JPH0678777A - New vector derived from cyanobacteria - Google Patents

New vector derived from cyanobacteria

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JPH0678777A
JPH0678777A JP27476892A JP27476892A JPH0678777A JP H0678777 A JPH0678777 A JP H0678777A JP 27476892 A JP27476892 A JP 27476892A JP 27476892 A JP27476892 A JP 27476892A JP H0678777 A JPH0678777 A JP H0678777A
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JP
Japan
Prior art keywords
plasmid
dna
cyanobacteria
replication
dna sequence
Prior art date
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Application number
JP27476892A
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Japanese (ja)
Inventor
Masataka Kiyohara
正高 清原
Masaaki Sugimoto
正昭 杉本
Hideo Akiyama
英雄 秋山
Shozo Kanai
正三 金井
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Kansai Electric Power Co Inc
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a DNA sequence useful for surely and readily introducing another biological gene into a bacterium of the genus Cyanobacteria. CONSTITUTION:The objective DNA sequence of the formula or DNA sequence capable of manifesting the activity of a genetic region related to the replication substantial equal to that is provided. A DNA is recovered from a cultured microbial cell of Cyanobacteria PCC7002 to afford the whole plasmid by precipitating treatment with ethanol. The resultant whole plasmid is then separated into each plasmid fraction by the agarose gel electrophoresis and the objective plasmid pAQ1 is obtained from a DNA band corresponding to about 4 kilo base pairs. In order to determine the whole base sequence thereof, the plasmid pAQ1 cleaved in a restriction enzyme HindIII site is used to construct a shuttle vector and the DNA fragments derived from the plasmid pAQ1 are obtained in a large amount.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シアノバクテリアPC
C7002(シアノバクテリア、Agmenellum
quadruplicatum PR−6)の内在性
プラスミドpAQ1の全塩基配列を決定し、それから誘
導され複製に関与する遺伝子領域を実質的にその活性を
保持したまま有するDNA、そのDNAを含有してなる
発現ベクターおよびその発現ベクターで形質転換せしめ
られた形質転換体に関する。本発明は、上記シアノバク
テリアPCC7002の内在性プラスミドpAQ1由来
の複製に関与する遺伝子領域をコードしているDNAを
利用することおよびそれを利用して得られた生産物にも
関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a cyanobacterial PC.
C7002 (Cyanobacteria, Agmenellum
quadruplicatum PR-6) determining the entire nucleotide sequence of the endogenous plasmid pAQ1 and DNA derived therefrom, which has a gene region involved in replication substantially retaining its activity, an expression vector comprising the DNA, and The present invention relates to a transformant transformed with the expression vector. The present invention also relates to the use of a DNA encoding a gene region involved in replication derived from the endogenous plasmid pAQ1 of the above-mentioned cyanobacterial PCC7002, and a product obtained by using the DNA.

【0002】[0002]

【従来の技術】タンパク質は生命の維持に重要な役割を
果たしていることが知られており、その機能の有効的な
利用は人類にとって大きな意義を有していると考えられ
ている。このような観点に立って、様々な技術開発が成
されてきているが、このような技術のうち近年遺伝子操
作技術の進歩を利用した動物細胞、植物細胞、あるいは
微生物、特には大腸菌等を用いてのタンパク質の合成を
含めた応用技術は注目されてきている。しかしながら、
同時にそれに伴う様々な問題点、例えば経済的あるいは
効率面等の問題点も生じてきている。また、ここ数年の
地球温暖化の原因の一つとして大気中の二酸化炭素濃度
の上昇が指摘されている。この二酸化炭素を回収する方
法の一つとして、シアノバクテリア菌の持つ光合成、す
なわち太陽エネルギーによって二酸化炭素と水から酸素
と糖等の有機物を合成する反応を利用する方法が注目さ
れてきている。シアノバクテリアは、高等植物と同様の
光合成を行う原核生物である。しかし、原核生物は高等
植物より生育が早く、微量の金属イオンや硝酸イオンの
存在下で容易に培養できるため、大気中の二酸化炭素利
用の上でより経済的且つ効率的である。しかも、シアノ
バクテリアの遺伝子翻訳機構は基本的に大腸菌の機構と
類似していると推察されており、大腸菌における異種タ
ンパク質合成技術を生かせると考えられている。このよ
うな利点が推測されるにもかかわらず、シアノバクテリ
アにおける異種タンパク質合成に必要な宿主−ベクター
系の構築はほとんど行われていないのが実情である。こ
のようなシアノバクテリア菌の一種シアノバクテリアP
CC7002には、少なくとも複数のプラスミドが存在
しており、そのうちには最小のプラスミドがあることが
知られている(T.M.Robert, et a
l.,Cell,9,551−557(1976))。
2. Description of the Related Art It is known that proteins play an important role in sustaining life, and effective utilization of their functions is considered to have great significance for human beings. From this point of view, various technological developments have been made. Among these techniques, animal cells, plant cells, or microorganisms, particularly Escherichia coli, which utilize the progress of gene manipulation technology in recent years are used. Applied technologies including the synthesis of all proteins have been attracting attention. However,
At the same time, various problems associated with it, such as economic and efficiency problems, are occurring. Also, it has been pointed out that the increase of carbon dioxide concentration in the atmosphere is one of the causes of global warming in recent years. As one of the methods for recovering carbon dioxide, attention has been paid to a method utilizing photosynthesis of cyanobacteria, that is, a reaction of synthesizing oxygen and an organic substance such as sugar from carbon dioxide and water by solar energy. Cyanobacteria are prokaryotes that perform photosynthesis similar to higher plants. However, prokaryotes grow faster than higher plants and can be easily cultured in the presence of trace amounts of metal ions and nitrate ions, and thus are more economical and efficient in utilizing carbon dioxide in the atmosphere. Moreover, it is presumed that the gene translation mechanism of cyanobacteria is basically similar to that of Escherichia coli, and it is considered that the heterologous protein synthesis technology in Escherichia coli can be utilized. Despite the speculation of such advantages, the fact is that the host-vector system necessary for heterologous protein synthesis in cyanobacteria has hardly been constructed. A kind of cyanobacteria such as cyanobacteria P
It is known that CC7002 has at least a plurality of plasmids, among which the smallest plasmid is present (TM Robert, et a.
l. , Cell, 9, 551-557 (1976)).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとしている課題】シアノバクテリア
PCC7002には、少なくとも6種類のプラスミドが
あるが、そのうち内在性プラスミドpAQ1は最小のプ
ラスミドであるので、このプラスミドを基にシアノバク
テリアにおける異種タンパク質合成に必要な宿主−ベク
ター系を構築すべく研究を進めた。本発明は、シアノバ
クテリアに他生物遺伝子をより確実に且つより容易に導
入するための手段を開発することを目的としている。特
には、その目的のためにシアノバクテリアPCC700
2にある内在性プラスミドpAQ1の全塩基配列を解析
し、遺伝子操作技術を利用しての異種タンパク質合成に
必要な宿主−ベクター系の開発に資するところの複製に
関与する遺伝子領域を実質的にその活性を保持したまま
有するDNA、そのDNAを含有してなる発現ベクター
およびその発現ベクターで形質転換せしめられた形質転
換体を開発することにある。
Cyanobacteria PCC7002 has at least 6 types of plasmids. Of these, the endogenous plasmid pAQ1 is the smallest plasmid, and is required for the heterologous protein synthesis in cyanobacteria based on this plasmid. The research was advanced to construct a new host-vector system. The present invention aims to develop means for more reliably and easily introducing a gene of another organism into cyanobacteria. In particular, for that purpose the cyanobacterial PCC700
The entire nucleotide sequence of the endogenous plasmid pAQ1 in 2 is analyzed, and the gene region involved in replication, which contributes to the development of a host-vector system necessary for heterologous protein synthesis using genetic engineering techniques, is It is to develop a DNA having an activity, an expression vector containing the DNA, and a transformant transformed with the expression vector.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、シアノ
バクテリアPCC7002の内在性プラスミドpAQ1
の全塩基配列が決定され、その解析から複製に関与する
遺伝子領域を実質的にその活性を保持したまま有すると
ころのDNA配列を解明し、更にはその複製に関与する
遺伝子領域を実質的に活性なまま保持したDNA配列を
有する発現ベクターが提供される。本発明によれば、特
に配列表の配列番号2で示されるDNA配列またはそれ
と実質的に同等の複製に関与する遺伝子領域の活性を示
すDNA配列が提供され、そしてその配列番号2で示さ
れるDNA配列またはそれと実質的に同等の複製に関与
する遺伝子領域の活性を示すDNA配列を含有すること
を特徴とする発現ベクターが開発提供せしめられ、その
発現ベクターで形質転換せしめられた形質転換体が提供
せられる。特に、本発明によれば、大腸菌またはシアノ
バクテリア菌を宿主細胞として用いて遺伝子操作技術を
行う改良された技術が提供される。また、本発明によれ
ば、配列番号3で示されるアミノ酸配列を有するタンパ
ク質またはそれと実質的に同等の複製に関与する活性を
示すタンパク質を用いた遺伝子複製の制御手段が提供さ
れる。
According to the present invention, the endogenous plasmid pAQ1 of the cyanobacterial PCC7002.
Of the whole nucleotide sequence of Escherichia coli was determined, and from its analysis, the DNA sequence having the gene region involved in replication substantially retained its activity was elucidated, and the gene region involved in replication was substantially activated. An expression vector is provided that has the DNA sequence retained intact. According to the present invention, there is particularly provided a DNA sequence represented by SEQ ID NO: 2 in the sequence listing or a DNA sequence exhibiting the activity of a gene region involved in replication substantially equivalent thereto, and the DNA sequence represented by SEQ ID NO: 2 An expression vector characterized by containing a sequence or a DNA sequence showing the activity of a gene region involved in replication substantially equivalent thereto has been developed and provided, and a transformant transformed with the expression vector is provided. Sent. In particular, the present invention provides improved techniques for performing genetic engineering techniques using E. coli or cyanobacteria as host cells. Further, according to the present invention, there is provided a means for controlling gene replication using a protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 or a protein having an activity equivalent to replication substantially equivalent thereto.

【0005】本発明におけるシアノバクテリアPCC7
002の内在性プラスミドpAQ1の全塩基配列を決定
するにあたっては、先ずシアノバクテリアPCC700
2を通常の方法で培養増殖したのち得られた菌体から、
DNAを回収し、次いでエタノール沈澱処理を施して全
プラスミドを得たのち、これをアガロースゲル電気泳動
にかけて各プラスミド画分に分離する。約4キロ塩基対
に相当するDNAバンドより、目的とするプラスミドp
AQ1を得る。こうして得られたプラスミドpAQ1の
全塩基配列を決定するために、プラスミドpAQ1の制
限酵素HindIIIサイトで開裂したものを用いてシ
ャトルベクターを構築し、プラスミドpAQ1から誘導
されたDNA断片を大量に調製する。ここで、このシャ
トルベクターを構築するのに適したプラスミドとしては
大腸菌由来のプラスミドが挙げられ、例えば、pUC
系、M13系等のプラスミドが挙げられる。プラスミド
pAQ1に相当するDNA断片の全塩基配列を決定する
ために、大量に調製されたシャトルベクターを適当な制
限酵素で消化したのち、エキソヌクレアーゼを用いるデ
ィレーションミュータント法により塩基配列を解析し
た。以上の操作によってもその塩基配列の決定のできな
い領域については、直接プラスミドpAQ1の+鎖及び
−鎖をプライマーを用いて合成後、解析しその塩基配列
を決定した。こうして得られたプラスミドpAQ1の全
塩基配列は、配列番号1で示され、プラスミドpAQ1
は、4,809塩基対からなるDNA配列を有してい
る。プラスミドpAQ1を利用するにあたっては、制限
酵素HindIIIでもってプラスミドpAQ1を開裂
せしめることが不可欠であるので、先ず制限酵素Hin
dIIIでもってプラスミドpAQ1を開裂せしめ、そ
のプラスミドから得られた断片についてクローニングを
行った。
Cyanobacteria PCC7 in the present invention
To determine the entire nucleotide sequence of the endogenous plasmid pAQ1 of 002, first the cyanobacterial PCC700
From the bacterial cells obtained after culturing and growing 2 in the usual manner,
The DNA is recovered and then subjected to ethanol precipitation to obtain all plasmids, which are then subjected to agarose gel electrophoresis to separate each plasmid fraction. From the DNA band corresponding to about 4 kilobase pairs, the desired plasmid p
Get AQ1. To determine the entire nucleotide sequence of plasmid PAQ1 thus obtained, to construct a shuttle vector using those cleaved with restriction enzyme Hin dIII site of plasmid PAQ1, to prepare a DNA fragment derived from plasmid PAQ1 large amount . Here, as a plasmid suitable for constructing this shuttle vector, a plasmid derived from Escherichia coli can be mentioned, for example, pUC
System, M13 system and the like plasmids. In order to determine the entire base sequence of the DNA fragment corresponding to the plasmid pAQ1, the shuttle vector prepared in large quantity was digested with an appropriate restriction enzyme, and then the base sequence was analyzed by the dilation mutant method using exonuclease. Regarding the region whose base sequence cannot be determined by the above operation, the + chain and − chain of the plasmid pAQ1 were directly synthesized using the primers and analyzed to determine the base sequence. The entire nucleotide sequence of the plasmid pAQ1 thus obtained is shown in SEQ ID NO: 1, and the plasmid pAQ1
Has a DNA sequence consisting of 4,809 base pairs. Since when utilizing a plasmid pAQ1, it is essential to allowed to cleave the plasmid pAQ1 with the restriction enzyme Hin dIII, first restriction enzyme Hin
The plasmid pAQ1 was cleaved with dIII, and the fragment obtained from the plasmid was cloned.

【0006】プラスミドpAQ1には、少なくとも3種
のタンパク質コード領域の存在が解析の結果予測され、
その3種のタンパク質コード領域をそれぞれ欠いたプラ
スミドをそれぞれ用いてシャトルベクターを構築し、大
腸菌等を用いて各クローンを調製し、次にシアノバクテ
リアPCC7002における形質転換効率を指標に各ク
ローンの複製効率について検討を加える。なお、プラス
ミドpAQ1について得られた全DNA塩基配列情報か
ら制限酵素HindIIIサイトは、そのうちの一つの
タンパク質コード領域を切断していることが推測される
が、この制限酵素HindIIIでもってプラスミドp
AQ1を開裂せしめることは、プラスミドpAQ1を利
用するにあたっては不可欠であるので、それが複製に関
与する遺伝子領域に悪影響を与えるなどのことに関与し
ているか否かは特にその解析にあたり重要な問題であ
る。この解析の結果、2832塩基からなる遺伝子領域
が複製に関与することを見出すと共にこの遺伝子領域は
制限酵素HindIIIにより開裂されることから、こ
の複製に関与する遺伝子領域を実質的に活性なまま保持
したDNA配列を構築することが必要であることを見出
した。次にこうして構築された複製に関与する遺伝子領
域を実質的に活性なまま保持したDNA配列を有する発
現ベクターを開発すべく、上記シャトルベクター及びプ
ラスミドpAQ1を適当な制限酵素で切断するととも
に、得られたDNA断片を用い、更に必要に応じて塩基
を付加して新たなシャトルベクターを構築し、シアノバ
クテリアPCC7002における形質転換効率を指標に
複製効率について検討を加えながら複製に関与する遺伝
子領域を実質的に活性なまま保持したDNA配列を有す
るシャトルベクターを構築する。このシャトルベクター
を構築するのに適したプラスミドとしては大腸菌由来の
プラスミドが挙げられ、例えば、pUC系、M13系等
のプラスミドが挙げられる。こうしてシアノバクテリア
PCC7002の内在性プラスミドpAQ1由来であっ
て複製に関与する遺伝子領域を実質的にその活性を保持
したまま有するところのDNA配列を含有する発現ベク
ターが構築される。なお、シアノバクテリアPCC70
02を形質転換するにあたっては、通常の方法が利用で
きるが、例えば、J.S.Buzby,et al.,
Science,230,805−807(1985)
に記載された方法に従って行うことができる。
The presence of at least three protein coding regions in the plasmid pAQ1 was predicted as a result of analysis,
A shuttle vector was constructed using each of the plasmids lacking the three types of protein coding regions, and each clone was prepared using Escherichia coli or the like. Then, the replication efficiency of each clone was used with the transformation efficiency in cyanobacteria PCC7002 as an index. Add consideration. Note that limiting the total DNA sequence information obtained for plasmid pAQ1 enzyme Hin dIII site, but it is estimated that by cutting the single protein coding region of which, with this restriction enzyme Hin dIII plasmid p
Cleavage of AQ1 is indispensable for using plasmid pAQ1. Therefore, whether or not it is involved in adversely affecting the gene region involved in replication is an important issue in the analysis. is there. The result of this analysis, the holding since the gene region with finding that the gene region consisting 2832 bases are involved in replication that is cleaved by the restriction enzyme Hin dIII, a region of the gene involved in the replication substantially active remains We found that it was necessary to construct the DNA sequence described. Next, in order to develop an expression vector having a DNA sequence having a gene region involved in replication constructed in such a manner that it remains substantially active, the shuttle vector and the plasmid pAQ1 were cleaved with appropriate restriction enzymes and obtained. A new shuttle vector is constructed by using the DNA fragment obtained by further adding bases as necessary, and the gene region involved in replication is substantially examined while examining the replication efficiency with the transformation efficiency in the cyanobacteria PCC7002 as an index. A shuttle vector is constructed with the DNA sequence retained in the active state. Suitable plasmids for constructing this shuttle vector include Escherichia coli-derived plasmids, for example, pUC and M13 plasmids. Thus, an expression vector containing a DNA sequence derived from the endogenous plasmid pAQ1 of Cyanobacteria PCC7002 and having a gene region involved in replication substantially while retaining its activity is constructed. In addition, cyanobacteria PCC70
A usual method can be used to transform E. 02. S. Buzby, et al. ,
Science, 230, 805-807 (1985).
Can be performed according to the method described in.

【0007】本発明によれば、特に配列表の配列番号2
で示されるDNA配列またはそれと実質的に同等の複製
に関与する遺伝子領域の活性を示すDNA配列が構築さ
れ、そしてその配列番号2で示されるDNA配列または
それと実質的に同等の複製に関与する遺伝子領域の活性
を示すDNA配列を含有することを特徴とする発現ベク
ターが開発提供せしめられ、その発現ベクターで形質転
換せしめられた形質転換体が提供せられる。特に、本発
明によれば、大腸菌またはシアノバクテリア菌を宿主細
胞として用いて遺伝子操作技術を行う改良技術が提供さ
れる。配列番号2で示されるDNA配列は、制限酵素
HindIIIにより開裂されているタンパク質コード
領域ORF1(オープン リーディングフレーム 1)
をそれぞれ部分的に含むシャトルベクターから、適当な
制限酵素を用いて当該DNA配列部分を切り出し、適当
な修飾を加えて構築される。こうして得られた配列番号
2で示されるDNA配列は、その機能を実質的に有する
かぎりそこに含まれる塩基を置換したり、付加したり、
あるいは欠失させたりしてその配列以外のものに改変す
ることが可能である。このような改変法としては、適当
な制限酵素及びDNA合成酵素、リガーゼを用いる方
法、オリゴヌクレオチド指定変異法(oligonuc
leotide directed mutagene
sis)として知られた方法、例えばM. Smith
及びS. Gillam 「Genetic Eng
ineering (J. K.Setlow 及び
A. Hollaender eds.), Vol,
3, P.1(1981)、Methods in E
nzymology,Vol. 153−155(19
87年),Academic Press, CA
に記載のものあるいはそのうちに引用された文献に記載
のものなど、化学的修飾法等が挙げられる。そしてこう
して得られたDNA配列は配列番号2で示されるDNA
配列と実質的に同等の複製に関与する遺伝子領域の活性
を示す限り、それを含有する発現ベクターの開発に同様
にして用いることが可能である。
According to the invention, in particular SEQ ID NO: 2 of the sequence listing
A DNA sequence showing the activity of the DNA sequence shown in or a gene region involved in replication substantially equivalent thereto has been constructed, and the DNA sequence shown in SEQ ID NO: 2 or a gene involved in replication substantially equivalent thereto An expression vector characterized by containing a DNA sequence showing the activity of the region is developed and provided, and a transformant transformed with the expression vector is provided. In particular, the present invention provides an improved technique for carrying out gene manipulation techniques using Escherichia coli or cyanobacteria as host cells. The DNA sequence shown in SEQ ID NO: 2 is a restriction enzyme.
Protein coding regions have been cleaved by Hin dIII ORF1 (open reading frame 1)
It is constructed by cutting out the DNA sequence portion from the shuttle vector partially containing each of the above with an appropriate restriction enzyme and adding an appropriate modification. The DNA sequence thus obtained, which is represented by SEQ ID NO: 2, has a function of substituting or adding a base contained therein as long as it substantially has the function.
Alternatively, it can be deleted and altered to something other than the sequence. Examples of such a modification method include a method using an appropriate restriction enzyme and DNA synthase, and ligase, and an oligonucleotide-directed mutation method (oligonomic).
leotide directed mutagen
sis), for example M. Smith
And S. Gillam "Genetic Eng"
ineering (J. K. Setlow and
A. Hollaender eds. ), Vol,
3, P.P. 1 (1981), Methods in E
nzymology, Vol. 153-155 (19
1987), Academic Press, CA
Chemical modification methods such as those described in (1) or those described in the literature cited therein are cited. The DNA sequence thus obtained is the DNA shown in SEQ ID NO: 2.
As long as it shows the activity of the gene region involved in replication that is substantially equivalent to the sequence, it can be used in the same manner for the development of an expression vector containing it.

【0008】本発明の発現ベクターは、シアノバクテリ
アPCC7002の内在性プラスミドpAQ1由来であ
って複製に関与する遺伝子領域を実質的にその活性を保
持したまま有するところのDNA配列を含有するかぎり
特に制限がないし、宿主中で自律複製できるものであれ
ば特に制限がない。また、本発明の発現ベクターは、そ
の複製に関与する遺伝子領域を実質的にその活性を保持
したまま有するところのDNA配列以外の領域に塩基を
置換したり、付加したり、あるいは欠失させたりして適
当な外来遺伝子を挿入するための制限酵素部位を作るこ
とができる。このような制限酵素部位は外来遺伝子の発
現が好ましくなされるようにデザインするのがよい。特
に、本発明の発現ベクターのうち制限酵素部位として
coRI,ClaI,KpnI,SmaI,Bam
I,PstI,XbaIを有するものが挙げられ、更に
配列表の配列番号1で示されるDNA配列の第2,83
6番目近傍に制限酵素部位としてPstI,SmaI,
EcoRIを有するものが好ましい。その発現ベクター
のうちには上記DNA配列に加えて、各種の通常用いら
れる制御あるいはコントロールのための配列を有してい
てよい。このような制御あるいはコントロールのための
配列としては、プロモーター、リボソーム結合部位(例
えばSD配列)、翻訳開始部位やコドン、終止部位やコ
ドン、ターミネーターなどが挙げられる。この発現用ベ
クターのうちには、複製起源、選択マーカーなどを有し
ていてよい。この発現ベクターの選択マーカーとして
は、各種抗生物質耐性遺伝子、例えばアンピシリン耐性
遺伝子、テトラサイクリン耐性遺伝子、ネオマイシン耐
性遺伝子等が挙げられる。またこれらのものは、各種バ
クテリア由来のもの、バクテリオファージ由来のもの、
昆虫や哺乳動物細胞をふくむ動物ウイルス由来の各種の
通常用いられる制御あるいはコントロールのための配列
を有していてよい。制御あるいはコントロールのための
配列としては、各種ウイルスベクター、各種プラスミド
ベクター、コスミドベクター、シャトルベクター等で用
いられているものが挙げられる。これらベクターとして
は、大腸菌、特にEK型プラスミドベクター、λgtタ
イプファージベクター、シアノバクテリア菌由来のベク
ター等があげられる。上記ベクターで利用できるプロモ
ーターとしては、宿主中で発現できるように働くもので
あれば特に制限なく使用できるがトリプトファン(tr
p)プロモーター、ラクトース(lac)プロモータ
ー、トリプトファン・ラクトース(tac)プロモータ
ー、バクテリオファージ由来のラムダ(λ)PLプロモ
ーター、N−遺伝子リボゾーム結合部位プロモーター、
SP01プロモーター、SP02プロモーター、GAP
プロモーター、PGKプロモーター、SV40プロモー
ター、HSV1 TKプロモーター等の各種の当業者に
良く知られたものが本発明の目的に反しないかぎり使用
できる。これらの遺伝子制御配列は、適宜それらを組み
合わせたり、あるいは化学的に修飾したりしてベクター
に組み込んで、外来遺伝子をコードする塩基配列を含む
cDNA発現用のベクター構築に用いることができる。
例えば、翻訳開始コドンATG及び終止コドンTAA、
TGA、あるいはTAGを本発明のcDNAの遺伝子制
御配列として含んでいてよく、それらは一つ以上組み合
わせたり、他のコドンと組み合わせて配列されていてよ
い。
The expression vector of the present invention is not particularly limited as long as it contains a DNA sequence derived from the endogenous plasmid pAQ1 of the cyanobacteria PCC7002 and having a gene region involved in replication while substantially retaining its activity. There is no particular limitation as long as it is capable of autonomous replication in the host. In addition, the expression vector of the present invention may have bases substituted, added, or deleted in a region other than a DNA sequence in which a gene region involved in its replication is substantially retained while retaining its activity. Thus creating restriction enzyme sites for inserting appropriate foreign genes. Such restriction enzyme sites should be designed so that the expression of the foreign gene can be favorably performed. In particular, E as the restriction enzyme site in the expression vector of the present invention
co RI, Cla I, Kpn I, Sma I, Bam H
I, Pst I, and Xba I are included, and the second and third DNA sequences shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing are also included.
Pst I, Sma I, and
Those with Eco RI are preferred. The expression vector may have various commonly used control sequences or control sequences in addition to the above DNA sequences. Examples of such a control or sequence for control include a promoter, a ribosome binding site (for example, SD sequence), a translation initiation site and a codon, a termination site and a codon, a terminator and the like. The expression vector may have an origin of replication, a selection marker and the like. Examples of selectable markers for this expression vector include various antibiotic resistance genes such as ampicillin resistance gene, tetracycline resistance gene and neomycin resistance gene. In addition, these are derived from various bacteria, derived from bacteriophage,
It may have various commonly used control sequences or control sequences derived from animal viruses including insect and mammalian cells. Examples of the control or sequences for control include those used in various viral vectors, various plasmid vectors, cosmid vectors, shuttle vectors and the like. Examples of these vectors include Escherichia coli, particularly EK type plasmid vector, λgt type phage vector, and cyanobacteria-derived vector. The promoter that can be used in the above vector can be used without particular limitation as long as it can be expressed in a host, but tryptophan (tr
p) promoter, lactose (lac) promoter, tryptophan lactose (tac) promoter, bacteriophage-derived lambda (λ) PL promoter, N-gene ribosome binding site promoter,
SP01 promoter, SP02 promoter, GAP
A variety of promoters, PGK promoters, SV40 promoters, HSV1 TK promoters and the like, which are well known to those skilled in the art, can be used as long as they are not against the object of the present invention. These gene control sequences can be used in the construction of a vector for expressing a cDNA containing a nucleotide sequence encoding a foreign gene by appropriately combining them or chemically modifying them and incorporating them into a vector.
For example, the translation initiation codon ATG and the termination codon TAA,
TGA or TAG may be contained as a gene control sequence of the cDNA of the present invention, and they may be arranged in combination of one or more or in combination with other codons.

【0009】本発明の発現ベクターは、これを適当な宿
主、特に宿主細胞に通常知られた方法に従って導入し
て、その宿主細胞を形質転換させ、次にそのようにして
形質転換された宿主細胞を培養等の方法により増殖させ
ること等により、大量に形質転換体と呼ばれる該外来遺
伝子を有し、それがコードするタンパク質産生能を有す
る細胞を得ることができる。ここで使用される宿主、特
に宿主細胞としては、大腸菌あるいはシアノバクテリア
菌等のグラム陰性細菌が好適に使用できる。上記宿主へ
の本発明の遺伝子発現ベクターの導入法としては、通常
遺伝子組換え技術の分野で使用せられている方法を用い
ることができ、例えばコンピテント細胞と上記ベクター
とを混合したり、細胞をプロトプラスト化したのち、上
記ベクターを担体に結合させて取り込ませるか、あるい
はリン酸カルシウム共沈法、電気パルス法、ウイルスベ
クター法、マイクロインジェクション法等を用いて行う
ことができる。このようにして得られた形質転換体は、
その外来遺伝子の発現を抑制した状態で増殖したのち、
該遺伝子の発現を誘導することもできる。この形質転換
体の増殖あるいは培養は、通常の各種の細胞培養用培地
を用いて行うことができ、そのようなものとしては、例
えば炭素源、窒素源、ビタミン、アミノ酸、核酸塩基、
無機塩などを含有し、適宜肉汁、ペプトン、カザミノ
酸、酵母エキス、魚肉エキス、バレイショ、麦芽汁、抗
生物質などを加えたものがあげられるが、好適な培地は
一般に広く市販されているものを使用してそれをそのま
まあるいは適当に改変して用いることができる。上記形
質転換体の増殖又は培養にあたっては、該形質転換体の
生育に適したpH、温度、通気、攪拌、光(照度)、二
酸化炭素濃度、培地交換の頻度等の条件は、実験等によ
り適宜決定することができる。
The expression vector of the present invention is introduced into a suitable host, particularly a host cell, according to a commonly known method to transform the host cell, and then the host cell thus transformed. By proliferating by using a method such as culture, cells having a large amount of the foreign gene called a transformant and having the ability to produce the protein encoded by it can be obtained. Gram-negative bacteria such as Escherichia coli or cyanobacteria can be preferably used as the host, particularly the host cell used here. As a method for introducing the gene expression vector of the present invention into the above-mentioned host, a method usually used in the field of gene recombination technology can be used, for example, mixing competent cells with the above vector, or Can be carried out by binding the vector to a carrier after incorporation into a protoplast, or by using calcium phosphate coprecipitation method, electric pulse method, virus vector method, microinjection method or the like. The transformant thus obtained is
After proliferating with the expression of the foreign gene suppressed,
It is also possible to induce expression of the gene. Proliferation or culture of this transformant can be carried out using various ordinary cell culture media, such as, for example, carbon sources, nitrogen sources, vitamins, amino acids, nucleobases,
Including inorganic salts and the like, as appropriate meat juice, peptone, casamino acid, yeast extract, fish meat extract, potato, wort, those added with antibiotics, suitable medium is generally widely commercially available. It can be used as it is or after being modified appropriately. In growing or culturing the above transformant, conditions suitable for growth of the transformant such as pH, temperature, aeration, stirring, light (illuminance), carbon dioxide concentration, and frequency of medium exchange are appropriately determined by experiments or the like. You can decide.

【0010】上記形質転換体を増殖又は培養することに
より、あるいは該遺伝子の発現を誘導することにより産
生された本発明の遺伝子発現ベクター中の外来遺伝子発
現に基づくタンパク質は、通常の操作により分離採取す
ることができる。この分離採取法としては、例えば細胞
の超音波破砕、機械的破砕、凍結及び融解による方法、
浸透圧ショック等による方法のほか、培養上清から、例
えばタンパク質沈澱剤を用いて沈澱処理する等して分離
する方法などがあげられる。上記の分離方法に加えて、
更に目的とするタンパク質は、その物理学的性質や化学
的性質を利用して、一般に広く採用されている各種分離
精製方法を適用して精製をすることができる。このよう
な分離精製方法としては、ホモジュナイザー、超音波細
胞破砕等による可溶化処理、各種塩類を含んだ緩衝液に
よる抽出処理、酸またはアルカリによる可溶化あるいは
沈澱処理、さらには有機溶媒による抽出あるいは沈澱処
理、硫安等の蛋白沈澱剤を用いる塩析、透析、メンブレ
ンフィルターなどを用いた限外濾過、ゲル濾過クロマト
グラフィー、吸着クロマトグラフィー、イオン交換クロ
マトグラフィー、逆相クロマトグラフィー、向流分配ク
ロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフィー、
高速液体クロマトグラフィー、等電点あるいはゲル電気
泳動などがあげられ、それらは単独あるいは適宜組み合
わせて用いられる。さらにまた、上記したような形質転
換体から採取された蛋白質は、必要に応じ適当な変性、
再生処理等、例えば、グアニジン溶液で処理後透析する
などの、当該分野で知られた方法で、その活性なものと
することができる。その変成方法としては、ジチオスレ
イトールなどによる還元法を利用し、透析するなどして
行うことが出来る。 上記のようにして精製分離して得
られたタンパク質は、塩酸等の酸、ペプシン、キモトリ
プシン、カルボキシペプチダーゼ等のタンパク質分解酵
素等で加水分解した後、得られたペプチド断片をイオン
交換クロマトグラフィー等のクロマトグラフィーにかけ
て、そのアミノ酸組成を分析すると共にそのアミノ酸配
列を決定することができる。このようなタンパク質のア
ミノ酸組成の分析法をより詳しく説明すると、まず精製
された該外来タンパク質を塩酸で加水分解した後、フェ
ニルイソチオシアネート(PITC)を反応させてアミ
ノ酸をそれぞれ対応するフェニルチオカルバミル誘導体
に変換し、それを逆相高速液体クロマトグラフィーにか
けて定量する方法(PITC法)があげられる。また、
本発明によれば、配列番号3で示されるアミノ酸配列を
有するタンパク質またはそれと実質的に同等の複製に関
与する活性を示すタンパク質を用いた遺伝子複製の制御
手段が提供される。このタンパク質類は、上記遺伝子発
現ベクター中の外来遺伝子発現に基づくタンパク質と同
様に処理することができる。上記遺伝子組換え技術に用
いられる方法は、T.Maniatis,et a
l.,Molecular Cloning.Cold
Spring Harbor Laborator
y.New York.1982)に記載された方法あ
るいはそこに引用された文献に記載された方法、更には
それらを適宜改変した方法によって行うことができる
が、本発明の目的作用効果を果たす範囲内で適宜改変し
て適用することも許容される。
The protein based on the expression of the foreign gene in the gene expression vector of the present invention produced by growing or culturing the above transformant or by inducing the expression of the gene is separated and collected by a usual operation. can do. Examples of this separation and collection method include ultrasonic crushing of cells, mechanical crushing, freezing and thawing,
In addition to a method using osmotic shock, a method of separating from the culture supernatant by, for example, precipitating using a protein precipitating agent and the like can be mentioned. In addition to the above separation method,
Further, the target protein can be purified by utilizing various separation and purification methods that are generally widely used by utilizing its physical properties and chemical properties. Such separation and purification methods include solubilization treatment by homogenizer, ultrasonic cell disruption, extraction treatment with buffer containing various salts, solubilization or precipitation treatment with acid or alkali, and extraction with organic solvent. Alternatively, precipitation treatment, salting out using a protein precipitating agent such as ammonium sulfate, dialysis, ultrafiltration using a membrane filter, gel filtration chromatography, adsorption chromatography, ion exchange chromatography, reverse phase chromatography, countercurrent distribution chromatography. Chromatography, affinity chromatography,
Examples include high performance liquid chromatography, isoelectric point and gel electrophoresis, which may be used alone or in appropriate combination. Furthermore, the protein collected from the transformant as described above may be appropriately denatured, if necessary.
It can be made active by a method known in the art, such as a regeneration treatment, for example, a treatment with a guanidine solution and then dialysis. As the modification method, a reduction method using dithiothreitol or the like can be used and dialysis can be performed. The protein obtained by purification and separation as described above is hydrolyzed with an acid such as hydrochloric acid, pepsin, chymotrypsin, a protease such as carboxypeptidase, etc., and the obtained peptide fragment is subjected to ion exchange chromatography or the like. It can be subjected to chromatography to analyze its amino acid composition and to determine its amino acid sequence. The method for analyzing the amino acid composition of such a protein will be described in more detail. First, the purified foreign protein is hydrolyzed with hydrochloric acid, and then phenylisothiocyanate (PITC) is reacted to convert the amino acid to the corresponding phenylthiocarbamyl. A method (PITC method) of converting to a derivative and quantifying it by reverse phase high performance liquid chromatography can be mentioned. Also,
According to the present invention, there is provided a means for controlling gene replication using a protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 or a protein exhibiting replication-related activity that is substantially equivalent thereto. This protein can be treated in the same manner as the protein based on the expression of a foreign gene in the gene expression vector. The method used for the above gene recombination technology is described in T.W. Maniatis, et a
l. , Molecular Cloning. Cold
Spring Harbor Laborator
y. New York. 1982) or the methods described in the documents cited therein, and the methods obtained by appropriately modifying them, but they may be appropriately modified within the scope of achieving the intended effects of the present invention. It is also acceptable to apply.

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0011】実施例1.内在性プラスミドpAQ1の調
製 シアノバクテリアPCC7002湿菌体0.1gを2回
凍結融解処理(−85℃、15分放置→37℃、15分
放置)後、リゾチーム(5mg/ml)を含む25mM
Tris(pH8.0)、50mM グルコース、1
0mM EDTA溶液1mlに懸濁した。室温で30分
間放置後、0.1% ドデシル硫酸ナトリウム、0.2
N NaOH溶液2mlを加えて氷中で5分間放置し
た。次に3M 酢酸カリウム溶液1.5mlを加えて氷
中で5分間放置後、遠心によって上清を回収した。回収
した上清にイソプロパノール4.5ml加えて遠心する
ことによって沈澱(粗精製DNA)を回収した。沈澱を
TE溶液(50μl)に懸濁後、等量の5M酢酸アンモ
ニウムを加えて氷中で30分間放置し、遠心によって上
清を回収した。回収した上清に冷エタノール250μl
を加えて遠心を行い、さらに沈澱を70%冷エタノール
500μlで洗った。沈澱をRNase(20μg/m
l)を含むTE溶液50μlに懸濁後、37℃で30分
間放置した。さらに1/10量のProtenaseK
(1mg/ml)を加え、50℃で2時間反応させた。
反応後、エタノール沈澱によって約4μgの全プラスミ
ドを精製し、1%低融点アガロースゲル(ベゼスタ・リ
サーチ・ラボラトリー社:BRL社)電気泳動によって
各プラスミドに分離し、約4キロ塩基対にあるDNAバ
ンドを既知の方法によって精製した。約0.7μgのプ
ラスミドを精製し、1%アガロースゲル(シグマ社)電
気泳動によって単一なバンドであることを確認した。精
製したプラスミド0.1μgに対し制限酵素HindI
II(宝酒造(株))、HincII(宝酒造(株))
をそれぞれ2.5単位加えた後、37℃、1時間反応を
行った。1%アガロースゲル電気泳動を行った結果、精
製したプラスミドに制限酵素HindIIIサイトが1
箇所、制限酵素HincIIサイトが3箇所存在するこ
とが確認された。これは内在性プラスミドpAQ1に関
する文献に記載された制限酵素サイトの数と一致してい
た(J.S.Buzby,etal.,J.Bacte
riol.,154,1446−1450(198
3))。
Embodiment 1. Preparation of endogenous plasmid pAQ1 0.1 g of wet bacterial cells of cyanobacteria PCC7002 was freeze-thawed twice (-85 ° C., 15 minutes left → 37 ° C., 15 minutes left), and then 25 mM containing lysozyme (5 mg / ml)
Tris (pH 8.0), 50 mM glucose, 1
It was suspended in 1 ml of 0 mM EDTA solution. After standing at room temperature for 30 minutes, 0.1% sodium dodecyl sulfate, 0.2
2 ml of N NaOH solution was added and left in ice for 5 minutes. Next, 1.5 ml of 3M potassium acetate solution was added, and the mixture was allowed to stand in ice for 5 minutes, and then the supernatant was collected by centrifugation. 4.5 ml of isopropanol was added to the collected supernatant and the mixture was centrifuged to collect the precipitate (crude purified DNA). After suspending the precipitate in a TE solution (50 μl), an equal amount of 5M ammonium acetate was added, the mixture was allowed to stand for 30 minutes on ice, and the supernatant was recovered by centrifugation. 250 μl of cold ethanol to the collected supernatant
Was added and centrifuged, and the precipitate was washed with 500 μl of 70% cold ethanol. The precipitate was RNase (20 μg / m
After suspending in 50 μl of TE solution containing 1), the mixture was left at 37 ° C. for 30 minutes. Further 1/10 amount of Protenase K
(1 mg / ml) was added, and the mixture was reacted at 50 ° C for 2 hours.
After the reaction, about 4 μg of the entire plasmid was purified by ethanol precipitation, and each plasmid was separated by 1% low melting point agarose gel (Bezester Research Laboratory, Inc .: BRL) electrophoresis, and a DNA band at about 4 kilobase pairs was obtained. Was purified by known methods. About 0.7 µg of the plasmid was purified and confirmed to be a single band by 1% agarose gel (Sigma) electrophoresis. Restriction enzyme Hin dI was added to 0.1 μg of the purified plasmid.
II (Takara Shuzo Co., Ltd. (Ltd.)), Hin cII (Takara Shuzo Co., Ltd.)
After adding 2.5 units of each, the reaction was carried out at 37 ° C. for 1 hour. As a result of 1% agarose gel electrophoresis, the restriction enzyme Hin dIII site was 1 in the purified plasmid.
Locations, it was confirmed that the restriction enzyme Hin cII site exists three places. This was consistent with the number of restriction enzyme sites described in the literature for the endogenous plasmid pAQ1 (JS Buzby, et al., J. Bacte).
riol. , 154, 1446-1450 (198)
3)).

【0012】実施例2.シャトルベクターの構築 精製したプラスミドpAQ1(1μg)に対し制限酵素
HindIIIを10単位加え、37℃で2時間反応を
行った。同様に大腸菌由来のプラスミドpUC19(宝
酒造(株))1μgに対し制限酵素HindIIIを1
0単位加え、37℃で2時間反応を行った。それぞれ加
熱処理(70℃、15分間)後エタノール沈澱を行い、
それぞれTE溶液10μlに懸濁した(0.1μg/μ
l)。pAQ1/HindIII 0.3μgに対しp
UC19/HindIII0.01μgを加え、ライゲ
ーションキット(宝酒造(株))を用いて16℃で16
時間反応を行った。反応後エタノール沈澱を行い、TE
溶液10μlに懸濁した。DNA溶液10μlに対しJ
M109コンピテントセル(宝酒造(株))100μl
を加え、該ライゲーションキットの説明書に記載されて
いる方法にしたがって形質転換を行った。形質転換体に
ついてボイリング法(J.Sambrook,et a
l.,Molecular Cloning 2nd
edication)を用いてスクリーニングした結
果、シャトルベクターpAQJ−1およびpAQJ−2
(pAQJ−1との違いはpAQ1が逆方向に挿入され
ている)のそれぞれを確認した。
Example 2. Construction of shuttle vector Restriction enzyme for purified plasmid pAQ1 (1 μg)
The Hin dIII was added 10 units, it was carried out for 2 hours at 37 ° C.. Similarly, 1 μg of Escherichia coli-derived plasmid pUC19 (Takara Shuzo Co., Ltd.) was supplemented with 1 restriction enzyme Hin dIII.
0 unit was added and the reaction was carried out at 37 ° C. for 2 hours. After heat treatment (70 ° C, 15 minutes), ethanol precipitation was performed.
Each was suspended in 10 μl of TE solution (0.1 μg / μ
l). pAQ1 / Hin dIII 0.3μg to the p
UC19 / Hin dIII0.01μg added, 16 at 16 ° C. using a ligation kit (Takara Shuzo)
The reaction was carried out over time. After the reaction, ethanol precipitation was performed and TE
Suspended in 10 μl of solution. J for 10 μl of DNA solution
M109 competent cell (Takara Shuzo Co., Ltd.) 100 μl
Was added and transformation was performed according to the method described in the instruction manual of the ligation kit. For transformants, the boiling method (J. Sambrook, et al.
l. , Molecular Cloning 2nd
screening), the shuttle vectors pAQJ-1 and pAQJ-2
(The difference from pAQJ-1 is that pAQ1 is inserted in the opposite direction).

【0013】実施例3.シャトルベクターpAQJ−
1,pAQJ−2の大量調製 シャトルベクターpAQJ−1およびpAQJ−2のそ
れぞれを導入したJM109のコロニーを接種し、LB
培地(50μg/mlアンピシリンを含む)100ml
で37℃、一晩培養した。集菌後、アルカリ−SDS法
(J.Sambrook,et al.,Molecu
lar Cloning 2nd edicatio
n)、および塩化セシウムとエチジウムプロマイドによ
る密度勾配遠心(J.Sambrook,et a
l.,Molecular Cloning 2nd
edication)によって約100μgのプラスミ
ドDNAを調製した。
Embodiment 3. Shuttle vector pAQJ-
1. Large-scale preparation of pAQJ-2 Inoculated with JM109 colonies into which shuttle vectors pAQJ-1 and pAQJ-2 were introduced, respectively, and LB
100 ml of medium (containing 50 μg / ml ampicillin)
The cells were cultured overnight at 37 ° C. After harvesting the cells, the alkali-SDS method (J. Sambrook, et al., Molcu.
lar Cloning 2nd edition
n), and density gradient centrifugation with cesium chloride and ethidium bromide (J. Sambrook, et a.
l. , Molecular Cloning 2nd
about 100 μg of plasmid DNA was prepared by the following.

【0014】実施例4.内在性プラスミドpAQ1全塩
基配列の決定 pAQJ−1およびpAQJ−2のそれぞれ20μgに
対し制限酵素KpnI(宝酒造(株))を200単位加
え、37℃、3時間反応を行った。アガロースゲル電気
泳動によって完全消化を確認した後加熱処理(60℃、
15分間)を行い、さらに制限酵素XbaI(宝酒造
(株))を200単位加え、37℃、3時間反応を行っ
た。反応後、フェノール処理を2回行いエタノール沈澱
によってDNAを濃縮、精製した。精製したDNA(2
0μg)をそれぞれ滅菌水20μlに懸濁した(1μg
/μl)。pAQ1の塩基配列の決定には、エキソヌク
レアーゼIII(ベゼスタ・リサーチ・ラボラトリー
社:BRL社)によるディレーションミュータント法
(該キット(BRL社)の添付書類−1)を用いた。ま
たディレーションミュータントのスクリーニングには、
制限酵素PvuII(宝酒造(株))、およびSac
(宝酒造(株))を用いた。その結果pAQJ−1に関
して25クローン、PAQJ−2に関して18クローン
のディレーションミュータントを選択し、再度プラスミ
ドDNAを3mlの培養液よりアルカリ−SDS法によ
って調製した。塩基配列の決定には、pAQJ−1に関
してデュポン社の蛍光シーケンサー(GENESIS2
000)、pAQJ−2に関してアプライド・バイオシ
ステムズ社の蛍光シーケンサー(373A)を用いた。
しかしPAQJ−1に関して4箇所、PAQJ−2に関
しては3箇所塩基配列を決定できない領域が生じたた
め、計9本のプライマーを合成してpAQ1の全塩基配
列を+鎖、−鎖独立に決定した。
Example 4. Determination of complete nucleotide sequence of endogenous plasmid pAQ1 To 20 μg of each of pAQJ-1 and pAQJ-2, 200 units of a restriction enzyme Kpn I (Takara Shuzo Co., Ltd.) was added and reacted at 37 ° C. for 3 hours. After confirming complete digestion by agarose gel electrophoresis, heat treatment (60 ° C,
15 minutes), 200 units of restriction enzyme Xba I (Takara Shuzo Co., Ltd.) was further added, and the reaction was carried out at 37 ° C. for 3 hours. After the reaction, phenol treatment was performed twice, and the DNA was concentrated and purified by ethanol precipitation. Purified DNA (2
0 μg) was suspended in 20 μl of sterilized water (1 μg)
/ Μl). For the determination of the nucleotide sequence of pAQ1, the dilation mutant method (Attachment-1 of the kit (BRL)) by exonuclease III (Bezesta Research Laboratory: BRL) was used. In addition, for screening of mutation mutants,
Restriction enzymes Pvu II (Takara Shuzo Co., Ltd.) and Sac I
(Takara Shuzo Co., Ltd.) was used. As a result, 25 mutants of pAQJ-1 and 18 clones of PAQJ-2 were selected, and plasmid DNA was again prepared from 3 ml of the culture solution by the alkali-SDS method. For the determination of the base sequence, a fluorescent sequencer (GENESIS2 from DuPont) was used for pAQJ-1.
000), a fluorescent sequencer (373A) manufactured by Applied Biosystems was used for pAQJ-2.
However, since there were regions where the base sequence could not be determined at 4 positions for PAQJ-1 and at 3 positions for PAQJ-2, a total of 9 primers were synthesized and the total base sequence of pAQ1 was determined independently for the + strand and the − strand.

【0015】実施例5.複製に関与する遺伝子領域の解
析(1) pAQ1の塩基配列を解析した結果、少なくとも3種類
のタンパク質をコードしている遺伝子領域、すなわち2
832塩基からなるORF1、279塩基からなるOR
F2、156塩基からなるORF3をもつことが推察さ
れた。しかし構築したシャトルベクターpAQJ−1お
よびpAQJ−2にあるORF1は、制限酵素Hin
IIIサイトで分断されており、分断された2466塩
基からなる領域をORF1A、366塩基からなる領域
をORF1Bとした。複製に関与する遺伝子領域を決定
するため、pAQJ−2よりエキソヌクレアーゼIII
(ベゼスタ・リサーチ・ラボラトリー社:BRL社)を
用いて、ORF1Aのみが欠失しているクローン、OR
F1AおよびORF2が欠失しているクローン、そして
ORF1AとORF2とORF3が欠失しているクロー
ンをそれぞれ作製した。各クローンを用いてシアノバク
テリアPCC7002の形質転換を行った結果、ORF
1Aが欠失することによって形質転換効率が約30倍減
少し、他の領域は形質転換効率に影響を与えなかった。
なおシアノバクテリアPCC7002の形質転換方法
は、文献に記載されている方法にしたがった(J.S.
Buzby,et al.,Science,230,
805−807(1985))。
Example 5. Analysis of gene region involved in replication (1) As a result of analysis of the nucleotide sequence of pAQ1, a gene region encoding at least three kinds of proteins, that is, 2
ORF consisting of 832 bases OR consisting of 279 bases
It was inferred to have ORF3 consisting of F2 and 156 bases. But in shuttle vector pAQJ-1 and pAQJ-2 was constructed ORF1 the restriction enzyme Hin d
The region consisting of 2466 bases, which is divided at the III site, was designated as ORF1A, and the region consisting of 366 bases was designated as ORF1B. In order to determine the gene region involved in replication, exonuclease III was isolated from pAQJ-2.
(Bezesta Research Laboratory Inc .: BRL Inc.), ORF1A-only clone, OR
A clone lacking F1A and ORF2, and a clone lacking ORF1A, ORF2, and ORF3 were prepared, respectively. Transformation of cyanobacteria PCC7002 with each clone resulted in ORF
The deletion of 1A reduced the transformation efficiency by about 30 times, and other regions did not affect the transformation efficiency.
The method for transforming cyanobacteria PCC7002 was according to the method described in the literature (J.S.
Buzby, et al. , Science, 230,
805-807 (1985)).

【0016】実施例6.pAQJ−3(ORF1A/p
UC19)の構築 (1)pAQJ−2(10μg)に対し制限酵素Stu
I(宝酒造(株))を100単位加え、37℃で2時間
反応を行った。アガロースゲル電気泳動によって完全消
化を確認した後加熱処理(60℃、15分間)を行い、
さらに制限酵素EcoRI(宝酒造(株))を100単
位加え、37℃、2時間反応を行った。反応後、フェノ
ール処理を2回行いエタノール沈澱によってDNAを濃
縮、精製した。 次に制限酵素切断によって生じたOR
F1Aを含む約2.9キロ塩基対のDNA断片を1%低
融点アガロースゲル(ベゼスタ・リサーチ・ラボラトリ
ー社:BRL社)電気泳動を用いて既知の方法にしたが
って回収し、TE溶液10μlに懸濁した(0.5μg
/μl)。 (2)また大腸菌由来のプラスミドpUC19(1μ
g)に対し制限酵素HindIIIを10単位加え、3
7℃で2時間反応を行った。アガロースゲル電気泳動に
よって完全消化を確認した後、エタノール沈澱を行い滅
菌水8μlに懸濁した。さらに10倍濃度のT4 DN
Aポリメラーゼ反応液を1μl加え70℃で5分間保温
後、37℃で10分間放置した。T4 DNAポリメラ
ーゼ(宝酒造(株))を1μl(5単位)加え、37℃
で5分間反応を行うことによって制限酵素サイトの平滑
化を行った。反応後、フェノール処理、エタノール沈澱
によってDNAを精製し、さらに制限酵素EcoRI
(宝酒造(株))を10単位加え、37℃、2時間反応
を行った。反応後、エタノール沈澱を行いTE溶液10
μlに懸濁した(0.9μg/μl)。 (3)pAQJ−2/StuI、EcoRI 0.5μ
gに対しpUC19/HindIII、EcoRI
0.01μgを加え、ライゲーションキット(宝酒造
(株))を用いて16℃で16時間反応を行った。反応
後、DNA溶液12μlに対しHB101コンピテント
セル(宝酒造(株))100μlを加え、該ライゲーシ
ョンキットの説明書に記載されている方法にしたがって
形質転換を行った。ボイリング法(J.Sambroo
k,et al.,Molecular Clonin
g 2nd edication)を用いて形質転換体
よりプラスミドDNAを調製し、制限酵素EcoRI、
HindIII、PVuIIを用いてスクリーニングを
行った結果、シャトルベクターpAQJ−3を確認し
た。
Example 6. pAQJ-3 (ORF1A / p
Construction of UC19) (1) Restriction enzyme Stu for pAQJ-2 (10 μg)
100 units of I (Takara Shuzo Co., Ltd.) was added and reacted at 37 ° C. for 2 hours. After confirming complete digestion by agarose gel electrophoresis, heat treatment (60 ° C, 15 minutes) is performed,
Further, 100 units of restriction enzyme Eco RI (Takara Shuzo Co., Ltd.) was added, and the reaction was carried out at 37 ° C. for 2 hours. After the reaction, phenol treatment was performed twice, and the DNA was concentrated and purified by ethanol precipitation. Next, OR generated by restriction enzyme cleavage
A DNA fragment of about 2.9 kilobase pairs containing F1A was recovered using 1% low melting point agarose gel (Bezester Research Laboratory, Inc .: BRL) electrophoresis according to a known method, and suspended in 10 μl of TE solution. Done (0.5 μg
/ Μl). (2) Also, the plasmid pUC19 (1 μm) derived from Escherichia coli
Add 10 units of restriction enzyme Hin dIII to g), and add 3
The reaction was carried out at 7 ° C for 2 hours. After confirming complete digestion by agarose gel electrophoresis, ethanol precipitation was performed and the cells were suspended in 8 μl of sterilized water. 10 times more concentrated T4 DN
The A polymerase reaction solution (1 μl) was added and the mixture was kept at 70 ° C. for 5 minutes and then left at 37 ° C. for 10 minutes. Add 1 μl (5 units) of T4 DNA polymerase (Takara Shuzo) at 37 ° C
The restriction enzyme site was smoothed by performing the reaction for 5 minutes. After the reaction, the DNA was purified by phenol treatment and ethanol precipitation, and the restriction enzyme Eco RI was added.
10 units of Takara Shuzo Co., Ltd. was added, and the reaction was carried out at 37 ° C. for 2 hours. After the reaction, ethanol precipitation was performed and TE solution 10
The cells were suspended in μl (0.9 μg / μl). (3) pAQJ-2 / Stu I, Eco RI 0.5μ
g with respect to pUC19 / Hin dIII, Eco RI
0.01 μg was added, and the reaction was performed at 16 ° C. for 16 hours using a ligation kit (Takara Shuzo Co., Ltd.). After the reaction, 100 μl of HB101 competent cell (Takara Shuzo Co., Ltd.) was added to 12 μl of the DNA solution, and transformation was performed according to the method described in the instruction manual of the ligation kit. Boiling method (J. Sambrook
k, et al. , Molecular Clonin
plasmid DNA is prepared from the transformant by using g 2nd edition) and the restriction enzyme Eco RI,
Hin dIII, a result of screening with Pvu II, to confirm the shuttle vector pAQJ-3.

【0017】実施例7.シャトルベクターpAQJ−3
の大量調製 シャトルベクターpAQJ−3を導入したHB101の
コロニーを接種し、LB培地(50μg/mlアンピシ
リンを含む)100mlで37℃、一晩培養した。集菌
後、アルカリ−SDS法(J.Sambrook,et
al.,Molecular Cloning 2n
d edication)、および塩化セシウムとエチ
ジウムブロマイドによる密度勾配遠心(J.Sambr
ook,et al.,Molecular Clon
ing 2nd edication)によって約10
0μgのプラスミドDNAを調製した。
Embodiment 7. Shuttle vector pAQJ-3
Large-scale preparation of HB101 colonies introduced with shuttle vector pAQJ-3 were inoculated and cultured in 100 ml of LB medium (containing 50 μg / ml ampicillin) at 37 ° C. overnight. After collecting the bacteria, the alkali-SDS method (J. Sambrook, et.
al. , Molecular Cloning 2n
decimation) and density gradient centrifugation with cesium chloride and ethidium bromide (J. Sambr
ook, et al. , Molecular Clon
ing 2nd education) about 10
0 μg of plasmid DNA was prepared.

【0018】実施例8.pUC19−SH(ORF1B
/pUC19)の構築 pAQJ−2(10μg)に対し制限酵素SacI(宝
酒造(株))を100単位加え、37℃で2時間反応を
行った。アガロースゲル電気泳動によって完全消化を確
認した後加熱処理(60℃、15分間)を行い、さらに
制限酵素HindIII(宝酒造(株))を100単位
加え、37℃、2時間反応を行った。反応後、フェノー
ル処理を2回行いエタノール沈澱によってDNAを濃
縮、精製した。次に制限酵素切断によって生じたORF
1Bを含む約0.4キロ塩基対DNA断片とプラスミド
pUC19由来の約2.9キロ塩基対DNA断片を1%
低融点アガロースゲル(ベゼスタ・リサーチ・ラボラト
リー社:BRL社)電気泳動を用いて既知の方法にした
がって各々回収し、TE溶液10μlに懸濁した(約
2.9キロ塩基対DNA断片 0.5μg/μl、約
0.4キロ塩基対DNA断片 0.05μg/μl)。
約0.4キロ塩基対DNA断片 0.2μgに対しpU
C19由来の約2.9キロ塩基対DNA断片 0.02
μgを加え、ライゲーションキット(宝酒造(株))を
用いて16℃で3時間反応を行った。反応後、DNA溶
液20μlに対しJM109コンピテントセル(宝酒造
(株))100μlを加え、該キットの説明書に記載さ
れている方法にしたがって形質転換を行った。ボイリン
グ法(J.Sambrook,et al.,Mole
cular Cloning 2nd edicati
on)を用いて形質転換体よりプラスミドDNAを調製
し、制限酵素SacI、HindIIIを用いてスクリ
ーニングを行った結果、シャトルベクターpUC19−
SHを確認した。
Example 8. pUC19-SH (ORF1B
/ PUC19) Construction 100 units of the restriction enzyme Sac I (Takara Shuzo Co., Ltd.) was added to pAQJ-2 (10 μg), and the reaction was carried out at 37 ° C. for 2 hours. Heat treatment after confirming complete digestion by agarose gel electrophoresis (60 ° C., 15 minutes) is performed, further restriction enzyme Hin dIII (Takara Shuzo) was added 100 units, 37 ° C., it was carried out for 2 hours. After the reaction, phenol treatment was performed twice, and the DNA was concentrated and purified by ethanol precipitation. Next, ORF generated by restriction enzyme cleavage
1% of about 0.4 kilobase pair DNA fragment containing 1B and about 2.9 kilobase pair DNA fragment derived from plasmid pUC19.
Each was recovered by low-melting point agarose gel (Bezesta Research Laboratory, Inc .: BRL) according to a known method and suspended in 10 μl of a TE solution (about 2.9 kilobase pair DNA fragment 0.5 μg / μl, about 0.4 kilobase pair DNA fragment 0.05 μg / μl).
About 0.4 kilobase pair DNA fragment 0.2μg pU
Approximately 2.9 kilobase pair DNA fragment derived from C19 0.02
μg was added, and a reaction was performed at 16 ° C. for 3 hours using a ligation kit (Takara Shuzo Co., Ltd.). After the reaction, 100 μl of JM109 competent cell (Takara Shuzo Co., Ltd.) was added to 20 μl of the DNA solution, and transformation was performed according to the method described in the instruction manual of the kit. Boiling method (J. Sambrook, et al., Mole
color Cloning 2nd edicati
Plasmid DNA was prepared from the transformant using on), restriction enzymes Sac I, results of screened using Hin dIII, a shuttle vector pUC19-
SH was confirmed.

【0019】実施例9.シャトルベクターpUC19−
SHの大量調製 シャトルベクターpUC19−SHを導入したJM10
9のコロニーを接種し、LB培地(50μg/mlアン
ピシリンを含む)100mlで37℃、一晩培養した。
集菌後、アルカリ−SDS法(J.Sambrook,
et al.,Molecular Cloning
2nd edication)、および塩化セシウムと
エチジウムブロマイドによる密度勾配遠心(J.Sam
brook,et al.,Molecular Cl
oning 2nd edication)によって約
100μgのプラスミドDNAを調製した。
Example 9. Shuttle vector pUC19-
Large-scale preparation of SH JM10 with shuttle vector pUC19-SH introduced
9 colonies were inoculated and cultured in 100 ml of LB medium (containing 50 μg / ml ampicillin) at 37 ° C. overnight.
After harvesting, the alkali-SDS method (J. Sambrook,
et al. , Molecular Cloning
2nd education), and density gradient centrifugation with cesium chloride and ethidium bromide (J. Sam
Brook, et al. , Molecular Cl
about 100 μg of plasmid DNA was prepared by oning 2nd education.

【0020】実施例10.pAQJ−4(ORF1/p
UC19)の構築 (1)pUC19−SH(5μg)に対し制限酵素Hi
dIII(宝酒造(株))を50単位加え、37℃で
2時間反応を行った。アガロースゲル電気泳動によって
完全消化を確認した後加熱処理(70℃、15分間)を
行い、さらに制限酵素EcoRI(宝酒造(株))を5
0単位加え、37℃、2時間反応を行った。反応後、フ
ェノール処理を2回行いエタノール沈澱によってDNA
を濃縮、精製した。次に制限酵素切断によって生じた約
0.4キロ塩基対のDNA断片を1%低融点アガロース
ゲル(ベゼスタ・リサーチ・ラボラトリー社:BRL
社)電気泳動を用いて既知の方法にしたがって回収し、
TE溶液10μlに懸濁した(0.1μg/μl)。 (2)またpAQJ−3(5μg)に対し制限酵素Hi
dIII(宝酒造(株))を50単位加え、37℃、
2時間反応を行った。アガロースゲル電気泳動によって
完全消化を確認した後加熱処理(70℃、15分間)を
行い、さらに制限酵素EcoRI(宝酒造(株))を5
0単位加え、37℃、2時間反応を行った。反応後、フ
ェノール処理を2回行いエタノール沈澱によってDNA
を濃縮、精製した。次に制限酵素切断によって生じた約
5.8キロ塩基対のDNA断片を1%低融点アガロース
ゲル(ベゼスタ・リサーチ・ラボラトリー社:BRL
社)電気泳動を用いて既知の方法にしたがって回収し、
TE溶液10μlに懸濁した(0.3μg/μl)。 (3)上記(1)で得られた約0.4キロ塩基対DNA
断片 0.1μgに対し上記(2)で得られた約5.8
キロ塩基対DNA断片 0.05μgを加え、ライゲー
ションキット(宝酒造(株))を用いて16℃で30分
間反応を行った。反応後、DNA溶液9μlに対しJM
109コンピテントセル(宝酒造(株))100μlを
加え、該ライゲーションキットの説明書に記載されてい
る方法にしたがって形質転換を行った。ボイリング法
(J.Sambrook,et al.,Molecu
lar Cloning 2nd edicatio
n)を用いて形質転換体よりプラスミドDNAを調製
し、制限酵素PvuII、HindIIIを用いてスク
リーニングを行った結果、ORF1AとORF1Bが結
合したシャトルベクターpAQJ−4を確認した。
Example 10. pAQJ-4 (ORF1 / p
Construction of UC19) (1) Restriction enzyme Hi for pUC19-SH (5 μg)
n dIII (Takara Shuzo) and 50 units added, and the mixture was reacted for 2 hours at 37 ° C.. After confirming complete digestion by agarose gel electrophoresis, heat treatment (70 ° C, 15 minutes) was performed, and further restriction enzyme Eco RI (Takara Shuzo Co., Ltd.) was added to 5
0 unit was added and the reaction was carried out at 37 ° C. for 2 hours. After the reaction, phenol treatment was performed twice and DNA was precipitated by ethanol precipitation.
Was concentrated and purified. Next, a DNA fragment of about 0.4 kilobase pairs generated by restriction enzyme digestion was converted into a 1% low melting point agarose gel (Bezesta Research Laboratory: BRL).
Company) using electrophoretic method according to a known method,
Suspended in 10 μl of TE solution (0.1 μg / μl). (2) Also, a restriction enzyme Hi for pAQJ-3 (5 μg)
n dIII (Takara Shuzo) and 50 units added, 37 ° C.,
The reaction was carried out for 2 hours. After confirming complete digestion by agarose gel electrophoresis, heat treatment (70 ° C, 15 minutes) was performed, and further restriction enzyme Eco RI (Takara Shuzo Co., Ltd.) was added to 5
0 unit was added and the reaction was carried out at 37 ° C. for 2 hours. After the reaction, phenol treatment was performed twice and DNA was precipitated by ethanol precipitation.
Was concentrated and purified. Next, a DNA fragment of about 5.8 kilobase pairs generated by restriction enzyme digestion was treated with a 1% low melting point agarose gel (Bezesta Research Laboratory: BRL).
Company) using electrophoretic method according to a known method,
Suspended in 10 μl of TE solution (0.3 μg / μl). (3) About 0.4 kilobase pair DNA obtained in (1) above
About 5.8 obtained in (2) above for 0.1 μg of fragment
0.05 μg of a kilobase pair DNA fragment was added, and a reaction was performed at 16 ° C. for 30 minutes using a ligation kit (Takara Shuzo Co., Ltd.). After reaction, JM for 9 μl of DNA solution
100 μl of 109 competent cells (Takara Shuzo Co., Ltd.) was added, and transformation was performed according to the method described in the instruction manual of the ligation kit. Boiling method (J. Sambrook, et al., Molcu
lar Cloning 2nd edition
Plasmid DNA was prepared from the transformant using n), restriction enzyme Pvu II, a result of screened using Hin dIII, was confirmed shuttle vector pAQJ-4 of ORF1A and ORF1B bound.

【0021】実施例11.シャトルベクターpAQJ−
4の大量調製 シャトルベクターpAQJ−4を導入したJM109の
コロニーを接種し、LB培地(50μg/mlアンピシ
リンを含む)100mlで37℃、一晩培養した。集菌
後、アルカリ−SDS法(J.Sambrook,et
al.,Molecular Cloning 2n
d edication)、および塩化セシウムとエチ
ジウムブロマイドによる密度勾配遠心(J.Sambr
ook,et al.,Molecular Clon
ing 2nd edication)によって約10
0μgのプラスミドDNAを調製した。
Embodiment 11. Shuttle vector pAQJ-
4. Large-scale preparation of 4 JM109 colonies introduced with shuttle vector pAQJ-4 were inoculated and cultured in 100 ml of LB medium (containing 50 μg / ml ampicillin) at 37 ° C. overnight. After collecting the bacteria, the alkali-SDS method (J. Sambrook, et.
al. , Molecular Cloning 2n
decimation) and density gradient centrifugation with cesium chloride and ethidium bromide (J. Sambr
ook, et al. , Molecular Clon
ing 2nd education) about 10
0 μg of plasmid DNA was prepared.

【0022】実施例12.複製に関与する遺伝子領域の
解析(2) 大量調製したpAQJ−1、pAQJ−2、pAQJ−
3、pAQJ−4およびpUC19−SHの5種類の構
築したシャトルベクターを用いてシアノバクテリアPC
C7002の形質転換を行った。各シャトルベクターに
ついて5枚のmediumAプレート(S.E.Ste
vens,et al.,J.Phycol.,9,4
27−430(1973))を用いて形質転換効率を指
標として解析を行った結果、pAQJ−2が1.3、p
AQJ−3が0.8、pAQJ−4が1.5、pUC1
9−SHが0となった(pAQJ−1の効率を1とし
た)。なおシアノバクテリアPCC7002の形質転換
方法は、文献に記載されている方法にしたがった(J.
S.Buzby,et al.,Science,23
0,805−807(1985))。ベクターpAQJ
−4は形質転換効率が大変優れていることが見出され
た。
Embodiment 12. Analysis of gene regions involved in replication (2) Large amounts of pAQJ-1, pAQJ-2, pAQJ-
3, pAQJ-4 and pUC19-SH were used to construct cyanobacterial PC
Transformation of C7002 was performed. For each shuttle vector, 5 medium A plates (SE Ste
vens, et al. J. Phycol. , 9, 4
27-430 (1973)) with the transformation efficiency as an index, pAQJ-2 was 1.3, p
0.8 for AQJ-3, 1.5 for pAQJ-4, pUC1
9-SH became 0 (the efficiency of pAQJ-1 was set to 1). The transformation method of cyanobacteria PCC7002 was according to the method described in the literature (J.
S. Buzby, et al. , Science, 23
0,805-807 (1985)). Vector pAQJ
-4 was found to have very good transformation efficiency.

【0023】実施例13.複製に関与する遺伝子領域の
解析(3) シアノバクテリアPCC7002内におけるシャトルベ
クターの保持を観察するため、各シャトルベクター(p
AQJ−1,2,3および4)についてそれぞれ3個の
形質転換体を選別してサザンブロッティングを行った。
以下プラスミドDNAの調製方法について記す。計12
種類の形質転換体(アンピシリン耐性シアノバクテリ
ア)の湿菌体0.05gを2回凍結融解処理(−85
℃、15分放置→37℃、15分放置)後、リゾチーム
(5mg/ml)を含む25mM Tris(pH8.
0)、50mM グルコース、10mM EDTA溶液
1mlに懸濁した。室温で30分間放置後、0.1%
ドデシル硫酸ナトリウム、0.2N NaOH溶液2m
lを加えて氷中で5分間放置した。次に3M 酢酸カリ
ウム溶液1.5mlを加えて氷中で5分間放置後、遠心
によって上清を回収した。回収した上清にイソプロパノ
ール4.5ml加えて遠心することによって沈澱(粗精
製DNA)を回収した。沈澱をTE溶液(50μl)に
懸濁後、等量の5M酢酸アンモニウムを加えて氷中で3
0分間放置し、遠心によって上清を回収した。回収した
上清に冷エタノール250μlを加えて遠心を行い、さ
らに沈澱を70%冷エタノール500μlで洗った。沈
澱をRNase(20μg/ml)を含むTE溶液50
μlに懸濁後、37℃で30分間放置した。さらに1/
10量のProtenaseK(1mg/ml)を加
え、50℃で2時間反応させた。反応後、エタノール沈
澱によって約2μgの全プラスミドを精製した。
Example 13. Analysis of gene regions involved in replication (3) To observe the retention of the shuttle vector in cyanobacteria PCC7002, each shuttle vector (p
For each of AQJ-1, 2, 3 and 4), three transformants were selected and subjected to Southern blotting.
The method for preparing plasmid DNA will be described below. 12 in total
Wet and thaw treatment of 0.05 g of wet transformants (ampicillin-resistant cyanobacteria) of two kinds (-85
After leaving it for 15 minutes at 37 ° C. → leaving it for 15 minutes at 37 ° C.), 25 mM Tris containing lysozyme (5 mg / ml) (pH 8.
0), 50 mM glucose, it was suspended in 1 ml of a 10 mM EDTA solution. 0.1% after standing for 30 minutes at room temperature
Sodium dodecyl sulfate, 0.2N NaOH solution 2m
1 was added and left for 5 minutes in ice. Next, 1.5 ml of 3M potassium acetate solution was added, and the mixture was allowed to stand in ice for 5 minutes, and then the supernatant was collected by centrifugation. 4.5 ml of isopropanol was added to the collected supernatant and the mixture was centrifuged to collect the precipitate (crude purified DNA). The precipitate was suspended in TE solution (50 μl), an equal volume of 5M ammonium acetate was added, and the mixture was mixed in ice to 3 times.
After leaving it for 0 minutes, the supernatant was collected by centrifugation. To the collected supernatant, 250 μl of cold ethanol was added and centrifuged, and the precipitate was washed with 500 μl of 70% cold ethanol. TE solution containing RNase (20 μg / ml) 50
After suspending in μl, the mixture was left at 37 ° C. for 30 minutes. Further 1 /
Ten amounts of Protenase K (1 mg / ml) were added and reacted at 50 ° C for 2 hours. After the reaction, about 2 μg of all plasmids were purified by ethanol precipitation.

【0024】0.4μgのプラスミドDNAを1%アガ
ロースゲル(14cm x 12.5cm)電気泳動に
よって各プラスミドに分離し、プラスミドDNAを既知
の方法にしたがってナイロンメンブレン(Hybond
−N+(アマシャム社製))に転写した(J.Samb
rook,et al.,Molecular Clo
ning 2nd edication)。転写後、プ
ラスミドDNAをUVCross linker(スト
ラトジーン社)を用いてメンブレンに固定化した。固定
化したメンブレンを25mlのプレハイブリダイゼーシ
ョン溶液(溶液組成:6*SSPE、5*デンハルト溶
液、0.5%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、50
%ホルムアミド、100μg/mlサケ精子DNA)に
浸し、42℃で9時間放置した。一方プローブとして、
pUC19を制限酵素DraI切断によって得られる6
92塩基対(アンピシリン耐性遺伝子の一部)のDNA
断片を用いた。α−32PdCTP、およびランダム・
プライマーDNAラベリングキット(宝酒造(株))を
用いて9.4*10cpm/100ngのプローブを
調製した。熱変性(95℃、3分)後、全量をプレハイ
ブリダイゼーション溶液と混和し、42℃で16時間ハ
イブリダイゼーションを行った。ハイブリダイゼーショ
ン後、非特異的な結合をしたプローブを除去するためメ
ンブレンを2*SSC、0.1%SDS、室温、10分
で3回洗浄し、さらに0.1*SSC、0.1%SD
S、65℃、10分で2回洗浄した。洗浄乾燥後、オー
トラジオグラム(1晩)を行いシャトルベクターの解析
を行った。オートラジオグラムを用いた解析の結果、切
断されていないORF1領域をもつシャトルベクターp
AQJ−4による形質転換体はいずれも目的の位置にD
NAバンドが存在した。しかし他のシャトルベクターに
よる形質転換体は、いずれも相同組換えなどによって他
プラスミドに挿入され、目的の位置にDNAバンドが存
在しなかった。
0.4 μg of plasmid DNA was separated into each plasmid by 1% agarose gel (14 cm × 12.5 cm) electrophoresis, and the plasmid DNA was subjected to a nylon membrane (Hybond) according to a known method.
-N + (manufactured by Amersham) (J. Samb)
look, et al. , Molecular Clo
2nd education). After transcription, the plasmid DNA was immobilized on the membrane using UV Cross linker (Stratogene). The immobilized membrane was treated with 25 ml of a prehybridization solution (solution composition: 6 * SSPE, 5 * Denhardt's solution, 0.5% sodium dodecyl sulfate (SDS), 50%).
% Formamide, 100 μg / ml salmon sperm DNA) and left at 42 ° C. for 9 hours. On the other hand, as a probe,
6 obtained by digesting pUC19 with the restriction enzyme Dra I
92 base pairs (part of ampicillin resistance gene) DNA
The fragment was used. α- 32 PdCTP, and random
The probe of 9.4 * 10 7 cpm / 100ng using primers DNA labeling kit (Takara Shuzo Co., Ltd.) was prepared. After heat denaturation (95 ° C, 3 minutes), the whole amount was mixed with the prehybridization solution, and hybridization was carried out at 42 ° C for 16 hours. After hybridization, the membrane was washed 3 times with 2 * SSC, 0.1% SDS at room temperature for 10 minutes to remove the non-specifically bound probe, and then 0.1 * SSC, 0.1% SD.
S was washed twice at 65 ° C. for 10 minutes. After washing and drying, an autoradiogram (one night) was performed to analyze the shuttle vector. As a result of analysis using an autoradiogram, a shuttle vector p having an uncut ORF1 region
All of the AQJ-4 transformants were placed at the target position.
There was an NA band. However, all the transformants with other shuttle vectors were inserted into other plasmids by homologous recombination and the like, and no DNA band was present at the desired position.

【発明の効果】シアノバクテリアにおける他生物遺伝子
の発現をより確実に且つより容易に行なわしめると共
に、大気中に過剰に存在する二酸化炭素を有効に利用す
ることを可能とする。
INDUSTRIAL APPLICABILITY Expression of genes of other organisms in cyanobacteria can be carried out more reliably and more easily, and carbon dioxide excessively present in the atmosphere can be effectively used.

【配列表】[Sequence list]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12N 1/21 C12R 1:01) (C12P 21/02 C12R 1:19) (C12P 21/02 C12R 1:01) (72)発明者 秋山 英雄 神奈川県鎌倉市手広1111番地 株式会社東 レリサーチセンター生物科学研究部内 (72)発明者 金井 正三 神奈川県鎌倉市手広1111番地 株式会社東 レリサーチセンター生物科学研究部内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical display location (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12N 1/21 C12R 1:01) (C12P 21/02 (C12R 1:19) (C12P 21/02 C12R 1:01) (72) Inventor Hideo Akiyama 1111 Tehiro, Kamakura City, Kanagawa Prefecture Toray Research Center, Inc., Department of Biological Sciences (72) Inventor Shozo Kanai Kamakura City, Kanagawa Prefecture 1111 Tehiro, Toray Research Center, Inc.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配列番号2で示されるDNA配列または
それと実質的に同等の複製に関与する遺伝子領域の活性
を示すDNA配列。
1. A DNA sequence represented by SEQ ID NO: 2 or a DNA sequence showing an activity of a gene region involved in replication substantially equivalent thereto.
【請求項2】 配列番号2で示されるDNA配列または
それと実質的に同等の複製に関与する遺伝子領域の活性
を示すDNA配列を含有することを特徴とする発現ベク
ター。
2. An expression vector containing the DNA sequence shown in SEQ ID NO: 2 or a DNA sequence showing activity of a gene region involved in replication substantially equivalent thereto.
【請求項3】 配列番号2で示されるDNA配列または
それと実質的に同等の複製に関与する遺伝子領域の活性
を示すDNA配列を含有する発現ベクターで形質転換せ
しめられた形質転換体。
3. A transformant transformed with an expression vector containing the DNA sequence represented by SEQ ID NO: 2 or a DNA sequence having an activity of a gene region involved in replication which is substantially equivalent thereto.
【請求項4】 該形質転換体が、大腸菌またはシアノバ
クテリア菌を形質転換して得られたものである請求項3
記載の形質転換体。
4. The transformant is obtained by transforming Escherichia coli or cyanobacteria.
The transformant described.
【請求項5】配列番号3で示されるアミノ酸配列を有す
るタンパク質またはそれと実質的に同等の複製に関与す
る活性を示すタンパク質。
5. A protein having the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 3 or a protein showing a replication-related activity substantially equivalent thereto.
JP27476892A 1992-09-02 1992-09-02 New vector derived from cyanobacteria Pending JPH0678777A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3635141C1 (en) * 1986-10-15 1988-03-03 Pelikan Ag Thermocarbon tape with a plastic-bound melting ink and a process for producing this tape

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3635141C1 (en) * 1986-10-15 1988-03-03 Pelikan Ag Thermocarbon tape with a plastic-bound melting ink and a process for producing this tape

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