JPH0549271B2 - - Google Patents

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JPH0549271B2
JPH0549271B2 JP1502290A JP1502290A JPH0549271B2 JP H0549271 B2 JPH0549271 B2 JP H0549271B2 JP 1502290 A JP1502290 A JP 1502290A JP 1502290 A JP1502290 A JP 1502290A JP H0549271 B2 JPH0549271 B2 JP H0549271B2
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JP
Japan
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dna
double
stranded
hybrid
hind
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Tsutae Morinaga
Kinichiro Miura
Kunitada Shimotoono
Masato Ikegami
Yataro Ichikawa
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Teijin Ltd
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Teijin Ltd
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【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ビーンゴールデンモザイクウイルス
(Bean Golden Mosaic Virus;以下これを
“BGMV”と略称することがある)に関連する
DNA及びそれを組み込んだハイブリツドDNAに
関する。更に詳しく説明するとBGMVの一本鎖
DNAを二本鎖化して得られたDNA、このDNA
を他の生物用ベクターに組み込んで得られたハイ
ブリツドDNA、このハイブリツドDNAを増殖す
ることによつて得られたハイブリツドDNA、こ
のハイブリツドDNAからBGMV由来のDNA断
片部分のみを取り出して閉環結合して得られた
DNA及びBGMVの複製型DNAに関する。 従来技術 ウイルスからのDNA遺伝子は、最近遺伝子組
み換え技術において、広くベクターとして開発さ
れ利用されている。そのようなベクターを与える
ウイルスの例としてはシミアンウイルス(SV)
40やポリオーマウイルスの如きパポバウイルス、
パピロマウイルス、アデノウイルスの如きものが
知られている。しかしこれら公知のベクターは動
物系のベクターとして見出されたものであつて、
植物系の細胞中では増殖しない。したがつてこれ
ら公知のベクターは植物遺伝子組み換え用のベク
ターとしては利用できない。 現在までに植物遺伝子組み換え用ベクターとし
て利用可能性のあるものとしては、例えばトマト
やタバコなどの双子葉類植物に腫瘍を作るアグロ
バクテリウムチユームフアシイエン
(Agrobacterium tumefaciens)が有している核
外遺伝子のTiプラスミド、キヤベツや白菜など
に病気を起すカリフラワーモザイクウイルスから
のDNA遺伝子などが知られているのみである。
これら以外に植物遺伝子組み換え用ベクターとし
て適切なものは未だ開発されていない。更に植物
遺伝子組み換え用のベクターなりうる可能性のあ
るDNA遺伝子を有する植物ウイルスは前掲のカ
リフラワーモザイクウイルス以外は知られていな
かつたと言つてよい。 最近米国のイリノイ大学のロバート・エム・グ
ツドマン(Robert M.Goodman)らは熱帯性の
植物ウイルスであるBGMVは、その直径が約18n
mの2つの粒子が対合した如き形態で1個のビリ
オンをなすものでありその核酸を解析した結果、
このウイルスの遺伝子が約2500塩基の大きさの環
状一本鎖のDNAであることを見出し報告してい
る[Virology83 171(1977)、Virology97 388
(1979)参照]。 このような約18nmの直径を有する2つの粒子
が対合した如き形態で1個のピリオンをなし、し
かもその遺伝子が環状の一本鎖であるような植物
ウイルスがその後数種類発見され、これら一群の
ウイルスは“ジエミニウイルス群”と呼ばれてい
る。 前述したように植物のDNA型ウイルスはカリ
フラワーモザイクウイルスとジエミニウイルスと
が知られているに過ぎず、植物遺伝子組み換え用
ベクターの開発の目標としてジエミニウイルスは
極めて期待できる。 従来、植物遺伝子組み換え用ベクターに関して
提案されている前記Tiプラスミドやカリフラワ
ーモザイクウイルスは感染する植物つまり宿主植
物が双子葉類に限られているのに対し、ジエミニ
ウイルスは双子葉類のみならず、人類にとつて重
要穀物である麦、トウモロコシの如き単子葉類も
宿主となりうるので、このジエミニウイルスの
DNAを植物遺伝子組み換え用のためにベクター
化することはそれ自体極めて意味あることであ
る。 一方カリフラワーモザイクウイルスは植物細胞
の細胞質内で増殖するのに対し、ジエミニウイル
スは細胞質内でもまた核の中でも増殖する。この
ことはジエミニウイルスをベクアー化した場合、
植物の核遺伝子そのものを改変し得る可能性が高
いことを示している。従つて、ジエミニウイルス
のDNAをベクター化することができればそのこ
と自体工業的に価値あることであることは明白で
ある。 本発明の構成 そこで本発明者らは、ジエミニウイルスの一種
であるビールゴールデンモザイクウイルス
(BGMV)の一本鎖DNAを遺伝子組み換え操作
において技術的に取り扱い易い二本鎖化しベクタ
ーとすること、それを組み込んだハイブリツド
DNAなどについて研究を進めた結果本発明に到
達したものである。 すなわち、本発明は、BGMVからの(i)長さが
約2.57キロ塩基の一本鎖DNAを少くとも部分的
に二本鎖化して得られたDNAであり図Iaの制限
酵素地図を示すDNA(以下これをDNA−aと略
す)及び(ii)長さが約2.61キロ塩基の一本鎖DNA
を少くとも部分的に二本鎖化して得られたDNA
であり図Ibの制限酵素地図を示すDNA(以下これ
をDNA−bと略す)のうちDNA−bを主要部と
するものである。 すなわち、本発明によれば、ビーンゴールデン
モザイクウイルスの一本鎖DNAが少くとも部分
的に二本鎖化されたDNAであり、図Ib′の遺伝子
地図で表わされるDNA(以下これをDNA−Ibと
略すことがある)の1〜3量体が提供される。 また、他の生物中においてその少くとも一部が
メチル化されたことを特徴とする上記のDNA、
他の生物が大腸菌である上記のDNA、in vitro
で二本鎖化された上記のDNA、in vivoで二本鎖
化された上記のDAN、1量体であることを特徴
とする上記のDNA等を包含する。 また、本発明によれば、ビーンゴールデンモザ
イクウイルスの一本鎖DNAが少くとも部分的に
二本鎖化されたDNAであり、図Ib′の遺伝子地図
で表わされるDNAを制限酵素で開裂させ、他の
生物用ベクターDNA又は第3のDNAと結合させ
たハイブリツドDNAが提供される。 また、他の生物中において、その少くとも一部
がメチル化されたことを特徴とする上記のハイブ
リツドDNA、他の生物が大腸菌である上記のハ
イブリツドDNA、in vitroで二本鎖化された上
記のハイブリツドDNA等が提供される。 また、ビーンゴールデンモザイクウイルスの一
本鎖DNAが少くとも部分的に二本鎖化された
DNAであり、図Ia′の遺伝子地図で表わされる
DNAの1〜3量体と図Ib′の遺伝子地図で表わさ
れるDNAの1〜3量体との混合物が提供される。 図Ia及び図Ibの制限酵素地図において、DNA
自体を適確に示すため、各制限酵素の目的DNA
に対応するDNA塩基配列を図Ia′及び図Ib′に示し
た。 図Ia′において、P1〜P7における塩基配列は、
二本鎖のうち一方の鎖の塩基配列が下記のとおり
である。 P1(0.0/2.57):5′−AAGCTT−3′ P2(0.82):5′−ATCGAT−3′ P3(0.97):5′−AGATCT−3′ P4(1.18):5′−GTCGAC−3′ P5(1.38):5′−CPyCGPuG−3′ P6(2.08):5′−ATCGAT−3′ P7(2.21):5′−GTCGAC−3′ 図Ib′において、P1〜P6における塩基配列は、
二本鎖のうち一方の鎖の塩基配列が下記のとおり
である。 P1(0.0/2.61):5′−AAGCTT−3′ P2(0.02):5′−ATCGAT−3′ P3(0.29):5′−GTCGAC−3′ P4(1.01):5′−GTCGAC−3′ P5(1.64):5′−AAGCTT−3′ P6(1.65):5′−AGATCT−3′ ビーンゴールデンモザイクウイルス(BGMV)
は中南米においてインゲン豆類にゴールデンモザ
イク様の病気を起すウイルスであり、
Phytopathology67(No.1)37(1977)記載の方法
で感染植物から下記の如く純化しその一本鎖
DNAが分離・精製することができる。 (1) BGMVからの一本鎖DNAの分離 前記文献記載の方法により感染植物からウイ
ルスを純化し、次いで得られた純化ウイルス約
500μgを30mM Tris HC1(PH=7.6)1%
SDS、プロテエネースK10μg/ml液にて2分
間振盪し、次にフエノール700μで3回タン
パク質抽出を行つた。水層から溶解フエノール
をエーテル抽出により除き、次にエタノール沈
殿法によりウイルスの一本鎖DNAを分離・精
製し得る。 (2) BGMVの一本鎖DNAの二本鎖化 上記の如くして得た一本鎖DNAを次にin
vitroで二本鎖化する。この二本鎖化において
は一本鎖DNA1μg当り、プライマーを0.002〜
2000μgの割合で使用するのが好ましい。プラ
イマーとしては、ジエイ・エム・テイラー(J.
M.Tayler)らのBiochemica et Biophysica
Acta.442 325(1976)記載の方法を改変して
仔牛胸線DNAをDAaseIで分解して得たオリゴ
ヌクレオチドを使用することができる。本発明
者らは後述する実施例記載の如く、この改変し
た方法で得られたプライマーを使用した。この
オリゴヌクレオチドをプライマーとして使用す
る場合のプライマーの量は前記一本鎖DNA1μ
g当り50〜400μg、より好ましくは100〜300μ
gの割合が適当である。 またBGMVの一本鎖DNAに対しプライマー
として少なくとも10塩基を含み且つ全く相補的
な配列を有する純化DNAを使用する場合には、
プライマーの使用割合は一本鎖DNA1μg当
り、0.002〜1μg、更には0.004〜0.02μgであつ
てもよい。 前述の割合で一本鎖DNAに対してプライマ
ーを添加して後デオキシアデノシン三リン酸
(dATP)、デオキシシチジン三リン酸
(dCTP)、デオキシグアノシン三リン酸
(dGTP)及びデオキシチミジン三リン酸
(dTTP)のそれぞれを最終濃度10〜300μM、
好ましくは50〜150μMの範囲となるように添
加使用する。 この際、例えばdCTPの一部をα−32p−デ
コキシシチジン三リン酸(d−32p−dCTP)
に置換しておくと、その後の反応において二本
鎖化の進行度合、二本鎖化DNAの追跡が容易
となるので便利である。また酵素反応を促進す
るためにMg+(例えば塩化マグネシウム、硫酸
マグネシウムなど)を1〜50mM、好ましくは
5〜21mMの濃度範囲で使用する。なお本明細
書において「M」は特にことわらない限り
「mol/」の濃度単位を意味する。反応系内
のPHは7.2〜9、好ましくは7.6〜〜8.4の範囲に
維持されるように緩衝剤、例えばTris HC1
(PH7.6〜8.4)を30〜300mM、好ましくは70〜
200mMの濃度となるように使用するのが有利
である。かくして上記混合液を好ましくは50〜
80℃、特に60〜70℃の温度に1〜10分間、好ま
しくは3〜7分間維持し次いで必要ならば約4
℃もしくはそれ以下の温度に急冷する。 なお混合液全体の量は、ウイルス一本鎖
DNA1μg当り、1〜1000μ、好ましくは10
〜500μの範囲とするのがよい。また酵素安
定剤として通常使用されるものを用いることは
効果的であり、その例としては例えばα−メル
カプトエタノール、ジチオスレイトール
(DTT)が挙げられる。安定剤は混合液中の濃
度として0.1〜5(重量)%、好ましくは0.5〜
2(重量)%の範囲で用いることができる。 次に二本鎖化用の酵素を作用させるが、その
二本鎖化のための酵素としては例えばエイビア
ン・ミエロブラストシス・ウイルス(AMV)
の逆転写酵素、T4−DNAポリメラーゼ、大腸
菌DNAポリメラーゼI、DNAポリメラーゼ・
ラージフラグメント(クレノーエンザイム)な
どが挙げられる。このうちAMVの逆転写酵素
又はDNAポリメラーゼ・ラージフラグメント
が好ましい。 二本鎖化酵素の使用割合は、主としてその種
類によつて左右される。例えばAMVの逆転写
酵素は[生化学工業(株)製コード120248を使用す
る場合には]一本鎖DNA1μg当り、1〜20ユ
ニツト、好ましくは5〜10ユニツト使用するの
が有効である。1ユニツトより少ないと二本鎖
化が充分に行われにくくなることがある。二本
鎖化酵素を加えた後、先ず10〜30℃、好ましく
は15〜25℃の温度で2〜30分間、好ましくは5
〜20分間反応させ、次いで30〜45℃、好ましく
は35〜40℃の温度で30〜180分間、好ましくは
50〜120分間反応させるのが有利である。 反応を停止させるには反応混合液に例えば水
飽和フエノール或いはEDTA水溶液(PH=8.0)
などの停止剤を加えればよい。その際、水飽和
フエノールの場合は反応混合液に対し1/10〜2
容量倍加え振盪後遠心により水層のみを分離分
取すればよく、またEDTA水溶液の場合には
混合液中に存在するMg++を捕捉するに充分な
量使用すればよい。かくして反応停止処理を行
つたDNA含有水溶液から二本鎖化したDNAを
分離すればよく、好ましい分離操作はゲル過
による方法である。その場合の一具体例につい
て説明すると、二本鎖化したDNA含有水溶液
を、Sephadex G−10[フアルマシア・フアイ
ンケミカル(株)製]やBiogel p30[バイオ・ラド
(株)製]などのゲル過剤を用いて分画を行い各
画分の32p強度を測定し、各画分中で最初に出
てくる32p強度の高い高分子量のDNA含有画
分を集め、これをエタノール又はイソプロパノ
ール中で沈澱を行なえば二本鎖化したDNAが
得られる。かくして分離された二本鎖化DNA
は、BGMVの一本鎖DNAに基づく二本鎖化
DNA以外のプライマーDNAをかなり含んでい
ることがある。この傾向はプライマーとして前
記仔牛胸線DNAからのオリゴヌクレオチドを
用いた場合に著しい。 従つて、そのような場合二本鎖化したDNA
を一層高純度とするために、再度精製すること
が望ましい。この精製は前述した如きゲル過
による方法を用いて行うことができる。その一
具体例を示すと、一本鎖DNA20gから出発し
た場合、前記二本鎖化DNAを水100〜500μ
に溶解し10mM Tris HC1(PH=7.4)、100m
M NaCl水溶液で平衡化したSephadex G−
50又はBiogel p30を充填した分離能を高めた
カラムにゲル過を行う。溶出液として10mM
Tris HC1(PH=7.4)、100mM NaClを使用
しボイドボリームのうち32pカウントの高い画
分を集め、エタノール又はイソプロパノール中
で沈澱を行い高純度のBGMVの二本鎖化DNA
を得ることができる。 (3) 二本鎖化DNA 前記したBGMVにおけるジエミニウイルス
は2種のDNAが存在し前述の如く二本鎖化し
て得られたDNAもまた2種存在する。この2
種の二本鎖化DNAは、それぞれのDNAに分離
することができ、またクローニング化した後分
けることができる。また二本鎖化する前に(つ
まり一本鎖DNAの状態で)それぞれを分離し、
それぞれについて同様に二本鎖化を行うことも
できる。 BGMVの一本鎖DNAの混合物をDNA−a
とDNA−bとに分離するには所謂“ストラン
ドセパレーシヨン”と呼ばれている方法、[例
えばマニアテイスらの著書“Molecular
Cloning−A Laboratory Manual”第180〜
185頁記載の方法]つまりゲル電気泳動法によ
る方法やまたDNA混合物の塩化セシウム溶液
にIa又はIbのいずれか一方のDNAのみに相補
的なDNA断片を加えて平衡密度勾配遠心によ
り一本鎖のままで残つたDNAと、一部分二本
鎖化されたDNAとの密度差を利用して分離す
る方法を採用することが可能である。 しかしDNA−IaとDNA−Ibの分離は一本鎖
DNA混合物を二本鎖化して後、例えばプラス
ミドpBR322などヘクローニングした後分離す
る方が分離し易い。この分離法については後に
詳細に説明する。 かくしてBGMVからのDNAを二本鎖化して
得られたDNAは、その一方が2.57±0.1キロ塩
基対(以下“キロ塩基対”を“Kbp”と略称す
ることがある)の大きさを有し図Iaの制限酵素
切断地図を示す。また他方は2.61±0.1キロ塩
基対(Kbp)の大きさを有し図Ibの制限酵素切
断地図を示す。対応する遺伝子地図は図Ia′お
よび図Ib′にそれぞれ示す。 図Iaでは、Haidによる切断部位を[0.0/
2.57]として各制限部位を位置座標として示さ
れており、単位はキロ塩基対(Kbp)である。
また図IbではHindの1つの位置を[0.0/
2.61]として各制限部位を位置座標として示さ
れている。 次に各制限酵素による分解により生じる断片を
下記表1に示した。表中断片の大きさに比較して
濃く出る断片をAグループに、その他をBグルー
プに分けて示した。 【表】 上記表中(3.3)とあるのは、DNAが1箇所も
切断を受けずオープンリングのままになつてい
て、線状DNAのサイズマーカーに対して見掛け
の分子量が3.3Kbpであることを示している。 上記表における断片DNAのサイズの値は、実
験分析の精度上±0.1Kbp、殊に±0.05Kbpの巾を
持つて変動することがあることを理解すべきであ
る。 制限酵素による分解は、濃度10mM Tris
HC1(PH=7.9)、7mM MgCl2、7mMβ−メル
カプトエタノール、0.01%牛血清アルブミンを基
本液として行つた。Claによる分解は上記基本
液で行い、Hind.Ava、Bgl、Kpn、
Pst、Pvuによる分解は前記基本液にNaClを
50mMとなるように加え、またSal、BamH
、Xba、Xhoによる分解は前記基本液に
NaClを150mMとなるように加えて行つた。 本発明において制限酵素はHind、Sal、
Bgl、BamH、Kpn、Pst、Pvu及び
Xhoの場合はいずれも宝酒造(株)製のものを使用
し、Claの場合はベーリンガー・マンハイム社
製のものを使用し、またAva及びXbaの場合
はベセスダ・リサーチ・ラボラトリーズ社製のも
のを使用した。 本発明においてDNAの切断のための制限酵素
はいずれも少くとも4ユニツト/DNA1μgの割
合で使用し、分解は37℃4時間以上の条件で行つ
た。二種の制限酵素を使用して分解する場合には
先ず低塩濃度用酵素で37℃、2時間以上分解し次
いで高温濃度に調整し、高塩濃度用の酵素で更に
37℃、2時間以上分解した。 かくして酵素分解後のDNAはエチヂウムブロ
マイド0.5μg/mlを含有する1.5%アガロースゲ
ル電気泳動により各酵素分解によつて生じる断片
DNAの解析を行つた。なおこの電気泳動の際、
DNAのサイズマーカーとしてλ−DNAをEcoR
/Hindで分解したものと、プラスミド
pBR322をTaqで分解したものを使用した。 本発明による二本鎖化DNAは、いずれも一本
鎖DNAに対して少くとも部分的に二本鎖化され
ていればよく完全に全領域に亘つて二本鎖化され
ていることは必ずしも必要ではない。 本発明の二本鎖化DNAは例えば植物遺伝子組
み換え用のベクターとして使用されるので、その
ために該DNAをある酵素によつて切断して使用
される。その場合切断しようとする個所が少くと
も二本鎖化されていさえすれば後のクローニング
化又は増殖によつて二本鎖されていない部位は修
復されほぼ完全に二本鎖化される。従つて本発明
の二本鎖化DNAは少くとも部分的に二本鎖化さ
れていればよいが、望ましくは一本鎖DNAの塩
基対に対して少くとも80%、好ましくは少くとも
90%が二本鎖化されていればよい。IaとIbの
DNAの割合はBGMVの増殖過程に応じて異なつ
た値が得られるが、一般にIa/Ib(モル)の比が
3以上を示す。そのために前記表1の如く、Aグ
ループ断片とBグループ断片にグループ分けが可
能である。 本発明の二本鎖化DNA−Ia及びIbは、それぞ
れ単独又は組合せて植物遺伝子組み換え用のベク
ターとして使用することができる。またDNAIa
又はIbはその特定の制限部位を制限酵素で開裂さ
せ線状のDNAとすることができる。このDNAが
同じ制限酵素で切り出した第三の有用DNAとほ
ぼ同じモル割合で混合し、従来公知の方法で
DNA結合酵素(例えばT4−DNAリガーゼ)に
より結合させIa又はIbの特定部位に第三のDNA
が入つた環状のDNAとすることができる。この
場合、開裂には少なくとも1種の制限酵素を用い
ればよく、用いる酵素の種類によつて断片の大き
さは異なるが、ベクターとしての機能を損なわな
い範囲の断片を用いることができる。 例えば第三のDNAが抗生物質カナマイシに対
して耐性を与える如き遺伝子がコードされている
場合、DNAIa又はIbに対してこの第三のDNAを
組み込んだDNAを用いることによつて、植物細
胞を形質転換させカナマイシン耐性の細胞とする
ことができる。この場合の形質転換の方法として
は、後えばプロトプラスト化された植物細胞に
Ca++、ポリエチレングリコールの存在下又はCa++
の存在下高PH状態で上記DNAを作用させる方法、
更に植物細胞の中へ上記DNAを機械的に導入す
る方法(マイクロインジエクシヨン)などがあ
る。 また、本発明の二本鎖化DNAIa又はIbを、好
ましくはある1個所で切断し得る酵素、例えば
Hind、Cla又はBglにて分解し、これを同
一制限酵素で開裂した下記の如き他の生物用ベク
ターに組み込むことができる。この場合の他の生
物用ベクターとしては、従来公知のもの例えば大
腸菌用のプラスミドベクター(例えばpBR322)、
コスミツドベクター(例えばpKY2662)、フアー
ジベクター(例えばシヤロン10)、枯草菌用のプ
ラスミドベクター(例えばpUB110、pSA0501)、
酵母菌用のベクター(例えばYRp7)などを使用
することができる。 これら他の生物用ベクターとのハイブリツド
DNAの調製の方法は、二本鎖化されたDNA−Ia
とDNA−Ibとの混合物を例えばHindにて完全
に分解しておき、これを他の生物用ベクター例え
ば大腸菌用プラスミドpBR322のHind分解物と
混合し、DNA結合酵素(例えばT4−DNAリガ
ーゼ)にて結合環化させることによるDNA−Ia
とpBR322とのハイブリツドDNAを得ることが
できる。 また同様に、二本鎖化されたDNA−IaとDNA
−Ibとの混合物をClaで完全分解しておき、こ
れをpBR322のCla分解物と混合し、DNA結合
酵素にて結合環化させることによりDNA−Ibと
pBR322とのハイブリツドDNAを得ることがで
きる。 これらハイブリツドDNAを得る際、結合させ
たい2つのDNAはほぼ等モルの割合で混合して
おいた方が、より効率よく目的のハイブリツド
DNAを得ることができる。また他の生物用ベク
ターは制限酵素で開裂させた後に、アルカリホス
フアターゼ処理を行いDNAの5′末端の脱リン酸
反応を行なつておくことは、ハイブリツドDNA
を調製する際に、他の生物用ベクターのみで自己
環化することを大部分防止できるので好ましいこ
とである。 かくして得られたハイブリツドDNAもまた図
Ia又は図IbのDNAと同様に、少くとも部分的に
二本鎖化されたものであり植物遺伝子組み換え用
ベクターとして使用することができる。 このハイブリツドDNAは元の他の生物用ベク
ターの宿主、例えば大腸菌用ベクターとのハイブ
リツドDNAの場合は大腸菌へ、また枯草菌用ベ
クターとのハイブリツドDNAの場合は枯草菌へ、
さらに酵母菌用ベクターとのハイブリツドDNA
の場合は酵母菌へ、公知の方法に従つて例えば大
腸菌や枯草菌の場合は公知の方法により、コンピ
テントセルとなし形質転換し、酵母菌の場合はザ
イモリエス処理してスフエロプラストとなして形
質転換し適当な薬剤耐性又は栄養要求性を使つて
形質転換体を選び出すか又はコロニーハイブリダ
イゼーシヨンを行なつて選び出すことができる。 この方法の一具体例について更に詳しく説明す
ると例えばハイブリツドDNAが図IaのHindの
分解物(Ibの場合はCla分解物)と大腸菌プラ
スミドのpBR322のHind/分解物(Ibの場合は
Cla分解物)とをT4−DNAリガーゼで結合し
たハイブリツドDNAである場合、このハイブリ
ツドDNAをマンデルとヒガの方法[J.Mol.Biol.
53 159(1970)参照]により大腸菌HB101を形
質転換しアンピシリン50μg/mlを含有する寒天
(L−Agar)プレートの上に生じたコロニーに対
し、グルンシユタインとホブネスの方法[Proc.
Natl.Acad.Sci.72、3961]によりコロニーハイブ
リダイゼーシヨンを行ない(この際、32p−ラベ
ルしたBGMVのDNAをプローブとして使用す
る)、32pラベル化したBGMVのDNAとハイブリ
ダイズするDNAを持つコロニーを選びだす。こ
のようにして図Ia(又はIb)のDNAとプラスミド
pBR322とがHind(Ibの場合はCla)の箇所
で結合したハイブリツドDNAにより形質転換し
た大腸菌HB101を得ることができる。 かくして得られた形質転換体から公知の方法に
よつてハイブリツドDNAを分離することができ
る。分離されたハイブリツドDNAは全体に亘つ
てほぼ完全に二本鎖化されており、特定の部位に
第三のDNAを組み込み植物細胞を形質転換する
ことができ、また大腸菌などの菌でも増殖するこ
とが可能である。 目的とするハイブリツドDNAを大量に調製す
るためにハイブリツドDNAを含有する菌株を増
殖させ、必要に応じてハイブリツドDNAのみを
増殖させる操作を行ない菌体を溶菌させ、ハイブ
リツドDNAを含有する水溶液からDNAを分離す
ればよい。ハイブリツドDNAが例えば大腸菌用
のプラスミドpBR322とのハイブリツドDNAで
ある場合には該ハイブリツドDNAを含む大腸菌
形質転換体から例えばマニアテイスらの実験書
「Molecular Cloning−A Laboratory
Manual」[Cold spring Harbor Labolatory
(1982)]第88〜94頁記載の方法によつてハイブリ
ツドDNAの増幅及び各溶菌法を使つてDNAを
得、セシウムクロライドの平衡密度勾配法を用い
コバレントリークローズドサーキユラー(以下、
“ccc”と略す)型のハイブリツドDNAのみを分
離することが可能となる。 また、このようにして分離されたハイブリツド
DNAをクローニングに使用した時と同じ制限酵
素で分解することにより図Ia(又はIb)のDNA断
片とベクターDNA断片とに分けることができる。
好ましくは図Ia(又はIb)のDNA断片を分離し、
次にT4−DNAリガーゼなどを用いて結合環化す
る。図Ia(又はIb)のDNA断片のみを分離するに
は一般にアガロースゲル電気泳動を行ないIa(又
はIb)のDNA断片のバンド部分のゲルを切り取
り上記マニアテイスらの実験書の第164〜172頁記
載の種々の方法に従つて、ゲルよりDNA断片を
分離し精製することができる。かくして分離され
たDNA断片は知られた方法により、例えばT4−
DNAリガーゼを用いて結合環化し、この際a
(又はb)のDNAが1個のみで自己環化したも
ののほかに2個以上が結合環化したものが一部形
成される。この1個のみが自己環化したものがア
ガロースゲル電気泳動にて見掛け上3.3Kbpのバ
ンドとなる。このバンド部分のゲルから前述と同
様DNAを抽出精製することができる。このDNA
は環全体に亘つて完全に二本鎖化されており植物
遺伝子組み換え用ベクターとして有用である。 次に本発明における複製型DNAについて説明
する。 BGMVが感染増殖している感染葉、例えばト
ツプ・クロツプインゲン(例えばタイキ種苗(株)の
トツプクロツプ)の感染葉よりBGMVの複製型
DNAを分離するにはW.D.O.ハミルトンらの方法
[Nucl.Acids Res.10 4902(1982)参照]又は平
井篤志らの著「植物細胞育種入門(学会出版セン
ター)」第86〜88頁記載の全DNA抽出法を用いて
行なうことができる。これらの方法に従つて抽出
した全DNAを0.8%アガロースゲル電気泳動を行
なつて(この際DNAのサイズマーカーとしてλ
−DNAのEcoR/Hind分解物を一緒に泳動
する)、更にこのゲルよりDNAをニトロセルロー
スフイルターにサザーンの方法[イー・エム・サ
ザーン・J.Mol.Biol 98 503−517(1975)参照]
により移動させ32pでラベルした熱変性BGMVの
DNAをプローブに用いてマニイアテイスらの前
記「Molecular Cloning−A Laboratory
Manual」の第387〜389頁記載の方法と同様の操
作でDNA−DNAハイブリダイゼーシヨンを行な
い、次に同著第470〜471頁記載の方法と同様の手
法でオートラジオグラフイーを行なう。32pラベ
ルしたBGMVDNAとハイブリダイズするDNA
部分がオートラジオグラフイーで黒いバンドとし
てX線フイルム上に現われ、この部分がBGMV
由来のDNAであることを示す。かかるバンドは
約10種類認められ、そのサイズは見掛け上の大き
さが>20Kbp、9.8Kbp、6.8Kbp、5.2Kbp、
3.8Kbp、3.1Kbp、2.5Kbp、1.9Kbp、1.5Kbp、
0.87Kbpである。これらのバンドを与えるDNA
は色々の形態[例えばC.C.C.、オープンサークル
(O.C.)、線状の一量体及び種々の形態の二量体、
三量体など]を取つているため多種類のバンドに
なつているものと推察される。これらのバンドの
うち、0.87KbpのバンドはBGMVの一本鎖DNA
と一致するが、他は全て二本鎖DNAであり
BGMVの複製型DNAである。 これら複製型中間DNAバンドをアガロースゲ
ルより取り出し、前記と同様の操作によりゲルよ
りDNAのみを分離し、Cla、Hind、Salで
分解すると、いずれも図a,bのDNAを分
解した場合と同じDNA断片を得ることができる。
かくすることにより0.87Kbp相当DNA以外の9
種類のバンドを与えるDNAは図a又はbの
DNAを基本とした種々の形態を取つている
BGMVの複製型中間DNAである。これらのバン
ドを与えるDNAのうち1.5Kbp相当部分のDNA、
3.1Kbp相当部分のDNA、9.8Kbp相当部分の
DNAが比較的多量に存在するので利用し易い。 かくして1.5Kbp、3.1Kbp又は9.8Kbp相当部分
のDNAをHindで分解し、前述の手段で大腸菌
用プラスミドpBR322のHind部位にクローニン
グすると前記同様DNA−a全体を含むハイブ
リツドDNAを得ることができる。また1.5Kbp
(又は3.1Kbp又は9.8Kbp)相当部分のDNAをCla
で分解しpBR322のCla部位にクローニング
すると前記同様b−DNA全体に含むハイブリ
ツドDNAを得ることができる。 クローニングで得たDNAは、しばしばdanメ
チラーゼ遺伝子を持つた大腸菌内で複製させると
特定の塩基配列例えばGATCのAの6位のNが
メチル化され、クローニングで得たDNAでは
元々のDNAの制限酵素部位が見掛け上無くなつ
たように観察されることがあるが、塩基配列その
ものは同一である。 またクローニングで得たDNAもウイルスから
直接取り出したDNAと同様にウイルスとして同
じ感染性を有している。 以下実施例を掲げて本発明を詳述するが本発明
はこれらに限定を受けるものではない。 実施例 1 aウイルスの分離精製 BGMV感染したトツプクロツプ葉57grを250ml
の0.1Mリン酸ナトリウム−10mMEDTAバツフ
アー(PH=7.8)(システエイン1.3gr含有)中に
て磨砕し二重ガーゼで過し、液を10000G−
40分間4℃にて遠心し205mlの上清を得た。この
上清に食塩2.4g、次いでポリエチレングリコー
ル(w7800〜9000)8.2grを加え4℃で1時間
撹拌後、10000G25分間、4℃にて遠心した。上
清を除き沈澱したポリエチレングリコールペレツ
ト部に0.1Mリン酸ナトリウムバツフアー(PH=
7.8)10mlを加え均一化し、これを10000G30分
間、4℃にて遠心し、上清を取り出し、この上清
をベツクマン社製、超遠心機SW40.1ローターを
用いて3万rpm4時間4℃にて遠心し粗ウイルス
を沈殿として得た。この粗ウイルスを0.5mlの
0.1Mリン酸ナトリウムバツフアー(PH=7.8)に
均一化した後、10−40%の連続シヨ糖密度勾配遠
心(上記同様のSW40.1ローターを使用し3.2万
rpm3時間4℃)を行い、遠心後、遠心チユーブ
の底部より0.6mlづつ分画分取した。各画分の吸
光度A260を測定しフラクシヨンNo.9〜16にウイル
スのピークが見られ、この画分を集め2倍量の
0.1Mリン酸ナトリウムバツフアー(PH=7.8)を
加え均一化して、SW40.1ローターにて3.5万
rpm3時間4℃で再度ウイルスのペレツトを得、
これを0.5mlの0.1Mリン酸ナトリウムバツフアー
(PH7.8)に均一化し再び10−40%シヨ糖連続密度
勾配遠心(2.9万rpm3時間4℃SW40.1ローター)
し、遠心チユーブの底部より0.6mlづつ分画分取
した。フラクシヨンNo.13〜18にウイルスピークの
みが得られ、この画分を集め、2倍量の0.1Mリ
ン酸ナトリウムバツフアー(PH=7.8)を加え均
一化後3.6万rpm3時間半4℃SW40.1ローターに
てウイルスを沈澱させ精製BGMVを得た。 bウイルスより一本鎖DNA遺伝子の分離・
精製 上記精製BGMVに750μの滅菌水、15μの
1M Tris HCl(PH=7.6)、75μの10%ドデシル
硫酸ナトリウム(SDS)7.5μのプロテネースK
(1μg/μ液)を加え2分間室温で振盪し次い
で10mM Tris HCl(PH=7.6)−1mM EDTA
水溶液で飽和したフエノール700μを加え3分
間振盪し、エツペンドルフ小型遠心機にて5分間
遠心し水層を取り出した。この水層に同様のフエ
ノール抽出操作をさらに2回行い最終的に水層
950μを得、次に水層に対しクロロホルム700μ
を加え2分間振盪後、水層を取り出しこの水層
にエーテル700μを加えフエノールの抽出を行
う。この抽出操作を3回行つた。得られた水層
1000μに100μの3M酢酸ナトリウムバツフア
ー(PH=4.8)及びエタノール2.5mlを加え−20℃
一昼夜保持し、ベツクマン超遠心機、SW50.1ロ
ーターにて3.5万rpm20分間遠心しDNAを沈澱し
て得た。このDNAを10mM Tris HCl 0.1mM
EDTA水溶液600μに溶解しBGMV一本鎖
DNA0.5μg/μ水溶液とした。 cBGMV一本鎖DNAのin vitro二本鎖化; BGMV一本鎖DNA(0.5μg/μ)2μに滅
菌水155μ、1M Tris HCl(PH=8.0)30μ、下
記の方法により調製された仔牛胸腺DNAオリゴ
ヌクレオチド(16.6μg/μ)12μを混合し70
℃3分間保持し次いで0℃に急冷後、0℃の状態
に保持しながら、80mM MgCl2 30μ、10%β
−メルカプトエタノール水溶液30μ、0.8mMデ
オキシアデノシン三リン酸、0.8mMデオキシグ
アノシン三リン酸及び0.8mMデオキシチミジン
三リン酸のそれぞれを30μ、0.8mMデオキシシ
チジン三リン酸6μ及びデオキシシチジン5′−
[α−32p]三リン酸(アマシヤムジヤパン社製
約3000Ci/mmol、10mCi/mlコード番号
pB10205)2.4μ及びAMV逆転写酵素(生化学
工業コード120248、5ユニツト/μ)2μ加
え20℃10分間次いで37℃1時間半反応させた後、
フエノール50μを加え振盪後エツペンドルフ遠
心機にて5分間遠心し、水層をゲル過した。ゲ
ル過は10mM Tris HCl(PH=7.4)−0.1M
NaCl水溶液で予め平衡化したSephadex G−75
(フアルマシアフアインケミカルス社製)を径6
mmの管に5ml充填したカラムを通して行つた。反
応液を乗せた後4滴(約700μ)づつ分取し、
夫々の画分の32p強度を測定した。画分No.5〜12
に最初のピークが現われ、No.15以後に未反応のα
−32p−dkeオキシシチヂン三リン酸によるピー
クが認められた。画分No.5〜12を集め60μの
3M NaCl、1.8mlのエタノールを加え−20℃3時
間保持し25000rpm20分間(ベツクマン超遠心機
SW50.1ローター)、遠心し上清を除き、新たに−
20℃冷却した70%エタノール水溶液2mlを加え2
万rpm2分間遠心し上清を除いた。沈澱DNAを20
mmHg1.5分間減圧乾燥した。得られたDNAを1
mM Tris HCl(PH=7.4)−0.1mM EDTA水溶
液100μに溶解し、in vitroで二本鎖化した
DNAを得る。(32pの強度は46×104cpmであつ
た) 仔牛胸腺DNAオリゴヌクレオチドの調製 仔牛胸腺DNA66mgを0.1M NaCl10mM
MgCl2、10mM Tris HCl(PH=7.4)6.6mlに溶
解し、DNaseミリポア・コーポレーシヨン社
製(2182ユニツト/g)460μgを加え37℃3時
間インキユベートし0.2M EDTA0.66mlを加え反
応を停止させた。この反応液に対し7mlの水飽和
フエノールにてタンパク質抽出を3回行い次いで
水層からフエノールを除去するためにエーテル7
mlによる抽出を3回行つた。得られた水層にエタ
ノール20mlを加え−20℃2時間放置後4000Gで4
分間遠心しDNAペレツトを得た。このDNAペレ
ツトを0.5mlの0.1M NaCl 10mM Tris HCl(PH
=7.4)に溶解し、0.1M NaCl 10mM Tris
HCl(PH=7.4)で予め平衡化したSephadex G−
75(フアルマシア社製)(カラム長42cm、カラム径
0.5cm)によりゲル過を行い約1.2mlづつ分取し
た。No.10〜32番のクラクシヨンに大きなピークが
見られ、No.16〜26の画分を集め(全量12.5ml)エ
タノール31mlを加えて−20℃30分間放置後遠心
(4000G8分)して得られるDNAペレツトを1ml
の蒸留水に溶解したもの(DNA濃度16.6mg/ml)
をプライマーDNAとした。 比較例 1 仔牛胸腺DNAオリゴヌクレオチド(16.6μg/
μ)を12μの変わりに1.5μ使用する外は
cの実験と全く同様の条件で二本鎖化実験を行つ
たところ高分子DNAの部分に32pのカウントは
8×104cpmであつたcの場合と比べ1/5以下の
二本鎖化しか起きていないことがわかる。 比較例 2 プライマーをジエイ・エム・テエイラーらの
Biochimica et Biophysica Acta 442 325
(1976)の方法で調製した仔牛胸腺DNAからのプ
ライマーミクスチヤー(DNA濃度5μg/μ)
40μを、c実験のオリゴヌクレオチド(16.6μ
g/μ)12μの変わりに使用し、滅菌水155μ
の変わりに127μ使用し外はすべてc実験
と全く同様にして二本鎖化を行つた。高分子
DNA部分の32pの強度は15×104cpmであつた。 本比較例2で得られた二本鎖化DNAを後述の
dの実験と全く同様の条件で制限酵素Cla、
Hind、Sal、Bglなどで分解し、意かd
の実験と全く同様にオートラジオグラフイーまで
行つたところHind分解したものはDNAがアガ
ロースゲルのスロツト位置から全く動いていなか
つた。またその他の制限酵素で分解したものも、
一部はスロツト位置に止まつており、ゲルの内を
泳動したDNAもかなりスミアとなつてdの場
合程キレイなバンドではなかつた。 d制限酵素による二本鎖化DNAの分解・解析、
制限酵素切断地図 cで得た32pラベルした二本鎖DNA(32p強
度46×104cpm/100μ)3μ(32p強度
7300cpm)に対し、制限酵素分解用バツフアー
[100mM Tris HCl(PH=7.9)、70mM
MgCl2、70mMβ−メルカプトエタノール、0.1%
牛血清アルブミンを基本液として、Cla分解で
はこの基本液を制限酵素分解用バツフアーと呼
び、Ava、Hind、Bgl、Kpn、Pst、
Pvu分解では上記基本液に更にNaCl我500mM
となるまで添加された液を制限酵素分解バツフア
ーと呼び、またSal、BamH、Xba、Xho
分解では基本液に更にNaClが1500mMとなる
ように添加された液を制限酵素分解用バツフアー
と呼ぶ]4μ、蒸留水32μ及び表1の制限酵素
Ava(2ユニツト/μ)、BamH(6ユニ
ツト/μ)、Bal(6ユニツト/μ)、Pst
(5ユニツト/μ)、Xba(6ユニツト/
μ)、Hind(5ユニツト/μ)、Kpn
(6ユニツト/μ)、Pvu(6ユニツト/μ
)、Sal(6ユニツト/μ)、Xho(7.5ユ
ニツト/μ)、Cla(5ユニツト/μ)[表
1の制限酵素のうちClaはベーリンガーマンハ
イム社製Ava、Xbaはベセスダ・リサーチラ
ボラトリー社製、それ以外は宝酒造(株)製である。]
を4ユニツト添加し37℃4時間以上DNAの分解
を行つた。 なお二種の制限酵素で分解する場合は、まず低
塩濃度用酵素を添加し、その酵素に適した塩濃度
にて、37℃4時間加水分解し、次により高塩濃度
用酵素に適した塩濃度に調製し、高塩濃度用酵素
を添加して、更に37℃4時間加水分解した。加水
分解後8μの0.25%ブロモフエノールブルー、50
%グリセロール、10%SDSの溶液を加え、65℃5
分間熱処理を行い、次に1.5%アガロースゲル電
気泳動を行つた。アガロースはシグマ社のタイプ
電気泳動用を使用した。電気泳動バツフアーと
しては40mMトリスアセテート、2mM
EDTA(PH=8.0)水溶液を用いた。厚さ5mmの水
平ゲルにて1.5V/cmの電圧にて11〜15時間電気
泳動を行つた。この電気泳動の際、DNA断片の
サイズマーカーとしてλ−DNA0.5μgをEcoR
及びHind完全分解したもの及び
pBR322DNA0.2μgをTaqで完全分解したもの
を使用した。電気泳動終了後、アガロースゲルを
取り出し、ゲル乾燥板にてアガロースゲルを乾燥
後、本文記載のマニアテイスらの実験書のP470
〜472記載の要領にてオートラジオグラフイーを
実施した。その結果分解され各種制限酵素により
観察されたDNA断片のサイズを記すと本文表1
のようになつた。 尚、オートラジオグラフイー後、観察された
DNA断片は、その断片の大きさに比べ濃く出る
断片群をAグループに、また断片の大きさに比べ
淡く出る断片群をBグループに分類して記した。 また、括弧内の3.3は、DNAがオープンサーク
ル(O.C.)の状態で、線状のDNAサイズマーカ
ーに対し見掛け上の分子量が3.3Kbpである如く
を示している。この表よりA群の断片を生ずる
DNAは制限酵素分解する前はオープンサークル
(O.C.)状で大きさが約2.57Kbpと考えられる。
尚、この正確な大きさは最終的には塩基配列を決
定することにより知り得るが、現方法にては、測
定誤差として最小0.05Kbpは避けられない。A群
断片を生ずるDNAの大きさは(2.57±0.1Kbp程
度と記載され得る。同様の考察からB群の断片を
生ずるDNAは制限酵素分解する前はO.C状で大
きさが(2.61±0.1)Kbpと記載される。 次に各種制限酵素単独による分解、及び二種の
組み合わせによる分解、これらの分解パターンを
分析することにより、各種制限酵素切断点の相対
位置関係が決定され、A群のDNA断片を生ずる
無傷のDNAについての制限酵素切断地図として
図aが得られ、B群のDNAについて無傷DNA
についての制限酵素切断地図として図bが得ら
れる。 e二本鎖化DNAのHind分解物と大腸菌用プ
ラスミドpBR322とのハイブリツドDNA; 実施例cで得られた二本鎖化DNA100μ溶
液農地50μを、予め10mM Tris HCl(PH=
7.4)、100mM NaCl水溶液で平衡化したBiogel
P30を径6mm、長さ30cmに充填したカラムにて、
ゲル過を行つた。溶出液として10mM Tris
HCl(PH=7.4)、100mM NaCl水溶液を使い、
4滴(約400μ)づつ分取した。第17〜21画分
に32pの高いカウントのピークが見られ、分画液
の光学密度OD260を測定したら第28画分からOD
の値が増加し始め以後の画分では大きな値を示し
た。二本鎖化DNAの部分である第17〜21画分を
集め(2.1ml)、これに3M酢酸ナトリウム水溶液
(PH=4.8)200μ及びエタノール4mlを加え−20
℃2時間保持後ベツクマン超遠心機SW50.1ロー
ターにて30000rpm30分間遠心した。上清を捨て、
新たに−20℃75%エタノール5mlを加え
20000rpm2分間遠心し、再び上清を捨てDNAペ
レツトを得た。2mmHg2分間真空乾燥後、この
DNAペレツトを蒸留水50μに溶解しこのDNA
溶液50μに対し、前記制限酵素Hind分解用バ
ツフアー(実施例c既述)6μ及び制限酵素
Hind3μを加え37℃4時間反応させた。次に
10μの酵母tRNA(2μg/μ)溶液及び蒸留水
70μを加え、更に水飽和フエノール100μを加
え振盪後遠心して水層のみを取り出し、この水層
からエーテル抽出3回によりフエノールを取り除
いた。 3Mの酢酸ナトリウム(PH=4.8)10μ及びエ
タノール350μ加え−20℃4時間放置後、高速
遠心し得られたDNAペレツトを乾燥後17μの
蒸留水に溶解した。 このDNA17μ溶液に対し下記に示すpBR322
のHind/アルカリホスフアターゼ処理
(DNA1μg/μ)液1μ及びDNA結合酵素用
バツフアー[650mM Tris HCl(PH=7.4)、65
mM MgCl2、10mM DTT、40mM ATP、
40mM Spermide水溶液]2μ及びT4DNAリ
ガーゼ(宝酒造社製コードNo.2010B1.2ユニツ
ト/μ)0.5μを加え14℃22時間反応させ、次
に65℃5分間処理を行いハイブリツドDNAを得
る。 次にこのハイブリツドDNAを用いた大腸菌
HB101のコンピテントセルを形質転換する。 pBR322のHind/アルカリホスフアターゼ処理
(DNA1μg/μ)液; プラスミドpBR322DNA50μgをμ水溶液に
前記Hind制限酵素用バツフアー40μ及び
Hind20μを加え37℃10時間反応後1M Tris
HCl(PH=8.0)を44μ加え、バクテリアアルカ
ラインホスフアターゼ(BAP)(Worthington社
製0.4ユニツト/μ)10μ加え65℃7時間処理
した。この反応によりDNAの5′末端が脱リン酸
化される。この反応液に対し水飽和フエノール
400μにて除タンパクを行つた。次いでフエノ
ール/クロロホルム(4/1容量比)混合液
400μで2回、更に除タンパクを行い、最後に
600μのエーテルにて3回水溶液からフエノー
ル成分抽出を行つた。 水層350μに3M酢酸ナトリウム30μ、エタ
ノール110μを加え−20℃2時間放置後高速遠
心し、得られたDNApelletを乾燥後50μの蒸留
水に溶解した。これをpBR322のhind/アルカ
リホスフアターゼ処理(DNA1μg/μ)液と
する。 大腸菌HB101のコンピテントセルの調製及びそ
の形質転換; 大腸菌HB101のシングルコロニーを培養液L
−broth5mlに移し37℃11時間振盪培養した。この
2mlを新しいL−broth200mlに接種し、37℃2時
間20分振盪培養しOD600が0.40となつた時点で、
培養液を0℃に冷却し、トミーの冷却高速遠心機
No.9ローターにて5000rpm5分間遠心した。上清
は捨て、沈澱した大腸菌を50mlの10mM NaCl
水に均質に分散させ、再び高速遠心(No.4ロータ
ー、5000rpm5分間)し菌を沈澱させこの菌ペレ
ツトに60mlの30mM CaCl2水を加え全体を均質
化0℃で20分間保持した。 再び高速遠心(No.4ローター、4000rpm5分間)
し上清を捨て菌ペレツトに10mlの30mM
CaCl2、15%グリセロール水溶液を加え緩やかに
全体を均質化し、200μづつ1.5mlのエツペンド
ルフチユーブに分注し、−80℃に凍結保存する。
このCaCl2処理した大腸菌HB101を(コンピテン
トセルと呼び)形質転換した。形質転換はこのコ
ンピテントセルを0℃に戻し、10分位後に前記の
T4DNAリガーゼにて結合反応を行い次に65℃5
分間処理を行つたハイブリツドDNA水溶液を加
え、0℃40分間保持し、次いで42℃2分間加温し
た。次にL−broth1.5mlを加え37℃1時間保持
し、この培養液をアンピシリン50μg/ml含有す
るL−agarプレート(直径9cm)8枚に1枚当
り約200μづつ撒き拡げた。37℃16時間保持し
41ケの形質転換したHB101のコロニーを得た。
この41ケのコロニーを前記マニアテイスらの実験
書P368記載のBoiling Lysis法によりプラスミド
DNAのミニ調製を行い、次にプラスミドDNAを
Hind分解した。その結果2.58Kbp、1.62Kbp、
102Kbpを含むプラスミドを得た。2.58Kbpは図
aのDNAがHind開裂したもの、1.62Kbp及
び1.02Kbpは図bのDNAがHindで分解して
生ずる2種の断片であつた。2.58Kbp断片と
pBR322とのハイブリツドDNをpBGH1、
1.62Kbp断片とpBR322とのハイブリツドDNAを
pBGH29 1.02KbpとpBR322とのハイブリツド
DNAをpBGH4とした。pBGH1のDNAは
pBR322の宿主大腸菌の内で複製増殖したもので
DNA全体に亘つて完全に二本鎖化していた。ハ
イブリツドDNApBGH1をHind/Bgl、
Hind/Ava、HIND/Sal/Cla、
Hind/Bgl/Ava、Hind/Cla/Bgl
で完全分解し、1.2%アガロースゲル電気泳動
を行い(同時にサイズマーカーとしてλDNAの
Ecoe/Hind分解物、及びpBR322のTaq
分解物も泳動)、DNAの断片サイズを解析し表2
の結果を得た。 【表】 括弧の値はpBR322由来のDNAである。 表2の各制限酵素によるpBGH1の分解により
生じた断片は各DNAサイズに±0.05Kbp最大±
0.1Kbp程度の測定誤差が含まれるが、Hindサ
イトから0.82Kbp離れたCla部位がClaにて切
断されなくなつている他は、図aの制限酵素切
断地図が予想されるものによく一致していた。 Hindサイトから0.82Kbp離れたCla部位が
Claで切断されなくなつているのは、大腸菌
HB101でpBGH1が複製する際に ATCGAT TAGCTAのGATのAの6位Nがメチル化を受
けたためと考えられる。ハイブリツド
DNApBGH1を使つた感染性テスト(実施例
i)で完成制を示すことからpBGH1は見掛け上
Claサイトが1ケ所消失したように観察される
が、塩基配列そのものはaDNAと同一と考え
られる。 f二本鎖化DNAのCla分解物と大腸菌プラ
スミドpBR322とのハイブリツドDNA; eの実験において二本鎖化DNA及び
pBR322をHind分解するところをCla分解す
るのに変えて(分解の際塩濃度はCla分解用の
低濃度に変更)eとほぼ同一の操作を行い、
Cla分解された二本鎖化DNAの滅菌水17μ及
びpBR322のCla/アルカリホスフアターゼ処
理(DNA1μg/μ)液1μ及び前記DNA結
合酵素用バツフアー2μ及びT4DNAリガーゼ
0.5μを用いて14℃22時間反応させeの実験と
同様にしてハイブリツドDNAを得た。このハイ
ブリツドDNAを用いて、eと同様の操作によ
り大腸菌HB101コンピテントセルの形質転換を
行い41ケの形質転換体を得た。この41ケのコロニ
ーをeの場合と同様Boiling Lysis法によりプ
ラスミドDNAのミニ調製を行い、このプラスミ
ドDNAをCla分解した。その結果2.61Kbp、
1.33Kbp、1.24Kbpの断片を含む3種ハイブリツ
ドプラスミドを得た。このハイブリツドプラスミ
ドDNAをpBGC1、pBGC2、pBGC3とした。
pBGC1はbのDNA全体を含有するハイブリツ
ドDNAであり、pBGC2及びpBGC3はbDNAの
2つのCla断片を含有するハイブリツドDNA
であつた。ハイブリツドDNApBGC1は大腸菌の
内で複製増殖したものでDNA全体に亘つて完全
に二本鎖化していた。ハイブリツドDNApBGC1
をCla、Cla/Hind、Cla/Salで分解
し、eと同様に分解断片を解析した。得られた
断片のサイズは表3のようになつた。 【表】 表3の各制限酵素によるpBGC1の分解により
生じた断片は、各DNAのサイズに±0.05最大±
0.1Kbp程度の測定誤差が含まれるが、図bの
制限酵素切断地図に示されるものによく一致して
いた。 本実施例e及びfで得られるハイブリツド
DNApBGH1及びpBGC1は夫々図a及びb
のDNAとpBR322とのハイブリツドDNAであり、
これらも植物組み換え用ベクターになり得る。 gハイブリツドDNApBGH1及びpBGC1から
aDNA及びbDNAの分離及びその結合環
化; ハイブリツドDNApBGH1及びpBGC1夫々20μ
gを夫々Hind20ユニツト、Cla20ユニツト使
用し夫々の前記制限酵素用バツフアーにより塩濃
度を設定し、total400μにて37℃10時間加水分
解した。次に0.8%アガロースゲル(スロツト幅
1.5mm、長さ6cm、深さ7mm、ゲル長13cm)を使
用し1V/cmで10時間電気泳動後、DNA−a、
DNA−bバンド部分をゲルごと切り取り前記
マニアテイスらの実験書P164〜165記載の方法で
DNAをゲルより抽出し、次にP166の方法に従つ
てDNAを精製した。ともに滅菌水50μ(DNA
約0.1μg/μ)に溶解した。この線状のDNA
−a及びDNA−bをこの線状DNA−a及
びDNA−bの夫々20μに夫々前記DNA連結
酵素用バツフアー5μ、滅菌水25μ、T4−
DNAリガーゼ0.5μを加え12℃19時間反応させ
た後、再び上と同様に0.8%アガロースゲル電気
泳動を行い、見掛け上の大きさ3.3KbpのDNAバ
ンド部分をゲルごと切り出し前述と同様の方法で
DNAのみを抽出精製した。このDNAは夫々環状
のDNA−a及びDNA−bになつていると考
えられる。次にこのDNA夫々に滅菌水10μを
加え、その2μに対し、夫々Hind、Claによ
る部分分解を行つた。部分分解は、DNAの2μ
溶液に前記制限酵素用バツフアーを5μ、滅菌
水43μ加え、更にDNA−aの方にはHind
を0.5ユニツト、DNA−bの方にはCla0.5ユ
ニツトを加え、37℃で5分、10分、30分反応させ
夫々の反応物を0.8%アガロースゲル電気泳動を
行いサイズの変化を見た。5分、10分、30分と反
応させるに従い3.3Kbpのバンドが徐々に減少し
DNA−a及びDNA−bの線状
DNA2.57Kkbp、2.61Kbpのバンドが増加し、そ
れ以外のバンドは認められなかつた。このことか
ら上の環状のDNA−a、DNA−bはともに
一量体で環状となつたものであり夫々図a,
bのDNAである。このDNAはDNAの全体に亘
つて完全に二本鎖化されていて、植物組み換え用
ベクターとして利用できる。 hBGMV感染植物からBGMV複製型DNAの抽
出、分析; ハルミトンらの方法[Nucl Acids Res.10
4902(1982)記載]に従い、トツプクロツプイン
ゲンのBGMV感染葉21gに40mlの0.5M
KH2PO4、0.75%Ha2SO3(PH=7.0)を加え乳鉢に
て均一化し、TritonX−100 1.2mlを加え4℃で
25時間撹拌した。次に二重ガーゼにて過し、
液部分をトミー高速遠心機にてNo.4ローターを用
い9000rpm10分間遠心し、上清を取りこの上清を
ベツクマン超遠心機タイプSW40.1ローターにて
37000rpm3.5時間遠心した。上清は捨て沈澱物ペ
レツトに1mlの40mM Tris HCl、5mM酢酸、
10mM EDTA(PH=8.2)を加え均一化し20μ
の10%SDSを加え更に1mlの水飽和フエノールで
3回、次に1mlのフエノール/クロロホルム
(4/1)で3回水層からタンパク質等を除いた。
次にエーテル1mlにて4回エーテル抽出を行いフ
エノールを除き、水層に3M酢酸ナトリウム100μ
及びエタノール3.5mlを加え−20℃一昼夜放置
後、高速遠心しDNAペレツトを得た。このDNA
ペレツトに500μの滅菌水を加え(DNA濃度
0.6μg/μ)その100μを前記gと同様の手
法により0.8%アガロースゲル電気泳動を行い、
BGMVの32pラベルDNAブローブとハイブリダ
イズするバンド1.5Kbp相当部分のDNA、3.1Kbp
相当部分のDNA5.2Kbp相当部分のDNA、
9.8Kbp部分のDNAをgと同様の手法でゲルか
らDNAを取り出し精製した。(5.2Kbp相当部分、
9.8Kbp相当部分はλ−DNAのEcoR/Hind
サイズマーカーを使用し、夫々の相当部分のゲル
を切り出した)。 この4種のDNAを夫々Hind、Cla、Sal
で分解しアガロースゲル電気泳動を行い、その分
解パターンを解析した。5.2Kbp相当部分、
9.8Kbp相当部分のDNAについてはアガロースゲ
ル電気泳動後DNAをニトロセルロースフイルタ
ーに移動させ、32pラベルしたBGMVのDNAを
用いてDNA−DNAハイブリダゼーシヨン及びオ
ートラジオグラフイーを行いDNAの分解パター
ンを解析した。その分解パターンはHind分解
によつて2.58、1.60、1.00Kbp、Cla分解によつ
て2.57、1.33、1.24Kbp、Sal分解によつて1.90、
1.54、1.03、0.71Kbpの分解パターンを示した。
これはa,bの夫々の制限酵素による分解パ
ターンと同じであり、即ち本複製型DNAはDNA
−aまたはDNA−bを含有しており植物組
み換え用ベクターとして利用できる。 i複製型DNAとpBR322とのハイブリツド
DNAの作製; hの複製型DNAのうち見掛け上1.5Kbp相当
サイズのバンド部分のアガロースゲルより抽出精
製したDNA(9μgDNA/10μ)に、前記Cla
制限酵素用バツフアー4μ、滅菌水24μ、Cla
3μ加え、37℃で2時間加水分解し、これに
滅菌水60μを加え、、水飽和フエノール60μで
2回除タンパク処理し、次いでエーテル130μ
で4回、水層よりフエノール抽出を行つた。次に
7μの3M酢酸ナトリウム(PH=4.8)、更にエタ
ノール300μを加え−80℃で30分間放置後、高
速遠心し沈澱物を得た。冷70%エタノール500μ
でこの沈澱物を洗い再び遠心し上清は捨て沈澱
物を2mmHg、3分間乾燥した。 この沈澱を20μの滅菌水に溶解し、これを複
製型DNAのCla分解物とする。このCla分解
物4μ(DNA約2μg)にfで使用したと同じ
pBR322のCla分解/アルカリホスフアターゼ
処理液(DNA1μg/μ)6μ、前記DNA結
合酵素用バツフアー2μ及びT4DNAリガーゼ
0.5μ、滅菌水7.5μ加えて14℃12時間反応させ
次に65℃5分間処理して、Ifと同様の操作により
大腸菌HB101のコンピテントセルの形質転換を
行い約500ケの形質転換体を得た。 形質転換体のコロニーの生じているL−Agar
プレートの上にニトロセルロースフイルター
(Schleicher und Schiill社製BA85:前記も同
じ)を乗せ、次にニトロセルロースフイルターを
取り、このフイルターを0.5M水酸化ナトリウム、
1.5M食塩水に1分間浸し、次に1M Tris HCl
(PH=7.0)液に浸した。このニトロセルロースフ
イルターを80℃で2時間、1mmHgに減圧し熱処
理した。この熱処理フイルターをプレハイブリダ
イゼーシヨン溶液[0.9M NaCl、0.09Mクエン酸
ナトリウム、0.02%ポリビニルピロリドン(和光
純薬(株)プラスドンNP K−30)0.02%フアイコー
ル(フアルマシアフアインケミカルス社製
Ficoll400)0.02%牛血清アルブミンの水溶液]に
浸し、63℃30分間前処理し、次いでプレハイブリ
ダイゼーシヨン溶液を除き新たにプレハイブリダ
イゼーシヨン溶液にSDSが10%及び酵母
tRNA40μg/mlとなるように加えたハイブリダ
イゼーシヨン溶液及び下記のBGMVの32pプロー
ブ200×104cpmを加えこの液の中に前記の処理を
したニトロセルロースフイルターを入れ63℃24時
間DNA−DNAハイブリダイゼーシヨンを行つ
た。次にこのフイルターを取り出し、多量の
0.45M NaCl、0.045Mクエン酸ナトリウムの中で
55℃20分間ゆつくり振盪しフイルターを洗浄し
た。この洗浄を3回行い、乾燥させ次いでこのフ
イルターを使つて前記マニアテイスらの実験書
P470〜471と同様の手法でオートラジオグラフイ
ーを行つた。32pラベルしたBGMVのDNAとハ
イブリダイズするコロニーは約360ケ認められた。 BGMVの32pプローブの調製; cの実験にて、0.8mMデオキシシチジン三
リン酸を10μの代りに0μとする。他はcと
同様にしてセフアデツクスG−75のゲル過にて
No.6〜11の画分に最初の32pのピーク(total800
×104cpm)があり、これらの画分を集め
(total900μ)、95℃5分加熱し、次いで0℃に
急冷した。この液を32pラベルしたBGMVの
DNAプローブとする。前記360ケのコロニーのう
ち30ケのコロニーにつき前述のBoiling Lysis法
によりプラスミドDNAのミニ調製を行いプラス
ミドDNAをCla分解した。その結果7ケのコ
ロニーから2.61Kbpの断片を含むハイブリツドプ
ラスミドを得た。このハイブリツドDNAの一つ
をpBGRFC1とした。pBGRFC1をCla/Hind
、Cla/Salで分解したらfの表3と同
一のDNA断片を示した。 j複製型DNAとpBR322とのハイブリツド
DNAの作製; hの複製型DNAのうち見掛けと3.1Kbp相当
サイズのバンド部分から抽出精製したDNAを
Hindで分解し、これをeと同様にpBR322の
Hind/アルカリホスフアターゼ処理液とでハ
イブリツドDNAを得、更に大腸菌を形質転換し
てeと同様に得られた形質転換体161ケのうち
30ケからプラスミドを抽出解析してeと同様に
pBR322のHind部位に2.58Kbp、1.59Kbp、
0.99KbpのHind断片を含むハイブリツドDNA
夫々pBGRFH1、pBGRFH2、pBGRFH3を得
た。 pBGRFH1は、Hind/Bgl、Hind/
Ava、Hind/Cla/Salの分下衣でe
の表2の場合と同様のDNA断片を生じた。i
及びjの結果から本複製型DNAは図aDNA
及びbDNAを含んでいることが認められた。
本実験の手法を用いればaDNA、bDNAの
それぞれを分離することもできまた増殖すること
も可能である。 kクローニングDNAによる感染性; eで得たハイブリツドDNApBGH1(2.3μ
g/μ)25μに2mM MgCl210μ、前記
Hind制限酵素用バツフアー13μ、Hind5μ
、滅菌水77μを加え37℃7時間処理し、更に
65℃5分間処理後NaCl及びクエン酸ナトリウム
を夫々0.15M、0.015Mとなるまで添加した。こ
の液をクローニングDNA−a液とした。f
で得たハイブリツドDNA pBGC1(0.68μg/μ
)100μに2mM MgCl210μ、前記Cla
制限酵素用バツフアー13μ、Cla5μ、滅菌
水2μを加え、37℃7時間処理し、更に65℃5
分間処理後、NaCl及びクエン酸ナトリウムを
夫々0.15M、0.015Mとなるまで添加した。この
液をクローニングDNA−b液とした。クロー
ニングDNA−a液及び、DNA−b液の夫々
80μを混合しこの混合液を昼間状態で14時間30
℃、夜間状態で10時間27℃、湿度80%以上に設定
したバイオトロン(小糸製作所製コイトトロン)
中で、発芽後6日目のトツプクロツプインゲンの
若葉の表面に、セライトとともに滅菌手袋を使用
しこすりつけ接種した(混合液40μ/1個体ト
ツプクロツプインゲン)。全部で5個体に接種し
た。バイオトロン内の条件はその後も前記同様に
維持してトツプクロツプインゲン本葉にビーンゴ
ールデンモザイク病の発病を観察した。接種後10
日目にビーンゴールデンモザイク病が4個体とも
に顕著に認められた。 以上のことからクローニングDNA−a及び
DNA−bはクローニングにより特別の塩基配
列の所が、例えばGATCのAの6入のNがメチ
ル化などされて図a,bの制限酵素切断地図
の特定の制限部位(例えばCla部位の1つ)が
消失し異なつたDNAのように見掛け上観察され
ても塩基配列そのものは同一であり、DNAとし
て同一の感染性を示す故にウイルスのDNAと同
一の塩基配列のものであると認められる。 eで得たハイブリツドDNApMYB4(0.435μ
g/μ)460μに2mM MgCl210μ、前記
BamH制限酵素用バツフアー55μ、BamH
10μ、滅菌水15μを加え37℃4時間酵素処理
し、更に65℃5分間処理後1.5M NaCl及び0.15M
クエン酸ナトリウム水溶液を55μ添加した。こ
の液をクローニングDNA−a液とした。f
で得たハイブリツドDNApMYH3(0.87μg/μ
)231μに2mM MgCl210μ、前記Hind
制御酵素用バツフアー30μ、Hind10μ、滅
菌水19μを加え、37℃4時間酵素処理し、更に
65℃5分間処理後、1.5M NaCl及び0.15Mクエン
酸ナトリウム水溶液を30μ添加した。この液を
クローニングDNA−b液とした。 クローニングDNA−a液330μ及びDNA−
b液を160μを混合し、この混合液を、昼間
状態で14時間30℃、夜間状態で10時間27℃、湿度
80%以上に設定したバイオトロン(小糸製作所製
コイトトロン)中で、発芽後6日目のトツプクロ
ツプインゲンの若葉表面に、セライトとともに滅
菌手袋を使用し、こすりつけ接種した(混合液
46μ/1個体トツプクロツプインゲン)。全部
で10個体に接種した。バイオトロン内の条件は、
その後も前記同様に維持してトツプクロツプイン
ゲン本葉にイエローモザイク病斑の発現を観察し
た。接種後18日目にイエローモザイク病斑が10個
体中9個体に顕著に認められた。 以上のことから本発明で得られたクローニング
DNA−a及びDNA−bは、クローニングに
より特別の塩基配列、例えばGATCのAの6位
のNがメチル化等されていても、ウイルスの
DNAと同じ感染性を示す。このことから実質的
に同一の塩基配列のものと考え得る。
[Detailed Description of the Invention] Technical Field of the Invention The present invention relates to the Bean Golden Mosaic Virus (hereinafter sometimes abbreviated as "BGMV").
Concerning DNA and hybrid DNA incorporating it. To explain in more detail, the single strand of BGMV
DNA obtained by double-stranding DNA, this DNA
Hybrid DNA obtained by inserting BGMV into a vector for other organisms, Hybrid DNA obtained by propagating this hybrid DNA, and Hybrid DNA obtained by extracting only the BGMV-derived DNA fragment from this hybrid DNA and circularly ligating it. was given
Concerning DNA and replicative DNA of BGMV. Prior Art DNA genes from viruses have recently been widely developed and used as vectors in genetic recombination technology. An example of a virus that provides such a vector is the simian virus (SV).
40 and papovaviruses such as polyomavirus,
Papillomaviruses and adenoviruses are known. However, these known vectors were discovered as animal-based vectors, and
It does not proliferate in plant cells. Therefore, these known vectors cannot be used as vectors for plant genetic recombination. To date, vectors that can be used as plant genetic modification vectors include the extranuclear vector possessed by Agrobacterium tumefaciens, which causes tumors in dicotyledonous plants such as tomatoes and tobacco. The only known genes are the Ti plasmid and the DNA gene from the cauliflower mosaic virus, which causes diseases in cabbage and Chinese cabbage.
Other than these, vectors suitable for plant genetic recombination have not yet been developed. Furthermore, it can be said that no plant virus other than the above-mentioned cauliflower mosaic virus is known to have a DNA gene that could potentially serve as a vector for plant genetic recombination. Recently, Robert M. Goodman and colleagues at the University of Illinois in the United States have discovered that BGMV, a tropical plant virus, has a diameter of about 18 nm.
A single virion is formed by pairing two particles of m, and as a result of analyzing its nucleic acid,
They discovered and reported that the gene of this virus is a circular single-stranded DNA with a size of approximately 2500 bases [Virology 83 171 (1977), Virology 97 388
(1979)]. Subsequently, several types of plant viruses were discovered in which two particles with a diameter of approximately 18 nm are paired to form a pillion, and the gene is a circular single strand. The viruses are called the "gieminivirus group." As mentioned above, only cauliflower mosaic virus and dieminivirus are known as plant DNA viruses, and dieminivirus is extremely promising as a target for the development of vectors for plant genetic modification. Conventionally, the Ti plasmid and cauliflower mosaic virus, which have been proposed as vectors for plant genetic modification, can only infect dicotyledonous plants, that is, host plants, whereas dieminivirus can be used not only for dicotyledonous plants, but also for dicotyledonous plants. Monocots such as wheat and corn, which are important grains for humans, can also serve as hosts, so this dieminivirus is
Converting DNA into a vector for plant genetic modification is in itself extremely significant. On the other hand, cauliflower mosaic virus multiplies within the cytoplasm of plant cells, whereas dieminivirus multiplies both within the cytoplasm and nucleus. This means that when the dieminivirus is vectorized,
This indicates that it is highly possible to modify the nuclear genes of plants themselves. Therefore, it is clear that if the DNA of the dieminivirus could be turned into a vector, it would be of industrial value in itself. Structure of the present invention Therefore, the present inventors have developed a single-stranded DNA of Beer Golden Mosaic Virus (BGMV), which is a type of dieminivirus, into a double-stranded vector that is technically easy to handle in genetic recombination operations. Hybrid incorporating
The present invention was achieved as a result of research into DNA and the like. That is, the present invention is a DNA obtained by at least partially double-stranding (i) a single-stranded DNA with a length of about 2.57 kilobases from BGMV, and which shows the restriction enzyme map shown in Figure Ia. (hereinafter abbreviated as DNA-a) and (ii) single-stranded DNA with a length of approximately 2.61 kilobases.
DNA obtained by at least partially double-stranded
Among the DNAs (hereinafter abbreviated as DNA-b) shown in the restriction enzyme map of Figure Ib, DNA-b is the main part. That is, according to the present invention, the single-stranded DNA of the bean golden mosaic virus is at least partially double-stranded DNA, and the DNA represented by the genetic map in Figure Ib' (hereinafter referred to as DNA-Ib) (sometimes abbreviated as ) is provided. Furthermore, the above-mentioned DNA, which is characterized in that at least a portion thereof has been methylated in other organisms,
The above DNA, where the other organism is E. coli, in vitro
This includes the above-mentioned DNA double-stranded in vivo, the above-mentioned DAN double-stranded in vivo, the above-mentioned DNA characterized by being a monomer, and the like. Further, according to the present invention, the single-stranded DNA of the bean golden mosaic virus is at least partially double-stranded DNA, and the DNA represented by the genetic map in Figure Ib' is cleaved with a restriction enzyme, Hybrid DNA combined with other biological vector DNA or third DNA is provided. In addition, the above-mentioned hybrid DNA characterized by being at least partially methylated in another organism, the above-mentioned hybrid DNA whose other organism is Escherichia coli, and the above-mentioned hybrid DNA double-stranded in vitro. hybrid DNA etc. are provided. Additionally, the single-stranded DNA of the bean golden mosaic virus was at least partially double-stranded.
DNA, represented by the genetic map in Figure Ia′
A mixture of DNA mono-trimers and DNA mono-trimers represented by the genetic map of Figure Ib' is provided. In the restriction enzyme maps of Figure Ia and Figure Ib, DNA
The target DNA for each restriction enzyme to accurately represent itself.
The corresponding DNA base sequences are shown in Figure Ia' and Figure Ib'. In Figure Ia′, the base sequence at P 1 to P 7 is
The base sequence of one of the double strands is as follows. P 1 (0.0/2.57): 5′−AAGCTT−3′ P 2 (0.82): 5′−ATCGAT−3′ P 3 (0.97): 5′−AGATCT−3′ P 4 (1.18): 5′− GTCGAC−3′ P 5 (1.38): 5′−CPyCGPuG−3′ P 6 (2.08): 5′−ATCGAT−3′ P 7 (2.21): 5′−GTCGAC−3′ In Figure Ib′, P 1 The base sequence at ~ P6 is
The base sequence of one of the double strands is as follows. P 1 (0.0/2.61): 5′−AAGCTT−3′ P 2 (0.02): 5′−ATCGAT−3′ P 3 (0.29): 5′−GTCGAC−3′ P 4 (1.01): 5′− GTCGAC−3′ P 5 (1.64): 5′−AAGCTT−3′ P 6 (1.65): 5′−AGATCT−3′ Bean Golden Mosaic Virus (BGMV)
is a virus that causes golden mosaic-like disease in kidney beans in Central and South America.
Phytopathology 67 (No. 1) 37 (1977) was used to purify the following single strand from infected plants.
DNA can be isolated and purified. (1) Isolation of single-stranded DNA from BGMV Virus was purified from infected plants by the method described in the above literature, and then the purified virus
500μg in 30mM Tris HC1 (PH=7.6) 1%
The mixture was shaken for 2 minutes with SDS and proteinase K at 10 μg/ml, and then protein extraction was performed three times with 700 μg of phenol. Dissolved phenol can be removed from the aqueous layer by ether extraction, and then the single-stranded DNA of the virus can be isolated and purified by ethanol precipitation. (2) Double-stranding the single-stranded DNA of BGMV The single-stranded DNA obtained as described above is then injected into
Double-stranded in vitro. In this double-stranded formation, 0.002 ~
Preferably, it is used at a rate of 2000 μg. As a primer, G.M. Taylor (J.
Biochemica et Biophysica by M.Tayler et al.
An oligonucleotide obtained by degrading calf thymus DNA with DAaseI by modifying the method described in Acta. 442 325 (1976) can be used. The present inventors used primers obtained by this modified method as described in the Examples below. When using this oligonucleotide as a primer, the amount of primer is 1μ of the single-stranded DNA.
50-400 μg per g, more preferably 100-300 μg
The ratio of g is appropriate. In addition, when using purified DNA containing at least 10 bases and having a completely complementary sequence to the single-stranded DNA of BGMV as a primer,
The usage rate of the primer may be 0.002 to 1 μg, or even 0.004 to 0.02 μg, per 1 μg of single-stranded DNA. Deoxyadenosine triphosphate (dATP), deoxycytidine triphosphate (dCTP), deoxyguanosine triphosphate (dGTP) and deoxythymidine triphosphate ( dTTP) each at a final concentration of 10-300 μM,
It is preferably added in a range of 50 to 150 μM. At this time, for example, a part of dCTP is converted into α-32p-decoxycytidine triphosphate (d-32p-dCTP).
It is convenient to substitute , as it makes it easy to track the progress of double-stranded DNA and the double-stranded DNA in subsequent reactions. Furthermore, Mg + (eg, magnesium chloride, magnesium sulfate, etc.) is used in a concentration range of 1 to 50 mM, preferably 5 to 21 mM, to promote the enzyme reaction. In this specification, "M" means a concentration unit of "mol/" unless otherwise specified. A buffer such as Tris HC1 is used to maintain the pH within the reaction system in the range of 7.2 to 9, preferably 7.6 to 8.4.
(PH7.6-8.4) at 30-300mM, preferably 70-300mM
Advantageously, a concentration of 200mM is used. Thus, the above mixture is preferably 50~
Maintain at a temperature of 80°C, especially 60-70°C, for 1-10 minutes, preferably 3-7 minutes, then if necessary approx.
Rapid cooling to ℃ or lower. The total amount of the mixed solution is based on the amount of single-stranded virus.
1 to 1000μ, preferably 10 per μg of DNA
It is preferable to set it in the range of ~500μ. It is also effective to use commonly used enzyme stabilizers, such as α-mercaptoethanol and dithiothreitol (DTT). The concentration of the stabilizer in the mixed solution is 0.1 to 5% (by weight), preferably 0.5 to 5% (by weight).
It can be used in a range of 2% (by weight). Next, an enzyme for double-stranding is applied, and examples of the enzyme for double-stranding include Avian myeloblastosis virus (AMV).
reverse transcriptase, T4-DNA polymerase, E. coli DNA polymerase I, DNA polymerase
Examples include large fragment (Klenow enzyme). Among these, AMV reverse transcriptase or DNA polymerase large fragment is preferred. The proportion of double-stranded enzyme used depends primarily on its type. For example, when using AMV reverse transcriptase (code 120248 manufactured by Seikagaku Corporation), it is effective to use 1 to 20 units, preferably 5 to 10 units, per 1 μg of single-stranded DNA. If the number is less than 1 unit, it may be difficult to form double strands sufficiently. After adding the double-stranded enzyme, firstly at a temperature of 10-30℃, preferably 15-25℃ for 2-30 minutes, preferably 5 minutes.
react for ~20 minutes, then at a temperature of 30-45 °C, preferably 35-40 °C for 30-180 minutes, preferably
It is advantageous to react for 50 to 120 minutes. To stop the reaction, add water-saturated phenol or EDTA aqueous solution (PH = 8.0) to the reaction mixture.
You can add a stopper such as At that time, in the case of water-saturated phenol, 1/10 to 2
It is only necessary to separate and fractionate only the aqueous layer by doubling the volume, shaking, and centrifuging, and in the case of an EDTA aqueous solution, it is sufficient to use an amount sufficient to trap Mg ++ present in the mixed solution. The double-stranded DNA may be separated from the DNA-containing aqueous solution that has been subjected to the reaction termination treatment, and a preferred separation operation is a gel filtration method. To explain one specific example of this case, a double-stranded DNA-containing aqueous solution is treated with Sephadex G-10 [manufactured by Pharmacia Huain Chemical Co., Ltd.] or Biogel p30 [Bio-Rad Chemical Co., Ltd.].
The 32p intensity of each fraction is measured by fractionation using a gel-filtration agent, such as the one manufactured by Co., Ltd., and the high molecular weight DNA-containing fraction with high 32p intensity that appears first in each fraction is collected. If this is precipitated in ethanol or isopropanol, double-stranded DNA can be obtained. Double-stranded DNA thus separated
is a double-stranded version based on the single-stranded DNA of BGMV.
It may contain a considerable amount of primer DNA other than DNA. This tendency is remarkable when oligonucleotides from the calf thymus DNA are used as primers. Therefore, in such cases double-stranded DNA
It is desirable to purify it again to make it even more pure. This purification can be carried out using the gel filtration method described above. To give a specific example, when starting from 20g of single-stranded DNA, the double-stranded DNA is diluted with 100 to 500μ of water.
Dissolved in 10mM Tris HC1 (PH=7.4), 100mM
Sephadex G- equilibrated with M NaCl aqueous solution
Gel filtration is performed using a column packed with 50 or Biogel p30 to improve separation performance. 10mM as eluent
Using Tris HC1 (PH = 7.4) and 100mM NaCl, the fraction with a high 32p count in the void volume was collected and precipitated in ethanol or isopropanol to obtain highly purified double-stranded BGMV DNA.
can be obtained. (3) Double-stranded DNA There are two types of DNA in the dieminivirus in BGMV described above, and there are also two types of DNA obtained by double-stranded DNA as described above. This 2
The double-stranded DNA of a species can be separated into individual DNAs, or can be cloned and then separated. Also, before making double strands (in other words, in the state of single stranded DNA), separate each
Double stranding can also be performed in the same way for each. DNA-a mixture of single-stranded DNA of BGMV
In order to separate DNA-b and DNA-b, a method called “strand separation” is used [for example, in the book “Molecular
Cloning-A Laboratory Manual” No. 180~
[method described on page 185] In other words, a method using gel electrophoresis, or a DNA fragment complementary to only either Ia or Ib DNA is added to a cesium chloride solution of a DNA mixture and single-stranded DNA is isolated by equilibrium density gradient centrifugation. It is possible to employ a separation method that utilizes the density difference between the DNA that remains intact and the partially double-stranded DNA. However, the separation of DNA-Ia and DNA-Ib is a single strand.
Separation is easier if the DNA mixture is made into double strands and then cloned into plasmid pBR322, for example, and then separated. This separation method will be explained in detail later. In this way, the DNA obtained by double-stranding the DNA from BGMV has a size of 2.57 ± 0.1 kilobase pairs (hereinafter "kilo base pair" may be abbreviated as "Kbp"). The restriction enzyme cleavage map of Figure Ia is shown. The other one has a size of 2.61±0.1 kilobase pairs (Kbp) and shows the restriction enzyme cleavage map in Figure Ib. The corresponding genetic maps are shown in Figure Ia' and Figure Ib', respectively. In Figure Ia, the Haid cleavage site is set to [0.0/
2.57], each restriction site is shown as a positional coordinate in kilobase pairs (Kbp).
Also, in Figure Ib, one position of Hind is set to [0.0/
2.61], each restriction site is shown as the positional coordinates. Next, the fragments generated by digestion with each restriction enzyme are shown in Table 1 below. In the table, the fragments that appeared densely compared to the size of the fragments were divided into Group A, and the others were classified into Group B. [Table] In the above table, (3.3) means that the DNA remains as an open ring without being cut at any point, and the apparent molecular weight is 3.3 Kbp relative to the size marker of linear DNA. It shows. It should be understood that the values for the size of fragment DNA in the table above may vary by ±0.1 Kbp, especially ±0.05 Kbp due to the accuracy of experimental analysis. For restriction enzyme digestion, use a concentration of 10mM Tris.
The test was carried out using HC1 (PH=7.9), 7mM MgCl 2 , 7mM β-mercaptoethanol, and 0.01% bovine serum albumin as the base solution. Decomposition with Cla was performed using the above basic solution, and Hind. Ava, Bgl, Kpn,
For decomposition by Pst and Pvu, add NaCl to the base solution.
Add to 50mM and also add Sal, BamH
, Xba, and Xho are
NaCl was added to give a concentration of 150mM. In the present invention, restriction enzymes include Hind, Sal,
Bgl, BamH, Kpn, Pst, Pvu and
For Xho, we use products manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd., for Cla, we use products manufactured by Boehringer Mannheim, and for Ava and Xba, we use products manufactured by Bethesda Research Laboratories. did. In the present invention, all restriction enzymes for cutting DNA were used at a ratio of at least 4 units/1 μg of DNA, and the digestion was carried out at 37° C. for 4 hours or more. When using two types of restriction enzymes, first digest at 37℃ for 2 hours or more with an enzyme for low salt concentration, then adjust the concentration to a high temperature, and then further digest with an enzyme for high salt concentration.
Decomposed at 37°C for over 2 hours. Thus, the DNA after enzymatic degradation was analyzed by electrophoresis on a 1.5% agarose gel containing 0.5 μg/ml of ethidium bromide to identify the fragments generated by each enzymatic degradation.
We conducted DNA analysis. In addition, during this electrophoresis,
EcoR of λ-DNA as a DNA size marker
/Hind digested product and plasmid
pBR322 digested with Taq was used. The double-stranded DNA according to the present invention only needs to be at least partially double-stranded compared to the single-stranded DNA, and is not necessarily double-stranded over the entire region. Not necessary. The double-stranded DNA of the present invention is used, for example, as a vector for plant genetic recombination, and is therefore used after being cut with a certain enzyme. In that case, as long as the site to be cut is at least double-stranded, the non-double-stranded site will be repaired and almost completely double-stranded by subsequent cloning or propagation. Therefore, the double-stranded DNA of the present invention only needs to be at least partially double-stranded, but desirably at least 80% of the base pairs of single-stranded DNA, preferably at least
It is sufficient that 90% of the chain is double-stranded. Ia and Ib
Different values of the DNA ratio can be obtained depending on the growth process of BGMV, but generally the Ia/Ib (mol) ratio is 3 or more. Therefore, as shown in Table 1 above, it is possible to group the fragments into A group fragments and B group fragments. The double-stranded DNA-Ia and Ib of the present invention can be used alone or in combination as a vector for plant genetic recombination. Also DNAIa
Alternatively, Ib can be cleaved at a specific restriction site with a restriction enzyme to form linear DNA. This DNA is mixed with a third useful DNA cut out with the same restriction enzyme in approximately the same molar ratio, and then processed using a conventionally known method.
A third DNA is attached to a specific site of Ia or Ib by a DNA-binding enzyme (e.g. T4-DNA ligase).
It can be a circular DNA containing In this case, at least one kind of restriction enzyme may be used for the cleavage, and although the size of the fragment varies depending on the type of enzyme used, a fragment within a range that does not impair the function as a vector can be used. For example, if the third DNA encodes a gene that confers resistance to the antibiotic Kanamaishi, plant cells can be transformed by using DNA that incorporates this third DNA into DNAIa or Ib. The cells can be transformed into kanamycin resistant cells. In this case, the transformation method is to transform the plant cells into protoplasts.
Ca ++ , in the presence of polyethylene glycol or Ca ++
A method of causing the above DNA to act in a high PH state in the presence of
Furthermore, there is a method of mechanically introducing the above-mentioned DNA into plant cells (microinjection). Further, the double-stranded DNA Ia or Ib of the present invention can be preferably cut at a single site by an enzyme such as
It can be digested with Hind, Cla or Bgl and then inserted into other biological vectors cleaved with the same restriction enzymes as shown below. In this case, other biological vectors include conventionally known vectors such as plasmid vectors for E. coli (e.g. pBR322),
cosmid vectors (e.g. pKY2662), phage vectors (e.g. Syaron 10), plasmid vectors for Bacillus subtilis (e.g. pUB110, pSA0501),
Vectors for yeast (eg, YRp7) can be used. Hybrids with these other biological vectors
The method for preparing DNA is to prepare double-stranded DNA-Ia
A mixture of DNA-Ib and DNA-Ib is completely digested using, for example, Hind, and this is mixed with a Hind-digested product of another biological vector, such as E. coli plasmid pBR322, and then injected into a DNA binding enzyme (such as T4-DNA ligase). DNA-Ia by bond cyclization
and pBR322 hybrid DNA can be obtained. Similarly, double-stranded DNA-Ia and DNA
The mixture with -Ib is completely digested with Cla, this is mixed with the Cla-digested product of pBR322, and the mixture is bonded and cyclized with a DNA-binding enzyme to form DNA-Ib.
Hybrid DNA with pBR322 can be obtained. When obtaining these hybrid DNAs, it is better to mix the two DNAs you want to combine in approximately equimolar proportions to more efficiently produce the desired hybrid DNA.
DNA can be obtained. In addition, for other biological vectors, after cleavage with restriction enzymes, treatment with alkaline phosphatase to dephosphorylate the 5' end of the DNA is recommended.
This is preferable since self-circularization can be largely prevented by using vectors for other organisms alone when preparing vectors. The hybrid DNA thus obtained is also
Like the DNA in Ia or Figure Ib, it is at least partially double-stranded and can be used as a vector for plant genetic recombination. This hybrid DNA is transferred to the original host of other biological vectors, such as E. coli in the case of a hybrid DNA with a vector for E. coli, and Bacillus subtilis in the case of a hybrid DNA with a vector for Bacillus subtilis.
Furthermore, hybrid DNA with yeast vector
In the case of yeast, for example, Escherichia coli and Bacillus subtilis are transformed into competent cells according to known methods, and in the case of yeast, they are treated with Zymolys to form spheroplasts. Transformants can be selected by transformation and appropriate drug resistance or auxotrophy, or by colony hybridization. To explain in more detail one specific example of this method, for example, the hybrid DNA is the Hind digested product of Figure Ia (Cla digested product in the case of Ib) and the Hind/digested product of pBR322 of the E. coli plasmid (in the case of Ib).
If the hybrid DNA is a hybrid DNA obtained by ligating a Cla-digested product) with T4-DNA ligase, this hybrid DNA is prepared by the method of Mandel and Higa [J.Mol.Biol.
53 159 (1970)], and colonies grown on L-Agar plates containing 50 μg/ml ampicillin were transformed using the method of Grunschütstein and Hovnes [Proc.
Natl.Acad.Sci. 72 , 3961] to perform colony hybridization (in this case, 32p-labeled BGMV DNA is used as a probe) to identify DNA that hybridizes with 32p-labeled BGMV DNA. Select a colony. In this way, the DNA and plasmid in Figure Ia (or Ib)
Escherichia coli HB101 can be obtained transformed with a hybrid DNA in which pBR322 is linked at the Hind (Cla in the case of Ib) site. Hybrid DNA can be isolated from the transformant thus obtained by a known method. The isolated hybrid DNA is almost completely double-stranded throughout, and can transform plant cells by incorporating a third DNA into a specific site, and can also grow in bacteria such as Escherichia coli. is possible. In order to prepare a large amount of the desired hybrid DNA, a bacterial strain containing the hybrid DNA is grown, and if necessary, an operation is performed to grow only the hybrid DNA to lyse the bacterial cells, and the DNA is extracted from the aqueous solution containing the hybrid DNA. Just separate it. When the hybrid DNA is, for example, a hybrid DNA with plasmid pBR322 for E. coli, an E. coli transformant containing the hybrid DNA can be used, for example, in the experimental book "Molecular Cloning-A Laboratory" by Maniatis et al.
Manual” [Cold spring Harbor Laboratory
(1982)] using the methods described on pages 88 to 94 to obtain DNA using amplification of hybrid DNA and various lysis methods, and using a covalently closed cycle (hereinafter referred to as
This makes it possible to separate only hybrid DNA of the type (abbreviated as “ccc”). In addition, hybrids separated in this way
By digesting the DNA with the same restriction enzymes used for cloning, it can be separated into the DNA fragment shown in Figure Ia (or Ib) and the vector DNA fragment.
Preferably, the DNA fragment of Figure Ia (or Ib) is isolated,
Next, cyclization is performed using T4-DNA ligase or the like. To separate only the DNA fragment shown in Figure Ia (or Ib), agarose gel electrophoresis is generally performed, and the band portion of the DNA fragment shown in Ia (or Ib) is cut out from the gel, as described on pages 164 to 172 of the above-mentioned experimental book by Maniathes et al. DNA fragments can be separated and purified from gels according to various methods. The DNA fragments thus isolated are processed by known methods, for example, T4-
Combined cyclization using DNA ligase, in which a
(or b) In addition to self-cyclization of only one DNA, some forms are formed by bonding and cyclizing two or more DNAs. Only one of these self-cyclizes, resulting in an apparent 3.3 Kbp band in agarose gel electrophoresis. DNA can be extracted and purified from this banded gel in the same manner as described above. this DNA
is completely double-stranded throughout the ring and is useful as a vector for plant genetic recombination. Next, the replicative DNA in the present invention will be explained. The replication form of BGMV can be detected from infected leaves where BGMV is infected and proliferating, such as infected leaves of top crop beans (for example, top crop of Taiki Seed Co., Ltd.).
To isolate DNA, use the method of WDO Hamilton et al. [see Nucl. Acids Res. 10 4902 (1982)] or the total DNA described in "Introduction to Plant Cell Breeding (Gakkai Publishing Center)" by Atsushi Hirai et al., pp. 86-88. This can be done using an extraction method. Total DNA extracted according to these methods was subjected to 0.8% agarose gel electrophoresis (at this time, λ was used as a DNA size marker).
-EcoR/Hind digests of DNA are run together), and then the DNA is transferred from this gel to a nitrocellulose filter using Southern's method [see E.M. Southern J.Mol.Biol 98 503-517 (1975)]
of heat-denatured BGMV transferred and labeled with 32p.
Using DNA as a probe, Maniaiatis et al.'s ``Molecular Cloning-A Laboratory''
DNA-DNA hybridization is carried out in the same manner as described on pages 387-389 of the same book, and then autoradiography is carried out in the same manner as described on pages 470-471 of the same book. DNA that hybridizes with 32p labeled BGMV DNA
This part appears on the X-ray film as a black band during autoradiography, and this part is the BGMV.
Indicates that the DNA is derived from Approximately 10 types of such bands are recognized, and their apparent sizes are >20Kbp, 9.8Kbp, 6.8Kbp, 5.2Kbp,
3.8Kbp, 3.1Kbp, 2.5Kbp, 1.9Kbp, 1.5Kbp,
It is 0.87Kbp. DNA that gives these bands
is present in various forms [e.g. CCC, open circle (OC), linear monomer and various forms of dimer,
It is inferred that the formation of many different types of bands is due to the presence of trimers, etc.). Among these bands, the 0.87Kbp band is the single-stranded DNA of BGMV.
, but all others are double-stranded DNA.
This is the replicative DNA of BGMV. These replicative intermediate DNA bands are removed from the agarose gel, and only the DNA is separated from the gel using the same procedure as above, and when digested with Cla, Hind, and Sal, the same DNA as in Figures a and b is obtained. You can get fragments.
By doing this, 9 other than DNA equivalent to 0.87Kbp
The DNA that gives each type of band is shown in figure a or b.
It takes various forms based on DNA.
This is the replicative intermediate DNA of BGMV. A portion of the DNA that gives these bands, equivalent to 1.5 Kbp,
DNA equivalent to 3.1Kbp, DNA equivalent to 9.8Kbp
Since DNA is present in relatively large amounts, it is easy to use. Thus, a portion of DNA corresponding to 1.5 Kbp, 3.1 Kbp or 9.8 Kbp is degraded with Hind and cloned into the Hind site of plasmid pBR322 for E. coli using the above-mentioned method to obtain a hybrid DNA containing the entire DNA-a as described above. Also 1.5Kbp
(or 3.1Kbp or 9.8Kbp) of DNA
By degrading the b-DNA and cloning it into the Cla site of pBR322, a hybrid DNA containing the entire b-DNA can be obtained as described above. When DNA obtained by cloning is replicated in E. coli that has a dan methylase gene, certain base sequences, for example, the N at position 6 of A in GATC, are methylated, and in the DNA obtained by cloning, the restriction enzyme of the original DNA is methylated. Although it may be observed that the site appears to have disappeared, the base sequence itself is the same. Furthermore, DNA obtained through cloning has the same infectivity as a virus, just like DNA extracted directly from a virus. The present invention will be described in detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. Example 1 Isolation and purification of a virus 250ml of 57gr of BGMV-infected top crop leaves
Grind in 0.1M sodium phosphate-10m MEDTA buffer (PH = 7.8) (containing 1.3gr of cysteine), pass through double gauze, and strain the liquid at 10000G-
Centrifugation was performed for 40 minutes at 4°C to obtain 205 ml of supernatant. To this supernatant, 2.4 g of salt and then 8.2 gr of polyethylene glycol (w7800-9000) were added, stirred at 4°C for 1 hour, and centrifuged at 10000G for 25 minutes at 4°C. After removing the supernatant, add 0.1M sodium phosphate buffer (PH=
7.8) Add 10 ml to homogenize, centrifuge at 10,000G for 30 minutes at 4℃, remove the supernatant, and centrifuge the supernatant at 4℃ for 4 hours at 30,000 rpm using a Beckman ultracentrifuge SW40.1 rotor. The mixture was centrifuged to obtain crude virus as a precipitate. 0.5ml of this crude virus
After homogenization in 0.1 M sodium phosphate buffer (PH = 7.8), continuous 10-40% sucrose density gradient centrifugation (using the same SW40.1 rotor as above)
After centrifugation, 0.6 ml fractions were collected from the bottom of the centrifuge tube. The absorbance A260 of each fraction was measured, and virus peaks were observed in fractions No. 9 to 16. These fractions were collected and diluted with double the amount.
Add 0.1M sodium phosphate buffer (PH = 7.8) and homogenize it, then use SW40.1 rotor for 35,000 yen.
Obtain the virus pellet again at 4°C for 3 hours at rpm.
This was homogenized in 0.5ml of 0.1M sodium phosphate buffer (PH7.8) and again 10-40% sucrose continuous density gradient centrifugation (29,000 rpm, 3 hours, 4℃ SW40.1 rotor)
Then, 0.6 ml fractions were collected from the bottom of the centrifuge tube. Only virus peaks were obtained in fractions No. 13 to 18, and these fractions were collected, and after homogenization by adding twice the amount of 0.1M sodium phosphate buffer (PH = 7.8), they were heated at 36,000 rpm for 3 and a half hours at 4℃ SW40. 1 rotor to precipitate the virus to obtain purified BGMV. Isolation of single-stranded DNA genes from b viruses
Purification Add 750μ of sterile water and 15μ of the purified BGMV above.
1M Tris HCl (PH=7.6), 75μ 10% Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) 7.5μ Proteinase K
(1 μg/μ solution) was added, shaken at room temperature for 2 minutes, and then diluted with 10 mM Tris HCl (PH=7.6)-1 mM EDTA.
700μ of phenol saturated with an aqueous solution was added, and the mixture was shaken for 3 minutes, centrifuged for 5 minutes in an Etzpendorf small centrifuge, and the aqueous layer was taken out. This aqueous layer is subjected to the same phenol extraction procedure two more times, resulting in an aqueous layer.
Obtain 950μ, then add 700μ of chloroform to the aqueous layer.
After shaking for 2 minutes, remove the aqueous layer and add 700μ of ether to the aqueous layer to extract phenol. This extraction operation was performed three times. The resulting aqueous layer
Add 100μ of 3M sodium acetate buffer (PH = 4.8) and 2.5ml of ethanol to 1000μ and mix at -20°C.
The mixture was kept overnight and centrifuged for 20 minutes at 35,000 rpm in a Beckman ultracentrifuge with an SW50.1 rotor to precipitate DNA. Transfer this DNA to 10mM Tris HCl 0.1mM
BGMV single strand dissolved in 600μ EDTA aqueous solution
A DNA 0.5 μg/μ aqueous solution was prepared. In vitro duplexing of cBGMV single-stranded DNA; BGMV single-stranded DNA (0.5μg/μ) 2μ, sterile water 155μ, 1M Tris HCl (PH = 8.0) 30μ, calf thymus DNA prepared by the following method. Mix 12μ of oligonucleotide (16.6μg/μ) at 70
℃ for 3 minutes, then rapidly cooled to 0℃, and while maintaining at 0℃, 80mM MgCl 2 30μ, 10% β
- 30μ of mercaptoethanol aqueous solution, 30μ each of 0.8mM deoxyadenosine triphosphate, 0.8mM deoxyguanosine triphosphate and 0.8mM deoxythymidine triphosphate, 6μ of 0.8mM deoxycytidine triphosphate and deoxycytidine 5′-
[α-32p] Triphosphoric acid (about 3000Ci/mmol, 10mCi/ml code number manufactured by Amashiyam Japan Co., Ltd.)
pB10205) 2.4 μ and AMV reverse transcriptase (Seikagaku Code 120248, 5 units/μ) were added and reacted for 10 minutes at 20°C and then for 1.5 hours at 37°C.
After adding 50μ of phenol and shaking, the mixture was centrifuged for 5 minutes using an Etzpendorf centrifuge, and the aqueous layer was filtered through a gel. Gel filtration is 10mM Tris HCl (PH=7.4) - 0.1M
Sephadex G-75 pre-equilibrated with NaCl aqueous solution
(manufactured by Pharmacia Huain Chemicals) with a diameter of 6
The sample was passed through a column packed in a 5 ml tube. After adding the reaction solution, collect 4 drops (approximately 700μ) each.
The 32p intensity of each fraction was measured. Fraction No.5-12
The first peak appears at No. 15, and unreacted α
A peak due to -32p-dke oxycytidine triphosphate was observed. Collect fractions No. 5 to 12 and collect 60μ
Add 3M NaCl and 1.8ml of ethanol, hold at -20°C for 3 hours, and then run at 25,000 rpm for 20 minutes (Beckman ultracentrifuge).
SW50.1 rotor), centrifuge, remove the supernatant, and add a new
Add 2 ml of 70% ethanol aqueous solution cooled to 20°C.
The mixture was centrifuged at 10,000 rpm for 2 minutes and the supernatant was removed. Precipitate DNA 20
Dry under reduced pressure of mmHg for 1.5 minutes. The obtained DNA is 1
It was dissolved in 100μ of mM Tris HCl (PH=7.4)-0.1mM EDTA aqueous solution and double-stranded in vitro.
Get DNA. (The intensity of 32p was 46 x 10 4 cpm) Preparation of calf thymus DNA oligonucleotide 66 mg of calf thymus DNA was mixed with 0.1M NaCl 10mM
Dissolve MgCl 2 in 6.6 ml of 10 mM Tris HCl (PH = 7.4), add 460 μg of DNase manufactured by Millipore Corporation (2182 units/g), incubate at 37°C for 3 hours, and add 0.66 ml of 0.2 M EDTA to stop the reaction. Ta. This reaction solution was subjected to protein extraction three times with 7 ml of water-saturated phenol, and then 7 ml of ether was added to remove the phenol from the aqueous layer.
Extraction was performed three times with ml. Add 20ml of ethanol to the resulting aqueous layer, leave it at -20℃ for 2 hours, and then shake at 4000G for 4 hours.
Centrifugation was performed for 1 minute to obtain a DNA pellet. This DNA pellet was mixed with 0.5ml of 0.1M NaCl 10mM Tris HCl (PH
=7.4), 0.1M NaCl 10mM Tris
Sephadex G- pre-equilibrated with HCl (PH=7.4)
75 (manufactured by Pharmacia) (column length 42cm, column diameter
Approximately 1.2 ml of the solution was collected by gel filtration using a filter (0.5 cm). A large peak was observed in the crackles No. 10 to 32, and the fractions No. 16 to 26 were collected (total volume 12.5 ml), 31 ml of ethanol was added, left at -20°C for 30 minutes, and then centrifuged (4000G for 8 minutes). 1 ml of DNA pellet
dissolved in distilled water (DNA concentration 16.6 mg/ml)
was used as the primer DNA. Comparative example 1 Calf thymus DNA oligonucleotide (16.6μg/
A double-stranded experiment was performed under the same conditions as in experiment c, except that 1.5 μ of μ) was used instead of 12 μ, and the count of 32p in the polymeric DNA portion was 8×10 4 cpm. It can be seen that less than 1/5 of the double stranding has occurred compared to the case of . Comparative Example 2 The primer was prepared by G.M. Theiler et al.
Biochimica et Biophysica Acta 442 325
Primer mixture from calf thymus DNA prepared by the method of (1976) (DNA concentration 5 μg/μ)
40μ, c experimental oligonucleotide (16.6μ
g/μ) Used instead of 12μ, sterile water 155μ
Double stranding was carried out in the same manner as in experiment C except that 127μ was used instead of . High molecular
The intensity of 32p in the DNA portion was 15×10 4 cpm. The double-stranded DNA obtained in Comparative Example 2 was treated with restriction enzyme Cla and
Decompose with Hind, Sal, Bgl etc.
When we performed autoradiography in exactly the same way as in the previous experiment, we found that in the Hind-digested DNA, the DNA had not moved from the slot position of the agarose gel at all. Also, those digested with other restriction enzymes,
Some of the DNA remained in the slot position, and the DNA that migrated through the gel also became quite smeared, and the band was not as beautiful as in the case of d. Decomposition and analysis of double-stranded DNA using d restriction enzymes,
Restriction enzyme cleavage map 32p-labeled double-stranded DNA obtained in c (32p intensity 46×10 4 cpm/100μ) 3μ (32p intensity
7300cpm), buffer for restriction enzyme digestion [100mM Tris HCl (PH=7.9), 70mM
MgCl2 , 70mM β-mercaptoethanol, 0.1%
Bovine serum albumin is used as the basic solution. In Cla digestion, this basic solution is called a buffer for restriction enzyme digestion, and it is used to digest Ava, Hind, Bgl, Kpn, Pst,
For Pvu digestion, add 500mM NaCl to the above base solution.
The solution added until Sal, BamH, Xba, Xho
For digestion, a solution in which NaCl is further added to the base solution to a concentration of 1500mM is called a buffer for restriction enzyme digestion] 4μ, distilled water 32μ, and the restriction enzymes listed in Table 1.
Ava (2 units/μ), BamH (6 units/μ), Bal (6 units/μ), Pst
(5 units/μ), Xba (6 units/μ),
μ), Hind (5 units/μ), Kpn
(6 units/μ), Pvu (6 units/μ)
), Sal (6 units/μ), Xho (7.5 units/μ), Cla (5 units/μ) [Among the restriction enzymes in Table 1, Cla is Ava manufactured by Boehringer Mannheim, Xba is manufactured by Bethesda Research Laboratory, Others are manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd. ]
4 units of DNA were added and DNA was degraded at 37°C for over 4 hours. When decomposing with two types of restriction enzymes, first add an enzyme for low salt concentration, hydrolyze for 4 hours at 37℃ at a salt concentration suitable for the enzyme, and then add an enzyme suitable for high salt concentration. The salt concentration was adjusted, an enzyme for high salt concentration was added, and the mixture was further hydrolyzed at 37°C for 4 hours. 8μ 0.25% Bromophenol Blue after hydrolysis, 50
Add a solution of % glycerol and 10% SDS and incubate at 65℃5.
Heat treatment was performed for 1 minute, followed by 1.5% agarose gel electrophoresis. The agarose used was for type electrophoresis manufactured by Sigma. Electrophoresis buffer: 40mM Tris acetate, 2mM
An EDTA (PH=8.0) aqueous solution was used. Electrophoresis was carried out in a 5 mm thick horizontal gel at a voltage of 1.5 V/cm for 11 to 15 hours. During this electrophoresis, 0.5 μg of λ-DNA was added to EcoR as a size marker for DNA fragments.
and Hind completely disassembled and
0.2 μg of pBR322 DNA was completely digested with Taq and used. After electrophoresis, remove the agarose gel, dry it on a gel drying plate, and dry it on page 470 of Maniathes et al.'s experimental book described in the main text.
Autoradiography was performed as described in ~472. The sizes of the DNA fragments degraded and observed using various restriction enzymes are listed in Table 1 in the main text.
It became like that. Furthermore, after autoradiography, it was observed that
The DNA fragments were classified into Group A, which is a group of fragments that appear more densely compared to the size of the fragment, and Group B, which is a group of fragments that appear lighter compared to the size of the fragment. Furthermore, 3.3 in parentheses indicates that the DNA is in an open circle (OC) state and the apparent molecular weight is 3.3 Kbp relative to the linear DNA size marker. From this table, fragments of group A are generated.
Before being digested with restriction enzymes, the DNA is thought to be in the form of an open circle (OC) and approximately 2.57 Kbp in size.
The exact size can ultimately be determined by determining the base sequence, but with the current method, a minimum measurement error of 0.05 Kbp is unavoidable. The size of the DNA that produces group A fragments can be described as approximately (2.57±0.1 Kbp).From the same consideration, the DNA that produces group B fragments is OC-shaped and has a size of (2.61±0.1) before being digested with restriction enzymes. Kbp.Next, by analyzing the degradation patterns of various restriction enzymes alone and in combination of the two, the relative positional relationship of the various restriction enzyme cleavage points was determined, and the DNA of group A was determined. Figure a is obtained as a restriction enzyme cleavage map for intact DNA that generates fragments, and intact DNA for group B DNA.
Figure b is obtained as a restriction enzyme cleavage map for . e Hybrid DNA of Hind-digested product of double-stranded DNA and plasmid pBR322 for E. coli;
7.4), Biogel equilibrated with 100mM NaCl aqueous solution
In a column packed with P30 to a diameter of 6 mm and a length of 30 cm,
I did a gel filtration. 10mM Tris as eluent
Using HCl (PH=7.4) and 100mM NaCl aqueous solution,
Four drops (approximately 400μ) were collected. A high count peak of 32p was seen in the 17th to 21st fractions, and when the optical density OD 260 of the fraction was measured, the OD was found in the 28th fraction.
The value began to increase and showed large values in subsequent fractions. The 17th to 21st fractions, which are double-stranded DNA, were collected (2.1ml), and 200μ of a 3M aqueous sodium acetate solution (PH = 4.8) and 4ml of ethanol were added to -20
After being maintained at °C for 2 hours, it was centrifuged at 30,000 rpm for 30 minutes in a Beckman ultracentrifuge SW50.1 rotor. Discard the supernatant and
Add 5 ml of 75% ethanol at -20°C.
Centrifugation was performed at 20,000 rpm for 2 minutes, and the supernatant was discarded again to obtain a DNA pellet. After vacuum drying at 2 mmHg for 2 minutes, this
Dissolve the DNA pellet in 50μ of distilled water and collect the DNA.
For 50μ of the solution, add 6μ of the restriction enzyme Hind decomposition buffer (described in Example C) and the restriction enzyme.
Hind3μ was added and reacted at 37°C for 4 hours. next
10μ yeast tRNA (2μg/μ) solution and distilled water
After adding 70μ of water and further adding 100μ of water-saturated phenol and shaking, centrifugation was performed to take out only the aqueous layer, and the phenol was removed from this aqueous layer by ether extraction three times. 10μ of 3M sodium acetate (PH=4.8) and 350μ of ethanol were added and left to stand at -20°C for 4 hours, followed by high speed centrifugation. The resulting DNA pellet was dried and dissolved in 17μ of distilled water. pBR322 shown below for this DNA 17μ solution
1μ of Hind/alkaline phosphatase treatment (DNA 1μg/μ) and buffer for DNA binding enzyme [650mM Tris HCl (PH=7.4), 65
mM MgCl2 , 10mM DTT, 40mM ATP,
Add 2μ of 40mM Spermide aqueous solution and 0.5μ of T4 DNA ligase (code No. 2010B1.2 units/μ manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) and react at 14°C for 22 hours, then treat at 65°C for 5 minutes to obtain hybrid DNA. Next, we used this hybrid DNA to develop E. coli bacteria.
Transform HB101 competent cells. Hind/alkaline phosphatase treatment solution of pBR322 (DNA 1μg/μ); 50μg of plasmid pBR322 DNA was added to μ aqueous solution with 40μ of the Hind restriction enzyme buffer and
Add Hind20μ and react for 10 hours at 37℃, then 1M Tris.
44μ of HCl (PH=8.0) was added, and 10μ of bacterial alkaline phosphatase (BAP) (0.4 units/μ, manufactured by Worthington) were added and treated at 65°C for 7 hours. This reaction dephosphorylates the 5' end of DNA. Water-saturated phenol was added to this reaction solution.
Protein removal was performed at 400μ. Then, a mixture of phenol/chloroform (4/1 volume ratio)
Protein was removed twice at 400μ, and finally
Phenol components were extracted from the aqueous solution three times using 600μ ether. 30μ of 3M sodium acetate and 110μ of ethanol were added to the 350μ of the aqueous layer, allowed to stand at −20°C for 2 hours, and centrifuged at high speed. The resulting DNApellet was dried and dissolved in 50μ of distilled water. This is used as a pBR322 hind/alkaline phosphatase treatment (DNA 1 μg/μ) solution. Preparation of competent cells of E. coli HB101 and their transformation; A single colony of E. coli HB101 was grown in culture medium L.
The cells were transferred to 5 ml of -broth and cultured with shaking at 37°C for 11 hours. This 2 ml was inoculated into 200 ml of new L-broth, and cultured with shaking at 37°C for 2 hours and 20 minutes. When the OD 600 reached 0.40,
Cool the culture solution to 0°C and use Tommy's refrigerated high-speed centrifuge.
Centrifugation was performed at 5000 rpm for 5 minutes in a No. 9 rotor. Discard the supernatant and add the precipitated E. coli to 50ml of 10mM NaCl.
The bacteria were homogeneously dispersed in water and centrifuged again at high speed (No. 4 rotor, 5000 rpm for 5 minutes) to precipitate the bacteria. To this bacterial pellet, 60 ml of 30mM CaCl 2 water was added, and the whole was homogenized and kept at 0°C for 20 minutes. High-speed centrifugation again (No. 4 rotor, 4000 rpm for 5 minutes)
Discard the supernatant and add 10ml of 30mM to the bacterial pellet.
Add CaCl 2 and a 15% glycerol aqueous solution to gently homogenize the whole, dispense 200μ into 1.5ml Eppendorf tubes, and store frozen at -80°C.
This CaCl 2 -treated E. coli HB101 (referred to as competent cells) was transformed. For transformation, return the competent cells to 0°C, and after about 10 minutes,
Perform the binding reaction with T4 DNA ligase and then 65℃5
The hybrid DNA aqueous solution treated for 1 minute was added, held at 0°C for 40 minutes, and then heated at 42°C for 2 minutes. Next, 1.5 ml of L-broth was added and kept at 37°C for 1 hour, and the culture solution was spread on 8 L-agar plates (diameter 9 cm) containing 50 μg/ml ampicillin at a rate of about 200 μl per plate. Hold at 37℃ for 16 hours
41 transformed HB101 colonies were obtained.
These 41 colonies were plasmidized using the Boiling Lysis method described in the experimental book by Maniathes et al., page 368.
Perform a mini-prep of DNA, then plasmid DNA
Hind disassembled. As a result, 2.58Kbp, 1.62Kbp,
A plasmid containing 102Kbp was obtained. 2.58 Kbp was obtained by Hind cleavage of the DNA in figure a, and 1.62 Kbp and 1.02 Kbp were two types of fragments generated by Hind decomposition of the DNA in figure b. 2.58Kbp fragment and
pBGH1 hybrid DN with pBR322,
Hybrid DNA of 1.62Kbp fragment and pBR322
Hybrid of pBGH29 1.02Kbp and pBR322
The DNA was designated as pBGH4. The DNA of pBGH1 is
pBR322 is replicated in the host E. coli.
The entire DNA was completely double-stranded. Hybrid DNApBGH1 Hind/Bgl,
Hind/Ava, HIND/Sal/Cla,
Hind/Bgl/Ava, Hind/Cla/Bgl
Completely digested with 1.2% agarose gel electrophoresis (at the same time, λDNA was
Ecoe/Hind digest and Taq of pBR322
The degradation product was also electrophoresed), and the DNA fragment size was analyzed and Table 2
The results were obtained. [Table] Values in parentheses are DNA derived from pBR322. The fragments generated by digestion of pBGH1 with each restriction enzyme in Table 2 have a maximum of ±0.05Kbp for each DNA size.
Although there is a measurement error of about 0.1 Kbp, the restriction enzyme cleavage map in Figure a agrees well with the expected one, except that the Cla site 0.82 Kbp away from the Hind site is no longer cleaved by Cla. Ta. The Cla site 0.82Kbp away from the Hind site is
E. coli is no longer cleaved by Cla.
This is thought to be because position 6 N of GAT in ATCGAT TAGCTA was methylated when pBGH 1 was replicated in HB101. hybrid
Since the infectivity test using DNApBGH1 (Example i) shows completeness, pBGH1 is
One Cla site appears to have disappeared, but the base sequence itself is thought to be the same as aDNA. f Hybrid DNA of Cla-digested double-stranded DNA and E. coli plasmid pBR322;
Perform almost the same procedure as in e, changing the Hind digestion of pBR322 to Cla digestion (change the salt concentration during digestion to a low concentration for Cla digestion),
17μ of sterile water containing double-stranded DNA degraded by Cla, 1μ of pBR322 Cla/alkaline phosphatase treatment (DNA 1μg/μ) solution, 2μ of the buffer for the DNA binding enzyme, and T4 DNA ligase.
Hybrid DNA was obtained in the same manner as in the experiment in e. Using this hybrid DNA, E. coli HB101 competent cells were transformed in the same manner as in e. 41 transformants were obtained. Mini-preparation of plasmid DNA was performed from these 41 colonies by the boiling lysis method as in case e, and the plasmid DNA was digested with Cla. The result is 2.61Kbp,
Three hybrid plasmids containing fragments of 1.33 Kbp and 1.24 Kbp were obtained. This hybrid plasmid DNA was named pBGC1, pBGC2, and pBGC3.
pBGC1 is a hybrid DNA containing the entire DNA of b, and pBGC2 and pBGC3 are hybrid DNA containing two Cla fragments of bDNA.
It was hot. The hybrid DNA pBGC1 was replicated in E. coli and was completely double-stranded throughout the DNA. Hybrid DNApBGC1
was digested with Cla, Cla/Hind, and Cla/Sal, and the degraded fragments were analyzed in the same manner as in e. The sizes of the obtained fragments were as shown in Table 3. [Table] The fragments generated by digestion of pBGC1 with each restriction enzyme in Table 3 are ±0.05 maximum ± the size of each DNA.
Although it included a measurement error of about 0.1 Kbp, it matched well with that shown in the restriction enzyme cleavage map in Figure b. Hybrids obtained in Examples e and f
DNApBGH1 and pBGC1 are shown in Figures a and b, respectively.
It is a hybrid DNA of DNA and pBR322,
These can also be used as vectors for plant recombination. g from hybrid DNA pBGH1 and pBGC1
Separation of aDNA and bDNA and their combined circularization; 20μ each of hybrid DNA pBGH1 and pBGC1
Using 20 units of Hind and 20 units of Cla, respectively, the salt concentration was set using the respective restriction enzyme buffers, and hydrolysis was carried out at 37°C for 10 hours at a total of 400μ. Next, 0.8% agarose gel (slot width
After electrophoresis at 1V/cm for 10 hours using a gel (1.5mm, length 6cm, depth 7mm, gel length 13cm), DNA-a,
Cut out the DNA-b band part along with the gel and use the method described on pages 164 to 165 of the experimental book by Maniathes et al.
DNA was extracted from the gel and then purified according to the method of P166. Both are 50μ sterile water (DNA
Approximately 0.1 μg/μ). This linear DNA
-a and DNA-b were added to 20μ of each of the linear DNA-a and DNA-b, respectively, with 5μ of the DNA ligating enzyme buffer, 25μ of sterile water, and T4-
After adding 0.5 μ of DNA ligase and reacting for 19 hours at 12°C, perform 0.8% agarose gel electrophoresis again as above, cut out the DNA band portion with an apparent size of 3.3 Kbp, and perform the same procedure as above.
Only DNA was extracted and purified. This DNA is considered to be circular DNA-a and DNA-b, respectively. Next, 10μ of sterile water was added to each of these DNAs, and 2μ of the DNA was partially degraded with Hind and Cla. Partial degradation of 2μ of DNA
Add 5μ of the restriction enzyme buffer and 43μ of sterile water to the solution, and add Hind for DNA-a.
Add 0.5 units of DNA-b and 0.5 units of Cla for DNA-b, and react at 37°C for 5, 10, and 30 minutes. Each reaction product was subjected to 0.8% agarose gel electrophoresis to observe changes in size. . The 3.3Kbp band gradually decreased as the reaction was carried out for 5, 10, and 30 minutes.
Linear DNA-a and DNA-b
Bands of DNA 2.57Kkbp and 2.61Kbp increased, and no other bands were observed. From this, the above circular DNA-a and DNA-b are both monomeric and circular, and are respectively shown in Figures a and
This is the DNA of b. This DNA is completely double-stranded throughout and can be used as a vector for plant recombination. Extraction and analysis of BGMV replicative DNA from hBGMV-infected plants; method of Halmiton et al. [Nucl Acids Res. 10
4902 (1982)], add 40ml of 0.5M to 21g of BGMV-infected leaves of Topkurotsupin bean.
Add KH 2 PO 4 and 0.75% Ha 2 SO 3 (PH=7.0), homogenize in a mortar, add 1.2 ml of TritonX-100, and heat at 4°C.
Stirred for 25 hours. Next, wrap it in double gauze,
Centrifuge the liquid portion for 10 minutes at 9000 rpm using a No. 4 rotor in a Tomy high-speed centrifuge, remove the supernatant, and transfer this supernatant to a Beckman ultracentrifuge type SW40.1 rotor.
Centrifugation was performed at 37,000 rpm for 3.5 hours. Discard the supernatant and add 1 ml of 40mM Tris HCl, 5mM acetic acid,
Add 10mM EDTA (PH=8.2) and homogenize to 20μ
10% SDS was added, and proteins etc. were removed from the aqueous layer three times with 1 ml of water-saturated phenol and then three times with 1 ml of phenol/chloroform (4/1).
Next, perform ether extraction four times with 1 ml of ether to remove phenol, and add 100μ of 3M sodium acetate to the aqueous layer.
Then, 3.5 ml of ethanol was added, and the mixture was left at -20°C overnight, followed by high-speed centrifugation to obtain a DNA pellet. this DNA
Add 500μ of sterile water to the pellet (DNA concentration
0.6μg/μ) 100μ of it was subjected to 0.8% agarose gel electrophoresis using the same method as above.
DNA corresponding to 1.5 Kbp of the band that hybridizes with the 32p labeled DNA probe of BGMV, 3.1 Kbp
A corresponding portion of DNA5.2Kbp a corresponding portion of DNA,
The 9.8 Kbp portion of DNA was extracted from the gel and purified in the same manner as in g. (portion equivalent to 5.2Kbp,
The portion corresponding to 9.8Kbp is EcoR/Hind of λ-DNA
Using a size marker, a corresponding portion of each gel was cut out). These four types of DNA are respectively Hind, Cla, and Sal.
The decomposition pattern was analyzed by performing agarose gel electrophoresis. 5.2Kbp equivalent portion,
After agarose gel electrophoresis, the DNA corresponding to 9.8 Kbp was transferred to a nitrocellulose filter, and DNA-DNA hybridization and autoradiography were performed using 32p-labeled BGMV DNA to determine the DNA degradation pattern. Analyzed. The decomposition pattern is 2.58, 1.60, 1.00Kbp by Hind decomposition, 2.57, 1.33, 1.24Kbp by Cla decomposition, 1.90 by Sal decomposition,
It showed degradation patterns of 1.54, 1.03, and 0.71Kbp.
This is the same pattern of decomposition by restriction enzymes a and b, that is, this replicative DNA is DNA
-a or DNA-b, and can be used as a vector for plant recombination. Hybrid of i-replicative DNA and pBR322
Preparation of DNA: The DNA extracted and purified from agarose gel (9 μg DNA/10 μ) of the band portion with an apparent size equivalent to 1.5 Kbp of the replicated DNA of h was added with the Cla
Restriction enzyme buffer 4μ, sterile water 24μ, Cla
3μ was added and hydrolyzed at 37℃ for 2 hours, 60μ of sterile water was added to this, protein was removed twice with 60μ of water-saturated phenol, and then 130μ of ether was added.
Phenol extraction was performed from the aqueous layer four times. next
After adding 7μ of 3M sodium acetate (PH=4.8) and 300μ of ethanol, the mixture was left at -80°C for 30 minutes and then centrifuged at high speed to obtain a precipitate. Cold 70% ethanol 500μ
The precipitate was washed with water, centrifuged again, and the supernatant was discarded, and the precipitate was dried at 2 mmHg for 3 minutes. This precipitate is dissolved in 20μ of sterile water, and this is used as a Cla degradation product of replicative DNA. The same as used in f for 4μ of this Cla digested product (approx. 2μg of DNA).
pBR322 Cla degradation/alkaline phosphatase treatment solution (DNA 1μg/μ) 6μ, buffer for the DNA binding enzyme 2μ and T4 DNA ligase
Add 0.5μ and 7.5μ of sterilized water, react at 14℃ for 12 hours, then treat at 65℃ for 5 minutes, transform E. coli HB101 competent cells using the same procedure as in If, and about 500 transformants were obtained. Obtained. L-Agar with colonies of transformants
Place a nitrocellulose filter (BA85 manufactured by Schleicher and Schiill, same as above) on the plate, then remove the nitrocellulose filter, and add 0.5M sodium hydroxide,
Soak in 1.5M saline for 1 minute, then 1M Tris HCl
(PH=7.0) immersed in liquid. This nitrocellulose filter was heat treated at 80° C. for 2 hours under reduced pressure to 1 mmHg. This heat-treated filter was mixed with a prehybridization solution [0.9M NaCl, 0.09M sodium citrate, 0.02% polyvinylpyrrolidone (Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Plasdon NP K-30), 0.02% Ficoll (manufactured by Pharmacia Fine Chemicals Co., Ltd.).
Ficoll400) 0.02% bovine serum albumin aqueous solution] and pretreated at 63℃ for 30 minutes, then remove the prehybridization solution and add 10% SDS and yeast to the prehybridization solution.
A hybridization solution containing 40 μg/ml of tRNA and 200×10 4 cpm of the BGMV 32p probe described below were added, and a nitrocellulose filter treated as described above was placed in the solution and DNA-DNA was incubated at 63°C for 24 hours. Hybridization was performed. Next, take out this filter and remove a large amount of
in 0.45M NaCl, 0.045M Sodium Citrate
The filter was washed by gentle shaking at 55°C for 20 minutes. This washing was carried out three times, and after drying, this filter was used to filter the
Autoradiography was performed using the same method as P470-471. Approximately 360 colonies were observed that hybridized with 32p-labeled BGMV DNA. Preparation of BGMV 32p probe; In experiment c, use 0.8mM deoxycytidine triphosphate instead of 10μ. The rest was carried out in the same manner as in c.
The first 32p peak in fractions No. 6 to 11 (total 800
×10 4 cpm), and these fractions were collected (total 900μ), heated at 95°C for 5 minutes, and then rapidly cooled to 0°C. This liquid is 32p labeled BGMV.
Use as a DNA probe. Plasmid DNA was mini-prepared for 30 of the 360 colonies by the Boiling Lysis method described above, and the plasmid DNA was digested with Cla. As a result, a hybrid plasmid containing a 2.61 Kbp fragment was obtained from 7 colonies. One of these hybrid DNAs was named pBGRFC1. Cla/Hind pBGRFC1
When digested with Cla/Sal, the same DNA fragment as in Table 3 of f was shown. j Hybrid of replicative DNA and pBR322
Preparation of DNA: Extract and purify the DNA extracted and purified from the band portion of the replicative DNA of h that has an apparent size equivalent to 3.1 Kbp.
Decompose it with Hind and add it to pBR322 in the same way as e.
Of the 161 transformants obtained by obtaining hybrid DNA with Hind/alkaline phosphatase treatment solution and further transforming E. coli in the same manner as e.
Extract and analyze plasmids from 30 samples in the same way as e.
2.58Kbp, 1.59Kbp,
Hybrid DNA containing 0.99Kbp Hind fragment
pBGRFH1, pBGRFH2, and pBGRFH3 were obtained, respectively. pBGRFH1 is Hind/Bgl, Hind/
Ava, Hind/Cla/Sal's underwear
DNA fragments similar to those in Table 2 were generated. i
From the results of and j, this replicative DNA is shown in Figure aDNA.
and bDNA was found to be included.
Using the method of this experiment, aDNA and bDNA can be separated and propagated. k Infectivity with cloned DNA; hybrid DNA pBGH1 (2.3μ) obtained in e.
g/μ) 25μ to 10μ of 2mM MgCl2 , as above.
Hind restriction enzyme buffer 13μ, Hind5μ
, add 77μ of sterile water, treat at 37℃ for 7 hours, and then
After treatment at 65°C for 5 minutes, NaCl and sodium citrate were added until the concentrations were 0.15M and 0.015M, respectively. This solution was designated as cloning DNA-a solution. f
Hybrid DNA pBGC1 (0.68μg/μ
) 10μ of 2mM MgCl2 in 100μ, the above Cla
Add 13μ of restriction enzyme buffer, 5μ of Cla, and 2μ of sterilized water, treat at 37℃ for 7 hours, and then incubate at 65℃ for 5 hours.
After treatment for 1 minute, NaCl and sodium citrate were added to 0.15M and 0.015M, respectively. This solution was designated as cloning DNA-b solution. Cloning DNA-a solution and DNA-b solution, respectively
Mix 80μ and store this mixture for 14 hours and 30 hours in daytime conditions.
℃, Biotron (Koito Seisakusho Co., Ltd.) set at 27℃ and humidity of 80% or higher for 10 hours at night.
Using sterile gloves, inoculation was inoculated onto the surface of young leaves of top-cropped kidney beans on the 6th day after germination by rubbing the mixture with celite (mixture 40μ/individual top-crop kidney bean). A total of 5 individuals were inoculated. Thereafter, the conditions in the biotron were maintained as described above, and the onset of bean golden mosaic disease was observed on the true leaves of top-cropped kidney beans. 10 after vaccination
On day 1, bean golden mosaic disease was clearly observed in all four individuals. From the above, cloning DNA-a and
During cloning, DNA-b is methylated at a special base sequence, for example, the 6-N of A in GATC, so that a specific restriction site (for example, one of the Cla sites) in the restriction enzyme cleavage map shown in Figures a and b is methylated. ) has disappeared and appears to be different DNA, but the base sequence itself is the same, and since it exhibits the same infectivity as DNA, it is recognized that it has the same base sequence as the virus DNA. Hybrid DNApMYB4 (0.435μ
g/μ) 460μ with 10μ of 2mM MgCl2 , as above.
BamH restriction enzyme buffer 55μ, BamH
Add 10μ of sterilized water and 15μ of sterilized water and enzyme treatment at 37℃ for 4 hours. After further treatment at 65℃ for 5 minutes, add 1.5M NaCl and 0.15M.
55μ of sodium citrate aqueous solution was added. This solution was designated as cloning DNA-a solution. f
Hybrid DNA pMYH3 (0.87μg/μ
) 10μ of 2mM MgCl2 in 231μ, Hind
Add 30μ of control enzyme buffer, 10μ of Hind, and 19μ of sterilized water, perform enzyme treatment at 37℃ for 4 hours, and then
After treatment at 65°C for 5 minutes, 30μ of 1.5M NaCl and 0.15M sodium citrate aqueous solution was added. This solution was designated as cloning DNA-b solution. Cloning DNA-a solution 330μ and DNA-
Mix 160 μ of solution B and store this mixture at 30℃ for 14 hours during the daytime and at 27℃ for 10 hours at night with humidity.
In a Biotron (Koitoron manufactured by Koito Seisakusho) set at 80% or higher, inoculation was inoculated by rubbing it together with Celite on the surface of young leaves of Topcropped kidney beans on the 6th day after germination using sterile gloves.
46 μ/1 individual top-cropped green bean). A total of 10 individuals were inoculated. The conditions inside the biotron are
Thereafter, the plants were maintained in the same manner as described above, and the appearance of yellow mosaic lesions was observed on the true leaves of top-cropped kidney beans. On the 18th day after inoculation, yellow mosaic lesions were clearly observed in 9 out of 10 individuals. From the above, the cloning obtained by the present invention
Even if DNA-a and DNA-b have a special base sequence, such as methylation of N at position 6 of A of GATC, due to cloning, virus
Shows the same infectivity as DNA. From this, it can be considered that they have substantially the same base sequence.

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

第1図及び第2図はそれぞれ本発明による
DNAの制限酵素切断地図を示すものである。第
3図及び第4図はそれぞれ第1図及び第2図の制
限酵素地図においてその目的DNAに対応する
DNA塩基配列を示すためのものである。
FIG. 1 and FIG. 2 are each according to the present invention.
This shows a restriction enzyme cleavage map of DNA. Figures 3 and 4 correspond to the target DNA in the restriction enzyme maps of Figures 1 and 2, respectively.
This is to show the DNA base sequence.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ビーンゴールデンモザイクウイルスの一本鎖
DNAが少くとも部分的に二本鎖化されたDNAで
あり、下記Ib′の遺伝子地図で表わされるDNAの
1〜3量体DNA。 [ここでP1〜P6における塩基配列は、二本鎖の
うち一方の鎖の塩基配列が下記のとおりである。 P1(0.0/2.61):5′−AAGCTT−3′ P2(0.02):5′−ATCGAT−3′ P3(0.29):5′−GTCGAC−3′ P4(1.01):5′−GTCGAC−3′ P5(1.64):5′−AAGCTT−3′ P6(1.65):5′−AGATCT−3′] 2 他の生物中においてその少くとも一部がメチ
ル化されたことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のDNA。 3 他の生物が大腸菌である特許請求の範囲第2
項記載のDNA。 4 in vitroで二本鎖化された特許請求の範囲第
1項記載のDNA。 5 in vivoで二本鎖化された特許請求の範囲第
1項記載のDNA。 6 1量体であることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載のDNA。 7 ビーンゴールデンモザイクウイルスの一本鎖
DNAが少くとも部分的に二本鎖化されたDNAで
あり、下記Ib′の遺伝子地図で表わされるDNAを
制限酵素で開裂させ、他の生物用ベクターDNA
又は第3のDNAと結合させたハイブリツド
DNA。 [ここでP1〜P6における塩基配列は、二本鎖の
うち一方の鎖の塩基配列が下記のとおりである。 P1(0.0/2.61):5′−AAGCTT−3′ P2(0.02):5′−ATCGAT−3′ P3(0.29):5′−GTCGAC−3′ P4(1.01):5′−GTCGAC−3′ P5(1.64):5′−AAGCTT−3′ P6(1.65):5′−AGATCT−3′] 8 他の生物中において、その少くとも一部がメ
チル化されたことを特徴とする特許請求の範囲第
7項記載のハイブリツドDNA。 9 他の生物が大腸菌である特許請求の範囲第8
項記載のハイブリツドDNA。 10 in vitroで二本鎖化された特許請求の範囲
第7項記載のハイブリツドDNA。
[Claims] 1. Single strand of bean golden mosaic virus
The DNA is at least partially double-stranded DNA, and is a mono- to trimeric DNA of the DNA represented by the genetic map of Ib' below. [Here, the base sequence of one strand of the double strands of P 1 to P 6 is as follows. P 1 (0.0/2.61): 5′−AAGCTT−3′ P 2 (0.02): 5′−ATCGAT−3′ P 3 (0.29): 5′−GTCGAC−3′ P 4 (1.01): 5′− GTCGAC−3′ P 5 (1.64):5′−AAGCTT−3′ P 6 (1.65):5′−AGATCT−3′] 2 Characterized by being at least partially methylated in other organisms Claim No. 1
DNA described in section. 3 Claim 2 in which the other organism is E. coli
DNA described in section. 4. The DNA according to claim 1, which has been double-stranded in vitro. 5. The DNA according to claim 1, which has been double-stranded in vivo. 6. The DNA according to claim 1, which is a monomer. 7 Bean golden mosaic virus single strand
The DNA is at least partially double-stranded DNA, and the DNA represented by the genetic map Ib′ below is cleaved with a restriction enzyme, and the vector DNA for other organisms is
or a hybrid combined with a third DNA
DNA. [Here, the base sequence of one strand of the double strands of P 1 to P 6 is as follows. P 1 (0.0/2.61): 5′−AAGCTT−3′ P 2 (0.02): 5′−ATCGAT−3′ P 3 (0.29): 5′−GTCGAC−3′ P 4 (1.01): 5′− GTCGAC−3′ P 5 (1.64):5′−AAGCTT−3′ P 6 (1.65):5′−AGATCT−3′] 8 In other organisms, at least a portion of it has been methylated. The hybrid DNA according to claim 7 characterized by: 9 Claim 8 in which the other organism is E. coli
Hybrid DNA as described in Section. 10. The hybrid DNA according to claim 7, which has been double-stranded in vitro.
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