of restriction enzyme cleavage map of plasmid pTP11 Digestion of plasmid DNA with restriction enzymes was performed under the following conditions. In addition, when reacting two types of restriction enzymes in combination, one enzyme reaction is stopped with phenol, the phenol is further extracted with ether, two volumes of ethanol are added, and the precipitated DNA is collected by centrifugation and TE After dissolving in buffer, an enzymatic reaction was then performed. EcoR 10mM Tris-HCl buffer (PH7.2),
5mM magnesium chloride, 2mM mercaptoethanol, 50mM sodium chloride, 37°C Hpa 20mM Tris-HCl buffer (PH7.4),
7mM magnesium chloride, 1mM dithiothreitol (DTT), 37°C Xba 6mM Tris-HCl buffer (PH7.4),
100mM sodium chloride, 6mM magnesium chloride, 37°C Bcl 12mM Tris-HCl buffer (PH7.4),
12mM magnesium chloride, 12mM sodium chloride, 0.5mM DTT, 50°C Hind 20mM Tris-HCl buffer (PH7.4),
7mM magnesium chloride, 60mM sodium chloride, 37°C Digestion mixture was prepared by Sharp et al.
% agarose gel (J.Sharp et al,
Biochemistry, 12 3055–3063 (1973)). EcoR
Digested λ DNA was used as a molecular weight control (Thomas et al., J. Mol. Biol., 91 315-328
(1975)). The number of restriction enzyme cleavage points and the molecular weight of the cleavage fragments of pTP11 are shown in the table, and the cleavage map is shown in FIG.

【表】 例 6 プラスミドpTP11からのDNA断片欠損プラス
ミドの分離 プラスミドpTP11DNAを前述の条件でXba
またはHindで切断後T4DNAリガーゼにより
ライゲイシヨン反応を行つた。反応条件は66mM
−トリス塩酸緩衝液(PH6.5)、6.6mM塩化マグ
ネシウム、10mMジチオスレイトール、0.4mM
ATP存在下で15℃20時間行つた。反応後前述
のプロトプラスト法により枯草菌RM125株へ形
質転換を行つた。得られたクロラムフエニコール
耐性コロニーについて調べたところ、Xba−
T4リガーゼの組み合せから得られたコロニーか
らは1.7MdのプラスミドpTP12が得られた。ま
た、Hind−T4リガーゼの組み合せからは
2.8MdのpTP13が得られた。 例 7 プラスミドpTP12、pTP13の制限酵素解裂地
図の作成並びに分子量、コピー数の測定 プラスミドpTP12および13に関し 3H−チミヂ
ンラベル法によりコピー数を測定するとともに
DNAをとり正確に分子量の測定を電子顕微鏡に
より行つた。また、制限酵素解裂地図は前述と全
く同じ方法で行つた。その結果、プラスミド
pTP12は分子量が1.7Mdと小さく、Hpaに対し
2つの解裂点をもつていたが、Xbaに関する解
裂点はなくなつていた。本プラスミドはコピー数
が約200と多く、本プラスミドを所有している枯
草菌を液体培養すると培地中からクロラムフエニ
コール アセチルトランスフエラーゼの活性が認
められた。pTP13はpTP11のHindの大きな断
片(2.8Md)が環状化したものであることがわか
つた。本プラスミドのコピー数は約70であつた。 pTP12とpTP13の制限酵素解裂点地図を図2
及び図3に示す。 例 8 プラスミドpTP5からDNA欠損プラスミド
pNS1の分離 pNS1の分離に関してはGene21:105〜112
(1983)に報告されている。すなわち枯草菌プラ
スミドpTP5DNA(M.Kono et al Microbios
Letters5:55〜59(1978))を枯草菌
168LMAH761222(pTP5)より例4に記載された
方法により抽出した。このpTP5DNA2μgを20
mMトリス塩酸緩衝液(PH7.4)、7mM塩化マグ
ネシウム、60mM塩化ナトリウム、Hind10単
位含有溶液中で37℃、1時間の反応により切断す
る。反応をフエノールを加えることにより停止さ
せ、エーテル抽出によりフエノールを除去後2倍
量のエタノールを加え、DNAを沈殿させた。 沈殿したDNAペレツトを66mMトリス塩酸緩
衝液(PH7.6)、6.6mM塩化マグネシウム、10m
Mジチオスレイトール、4mMアデノシン三リン
酸溶液100μに溶解後、T4DNAリガーゼ0.01単
位を加え16℃、16時間の反応によつてDNAを連
結させた。フエノールにより反応を停止させ、エ
ーテル抽出により、フエノールを除去後、2倍量
のエタノールを加えDNAを沈殿させた。沈殿し
たDNAを滅菌蒸留水50μに溶解し、形質転換
用DNA試料として用いた。 形質転換は例2に記載したプロトプラスト法に
より行つた。受容菌には枯草菌GSY908株を用い
た。得られたTc耐性コロニーを溶菌用緩衝液
(リゾチーム2μg/ml、RNase0.1mg/ml、25%シ
ユークロースをTEバツフアーに溶解)40μに
懸濁し37℃、2時間反応させた。この溶液に5%
SDS溶液10μを加え、完全に溶菌後、フエノー
ル50μを加え10000rpm10分間の遠心後、水層を
分取した。 この水層についてアガロースゲル電気泳動法に
より、プラスミドDNAの確認を行い、分子量が
最も小さいプラスミドDNAを持つているいくつ
かの形質転換株についてさらに詳しく調べた。す
なわち、各形質転換株より前述の方法により、プ
ラスミドDNAを調整し、やはり前述の方法によ
りHind切断を行い、アガロースゲル電気泳動
を行つた結果、プラスミドpTP5のHind−C断
片(0.35Md)の欠損したプラスミドpNS1の存在
が確認された。 このプラスミドpNS1DNAを抽出し、枯草菌
RM125株にプロトプラスト法により形質転換し、
プラスミドpNS1上にTc耐性遺伝子が存在してい
ることを確認した。以後の実験には枯草菌
RM125(pNS1)株を用いた。 pNS1の制限酵素開裂地図を図7に示す。 例 9 プラスミドpTP1101とpTP1102の分離と方向
性の確認 枯草菌RM125(pNS1)株よりプラスミド
pNS1DNAを前述の方法により抽出し、プラス
ミドpTP11DNAと混合後、前述の方法(例8)
に従いHindで切断後、T4リガーゼにより結合
させ、プロトプラスト法によりRM125株へ形質
転換した。 得られたクロラムフエニコール、テトラサイク
リン両耐性を持つコロニーについてプラスミド
DNAの検索を行つた。得られたコロニーを(例
8)のごとく溶菌させアガロースゲル電気泳動を
行い、プラスミドDNAの分子量が最も小さいも
の数株を選択した。これらの形質転換株よりプラ
スミドDNAを調整し、EcoR、Hind、Kpn
に関する制限酵素開裂点地図を作成した。制限
酵素開裂地図の作成にはEcoR、Hindの他に
Kpnを使用した。Kpnの反応条件は6mMト
リス−塩酸緩衝液(PH7.5)、6mM塩化ナトリウ
ム、6mM塩化マグネシウム、6mM2−メルカ
プトエタノール、37℃である。 この結果、pNS1由来のHind−A断片
(1.5Md)がpTP11由来の2.8Mdの断片と正方向
及び逆方向に結合した2種類のプラスミド
pTP1101とpTP1102をそれぞれ持つ2種の形質
転換株が存在することが確認された。 pTP1101とpTP1102の制限酵素開裂地図を図
4と図5及び図6に示した。また、コピー数はお
のおの約100コピーであつた。 以上の例で用いた微生物は工業技術院微生物工
業技術研究所に寄託されており、次の番号を有し
ている。 コリネバクテリウム・キセロシスM82B
FERM P−6971 枯草菌168LMAH761222 FERM P6972 枯草菌RM125 FERM P−6973 枯草菌168LMAH761222(pTP5)
FERM P−6974
[Table] Example 6 Isolation of DNA fragment-deficient plasmid from plasmid pTP11 Plasmid pTP11 DNA was subjected to Xba
Alternatively, after cutting with Hind, ligation reaction was performed with T4 DNA ligase. Reaction conditions are 66mM
- Tris-HCl buffer (PH6.5), 6.6mM magnesium chloride, 10mM dithiothreitol, 0.4mM
The test was carried out at 15°C for 20 hours in the presence of ATP. After the reaction, Bacillus subtilis strain RM125 was transformed by the protoplast method described above. When the obtained chloramphenicol-resistant colonies were examined, it was found that Xba-
Plasmid pTP12 of 1.7 Md was obtained from colonies obtained from the T4 ligase combination. In addition, from the combination of Hind-T4 ligase,
2.8 Md of pTP13 was obtained. Example 7 Creation of restriction enzyme cleavage map and measurement of molecular weight and copy number of plasmids pTP12 and pTP13 Copy number of plasmids pTP12 and 13 was measured by 3H -thymidine labeling method.
DNA was taken and its molecular weight was accurately measured using an electron microscope. In addition, restriction enzyme cleavage mapping was performed in exactly the same manner as described above. As a result, the plasmid
pTP12 has a small molecular weight of 1.7 Md and has two cleavage points for Hpa, but no cleavage points for Xba. This plasmid has a large copy number of approximately 200, and when Bacillus subtilis containing this plasmid was cultured in liquid culture, chloramphenicol acetyltransferase activity was observed in the medium. pTP13 was found to be a circularized version of a large Hind fragment (2.8Md) of pTP11. The copy number of this plasmid was approximately 70. Figure 2 shows the restriction enzyme cleavage point map of pTP12 and pTP13.
and shown in FIG. Example 8 DNA deletion plasmid from plasmid pTP5
Isolation of pNS1 Gene21: 105-112 for isolation of pNS1
(1983). i.e. Bacillus subtilis plasmid pTP5DNA (M.Kono et al Microbios
Letters 5:55-59 (1978))
168LMAH761222 (pTP5) was extracted by the method described in Example 4. 20 μg of this pTP5DNA
Cleavage is performed by reaction at 37°C for 1 hour in a solution containing mM Tris-HCl buffer (PH7.4), 7mM magnesium chloride, 60mM sodium chloride, and 10 Hind units. The reaction was stopped by adding phenol, and after removing the phenol by ether extraction, twice the amount of ethanol was added to precipitate the DNA. The precipitated DNA pellet was dissolved in 66mM Tris-HCl buffer (PH7.6), 6.6mM magnesium chloride, 10mM
After dissolving in 100μ of M dithiothreitol and 4mM adenosine triphosphate solution, 0.01 unit of T4 DNA ligase was added and the DNA was ligated by reaction at 16°C for 16 hours. The reaction was stopped with phenol, the phenol was removed by ether extraction, and then twice the amount of ethanol was added to precipitate the DNA. The precipitated DNA was dissolved in 50μ of sterile distilled water and used as a DNA sample for transformation. Transformation was carried out by the protoplast method described in Example 2. Bacillus subtilis GSY908 strain was used as the recipient bacterium. The obtained Tc-resistant colonies were suspended in 40μ of a lysis buffer (lysozyme 2μg/ml, RNase 0.1mg/ml, 25% sucrose dissolved in TE buffer) and reacted at 37°C for 2 hours. 5% in this solution
After 10μ of SDS solution was added and the bacteria were completely lysed, 50μ of phenol was added and after centrifugation at 10,000 rpm for 10 minutes, the aqueous layer was separated. Plasmid DNA was confirmed in this aqueous layer by agarose gel electrophoresis, and several transformed strains containing plasmid DNA with the smallest molecular weight were investigated in more detail. Specifically, plasmid DNA was prepared from each transformed strain by the method described above, Hind cleavage was performed by the method described above, and agarose gel electrophoresis was performed. As a result, deletion of the Hind-C fragment (0.35Md) of plasmid pTP5 The presence of plasmid pNS1 was confirmed. This plasmid pNS1DNA was extracted and Bacillus subtilis
Transform the RM125 strain by the protoplast method,
It was confirmed that the Tc resistance gene was present on plasmid pNS1. Bacillus subtilis for subsequent experiments
RM125 (pNS1) strain was used. The restriction enzyme cleavage map of pNS1 is shown in FIG. Example 9 Isolation of plasmids pTP1101 and pTP1102 and confirmation of orientation Plasmid from Bacillus subtilis RM125 (pNS1) strain
pNS1DNA was extracted by the method described above, mixed with plasmid pTP11DNA, and then extracted by the method described above (Example 8).
After cleavage with Hind according to the procedure, the product was ligated with T4 ligase and transformed into RM125 strain by the protoplast method. Plasmids for colonies with resistance to both chloramphenicol and tetracycline
I conducted a DNA search. The obtained colonies were lysed as in Example 8 and subjected to agarose gel electrophoresis, and several strains with the smallest molecular weight of plasmid DNA were selected. Plasmid DNA was prepared from these transformed strains, and EcoR, Hind, Kpn
A restriction enzyme cleavage point map was created for the following. In addition to EcoR and Hind, for the creation of restriction enzyme cleavage maps.
I used Kpn. The reaction conditions for Kpn are 6mM Tris-HCl buffer (PH7.5), 6mM sodium chloride, 6mM magnesium chloride, 6mM 2-mercaptoethanol, and 37°C. As a result, two types of plasmids were created in which the pNS1-derived Hind-A fragment (1.5Md) was ligated to the pTP11-derived 2.8Md fragment in the forward and reverse directions.
It was confirmed that there were two types of transformed strains having pTP1101 and pTP1102, respectively. Restriction enzyme cleavage maps of pTP1101 and pTP1102 are shown in FIGS. 4, 5, and 6. The number of copies was approximately 100 copies each. The microorganism used in the above example has been deposited with the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology, and has the following number. Corynebacterium xerosis M82B
FERM P-6971 Bacillus subtilis 168LMAH761222 FERM P6972 Bacillus subtilis RM125 FERM P-6973 Bacillus subtilis 168LMAH761222 (pTP5)
FERM P-6974

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図1乃至図7は、プラスミドの制限酵素開裂地
図である。
1 to 7 are restriction enzyme cleavage maps of plasmids.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 分子量が約1.7メガダルトンであり、制限酵
素開裂地図が、 で表わされるものであるプラスミドpTP12。
[Claims] 1. The molecular weight is approximately 1.7 megadaltons, and the restriction enzyme cleavage map is Plasmid pTP12, which is represented by
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