JPH07509605A - 遺伝子活性化要素 - Google Patents

遺伝子活性化要素

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JPH07509605A
JPH07509605A JP6503435A JP50343594A JPH07509605A JP H07509605 A JPH07509605 A JP H07509605A JP 6503435 A JP6503435 A JP 6503435A JP 50343594 A JP50343594 A JP 50343594A JP H07509605 A JPH07509605 A JP H07509605A
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ラム,スティーブン ティー.
ヒル,ドゥワイト スティーブン
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ハウエル,チャールズ アール.
ベッカー,ジェイ.オーレ
リゴン,ジェームス エム.
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ノバルティス アクチェンゲゼルシャフト
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 25、請求項22の組換えDNA配列が導入されているトランスジェニック細菌 株であって、前記組換えDNA配列の細菌調製要素がトランスジェニック細菌株 に相同である遺伝子由来のものである、トランスジェニック細菌株。
26、宿主株において少なくとも1つの遺伝子の発現を活性化する方法であって 、前記遺伝子は潜伏性であるかまたは生来低レベルで発現され、 前記宿主株に少なくとも1つの遺伝子活性化配列を導入することを含んで成る方 法。
27、前記遺伝子活性化配列がDNA配列である、請求項26の方法。
28、前記DNA配列が細菌調節要素に作用可能に連結される、請求項27の方 法。
29、前記調節要素が、シュードモナス(ム剋止圓■紐)属およびバシラス(L 旦且皿)属並びにE、コリ(L口)種から成る群より選択された細菌株から単離 された遺伝子由来のプロモーターである、請求項28の方法。
30、前記遺伝子活性化配列がlぼA配列である、請求項26の方法。
31、前記且afA配列が配列番号1の配列である、請求項30の方法。
32、前記遺伝子活性化配列がLL[[LA配列である、請求項26の方法。
33、前記1emA配列がpcII3168中に含まれる]emAである、請求 項32の方法。
34、真菌病原体に対して効果的な細菌株にする方法であって、該細菌株に請求 項1のDNA配列を導入することを含んで成る方法。
35、真菌病原体に対して効果的な細菌株にする方法であって、該細菌株に請求 項19のDNA配列を導入することを含んで成る方法。
明 細 書 止岨f 股ユ 本発明は、菌株中の遺伝子の活性化に寄与する遺伝要素の同定、単離、クローニ ングおよび利用に関する。より詳しくは、細菌中の遺伝子の活性化において互い に相互作用する2クラスの遺伝要素の同定に関する。一方または両方の型の要素 の操作を利用して細菌の表現型を操作することができる。
欠盟皇翌五 成る土壌中で栽培された作物は、生まれつき成る種の真菌病原体に耐性であるこ とが知られている。更に、それらの病気の発達を助成する土壌は、抑制地帯から の少量の土壌の添加により、抑制または耐性にすることができる。5cherら 、Ph to atholo 70:421(1980)。逆に、抑制土壌をオ ートクレーブ処理により真菌病を助成する土壌にすることができる。これは、病 気制御の原因となる因子が生物であることを示す。その後の研究により、根に集 落形成する細菌が生物学的病害防除(BDC)として知られるこの現象の原因で あることが証明された。Bakerら、Biolo 1cal control  of 1ant胆止匹飢鉦(Freeman Press、 San Fra ncisco) (1974)。
多くの場合、生物学的病害防除菌の最も有効な株は蛍光性シュードモナス菌(P seudomonas )である。Wellerら、Ph to athol。
73・463−469 (1983)。それらの細菌は、はとんどの土壌に存在 する有害な根圏微生物叢の抑制により、特定の真菌病原体の不在下での植物生育 を促進することも証明されている。Kloepperら、庖■並配帥虹ルL71 :1020−1024 (1981)。それらの細菌での種子接種により効果的 に防除された重要な植物病原体としては、小麦の立枯病の原因物質ゲマノマイセ ス・グラミニス(堕堕飢胆肛並辷」ユ関側旦)CCookら、5oil Bio l、 Bioche[[1,8:269−273 (1976)) 、並びに綿 の立枯病に関係する病原体であるピチウム(医止皿L)およびリゾクトニア(R hizoctonia ) CHowellら、Ph to atholo 6 9:480−482(1979))が挙げられる。リゾクトニアは幾つかの理由 で特に問題となる植物病原体である。第一に、それは広範囲の作物を冒し得る。
第二に、この真菌を抑制するのに効果的な市販の化学殺真菌剤がない。これらの 状況のため、R,ソラニ(R,5olani)に対する阻害剤がこの病原体に有 効な防除として相当な関心が持たれている。
多数の生物学的病害防除シュードモナス株は真菌病原体の増殖を阻害する抗体を 生産する。Howellら、Ph to atholo 69:480−482 (1979) ; Howell ら、Ph to atholo 70ニア1 2−715 (1980) 、それらは根圏中の真菌病原体の防除に関係してい る。幾つかの過去の研究は、病害防除菌がそれらの抗体を合成できなくなる突然 変異の効果に集中している。Kloepperら、Ph to atholo  71:1020−1024(1981) ; Howell ら、Can、J、  Microbiol、29:321−324 (1983)。それらの場合、 病原体を防除する生物の能力は減少されるが、完全に排除されない。特に、Ho wellら、Ph to atholo 69:480−482(1979)は 、リゾクトニア・ソラー(Rhizoctonia 5olani)に対して拮 抗作用する抗生物質を生産することが示されたシュードモナス・フルオレッセン ス(Pseudomonas fluorescens)の株を開示している。
Baker ら、Biolo 1cal Control of Plant  Patho ens (AmericanPhyjopathological  5ociety、 St、 Paul、 Minn、)(1982)の第61 −106頁において、生物学的防除の重要な要因は与えられた環境中で競争する 生物の能力であることが報告されている。よって、真菌病原体、例えばリゾクト ニア・ソラニ(Rhizoctonia 5olani) 、今ルミントスポリ ウム・グラミネ(Helminthos orium ramineae)並び にピチウム(h帥側L)属およびフザリウム(Fusariu[[l)属の種の 増殖を抑制するのに効果的であり、且つ植物の根圏中に存在する有害な細菌や微 生物叢と積極的に競争することができる生物防除剤の株を得ることが望ましい。
この目的を達成するために、真菌病原体の増殖を防除する能力と他の植物病原体 を防除する能力および/または根圏中で積極的に競争する能力とを合わせ持つ生 物防除剤の株を遺伝学的に工作するのに利用することができる、真菌病原体に対 する耐性を付与するのに有用なりNA配列を得ることが更に望ましい。
細菌二成分調節系は広く概説されている〔例えば、Albrightら、Ann u、Rev、GeneL、23:311−336 (1989) ; Bour ret ら、Annu、 Rev。
Biochem、 60:401−411 (1991) ; Mekalan os、 J、 Bacteriol、 174:1−7 (1992))。はと んどの場合、環境シグナルはセンサータンパク質成分により受信される。該シグ ナルの受信は自己リン酸化現象とセンサータンパク質のコンホメーション変化を 引き起こす。この新しいコンホメーションになると、該センサーは活性化因子タ ンパク質成分のアミノ末端部分をリン酸化することができる。このリン酸化現象 は、カルボキシ末端のDNA結合モジュールがネットワーク内で調節遺伝子のプ ロモーター領域と相互作用することができるように、活性化因子タンパク質のコ ンホメーションを変えると考えられる。
Lavilleら、PNAS tJsA 89:1562−1566 (199 2)は、シュードモナス1フルオレツセンス(Pseudomonas flu orescens) CHAOからの、抗真菌性二次代謝産物2.4−ジアセチ ルフロログルシノール、シアニドおよびビオルテオリンの合成に関与する遺伝子 の発現に必要とされる−と命名された活性化因子成分遺伝子の単離を開示してい る。この株は、真菌病原体チェラビオプシス・バシコーラ(Thielavio  sis basicola)により引き起こされるタバコノ黒根腐れ病を抑制 することができると指摘された。膨遺伝子の破壊は、それらの二次代謝産物のい ずれも合成することができず且つ微粒菌核病を防除する能力が有意に減少された 変異体をもたらした。
Lavilleらは、筺妨遺伝子がP、フルオレッセンスの二次代謝の調節に関 与していると結論づけ、脛妨調節下で生産される細胞外二次代謝産物が微粒菌核 病の生物防除に重要であると推測した。彼らは、E、コリ中に鴎に相同の遺伝子 が存在することを記載し、シュードモナス・エルジノーサ(h皿亜皿皿鉦組皿れ 匹鐸)中に匹Mに類似した配列が存在するというハイブリダイゼーション実験か らの予備証拠を引用した。
我々のデータは、抗真菌性二次代謝産物がおそらく、我々がシュードモナス・フ ルオレッセンス(ム皿包訓坦辷」包扛競別匹)からクローニングしたORF 5 遺伝子の調節下にある因子の部分集合のみであることを指摘している。というの は、我々はORF S Ql巳)が高分子炭素源の異化に関係するキチナーゼや ゼラチナーゼといった加水分解酵素の生産にも影響を及ぼすことを発見したから である。
1、avilleらは、■昌遺伝子が転写活性化因子による潜伏遺伝子の活性化 に関係することを開示または示唆しなかったし、また成る細菌株に由来する活性 化因子が異種細菌由来の遺伝子の発現を誘導するであろうことを示唆しなかった 。我々の知る限りでは、成る天然の細菌単離物が、異なる生物から誘導された細 菌転写活性化因子の導入(この場合、ORF 5を含有するP、フルオレッセン ス915株DNAの2.Okb Xhol断片の導入またはORF 5.−に相 同なりローン化E、コリ遺伝子の導入)により活性化させることができる未検出 の潜伏遺伝子を担持しているという発見を記載するのは本発明が最初である。
異なる微生物からの多数のセンサー成分遺伝子が特徴づけられている(概説につ いては、Bourre tら、 1991と5tackら、 1990を参照の こと)。−例として、シュードモナス・シリンゲ(Pseudomonas且亘 豚並)の病原性にはlAと称するセンサー成分遺伝子が必要であることが発見さ れた(Hrabakら(1992) J、 Bacteriol、 17虹30 11−3020)。しかしながら、本出願明細書中に与えられたデータと反対に 、HrabakらはIemAが単独でセンサー機能と調節機能を果たし得ること を提唱した。我々の実験は、シュードモナス・フルオレッセンスからクローニン グされた同一遺伝子ファミリーの構成員を特徴づけ、それが全体的調節要素釘旺 Aと相互作用することによって遺伝子活性化の重要な役割を果たすことを明らか にする。
見肌塁斐稔 従って、本発明の1つの目的は、細菌株中の遺伝子を活性化するのに有用である DNA配列を提供することである。
本発明の別の目的は、生物防除に有用な細菌株の生物防除能力を改善するのに利 用することができる遺伝子を提供することである。
本発明の1つの特徴は、細菌株中の遺伝子を活性するDNA配列および遺伝子が 提供されることである。
本発明の更なる特徴は、細菌株中の遺伝子の活性化を増強する、変更タンパク質 をコードする変更DNA配列および遺伝子が提供されることである。そのような 変更は調節遺伝子の効能を改善することができる。
本発明の利点は、広域スペクトルの植物病原体を抑制することができる生物防除 剤が生産され得ることである。
本発明のもう1つの利点は、植物根圏中で積極的に競争することができる生物防 除剤が生産され得ることであり、この生物防除剤は細菌生物防除剤中に遺伝子を 活性化するDNA配列を含有する。
本発明によれば、上記目的は、細菌株中で通常は刺激されない遺伝子を活性化す ることができる遺伝要素または遺伝子活性化配列の単離と利用により達成するこ とができる。それらの遺伝子活性化配列の単離は幾つかの理由で重要である。第 一に、活性化された株は、植物病原体、特に真菌病原体、例えばリゾクトニア・ ソラニ(Rhizoctonia 5olani) 、ヘルミントスボリウム・ グラミネ(Helminthos orium ramineae)並びにピチ ウム(h血判L)属およびフザリウム(Fusarium)属の種を抑制するこ とができる物質、例えばピロールニドリンやキチナーゼを生産する。従って、O RF S型またはlaA型遺伝要素により形質転換された細菌株の使用は、環境 上安全で且つ効果的なそれらの病原体の制御方法を提供する。
その上、そのままではR,ソラニに対する有効な生物防除剤でない他の菌株、特 にシュードモナス株にそれらの遺伝子活性化配列を伝達し、それによりそれらを 有効な生物防除株に形質転換せしめることができることが証明された。根圏生物 防除株の別の株の生物防除能力を改善するための遺伝子活性化配列の利用も本発 明の一部である。例えば、米国特許第4.456.684号(Wellerら) は、真菌ゲマノマイセス・グラミニス(Gaemannom ces ramm jnis)により引き起こされる小麦の立枯病が、この病原体に対して阻害性の 細菌を小麦種子に種まき前に施用することにより防除され得る場合があることを 開示している。しかしながら、G、グラミニスの増殖が効果的制御下にある場合 、R,ソラニが小麦の成長問題病原体となり得る(J、 Cook、私信)。R ,ソラニに対して効果的である遺伝子の活性化のための遺伝子活性化配列を、立 枯病から小麦を保護するのに目下使用している生物防除株に導入し、それらの有 効性の範囲をR。
ソラニを包含するように拡張することができる。
本発明は、pcIB 137として寄託された2 kb断片または配列番号lに 示されるORF 5配列から本質的に成る単離されたDNA配列を包含する。そ れらのDNA配列は細菌株中の潜伏遺伝子活性を活性化することができる。よっ て、本発明は、宿主菌株のゲノム中に該DN″A配列を導入することを含んで成 る、宿主菌株の潜伏遺伝子活性を活性化する方法にも関する。本発明の好ましい 態様では、宿主菌株はシュードモナス属菌、特にシュードモナス・フルオレッセ ンス(Pseudomonas fluorescens)種の株であることが できる。
本発明は更に、細菌調節要素が配列番号1のDNA配列に作用可能に連結されて いる組換えDNA配列を含んで成る。細菌調節要素はシュードモナス菌、バシラ ス菌またはE、コリから単離された遺伝子からのプロモーターであることができ る。本発明の一態様では、細菌調節要素はORF 5の生来のプロモーターであ る。細菌!1ltlrJ要素は、宿主菌株に相同または非相同である遺伝子から のものであることができる。
本発明はまた、本発明の組換えDNA配列を用いて宿主菌株を形質転換せしめる ことにより宿主菌株中の潜伏遺伝子活性を活性化する方法も包含する。本発明の 特定態様では、形質転換された宿主菌株は、真菌病原体、例えばリゾクトニア・ ソラニ(Rhjzoctoniasolani) 、ヘルミントスポリウム・グ ラミネ(肚釦側帥匹皿亘叩幻1匹肋空頌−)並びにピチウム(h帥江L)属およ びフザリウム(Fusarium)属の種に対して活性にされる。
本発明は更に、] emA遺伝子をコードする単離されたDNA配列を包含する 。それらの配列は、キチナーゼやゲラチナーゼといった加水分解酵素の生産並び にビロールニドリンやシアニドといった抗真菌性二次代謝産物の生産の機能を欠 く幾つかの変異体において、それらの機能を回復させることができる。本発明は 、細菌調節要素が…ΔのDNAコード配列に作用可能に連結されている組換えD NA配列も更に包含する。細菌調節要素はシュードモナス菌、バシラス菌または E、コリから単離された遺伝子からのプロモーターであることができる。本発明 の一態様では、細菌調節要素は膠の生来のプロモーターである。細菌調節要素は 宿主菌株に相同または非相同である遺伝子からのものであってもよい。
本発明は、本発明の組換えDNA配列を用いて宿主菌株を形質転換せしめること により宿主菌株中の潜伏遺伝子活性を活性化する方法も包含する。本発明の特定 態様では、形質転換された宿主菌株は、真菌病原体、例えばリゾクトニア・ソラ ニ(Rhjzoctonia 5olani)、ヘルミントスポリウム・グラミ ネ(血旦罰帥匹皿d町」口虹匣廷)並びにピチウム(h仙且L)属およびフザリ ウム(h且亘■)属の種に対して活性にされる。
本発明の遺伝子活性化配列の例は寄託されている。従って、遺伝子活性化配列は 寄託されたDNA配列並びにその断片を包含する。
断片とは、遺伝子活性化配列として機能することができるDNA配列を意味する 。
■ 本願明細書中で使用する時、次の用語はそのあとに述べられる意味を有する。
プロモーターまたは調節DNA配列:タンパク質または他のDNA産物をコード する連合された構造DNA配列の転写、翻訳または発現を助けるか、増強するか 、または他の方法で影響を及ぼす、非翻訳DNA配列。プロモーターDNA配列 は通常は翻訳DNA配列の5′末端に置かれ、典型的には翻訳開始部位の5′末 端までの2゜〜100ヌクレオチドである。
造またはコードDNA配列・生物中で翻訳または転写されてRNA、タンパク質 または他のDNA産物を生成するDNA配列。
連4される 口 に さ る: 「連合された」または「作用可能に連結された 」2つのDNA配列は、物理的にまたは機能的に関連している。例えば、2配列 が作用可能に連結されているが、あるいは調節DNA配列がコードDNA配列ま たは構造DNA配列の発現レベルに影響を及ぼすように位置しているならば、プ ロモーターまたは調節DNA配列がRNAまたはタンパク質をコードするDNA 配列と「連合された」と言われる。
誘m:第一のDNA配列または断片が第二のDNA配列または断片から物理的に 単離されるか、または前者が単離用プローブとして後者の一部もしくは全部を使 って単離される場合、前者が後者から「誘導される」と言われる。
1:あるDNA配列が宿主生物と同様な生物学的分類の生物のゲノムから最初に 単離されたか、または本来それに源を発するならば、そのDNA配列は宿主生物 (例えば細菌株)に「相同」であると言われる。例えば、形質転換させようとす る宿主生物がシュードモナス・フルオレッセンス種のものである場合、DNA配 列がシュードモナス菌の株、特にシュードモナス属の株、特にシュードモナス・ フルオレッセンス種の株に由来するならば、該DNA配列は相同である。「非相 同」なる用語は、プロモーターまたは調節DNA配列および連合DNA配列が異 なる生物学的分類の生物から単離される組換えDNA配列を指摘するのに用いら れる。
キメラ構 キメラDNA配 :調節DNA配列が連合DNA配列の転写または発 現を調節することができるように、調節DNA配列またはプロモーターDNA配 列力<rnRNAをコードするかまたはりンバク質として発現されるDNA配列 と連合されているかまたは作用可能に連結されている組換えDNA配列。キメラ 構成物の調節DNA配列は天然に見つかるような連合DNA配列には通常作用可 能に連結されない。
ゲノム、「ゲノムノなる用語は生物の生来の全遺伝子内容物を言う。細菌生物の ゲノムは生物の染色体DNAとプラスミドDNA内容物の両方を包含することが できる。
affi i (t:iEM・宿主中に形質転換されると、天然に存在する宿主 の状態では発現されない(即ち潜伏性)かまたは低レベルで発現される他の遺伝 子を刺激する能力を有する配列。それらの配列は典型的には遺伝子発現を調節す る過程において役割を果たすタンパク質をコードする。
X皿立血単笠脱肌 lL:この図面は、変異体2−1のANT−表現型を補完することがわかった3 つのニスミドクローンpANT5. pANT9およびpANTloの制限地図 を示す。この図面中、「B」は抑1旧制限部位を、「EJはI)ANT5クロー ンから誘導されたDNA小断片が変異体2−1並びに野生型914および922 株のANT−表現型を補完できることを示す。
■ユニこの図面はElf断片の構成を示す。この図は同定された5つの転写解読 枠(ORF)と種々の酵素制限部位の位置を示す。
旦↓:この図面は、シュードモナス・フルオレッセンス915株のクローンpc 18146から誘導されたDNA小断片が変異体CGP 21を補完できること を示す。
光朋!」Iセ【藍吸 テキサス棉畑で栽培した綿植物の根からシュードモナス・フルオレッセンス(P seudomonas fluorescens) 915株を単離し、ピチウ ム・ウルチマム(P thium ultimum)とりジフトニア・ソラニ( Rhizoctonia 5olanj)により誘発される綿の立枯病の効果的 生物制御株として同定した。我々は、細菌生物学的制御株であるシュードモナス ・フルオレッセンス915株の成る種の変異誘導体は様々な機能が欠けているか または変更されていることを決定づけた。そのような多面的変異体は、当業者に 公知である突然変異誘発技術(例えばニトロソグアニジン突然変異誘発、トラン スポゾン突然変異誘発)後に単離することができ、または自然に発生することが できる。
化学的変異原ニトロソグアニジンを使った突然変異誘発後に得られる1つのその ような変異体を変異体2−1と命名した。915株中にトランスポゾンTnCI B116を導入することにより、更に7つの変異体が同定された。それらの変異 体は、植物病原性真菌リゾクトニア・ソラニの増殖を試験管内で阻害できないこ とに基づいて同定することができる。それらは抗真菌性代謝産物ビロールニドリ ンを合成することもできず、そして各々が真菌の増殖を阻害する能力を有するシ アニドも酵素キチナーゼももはや生産することができないCVoisard ら 、EMBOJ、8:351−358 (1989) ; Jonesら、EIJ BOJ、5:467−473 (1986))。該変異体のゼラチナーゼ活性を 有する酵素の生産は有意に減少し、それらは変更されたコロニー形態を有する。
多面的変異体の特徴を野生型P、フルオレッセンス915株の対応特徴と比較し た要約を表1に与える。
紅 ゼラチナーゼ 減少 + コロニー形態 円形、完全、凸状 円形、波状、平坦および不透明 および半透 明 リゾクトニア・ソラニの 阻害十− 全部で8つの多面的変異体が同定された。それらは全て表1に記載の表現型を有 し、2つの異なる遺伝クラス、すなわちmlA遺伝子の導入により915表現塁 に回復され得るもの(下の八を参照のこと)と工1の導入により915表現型に 回復され得るもの(下のBを参照のこと)に分かれる。
A、afA遺−によるパ・ の 6 試験管内および温室内生物学的防除アッセイにおいて植物病原体リゾクトニア・ ソラニの増殖を阻害することができない2−1株と命名された変異体および更に 2つの変異体(挿入変異誘発から誘導された)に抗生作用を回復させる能力に基 づいて、P、フルオレッセンス915株の11キロ塩基のbRI制限断片(断片 Elfと称する)が同定された。P、フルオレッセンス915株の11キロ塩基 EcoRI制限断片(断片Elり、およびσA (ORF 5)を含有するこの 断片の2.0kb Xholサブクローンは、915株から誘導された1組の多 面的変異体中に接合により導入すると、各々表1に示されるような欠失または変 更機能の全てを回復させた。P、フルオレッセンス914および922株中への 断片Ellまたは2.Okb Xholサブクローンの導入は、意外にも、ビロ ールニドリン、シアニドおよびキチナーゼの合成に関与する潜伏遺伝子の発現を 活性化し、そしてP、フルオレッセンス914株の場合には、大型、円形、平坦 、半透明、波形の縁を有するものから、小型、円形、凸状、白色不透明、完全な 縁を有するものへと、最少培地上でのコロニー形態に変化を引き起こした。断片 Ellまたは2. Okb 、11g1サブクローンの導入に関係するそれらの 表現型変化に伴って、植物病原体リゾクトニア・ソラニに対する活性を有する効 果的な生物防除株へのP、フルオレッセンス914および922株の変換が見ら れた。我々は、P、フルオレッセンス914株中へのORF 5 (mlA)に 相同なエシェリキア・コリ(Escherichia coli)遺伝子の導入 がシアニド、キチナーゼおよびビロールニドリンの合成に関与する遺伝子の発現 を活性化することも証明した。この結果は、gafAクラスの遺伝子が非相同細 菌株中の潜伏遺伝子の活性化に十分であることを示す。
断片EllのDNA配列分析は、現在まで、5つの転写解読枠並びに1つのtR NA遺伝子(凹)の同定を可能にした。断片Ell中のそれらの転写解読枠の構 成を図3に描写する。我々が同定した最初の潜在的遺伝子調節要素はORF 2 であり、これは細菌二成分調節系の多数のセンサー成分(Albr4ghtら、 Annu、 Rev、 Genet、 23:311−336(1989)に概 説されている〕との相同性を有した。我々は、紅叩、0RF3(エシェリキア・ コリの匹■遺伝子に対する相同性を有する)および0RF4(E、コリの匡遺伝 子に対する相同性を有する)の構成が、E、コリゲノムの地図位置42付近に見 つかる遺伝子構成と同一であることを決定づけた。E、コリでは、ORF 5  (H工Vと同等の位置に、未知の機能を有する推定上の転写活性化遺伝子が存在 する CMoolenaar ら、Nucl、Ac1ds Res、15:42 73−4289 (1987))。
ORF 5 (直)はこの推定上の活性化遺伝子に対して相同性を示す。
更に、断片Elf配列とGenbankデータベースに入っているDNA配列と の比較は、ORF 5がIavilleら、Proc、 Natl、 Acad 、 Sci、 USA89:1562−1566 (1992)によってシュー ドモナス・フルオレッセンスCHAOから単離され提案された転写活性化因子に 対して相当な相同性を有することを明らかにした。よって、2つの転写解読枠O RF 2とORF 5は、細菌二成分調節系の多数のセンサー成分および活性化 因子成分CAlbrightら、Annu、 Rev、 Genet、 23: 311−336 (1989)に概説されている〕それぞれと有意な相同性を共 有する。
多面的変異体の欠失機能を回復させ且つ非相同のシュードモナス株中の潜伏活性 を活性化する原因となる遺伝子がより小さな制限断片上に単離できるかどうかを 決定する目的で、断片Elfを使ってサブクローニング実験を実施する。ORF  5を含む2. Okb Xhc+1サブクローンを調製し、同じ<0RFI  とORF 2を含有する3、7kb瞼R1−Xbalサブクローンも調製する。
2. G kb XILQIサブクローンは、当初断片Elfにより補完された 多面的変異体のクラスにおいて欠失機能を回復させそしてP、フルオレッセンス 914および922株中の潜伏遺伝子の発現を活性化するのに十分である。3. 7 kb F、wRl −Xlalサブクローンは測定可能な効果がなかった。
更に、HfA遺伝子を914株からクローニングし、プラスミドpLAFR3に 伝達し、914株中に再導入した時、潜伏遺伝子が活性化される。これは、91 4株は機能できるπA遺伝子を含むけれども、914株中での正A遺伝子の発現 はおそらく潜伏遺伝子を活性化するほど十分に高いレベルではないことを示す。
mlAクラスの転写活性化因子が一般に非相同細菌株中の潜伏遺伝子の発現を活 性化することができるかどうかを決定するために、Moolenarらにより記 載された推定上の転写活性化因子をクローニングし、それをP、フルオレッセン ス914株中に導入した。幻ばAによりコードされるものに約60%相同である タンパク質をコードするE。
コリ遺伝子は、P、フルオレッセンス914株中のシアニド、キチナーゼおよび ピロールニドリンの生産に関与する遺伝子の発現を活性化した。
本発明の一観点は、様々な環境単離物中へのE3iAクラスの転写活性化因子の 導入後に、改善された生物学的防除株が同定できることである。このアプローチ は、現在利用可能なスクリーニング法のいずれによっても他では選択されないで あろう潜在的に有効な生物防除株の同定方法を意味する。
当業者は、E3UAクラスの転写活性化因子の調節下に追加の遺伝子を置くこと により、生物学的防除株を改善することができるだろうことにも気づくだろう。
これは、1げA応答性プロモーター要素を同定し、そして1または複数の所望の 遺伝子をそのような要素に作用可能に連結した後、そのような遺伝子を所望の株 に導入することにより達成することができる。
本発明の一態様では、FAのDNA配列から本質的に成る約2kbのDNA配列 を含んで成る組換えDNA配列が得られる。このDNA配列は、潜伏遺伝子活性 を活性化するかまたは他の遺伝子の効能を増強する多面的効果を表す。顔ADN A配列の多面的効果には、真菌病原体、例えばリゾクトニア・ソラニ(Rhiz octonia 5olani)、ヘルミントスボリウム・グラミネ(Helm inthos orium ramineae)並びにピチウム(h止包L)属 およびフザリウム(Fusarium)属の種の増殖を抑制する増加された能力 が含まれる。このDNA配列は、リゾクトニアに対する効果的な生物防除剤であ る菌株から誘導することができる。好ましくは、該DNA配列はシュードモナス ・フルオレッセンス(Pseudomonas fluorescens)の株 から単離されたクローンpANT5から誘導することができる。より好ましくは 、該DNA配列はpANT5の約11 kbのEll断片を含んで成ることがで きる。
本発明の特定態様では、該DNA配列は約2kbの断片または配列番号lのDN A配列から本質的に成る。クローンpANT5はATCCに寄託され、ATCC 受託番号40868を付与された。pANT5の11 kb Elf断片を含有 するプラスミドはATCCに寄託され、ATCC受託番号40869を付与され た。約2kbの0RF5DNA配列は、Xholでの消化後に2kb断片として pANT5のEll断片から得ることができる。この断片はpcTB137と命 名され、USDA Agricultural Re5earch 5ervi ce Cu1tureCollection、 Northern Regio nal Re5earch Center (NRRL)に寄託された。
本発明の組換えDNA配列はキメラであることができ、相同または非相同である ことができる。本発明の組換えDNA配列は、上記の構造DNA配列に作用可能 に連結された1または複数の調節DNA配列を更に含んでもよい。そのような調 節DNA配列としては、プロモーター配列、リーダー配列、および調節DNA配 列の発現に影響を及ぼし得る他のDNA配列、並びにそのような効果を伴って作 用することができる調節DNA配列の断片が挙げられる。
B、 1emA遺−によるパ 体の 6単離された8つの多面的変異体のうち、 5つはFA遺伝子を有するプラスミドにより補完されない。これは、遺伝子活性 化に少なくとも1つの別の遺伝子座が必要とされることを示す。915株の全遺 伝子ライブラリーを接合によりそれらの変異体(例えばCGP 21)中に導入 し、野生型形態を取り戻した接合完了体を得た。それらの接合完了体はピロール ニドリン、キチナーゼおよびシアニドも生産した。接合完了体から回復クローン を単離し、特徴づけた。IemAに対して高い相同性を有する遺伝子をコードす る6 kbサブクローンCHrabakら(1992)前掲〕が表現型回復能力 を保持していることが遺伝子は明らかにそれらの多面性変異体において生物防除 表現型をた。このことは、914株が不十分なLU八へ現のためにキチナーゼ、 ゼラチナーゼ、ピロールニドリンおよびシアニドを生産しないという主張を裏付 ける。推論として、lemA発現がキチナーゼ、ゼラチナーゼ、ピロールニドリ ンおよびシアニドの生産を妨げる律速因子であるシュードモナス株においてIe mAは予想通り潜伏遺伝子を活性化するであろう。1mAと機能的に相同の他の 細菌遺伝子もlemAと同じ経路で作用することができるだろう。そのような遺 伝子は、上述の頗へクラスの活性化因子をリン酸化することができ従ってそれら を活性化することができる1クラスのセンサー成分遺伝子を含んで成る。このク ラスの構成員は、本明細書中に記載されるような適当なりラスの多面的変異体の 補完により同定および単離することができる。例えば、l■Yのリン酸化を招く 対応するE、コリ遺伝子がそのような遺伝子の一例である。
明らかに遺伝子活性化配列wiAおよびl ernAは、シュードモナスの生物 防除表現型に重要な酵素および代謝産物の生産に関与する一連の遺伝子の活性化 において中心的役割を果たしている。
物 7、体 除への遺伝子活 と 列のJ用本発明の別の態様では、真菌病原体 、例えばりジフトニア・ソラニ(Rhizoctonia 5olani) 、 ヘルミントスポリウム・グラミネ(Helminthos orium ram ineae)並びにピチウム(h仙側L)属およびフザリウム(Fusariu m)属の種の増殖を抑制することのできる生物防除剤が提供される。それらの生 物防除剤は、上記の組換えDNA配列により形質転換された細菌、植物細胞また は動物細胞であることができるが、好ましくは細菌株、より好ましくはグラム陰 性菌株、例えばシュードモナス菌株である。生物防除剤として最も好ましいのは 、シュードモナス・フルオレッセンス(Pseudomonasfluores cens )種の株である。
本発明の別の態様は、真菌病原体、例えばリゾクトニア・ソラニ(Rhizoc tonia 5olani) 、ヘルミントスポリウム・グラミネ(Helmi nthos orium ramineae)並びにピチウム(医帥包L)属お よびフザリウム(Fusarium)属の種の増殖を阻害する方法を提供する。
本発明の方法では、真菌病原体の阻害剤として通常は効果的でないかもしれない 細菌株のゲノム中に遺伝子活性化DNA配列を導入し、効果的な生物防除株をも たらすことができる。
プラスミドの形のDNAは、接合と呼ばれる有性生殖過程により成る細菌から別 の細菌へ伝達させることができる。接合伝達を行うことのできるプラスミドは、 性腺毛の合成をコードする遺伝子を含有する。性線毛はプラスミド含有細菌(供 与体)を別の細菌(受容体)と連結する中空管であり、そこを通ってプラスミド の複製コピーが供与体から受容体へと運ばれる。この方法は本来自然界に存在し 、成る細菌から別の細菌に遺伝子を伝達する方法として研究室で使われている。
幾つかの細菌株、例えばシュードモナスには、DNAの接合伝達が好ましい方法 である。何故なら、それらの細菌は外来DNAにより容易に形質転換されないか らである。
本発明の更に別の態様では、真菌病原体、例えばリゾクトニア・ソラニ(Rhi zoctonia 5oda旧)、ヘルミントスポリウム・グラミネ(Helm inthos orium ramineae)並びにピチウム牝狙拍朋L)属 およびフザリウム(Fusarium)属の種の増殖を阻害するのに効果的であ る抗生物質の生産方法が提供される。この方法は、本発明の組換えDNA配列を 生物防除剤のゲノム中に導入して形質転換された生物制御剤を作製し、形質転換 された生物防除剤に抗生物質(例えばピロールニドリン)を生産させ、そして形 質転換された生物防除剤から抗生物質を抽出することを含んで成る。
本発明は、1または複数の形質転換された生物防除菌株を活性成分として使用す る抗真菌性組成物の調製も包含する。本発明は更に、活性成分が本発明の形質転 換された生物防除剤により生産された抗真菌性代謝産物または抗生化合物である 、抗真菌性組成物の調製も包含する。活性成分が生物防除菌株である場合、生物 防除用製剤は細菌株での種子および土壌処理について知られるいずれの方法で適 用してもよい。細菌株は本明細書に記載の1もしくは複数の化合物または化合物 の群と均一に混合することができるが、ただし、そのような化合物は細菌株と適 合性であることを前提とする。本発明はまた、植物の処理方法であって、細菌株 、または細菌株を含有する抗真菌性組成物を植物に施用することを含んで成る方 法にも関する。
本発明の活性成分は、本発明の生物防除剤により生産された抗真菌性代謝産物、 例えば抗生化合物であることもできる。本発明は、抗真菌性代謝産物、例えば抗 生化合物、または該代謝産物を含有する抗真菌性組成物を植物に施用することを 含んで成る、植物の処理方法にも関する。
本発明の活性成分は通常は組成物の形で施用され、処置すべき作物区域または植 物に、他の化合物と同時にまたは連続して、施用することができる。それらの化 合物は肥料もしくは微量栄養素供給物、または植物の生育に影響を与える他の製 剤であることができる。それらは、所望であれば更に製剤技術において常用され る担体、界面活性剤または適用促進助剤と一緒にした、選択的除草剤、殺虫剤、 殺真菌剤、殺菌剤、殺線虫剤、殺軟体動物剤またはそれらの製剤の数種類の混合 物であることもできる。適当な担体および補助剤は固体または液体であることが でき、そして製剤技術において汎用される物質、例えば天然もしくは再生無機質 、溶剤、分散剤、湿潤剤、粘着付与剤、結合剤または肥料に該当する。
本発明の活性成分または少なくとも1種の活性成分を含有する農薬組成物の好ま しい施用方法は葉面散布である。施用の回数および施用量は、対応する病原体( 真菌の種類)による感染の強度に依存する。しかしながら、植物の病巣に液体組 成物を含浸させることによるかまたは該化合物を固体の形で、例えば顆粒形で土 壌に施用すること(土壌適用)により、活性成分が土壌を経て根から植物に浸透 することもできる(全身作用)。活性成分を含有する液体製剤を種子に含浸させ るか、または固体製剤をそれらに塗布することにより、活性成分を種子に施用( 塗布)してもよい。特別な場合、他の施用形式が可能であり、例えば、植物の茎 または芽の選択的処理が可能である。
活性成分は未変性の形で使用されるか、または好ましくは製剤の技術分野で常用 される補助剤と一緒に使用され、従って既知の方法で乳化性濃縮物、塗布可能な ペースト、直接噴霧可能なまたは希釈可能な溶液、希釈乳液、湿潤性粉末、可溶 性粉末、微粉、顆粒、更には、例えば高分子物質中の封入物に製剤することでき る。組成物の性質と同様に、施用方法、例えば吹付け、噴霧、散粉、散布または 流し込みは、意図する目的と普及状況に従って選択される。有利な施用量は、通 常1ヘクタール(ha、約2.471ニーカー)あたり50g〜5kgの活性成 分(a、i、)、好ましくは100〜2 kg a、 i、 /ha。
最も好ましくは200 g〜500 g a、 i、 /haである。
活性成分および適当ならば固体または液体補助剤を含有する製剤、組成物または 調製物は、既知の方法で、例えば活性成分を増量剤、例えば溶剤、固形担体およ び適当ならば界面活性化合物(界面活性剤)と均一に混合しそして/または粉砕 することにより、調製される。
適当な溶剤としては、芳香族炭化水素、好ましくは8〜12個の炭素原子を有す る留分、例えばキシレン混合物または置換ナフタレン、フタレート、例えばジブ チルフタレートもしくはジオクチルフタレート;脂肪族炭化水素、例えばシクロ ヘキサンまたはパラフィン;アルコールおよびグリコール並びにそれらのエーテ ルおよびエステル、例えばエタノール、エチレングリコールモノメチルまたはモ ノエチルエーテル;ケトン、例えばシクロヘキサノン;強極性溶剤、例えばN− メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシドまたはジメチルホルムアミド; 更にはエポキシ化植物油、例えばエポキシ化ヤシ油または大豆油;あるいは水が 挙げられる。
例えば微粉または分散性粉末に使われる固形担体は、通常、天然鉱物増量剤、例 えば方解石、タルク、カオリン、モンモリロナイトまたはアタパルジャイトであ る。物理的性質を改善するために、高分散性ケイ酸または高分散性吸収ポリマー を添加することも可能である。適当な粒状吸着性担体は多孔質型、例えば軽石、 れんが片、海泡石またはベントナイトであり;適当な非吸着性担体は方解石また は砂のような材料である。加えて、多数の無機または有機性質の粗砕材料、例え ば特にドロマイトまたは微粉砕した植物残渣を使用することができる。
製剤に使用する予定の活性成分の性質に依存して、適当な界面活性化合物は、優 れた乳化性、分散性および湿潤性を有する非イオン性、陽イオン性および/また は陰イオン性界面活性剤である。「界面活性剤」なる用語は界面活性剤の混合物 を包含するものとして解釈されるだろう。
適当な陰イオン性界面活性剤は水溶性石鹸と水溶性合成界面活性化合物の両方で あることができる。
適当な石鹸は、高級脂肪酸(10〜22個の炭素原子の鎖)のアルカリ金属塩、 アルカリ土類金属塩または非置換もしくは置換アンモニウム塩であり、例えばオ レイン酸もしくはステアリン酸のナトリウムもしくはカリウム塩、または例えば ヤシ油や獣脂油から得ることができる天然脂肪酸混合物のナトリウムもしくはカ リウム塩である。
脂肪酸のメチルタウリン塩を使用してもよい。
しかしながら、より頻繁には、いわゆる合成界面活性剤、特に脂肪酸スルホネー ト、脂肪酸スルフェート、スルホン化ベンズイミダゾール誘導体またはアルキル アリールスルホネートが使われる。
脂肪酸スルホネートまたはスルフェートは通常アルカリ金属塩、アルカリ土類金 属塩または非置換もしくは置換アンモニウム塩の形であり、そしてアルキル基の アルキル成分も包含する8〜22個の炭素のアルキル基を有し、例えば、リグノ スルホン酸の、ドデシルスルフェートのまたは天然脂肪酸から得られる脂肪アル コールスルフェートの混合物のナトリウムまたはカルシウム塩である。それらの 化合物は、硫酸エステルの塩および脂肪アルコール/エチレンオキシド付加物の スルホン酸の塩も包含する。スルホン化ベンズイミダゾール誘導体は、好ましく はスルホン酸基2個と8〜22個の炭素原子を含む脂肪酸基1個を含有する。ア ルキルアリールスルホネートの例は、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジブチルナ フタレンスルホン酸、またはナフタレンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合生成 物のナトリウム、カルシウムまたはトリエタノールアミン塩である。
対応するホスフェート、例えば4〜14モルのエチレンオキシドとp−ノニルフ ェノールの付加物のリン酸エステルの塩も適当である。
非イオン性界面活性剤は、好ましくは脂肪族もしくは脂環式アルコールまたは飽 和もしくは不飽和脂肪酸とアルキルフェノールのポリグリコールエーテル誘導体 である。前記誘導体は、3〜30個のグリコールエーテル基、(脂肪族)炭化水 素成分中の8〜20個の炭素原子およびアルキルフェノールのアルキル成分中の 6〜18個の炭素原子を含有する。
更に適当な非イオン性界面活性剤は、ポリプロピレングリコール、エチレンジア ミンプロピレングリコールおよびアルキル鎖中に1〜10個の炭素原子を含むア ルキルポリプロピレングリコールとポリエチレンオキシドとの水溶性付加物であ る。該付加物は20〜250個のエチレングリコールエーテル基と10〜100 個のプロピレングリコールエーテル基を含有する。それらの化合物は通常プロピ レングリコール単位あたり1〜5のエチレングリコール単位を含む。
非イオン性界面活性剤の代表例は、ノニルフェノールポリエトキシエタノール、 ヒマシ油ポリグリコールエーテル、ポリプロピレン/ポリエチレンオキシド付加 物、トリブチルフェノキシポリエトキシエタノール、ポリエチレングリコール、 およびオクチルフェノキシエトキシエタノールである。ポリオキシエチレンソル ビタンの脂肪酸エステルおよびポリオキシエチレンソルビタントリオレエートも 適当な非イオン性界面活性剤である。
陽イオン性界面活性剤は、好ましくはN−置換基として少なくとも1個のC1〜 C/22アルキル基、および追加の置換基として低級の非置換もしくはハロゲン 化アルキル、ベンジルまたは低級ヒドロキシアルキル基を有する、第四級アンモ ニウム塩である。そのような塩は好ましくはハロゲン化物、メチルスルフェート またはエチルスルフェートの形であり、例えば塩化ステアリルトリメチルアンモ ニウム、または臭化ベンジルジ(2−クロロエチル)エチルアンモニウムである 。
製剤業界で常用される界面活性剤は、例えば、“McCutcheon” sD etergents and Emulsifiers Mannual、”  MCPublishing Corp。
Rjngwood、 New Jersey、1979と5iselyおよびW ood、Encyclopediaof 5urface Active Ag ents、Chemical Publishing Co、、Inc、 Ne wYork、1980中に記載されている。
農薬組成物は、通常約0.1〜約99%、好ましくは約0.1〜約9596、最 も好ましくは約3〜約90%の活性成分、約1〜約99.9%、好ましくは約1 〜約99%、最も好ましくは約5〜約95%の固体もしくは液体補助剤、および 約θ〜約25%、好ましくは約0.1〜約25%、最も好ましくは約0.1〜約 20%の界面活性剤を含有する。
商品は好ましくは濃縮物として製剤されるが、最終使用者は通常は希釈組成物を 使用するだろう。
遺−活 ヒ配列のその他の11 本発明の遺伝子活性化配列は、様々な微生物において遺伝子産物および二次代謝 産物の生産を誘導するのに利用することができると考えられる。該活性化配列は 、潜伏性であるかまたは本来低レベルで発現される遺伝子の発現を誘導または増 強することができる。
上述したように、該活性化要素は、生物防除の目的で微生物における抗生物質の 生産に利用される。そのような要素は製薬目的での抗生物質の生産にも有用であ り、特に生合成遺伝子を本来低レベルでしかまたは全く発現しない微生物の株に おける抗生物質の生産にも有用である。このような操作に適当な株の例としては 、テトラサイクリン、エリスロマイシン、クロロマイセチンおよびストレプトマ イシンの生産用のストレプトマイセス株:バシトラシンの生産用のパンラス株: 並びにペニシリン生産用のペニシリウム株が挙げられる。
活性化要素は更に、選択された微生物株中でのビタミン、成長因子およびホルモ ンの生産にも利用される。例として、それぞれアシュヤ(昼匝胆)およびスレブ トマイセス(江坦吐匡匹並)からのビタミンB2およびB12の生産;フザリウ ム(Fusarjum)およびジベレラ(Gibberella)からのジベレ リンの生産;リゾプス(肚江並益)からの11−α−ヒドロキシプロゲステロン の生産:並びにクルブラリア(Curvularia)からのコルチコステロン の生産が挙げられる。
他の用途として、クロストリジウム(Clostridium )からのブタノ ール、アセトンおよびエタノールの増強生産;サツカロミセス(Sacchar om ces )からのグリセロールの生産;ラクトバシラス(Lactoba cillus )からの乳酸の生産;リューコノストク(Leuconosto c )および他の生物からのアルギン酸塩、キサンタン、デキストランといった 多糖の生産;バシラス(国吐旦匹) 、アスベ/l/ −4(ルス(b匹匡■旦 辷)および他の生物からのアミラーゼ、プロテアーゼ、ペクチナーゼ、キチナー ゼ、セルラーゼ、ゼラチナーゼ、コラ−ゲナーゼ、エラスターゼ等といった酵素 および分泌タンパク質の生産;並びにサツカロミセス(抑速■復曳則旦邸−)か らのインベルターゼの生産が挙げられる。
次の実施例は例示目的で与えられ、限定目的ではない。
塞蓋拠 流側1:パ 体の 離および 1補8 野生型シュードモナス・フルオレッセンス(Pseudomonas flu。
escens) 1lc−1−38株(915株)を変異原N−メチル−N’  −ニトロ−N−ニトロソグアニジンへの暴露により変異せしめた。栄養寒天上で のP、ウルチマムとR,ソラニの増殖を阻害する能力について個々の変異体をス クリーニングすることにより、およそ2ダースの抗生作用性変異体が同定された 。それらの大部分は、上記2つの植物病原性真菌のうちの1つに対する抗生物質 活性が減少されているかまたは全く有さないことを示したが、もう1つの真菌の 阻害には影響がなかった。しかしながら、変異体2−1と命名した1つの変異体 は試験真菌の両方に対して抗生物質活性を欠くことがわかった。
それらの結果は、P、フルオレッセンスl1c−1−38株が、両真菌に対して 効果的である1つの抗生物質を生産するというよりも、1つはP、ウルチマムに 対して効果的であり、もう1つはR,ソラニに対して効果的である、2つの異な る抗生物質を生産することを強く示した。
親株から単離した全DNAを部分的5all制限消化し、サイズ分画して20〜 30キロ塩基の断片を得、そして珈Iで制限されたベクターpVK100 (K naufら、Plasmid 8:45−54 (1982) )中に連結せし めることにより、全DNAの遺伝子ライブラリーを作製した。この遺伝子ライブ ラリーを、 tra″″プラスミドpRK2013 (Dittaら、Proc 。
Natl、 Acad、 Sci、 USA 77:7347−7351 (1 980) )を含有するE、コリとの三親株接合により抗生作用性変異体2−1 に伝達した。P、ウルチマムとR,ソラニの増殖阻害を測定することにより、ト ランスジェニック接合完了体を抗生物質の生産について試験した。R,ソラニに 対する抗生物質活性を変異体2−1に回復させたがP、ウルチマムに対する抗生 物質活性を回復させなかった3つの重複クローンが同定された。それらのクロー ンの制限地図を決定し、それを図1に示す。
一施J2・El+遺伝 弔域の特 づけ変異体2−1における抗生物質生合成の 機能補完に必要な遺伝子領域を、より大きな領域の部分をサブクローニングしそ して抗生作用について変異体2−1を補完するそれらの能力を評価することによ り、限定した(図2)。上記変異を補完することが証明された最小断片は4.9  kb ttindllr/1EcoRI断片であった。これは図2では小断片 6として示され、小断片H/E4.9と命名された。抗生物質代謝産物クローン (pANT−5と命名)から誘導されサブクローニングされた幾つかのDNA断 片を、普通はR,ソラニに対する抗生物質を生産することができない2つの野生 型P、フルオレッセンス株11cm1−33(914株)と11−1−6 (9 22株)に伝達した。
図2に示される結果は、l1kbのFwRI小断片(これは図2に小断片3とし て示され、小断片Ellと命名された)が両株にR,ソラニ活性抗生作用を付与 することを示した。
3:リゾクトニア・ソラニの 活性な抗生物質化合物は、この抗生物質を生産する形質転換されたP、フルオレ ッセンス株の増殖培地から抽出することができる。
これは、培地を80%アセトンで抽出した後、蒸発によりアセトンを除去し、そ してジエチルエーテルで第二の抽出を行うことにより達成された。ジエチルエー テルを蒸発により除去し、乾燥した抽出物を少量の水に再懸濁した。寒天平板上 に置いた小さい無菌の濾紙ディスクに適用した抗生物質抽出物の少量のアリコー トは、R,ソラニの増殖を阻害するであろう。これは活性な抗生物質化合物の存 在を示す。該抗生物質はNMRと質量分析によりビロールニドリンであると決定 された。
” 4: Ellおよび2.Okb Xhol小 によ 回′される面的 「: 他の細 株 の゛ 遺−活 化 るそれらの の熊万座脱肌 変異体2−1と命名されたP、フルオレッセンス915株の変異誘導体は、最初 は真菌リゾクトニア・ソラニの増殖を試験管内で阻害する能力の減少に基づいて 単離された。その後ピロールニドリンと同定された抗生物質代謝産物の生産は、 変異体2−1に欠けていた。ピロールニドリン生産の欠失は変異体2−1におい て観察された最初の欠損であったが、追加の実験(詳細については後述する)は 変異体2−1が表1に要約される特徴を有する1クラスの多面性的異体の一員で あることを明らかにする。
a ビロールニドリン生 の P、フルオレッセンス915株と変異体2−1を、A11lBERLITE X AD−4樹脂(Rohm and Haas)(5%v/v)を含む50rIL lの栄養ブロス中で各々の培養物を28°Cで3日間増殖させることにより、ピ ロールニドリン生産について試験した。上記樹脂を篩上で収集し、水で十分に洗 浄した。イソプロパツール(0,5容)での2回の連続抽出により樹脂からピロ ールニドリンを溶出させた。2つの抽出液を合わせ、ロータリーエバポレーター 中で40°Cで真空乾燥した。乾燥材料を2−のイソプロパツールに溶かし、O /100%の出発組成を有し徐々に1001096の最終組成に変化する水/メ タノール混合物から成る移動相を用いて、Hypersjl ODSカラム(直 径2.1 EmX 10cm)を使ったHPLCクロマトグラフィーにより更に 分析した。HPLCへの注入前に、各抽出物100μlを真空乾燥し、同容量の 水/メタノール(50150)中に再懸濁した。カラムから溶出する材料を21 2 nmと252 nmでの吸光度によりモニタリングし、溶出時間により分画 した。P、フルオレッセンス915株抽出物は、ピロールニドリン標準と同時に 移動しそしてNMR分光法と質量分析法によりビロールニドリンであると決定さ れたピークを含んだ。変異体2−1および他の同定された多面的変異体はこのピ ークを欠いた。
b シアニド生産の P、フルオレッセンス915株、変異体2−1および追加の多面的変異体をシア ニド生産について試験した。Whatman濾紙片に5■/ml。
の銅エチルアセトアセテート/クロロホルムと5■/1rd!の4,4′−メチ レンビス(N、 N−ジメチルアニリン)/クロロホルムを含浸させ、次いでク ロロホルムを蒸発させた。次いで、ウェルに915株と様々な多面的変異体の培 養物を接種しておいたマイクロタイタープレートのカバーの下に上記濾紙を置い た。プレートをアルミホイルで包み、28℃で一部インキユベートした。シアニ ドを生産する各培養物のウェルの上では濾紙が青色に変わった。その結果は、9 15株がシアニドを生産する一方、多面的変異体がシアニドを生産できないこと を示した。
Cキチナーゼ化 の P、フルオレッセンス915株と様々な多面的変異体を、2つの方法のいずれか によりキチナーゼ活性の存在について試験した。第一の方法では、各株のL−ブ ロス培養物300rId!を28℃で12時間インキュベートした。遠心により 細胞を収集し、20mMリン酸塩緩衝液(10mM NaJPO</10mM  KH2PO4)中で1回洗浄した。遠心後、細胞ベレットを5rnI!の200 1Mリン酸塩緩衝液中に再懸濁した。Branson 5onifierのマイ クロチップを使って60秒間の超音波処理により細胞を溶解させ、そして遠心に より細胞抽出物から細胞砕片を除去した。1oOμlの細胞抽出物を総容量25 0μlの0.03Mリン酸ナトリウム、pH6,5中で100μfの三重水素化 キチン(0,5%v/v ;約0.1 mci/−)と共に37℃にて1時間イ ンキュベートすることにより、キチナーゼ活性をアッセイした。同容量の2M  TCAの添加により反応を停止させ、次いで遠心した。200μ!アリコートを 液体シンチレーションカウンター中でカウントし、キチナーゼ活性の結果として 不溶性キチン分子から遊離された可溶性カウントを測定した。表2に与えられる ような典型的な結果は、#736と命名したトランスポゾン変異体(これは多面 的変異体の1クラスの一員であることが証明された)がP、フルオレッセンス9 15株に見られるキチナーゼ活性を欠いていることを示す。
衷I 抽出物 −々3≦乙上l仝t P、フルオレッセンス915 32205トランスポゾン変異体#736 43 66抽出物なし 4993 第二の方法では、各株の200μl培養物を96ウエルのマイクロタイタープレ ートのウェル中のL−ブロス中で28℃にて一晩インキユベートした。−晩培養 物を凍結させ、次いで解凍した後、細胞結合であったかもしれない何らかの酵素 を遊離させるために更に使用した。各々の一晩細菌培養物10μlと、50mM リン酸ナトリウム、pH7,0,1100I EDTA、 0.1%Trito n X−100,0,1%5arcosylおよび10mMβ−メルカプトエタ ノールから成る溶液80μlとが入った不透明の黒色マイクロタイタープレート のウェルに、101tllの0.5mM4−メチルウンベリフェリルβ−D−N 、N’−ジアセチルキトパイオシドを添加した。インキュベーションを37°C で3時間行った。マイクロタイタープレートをTitertek Fluoro scan II蛍光分光光度計上で355 nmの励起と460 nmの発光で 読むことにより、キチナーゼ活性による蛍光性メチルウンベリフェリル基の遊離 をモニタリングした。
表3に与えられる典型的な結果は、多面的変異体がP、フルオレッセンス915 株に見られるキチナーゼ活性を欠いていることを示す。
P、フルオレッセンス915 13.2多面的変異体 0.687 d ゼラチナーゼ活 の減小 3%W/Vバクトーゼラチン(Dirco)が補足された栄養寒天平板上で細菌 をインキュベートすることにより、P、フルオレッセンス915株と様々な多面 的変異体誘導体のゼラチナーゼ活性をアッセイした。ゼラチンを加水分解するこ とのできるプロテアーゼを合成し放出するコロニーの周りの寒天中に曇った輪が 形成する。28°Cで24時間のインキュベーション後の915株のコロニーの 周りに優勢な輪が出現した。そのような輪は24時間の期間内には多面的変異体 のコロニーの周りに出現しなかったが、約48時間後には出現した。よって、多 面的変異体は完全にはゼラチナーゼ活性を失っておらず、それらは915株にお いて24時間以内に出現するプロテアーゼ種を合成できないか、でなければその ような種の合成および/または放出が遅れる。
e コロニーン態のヒ 最少増殖培地上で、P、フルオレッセンス915株は、完全な縁を有する小さい 円形の凸状の白色不透明のコロニーを形成した。調べた全ての多面的変異体は、 波状の縁を有する大きい円形の平坦な半透明のコロニーを形成した。
j5:11キロ 基 Elf の 図3は、DNA配列分析から現在までに決定されたIIキロ塩基断片Ellの遺 伝子構成を描写する。断片Elfを様々な制限エンドヌクレアーゼで単独でまた は組み合わせて消化し、次いで適当なりローニングベクター、例えばpBS S K” (Stratagene)と連結せしめることにより、ジデオキシ配列決 定反応用の二本鎖鋳型として、断片Ellの様々なサブクローンを調製した。連 続DNA配列の領域が生じた時、それらを既知の細菌遺伝子コード領域との相同 性についてGenBankデータベース中に入っている配列と比較した。この分 析は、今までのところ図3に描写されるような断片Ellの遺伝子構成の割り当 てに至った。ORF Iは、E、コリのcheR遺伝子およびミクソコツカス・ サンサス(M xococcus xanthus)のfrzF遺伝子との相当 な相同性を有する。E、コリ中のニは走化性応答の媒介に関与するメチルトラン スフェラーゼ活性を有しくSpringerおよびKoshland。
Proc、 Natl、 Acad、Sci、 USA 74:533−537  ) 、そして丘」はM、サンサス(M、 zanthus)中で同様な機能を 有すると思われる(McClearyら、J、Bacteriol、172:4 877−4887 (1990)) 、 ORF 2は、いわゆる細菌二成分調 節配列(Albrightら、1989 ; Bourre、tら、1991  ;およびMekalanos、 1992)のセンサー成分をコードする多数の 遺伝子との相当な相同性を有する。その他の細菌センサー成分遺伝子の例として は、E、コリのcheA、E、コリのrcsC、ミクソコツカス°ザンサスOJ  xococcus xanthus) q匡dおよびボルデテラ・ベルツッシ ス(Bordetella ertussis)の城■が挙げられる。P。
フルオレッセンス915株の血tRNA遺伝子は、E、コリの血tRNA遺伝子 座と10096相同である。ORF 3は、ホスファチジルグリセロホスフェー ト(リン脂質の代謝に関係する酵素である)をコードすケ筺仏遺伝子CGopa lakrishnanら、J、Biol、’ Chem、261:1329−1 338 (1986) )との相同な相同性を有する。ORF 4は、紫外光損 傷修復エクシヌクレアーゼの一成分をコードするE、コリのuvrC遺伝子C3 harmaら、Nucl、 Ac1ds Res、14:2301−2318  (1986))とのかなりの相同性を有する。
断片Ellの遺伝子活性化2.Okbχholサブクローン上に存在するORF  5は、細菌二成分調節配列の転写活性化因子成分をコードする多数の遺伝子と の相当な相同性を有する。特に、ORF 5はシュードモナス・フルオレッセン スC11AOの註妨遺伝子(Lavilleら、1992)およびE、コリのu vr−23遺伝子(Moolenearら、1987)と非常に類似している。
ORF 5との配列相同性を有する幾つかの他の細菌の転写活性化因子遺伝子の 例として、バシラス・サブチリス(BacillusSubtilis)の旦」 、ボルデテラ・ベルツツシス(Bordetella匹且益旦L)の戚C1およ びシュードモナス・エルジノーザ(Pseudomonas aeru 1no sa)の紅鱈が挙げられる。ORF 5の全コード領域は配列番号1として与え られる。図3に描写された最も左側のEcoR1部位と内部のHindIII部 位により括られた断片Elfの5.6キロ塩基部分の全配列は配列番号2として 与えられる。配列番号2に含まれる転写解読枠の座標は次の通りである:ORF  1 : 210−1688 、左から右に転写されるORF 2 : 190 6−3633 ;左から右に転写される7 : 4616−4691 ;右から 左に転写されるORF 3 : 4731−5318 、右から左に転写される ORF 5を含有する断片Elfの2.Okb Xholサブクローンがシュー ドモナス株中の潜伏遺伝子発現を活性化するという結果と、ORF 5に相同で あるE、コリのurv−23遺伝子が潜伏シュードモナス遺伝子発現を活性化で きるという結果を合わせると、ORF Sクラスの転写活性化因子が潜伏細菌遺 伝子の発現を活性化する意外な能力を有することが示される。
、施lJ6:2kb のクローニング 生物制御シュードモナス株915からN−メチル−N′−二トローN−二トロソ グアニジン処理後に変異株2−1を誘導した。それは最初に真菌リゾクトニア・ ソラニ(Rhizoctonia 5olani)とピチウム・ウルチマム(P  thium ultimum)の増殖を試験管内で阻害できないことに基づい て同定された。更なる特徴づけは、この株がピロールニドリン、キチナーゼおよ びシアニド生産を含む多数の活性の発現にも欠損があることを明らかにした。加 えて、変異体2−1は形悪学的にも915株から識別可能であった。合成培地L MG(0,1%KH。
PO,、0,1% NazHPO,、0,1χNaC]、 0.4%(NHJ) 2S04.0.02%グルコース、0.66%MgSO4および1.6%寒天) を含む寒天平板上で、野生型親株(915株)は完全な縁を有する小さい円形の 凸状の白色不透明のコロニーを形成した。変異体2−1は波状の縁を有する大き い円形の平坦な半透明のコロニーを形成した。
ORF 5を含む約2kbのXhol断片を広域宿主プラスミドpVK100( Knauf ら(1982)、 Plasmid 8:45−54)中にクロー ニングしてプラスミドpcIB137を得た。
7 : 2 kb Xhol断の ORF 5配列とGenBankデータベース中のDNA配列との比較は、既知 の細菌二成分調節系中の多数の転写活性化因子遺伝子との相当な相同性を明らか にした。特に、ORF 5はシュードモナス・フルオレッセンスCHAOの肢薊 遺伝子およびE、コリのuvr−23遺伝子に非常に類似している。ORF 5 は、Xhol制限部位により限定された約2kbの領域の中に完全に位置する。
この約2 kb 珈1断片を広域宿主プラスミドpVKIoOCKnaufら( 1982)、 Plasmid 8:45−54)中にクローニングしてプラス ミドpCI11137を得た。pcIB137は、1992年6月24日に61 604イリノイ州ベオリア市のノースユニノく−シテイ通り1815番にあるU SDA Agricultural Re5earch 5ervice Cu 1tureCollection、Northern Regional Re 5earch Center (NRRL) lこ寄託され、受託番号 を付与 された。
pcIB137を形質転換によりE、−1り宿主株517−1 CSimonら 、(1983) Biotechnology lニア84−791)中に導入 した。次いでそれを接合により2−1株中に伝達した。517−1(1)C]8 137)と2−1株の新鮮な一晩培養物をL寒天平板上で混合しく各50μm) 、28°Cで一晩インキユベートした。次いで接合混合物からのループ状細菌を 、15μg/TLIテトラサイクリンを含むLMG寒天寒天液線し、更に28° Cでインキュベートした。テトラサイクリン耐性コロニーを精製し、pci81 37の存在について調べた。1)CIBI37を含む2−1株の接合完了体は、 ビロールニドリン、キチナーゼおよびシアニドを生産することが証明された。そ れらは915株の形態も示した。
天然のシュードモナス単離体914株および922株は検出可能なレベルのピロ ールニドリン、キチナーゼまたはシアニドを生産しない。
それらはLMG寒天寒天液形の縁を有する大きな円形の平坦な半透明のコロニー を形成した。実施例2に記載したような接合によりそれらの株にpcIB137 を導入した。pcIB137を含む914株の接合完了体は、ピロールニドリン 、キチナーゼおよびシアニドを生産することが示された。それらはシュードモナ ス915株の形態を示した。
1)CIB137を含む922株の接合完了体も、ピロールニドリン、キチナー ゼおよびシアニドを生産することが示されたが、形態の変化は示さなかった。よ って、リゾクトニア・ソラニの試験管内または生体内阻害において効果がないシ ュードモナス・フルオレッセンス株(例えば914株と922株)中へのpcI B137の導入は、意外にも、以前は不活性で検出されなかったキチナーゼ、シ アニドおよびビロールニドリン遺伝子の発現を活性化することがわかった。また 、914株の場合には、断片Ellの導入が、意外にもP、フルオレッセンス9 15株について表1に列挙したものと非常に類似した形態へのコロニー形態の変 化を引き起こした。
8:遣−−ヒには8全なORF 5が八 であるDNA配列分析は、ORF 5 の中に72 bp離れて2つのNae I認識部位が存在することを示した。介 在DNAの除去は推定遺伝子産物を24アミノ酸縮小させ、これは該遺伝子産物 を非機能的にするであろう。2 kb 1jIHI断片をプラスミドpSP72  (Promega)のXhu1部位中にクローニングした。pc]B138と 命名された生成構成物は、ORF 5の中の2個を除いて他のNae1部位を1 つも含まない。mlでpci8138DNAを消化した後、30 ng/μlの 濃度で連結し、そしてE、コリ517−1株中に形質転換せしめ、所望の72  bp欠失を含むpcIB150を作製した。この欠失の存在をDNA配列分析に より確認した。
pclB150からのORF 5含有側1断片を1)VK100中にクローニン グしてpcIB149を作製した。I)CIB149は、72 bpのDNAの 欠失の他は1)CI8137と同じである。pci8149を実施例5に記載し たような接合により914株と922株に導入した時、ピロールニドリン、キチ ナーゼまたはシアニド生産は検出されなかった。よって、菌株中での遺伝子活性 化には完全なORF 5が必要である。
9・遺−置 次の遺伝子置換実験により、915株中での遺伝子調節に対するORF 5の効 果を証明した。断片Ellの右6.8kb(最も右側のEmR1部位とflax 旧により挟まれた部分、図3参照)をpBR322(BcoRI とBamHl で消化したもの)中にクローニングしてpBRB86.8を作製した。
飾Iでの消化によりpBRE86.8からORF 5を含む2kb縛W1断片を 除去し、次いで自己連結せしめてI)CIBI39を作製した。pcIB139 中のHindI[[と顆Iにより挟まれたテトラサイクリン耐性領域をTn5か らのHindllI−3all力ナマイシン耐性断片で置換することにより、カ ナマイシン耐性マーカーをpcIB139に導入した。得られたプラスミドpc IBI54の中にpc18150からの2 kb珈■断片(72bpぬC欠失を 有する)を導入してpcIB156を作製した。このプラスミドをエシェリキア ・コリ517−1株C3imonら(1981) Biotechnology  lニア84−791)中に形質転換せしめ、次いで接合により915株中に導 入し、カナマイシン耐性について選択した。pcI8156は915株中で自律 的に維持することができないので、該プラスミドおよびそれのカナマイシン耐性 決定因子を含んだカナマイシン耐性接合完了体は染色体中に組み込まれた。最も 頻繁な組み込み現象は、2 kb Xhol断片とその周囲の配列により提供さ れる相同性領域の所での相同組換えにより起こった。そのような接合完了体は、 2コピーの2kb Xhol領域(1つは野生型のものでもう1つは72 bp  Nael欠失を有するもの)を含んだ。そのような重複は堪能な相同組換え系 を有する細菌中では不安定であり、それらの形成に好ましい選択的条件を取り除 くと検出可能な頻度で自然に消失する。1つのそのような接合完了体をカナマイ シン選択なしで液体培地中で培養し、次いで再びカナマイシン選択なしで固形寒 天培地上に筒布して個々のコロニーを得た。個々のコロニーをカナマイシン感受 性について試験した。そのようなコロニーは全体の約2%で得られた。それらの カナマイシン感受性コロニーは2つの形態クラス、すなわち一方は野生型に似て いるもので他方は多面的変異体に似ているもの、に分かれる。サザンハイプリダ イゼーション結果は、両方のクラスのコロニーが組み込み型プラスミドを失って おり、そして野生型形態を有するクラスが完全な2kb Xhol領域を含み、 他方のクラスが72 bp Nael欠失を有するものに相当する小さい伽1領 域を含むことを確証した。前者のクラスのコロニーは915株と同一であった。
後者のクラスのコロニーは、ORF S中の72 bp Nael欠失を除いて 915株と同一であった。それらの915株の誘導体はもはやピロールニドリン 、キチナーゼまたはシアニドを生産しない。よって、915株中での遺伝子活性 化には完全なORF 5が必要である。
次の証拠は、2 kb 飾1断片中にORF 5の転写を指令するプロモーター 要素が見つかるらしいことを示す。pc18137中に見られるものとは反対の 方向で2kb挿入断片を有する、2 kb 飾1断片を含有する広域宿主プラス ミドpVK100の変形を単離した。このプラスミドをpc]BI5] と命名 した。多面的変異体中およびP、フル才レツセンス914株中へのpcIB15 1の導入は遺伝子発現を活性化した。各方向において遺伝子発現を活性化する2  kb Xhal断片の能力、および上述したような遺伝子活性化への機能的O RF 5遺伝子産物の必要条件から、おそら<0RF5の転写が2kb挿入断片 中に置かれたプロモーターの存在に頼っているらしいと考えられる。更に、Mo olenarら(1987)は、ORF 5に関連するE、コリのurv−23 遺伝子の転、写を指令するプロモーターを同定している。このプロモーターはu rv−23構造遺伝子の上流の最初の100塩基対の中に含まれていた。ORF  5の上流のほとんど同じ位置に、我々はRosenbergおよびCourt 、 Annu。
Rev、 Genet、 13:319−353 (1979)により記載され たシグマ−70プロモ一ター共通配列に似ている配列TTGTCA−17bp− TTTTTTを同定した。
ORF 5構造遺伝子、上記の可能なプロモーター領域、およびORF 4(こ れはE、コリの■匹に相同である)の5′末端を含む983塩基対領域の配列を 配列番号3に与える。配列番号3の中のそれらの要素の座標は次の通りである: プロモーター相同性を有する配列二23−510RF 5構造遺伝子: 99− 7400RF4(皿匹)の5′末端: 743−9830RF 5をP、フルオ レッセンスの多面的変異体誘導体中またはP。
フルオレッセンス914株と922株中に導入した時、2 kb 41断片にと って生来であるプロモーターがORF 5の転写を指令したらしい。
しかしながら、成る種の菌株中でORF Sクラスの転写活性化因子を発現させ るためには、ORF Sクラス構造遺伝子を、所望の宿主菌属においてより一層 効率的に潜伏遺伝子を活性化する機能をするプロモーターおよび/またはリポソ ーム結合部位と作用可能に連結させることが有益かもしれないと当業者は考える だろう。例えば、0RFSクラスの遺伝子を使ってバシラス(Bacillus )種において潜伏遺伝子を活性化するために、ORF Sクラスの遺伝子をバシ ラス調節領域に作用可能に連結せしめることができる。そのような調節領域は当 業者に容易に入手可能である。細菌調節配列とORF Sクラスの構造遺伝子と の融合を達成するための1つの可能な方法は、重複伸長ポリメラーゼ連鎖反応法 (Hortonら、Gene 77:61)の利用を包含する。
施11 : ORF 5遺−の a、 0RF5コード領域は、細菌転写活性化因子の特徴を有する213アミノ 酸タンパク質をコードすることができる。例えば、Albrightら(198 9)により概説された転写調節因子のドメインlおよび2とORF 5の中の同 等領域との間には強い相同性がある。該タンパク質の54位の推定アスパラギン 酸残基は、このクラスの他の転写活性化因子の保存されたアスパラギン酸残基と 一列に並ぶ。センサー成分タンパク質との相互作用により典型的にリン酸化され るのは、この位置のアスパラギン酸である。ORF 5とE、コリのurv−2 3およびP。
フルオレッセンスCHAOの肢已との整列は、ORF 5がATGやGTG開始 コドンよりも効率的でない稀な翻訳開始コドンTTGを含むという結論を導く。
ORF 5のアミノ酸位置49のところにアスパラギン酸残基が存在し、一方で …aの同等位置にはチロシン残基が存在することは全く価値がない。アグロバク テリウム・ツメファシェンス(A robacterium tumefaci ens)転写活性化因子である虱では、保存されたリン酸化部位の近くのアスパ ラギンからアスパラギン酸への置換が、virGをおそらくセンサー成分による リン酸化をもはや必要としない構成的転写活性化因子に変換した。我々のORF  5はチロシンからアスパラギン酸への置換から見てそのような構成的活性化因 子であるかもしれない。
b、上述したように、ORF 5の転写を指令するプロモーターはお172:5 593−5601 (1990)が別のシュードモナスプロモーターについて行 ったように、例えばS1ヌクレアーゼマツピング(Aibaら、J。
Biol、 Chem、 256:11905−11910 (1981))と プライマー伸長マツピング(DebarbouilleおよびRa1baud、  J、 Bacteriol、153:1221−1227(1983))の組 合せにより、このプロモーターの位置をマツピングすることが可能である。−変 位置決定されれば、所望であればこのプロモーターを含むDNA断片を、適当な りNA制限断片の連結かまたはHortonらの重複伸長プライマー伸長法のい ずれかにより、0RFSクラスの活性化因子に作用可能に連結することができる 。
C0細菌調節要素は、市販のベクター、当業界で既知の細菌調節要素、無プロモ ーターマーカー含有トランスポゾンを使って同定された細菌調節要素、またはp KK175−6やpKK232−8 (Pharmacia。
Piscataway、 NJ)のようなプロモーター選択ベクターなどの様々 な源から得ることができる。商業的に入手可能な細菌調節要素は、多数の源、例 えばプラスミド発現ベクターpKK233−2. pDR540,pDR720 ゜pYEJOOl、 pPL−iambda (Pharmacia)またはp GEMEX発現ベクター(Promega Biotec、 Madison、  Wりから入手可能である。当業界で既知の細菌調節要素としては、プロモータ ー、エンハンサー、リポソーム結合部位および/または連合したコードDNA配 列の他の調節割面機構として機能することが知られている任意の細菌調節要素が 挙げられる。連合コードDNA配列は該調節要素に隣接しているかまたは3′に 連結しており、且つ転写および翻訳されるとタンパク質をコードするDNA配列 である。適当な細菌要素としては、Deretic ら、Bio/Techno logy 7:1249−1254 (1989) ; Deuschleら、 EMBOJ、 5:2987−2994 (1986) ; Hawleyおよ びMcClure、 NuclejcAcids Res、II:2237−2 255 (1983) ; RosenbergおよびC0Urt、 Annu 。
Rev、 Genet、13:319−353 (1979)並びにそれらの中 に引用された参考文献のものが挙げられる。同様に、グラム陽性微生物、例えば バシラス種に使用されるプロモーターも、当業者に容易に入手可能である。上記 のいずれも標準DNA合成技術を使って合成することができる。細菌調節要素は 、異なる種からの調節要素の一部分の混合物を含んで成るハイブリッド調節領域 も包含する。例えば、E、コリのトリプトファンオペロンプロモーターの一35 領域とE、コリの脆オペロンプロモーターの一10領域とを組み合わせたpKK 232−2(Pharmac ia)の江νlac (tr旦)プロモーターは 、′シュードモナス中で効率的に機能するCBagdasarianら、Gen e 26:273−282 (1983))。
成る種の細菌プロモーターは様々な菌属において効率的に機能する能力を有する 。例えば、広域宿主プラスミドRSFIOIO上の選択マーカー用プロモーター は、少なくとも次の菌属において機能することが知られている:アセトバクター (紅担回瓜ハ虹) 、アクチッパシラスQ信j切耶ユ■旺)、エロバクター(妬 皿匣は扛)、エロモナス(加■旦阻u)、アグロバクテリウム(舷匹崩以」ユ照 )、アルカリゲネス(Mj上戊江邸)、アゾトバクタ−(b似函凍J虹)、アゾ スピリルム(7旦叩)、カラロバフタ−(Caulobacter)、デスルホ ビブリオ(Desulfovibrio) 、エルウィニア(打栢且組)、エシ ェリキア(詠仙肛■±組)、グルコノバクタ−(叶匹邸函凍J江)、ハイポミク ロビウム(逝卯4μmobiun+) 、クレブシェラ(Klebsiella ) 、メチロフィルス(Meth lo hilus) 、モラクセラ(Mor axella) 、パラコツカス(Paracoccus) 、プロテウス(P roteus) 、シュードモナス(Pseudomonas) 、リゾビウム (Rhizobiutn) 、oトバクタ−(Rhodobacte 、セラチ ア(Serratia) 、ザントモナス(Xanthomonas) 、ビブ リオ(■−リ、エルシニア(Yersinia)およびザイモモナス(釘厘旦■ 封)CMorales ら、1990 : Pseudomonas: Bio transformations、Patho−genesis、 and E volving Biotechnology、(Silver、 Chakr abarty。
IglewskiおよびKaplan編)第229〜241頁〕。
施 12トランスジエニ・・り の化 914株および922株のpCIB137含有接合完了体の生物防除力をそれら の天然の親と比較した。細菌培養物をルリアブロス中で28℃にて一晩増殖させ た。遠心により細胞をベレット化し、次いで600 nmで2.5の光学濃度( 約2×101コロニー形成単位/ml)になるように無菌蒸留水に再懸濁した。
リゾクトニア・ソラニ(Rhizoctoniasolani)をオートクレー ブ処理したキビ上で培養し、次いで乾燥し、粉末に粉砕した。等置部の鉢植え用 土(Metro−mix 360 ) 、砂およびバーミキュライトを混合する ことにより土壌を調製した。これを使って直径15cmの鉢を満たした。各錘の 周辺に全長30anの長さを有する深さ2−の円形の溝を掘った。各溝に10粒 の綿実(Stoneville506)を入れた。R,ソラニに感染したキビ粉 末を100■/鉢の割合でこの溝の中の綿実の上に平等にふりかけ、次いで各錘 につき2〇−の細菌懸濁液を散布した。無菌の対照には細菌懸濁液の代わりに水 を加えた。各処理は、I処理あたり合計40種子に対して4つの複製鉢から成っ た。26/21°Cの昼/夜温度設定で環境制御された室内において植物を成育 させた。10日後に病気の重さについて植物を観察した。その結果(表4)は、 914株と922株は全く病害防除を提供しないが、それらのpci8317含 有接合完了体は綿においてR,ソラニの良好な防除を提供したことを明らかに示 す。
紅 (10DAP’作物) ’IjJL R1医ルRg4Rg4 王曵麗土盗肱除1NP、NT’ 9 10  9 9 9.25 100.0P、NTc0 2 1 1 1.00 0.0 914 3 0 3 1 1.75 9.ス914(llcIBI49) 0  1 0 2 0.75 −3.0914(+)CIB137) 5 4 5 7  5.25 51.5922 1 1 1 Ll、50 6.1922(1)C IB137) 8 10 7 6 7.75 81.81=未感染対照を100 %生物防除と指定し:感染対照を0%生物防除 御と指定する a=種まき後の日数 b=病原体なし、処理なしく未感染対照)C=病原体あり、処理なしく感染対照 )J13:シュードモナス・フルオレ・・センス914 か゛ さたafA遣− の 重コピーは914 の′ 遺−の 活 ヒ断片を標識し、そしてXholで 消化されたP、フルオレッセンス914株からの全ゲノムDNAとハイブリダイ ズせしめた。該プローブにハイブリダイズした914株からの2.0 kb M 匿1断片をpBluescriptSK“中にクロニングし、DNA配列決定を 行って該クローンが肢■同族体を含むことを確認した。914株中の眩皿同族体 のDNA配列を表5に与える。914株の一同族体は9つのヌクレオチド位置で 915株の口と異なるが、それらのヌクレオチド相違のうちの1っだけが両タン パク質中のアミノ酸の相違を生むと推定される(アミノ酸残基182は915株 のGafAタンパク質ではスレオニンであり、914株のGafAタンパク質で はイソロイシンである)。914株の肢皿遺伝子を広域宿主プラスミドpVK1 00中にサブクローニングし、得られた組換えプラスミドを接合により914株 に導入した。914株中の単一の染色体計り遺伝子の発現はピロールニドリン、 キチナーゼおよびシアニドの合成に必要な遺伝子の発現を活性化することができ なかったが、914株の胆u遺伝子の多重プラスミドコピーを含有する914株 誘導体はピロールニドリン、キチナーゼおよびシアニドを合成した。
表呈 pcII13341からの凹転写解読枠6017刀CxOχfτに3ニスα石a ロ0刀0ンσ0ズンiGr+ズ工テGA−14: E、コリのuvr−23遺− った゛ −の囮 E、コリにおいてはまだそれに既知の機能が当てられていないけれども、E、コ リの藍二益遺伝子(utxiとも称する)は細菌転写活性化因子の1クラスの一 員であるらしい。ポリメラーゼ連鎖反応(MullisおよびFaloona、  Methods in Enzymology 155: 335−350( 1987))により広く利用可能なE、コリに12株のAB1157ゲノムの約 1.1kb部分を増幅させることにより、uvr−23遺伝子を含むDNA断片 を得た。このポリメラーゼ連鎖反応用のプライマーは発表されたuvr−23配 列(Sharmaら、Nucleic Ac1ds Res、 14:2301 −2318 (1986))に基づいて調製した。PCRキット製造業者(Pe rkin Elmer Cetus)により提供された反応緩衝液中に4種のデ オキシリボヌクレオチド(dATP、 dCTP、 dGTPおよびdTTP  、各々について200μM)、約1000gのE、コリに12株ABII57ゲ ノムDNAおよび1単位のTpDNAポリメラーゼを含有する50μlの反応混 合物中、2つのPCRプライマーオリゴヌクレオチド5’ −GGCGGAGT ATACCATAAG−3° と5°−ATAAGCTTACCACCAGCA TCGTAC−3’を各々IμMの濃度で、約1.1kb断片の増幅に使用した 。典型的な増幅サイクル時間および温度は94°Cで1分、45°Cで1分、次 いで72°Cで1分(全部で30サイクル)であった。増幅されたDNA断片を 制限エンドヌクレアーゼHindlI[で消化し、シュードモナス中で複製する ことのできる広域宿主プラスミドpLAFR3(Staskawiczら、J、 Bacteriol、169:5789−5794 (1987))をfiin d mで消化したものと連結せしめ、E、コリを形質転換せしめるのに使った。
E、コ’) uvr−23遺伝子を含有するpLAFR3誘導体を接合によりシ ュードモナス・フルオレッセンス914株中へ移行させると、皿益遺伝子はシア ニド、キチナーゼおよびピロールニドリンの生産に関与する遺伝子の発現を活性 化した。P、フルオレッセンス914株中での最適活性化はpLAFR3の石プ ロモーターからのuvr−23の発現に明らかに依存する。
15: ・である“小の6 サブユニート ロ るための2、Okb Xhol  の なる限 決定E、コリのORF S様転写活性化因子がP、フルオレッセ ンス914株中の潜伏遺伝子を活性化することができるという事実(実施例12 )は、2. Okb Xhol断片中のORF 5の破壊がこの断片の遺伝子活 性化能力を廃止するという事実と結び付けると、ORF 5が完全であり且つ発 現されるという前提のもとで、遺伝子活性化能力を有する2kb断片よりも小さ いDNA断片を限定することが可能であろうことを示す。ORF 5の発現は、 それの生来のプロモーターから、ベクターのプロモーターから、またはORF  5コード領域に作用可能に連結された非相同のプロモーターから指令することが できる。小さいDNA断片は、本質的には実施例5においてE、コリから■Lu 遺伝子を単離するのに記載した手順により、クローン化2 kb Xhol断片 から成る鋳型から調製する。ポリメラーゼ連鎖反応増幅反応用に対をなすオリゴ ヌクレオチドブライマーを調製する。各プライマー対の中にはORF 5の下流 で鋳型にアニールする共通のプライマーが存在し、各対の残りのプライマーはO RF 5の上流の異なる距離のところで配列にアニールする。増幅反応からのD NA断片を、キチナーゼ、シアニドおよびピロールニドリンの生産をアッセイす ることにより潜伏遺伝子活性の活性化について試験する。潜伏遺伝子を活性化す る最小断片が同定される。
一流側16・R,ソラニの増 に対して且圭性の抗生 生 するン されたP、 フルオし・・センス の ′ として 用する抗盲菌性組成物の処J 次の例において、組成の%は重量で与えられる:上−五M二 a b 主 活性成分 20% 40% 50% ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム 5% 8% 6%ヒマシ油ポリエチレ ングリコール 5% −−エーテル(エチレンオキシド36モル)トリブチルフ ェノールポリエチレン 12% 4%グリコールエーテル(エチレンオキ シド30モル) シクロへキサノン −15% 20% キシレン混合物 70% 25% 20%このような乳剤から水での希釈により 任意の所望濃度の乳液を製造することができる。
l一層液上 立 i 工 1 活性成分 80% 10% 5% 95%エチレングリコールモノメチル 20 % −−−エーテル ポリエチレングリコール400 − 70% −−N−メチル−2−ピロリドン  −20%−−エポキシ化ヤシ油 −−1% 596 石油留出物 −−94%− (沸点範囲160〜190°) これらの溶液は微小滴の形での適用に適する。
3、 粒剤: 立 −す− 活性成分 5% 10% カオリン 94% − 高分散性珪酸 1% − アタパルジャイト 90% 活性成分を塩化メチレンに溶解し、該溶液を担体上に噴霧し、その後で溶剤を真 空蒸発させる。
±−投剋二 i 上 舌性成分 2% 5% 高分散性珪酸 1% 5% タルク 97% − カオリン −90% 担体を活性成分と十分に混合することにより、すぐ使用できる粉剤が得られる。
施j17:R,ソラニの に対して の 生 生 る〉 されたP、フルオレ・ ・センス の として る 組 の 次の例において、組成の%は重量で与えられる:上−水胆亙二 a b 主 活性成分 20% 60% 75% リグノスルホン酸ナトリウム 5% 5% −ラウリル硫酸ナトリウム 3%  −596ジイソブチルナフタレンスルホン酸 6% 1096ナトリウム オクチルフェノールポリエチレン −2% −グリコールエーテル (エチレンオキシド7〜8モル) 高分散性珪酸 5% 27% 10% カオリン 67% −− 活性成分を補助剤と混合し、その混合物を適当なミル中で徹底的に粉砕すると、 水で希釈して所望の濃度の懸濁液を与えることができる水和剤が得られる。
Z 乳剤: 活性成分 10% オクチルフェノールポリエチレン 3%グリコールエーテル (エチレンオキシド4〜5モル) ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム 3%ヒマシ油ポリグリコールエーテル  496(エチレンオキシド36モル) シクロへキサノン 30% キシレン混合物 50% このような乳剤から水での希釈により任意の必要濃度の乳液を製造することがで きる。
l−投五二 i 笠 活性成分 5% 8% タルク 95% − カオリン −92% 活性成分と担体を十分に混合し、該混合物を適当なミル中で粉砕することにより 、すぐ使用できる粉剤が得られる。
±−狸班拉五二 活性成分 10% リグノスルホン酸ナトリウム 2% カルボキシメチルセルロース 1% カオリン 87% 活性成分を補助剤と混合・粉砕し、その混合物を次いで水で湿らせる。それを押 し出し、次いで適当な空気流の中で乾燥させる。
l−被覆蚊M− 活性成分 3% ポリエチレングリコール2003% カオリン 9496 細砕した活性成分を、ミキサー中のポリエチレングリコールで湿らせたカオリン に均一に適用する。こうして無粉塵性の被覆粒剤が得られる。
旦−11■01劃に 活性成分 40% エチレングリコール 1096 ノニルフエノールポリエチレングリコール 6%(エチレンオキシド15モル) リグノスルホン酸ナトリウム 10% カルボキシメチルセルロース 196 37%水性ホルムアルデヒド溶液 0.2%75%水性乳液中のシリコーン油  0.8%水 32% 細砕した活性成分を補助剤と十分に混合し、懸濁液濃縮物を与える。この懸濁液 濃縮物から、水での希釈により任意の所望濃度の懸濁液が得られる。
施J18 :他の 面的パ・体の゛ 接合により951株中にトランスポゾンTnCIB116を導入する(Lamら (1990) Plant 5oil 129: 11−183 。915株の トランスポゾン挿入変異体の集団を得、それを実施例4に記載したようにピロー ルニドリンとキチナーゼ生産の欠失についてスクリーニングする。
10、000個のトランスポゾン変異体をスクリーニングした後、ピロールニド リン、キチナーゼまたはシアニドをもはや生産しない7つの多面的変異体が得ら れた。
施J19: 915株 の遺伝 活 とには2つの遺−が必 で五旦。
上記7つの多面的変異体は2つの遺伝子クラスに分かれる。pclB137は7 つのトランスポゾン誘発変異体のうちの2つと変異体2−1を野生型に回復させ た。これは、それらの変異体の遺伝的欠損がORF 5にあったことを示唆する 。5つの変異体は回復されず、915株中の遺伝子活性化には少なくとも1つの 別の遺伝子座が必要であることを示す。915株の全遺伝子ライブラリーを接合 によりそれらの変異体に導入し、野生型形態を取り戻した接合完了体を得た。そ れらの接合完了体はピロールニドリン、キチナーゼおよびシアニドも生産する。
それらの接合完了体から回復クローンを単離した。制限分析は、該クローンが遺 伝子断片の重複ファミリーを形成することを示した。試験したクローンは、第二 クラスの計5つの変異体を野生型に回復させ、第一クラスの2つの変異体には全 く影響を与えなかった。それらのクローンは、915株中の遺伝子活性化に必要 な第二の遺伝子領域を限定する。その群の中で最小のクローンであるpcIB1 46を更に分析する。
20・ 二の遺−の pci8146中のクローンはEcoRI部位により隣接された(図4)。
該クローンの中には1つの内部fwR1部位が存在する。2つの−R1サブクロ ーンを得、回復能力について試験した。どちらのサブクローンも、5つのクラス ■変異体のうちの1つである変異体CGP 21を野生童表現型に回復させるこ とができなかった。このことは、内部EmR1部位が第二の遺伝子座の機能達成 に重要な部位であることを限定する。該クローン中には2つのBamHI断片が ある。それらの内部断片を除去した時(pcIB191) 、回復能力は影響を 受けなかった。
最後に、内部石d■部位から最も左の内部−旧部位までの領域のみを含有する6  kbサブクローン(pci8168)は回復能力を保持していた。変異体を補 完することができる2つのクローンを寄託した。
pcIB146 (約25kb)およびpcI8168 (約6’kb)。
21: 二の遺−−は1emAに 口の′ −るpcI8146中の内部tEm R1部位を取り囲むDNA配列を得た。
GenBankデータベースに入っている配列に対する比較は、シュードモナス ・シリンゲ(Pseudomonas s rin ae)のpV、シリンゲB 728a株の膠遺伝子(二成分調節系のセンサー成分の遺伝子) (Hraba kおよびWills、 1992 )との有意な相同性を示した。表6を参照の こと。
788−1063 72% 1101−1886 77% +616−1886 87% 2182−2308 78% 2528−2843 72% 実施例22・生物制御機能の回復のためのシュードモナス株 への江臥二伝ヱ■ 五ム 1gA遺伝子の不在のために生物防除機能を欠いている変異体シュードモナス株 中にクローンpciBI46を導入する。pcI8146を接合によりE、コリ からシュードモナス株中に導入すると、キチナーゼ、ゼラチナーゼ、ピロールニ ドリンおよびシアニド生産を包含する生物防除機能を回復させることがわかった 。
生来の]e+nAまたは瓜A遺伝子のいずれにも見かけ上欠損がないシュードモ ナス株中にもpci8146を導入する。πAタンパク質をリン酸化する能力の 制限を克服するそれらの株中でのLIILIIIAの増加生産のおかげで、形質 転換された株においてキチナーゼ、ゼラチナーゼ、ピロールニドリンおよびシア ニド生産を包含する生物防除機能の増強が見られる。
実施例13に記載の手順により既にmlAが導入されたシュードモナス株中にも 1mA遺伝子を導入する。この場合、両遺伝子構成物をシュードモナス中で適合 可能にするためにpLAFR3とは異なる複製開始点を使用するプラスミド上で 1mAを導入する。mlAタンパク質をリン酸化する能力の制限を克服するそれ らの株中でのlemAの増加生産のおかげで、引いてはシュードモナス菌細胞中 の多量の田nのおかげで、両トランスジエンを発現する株においてキチナーゼ、 ゼラチナーゼ、ピロールニドリンおよびシアニド生産を包含する生物防除機能の 増強が見られる。
上述の実験アプローチのいずれにおいても、自身のプロモーターからの発現の代 わりに、非相同のブローモーターから匣遺伝子を発現させることができる。その ようなプロモーターはシュードモナス細胞中で発現可能であることが要求され、 構成的にまたは誘導形式のいずれかで発現させることができる。
他のセンサー成分からの推論によると、■皿Aタンパク質のアミノ末端部分と未 知のシグナルとの相互作用により、1emAは該タンパク質のカルボキシ末端近 くに置かれたヒスチジンの自己リン酸化という機能を果たし、よってπAタンパ ク質のリン酸化を可能にすると思われる。次の2つの実験アプローチを使ってw LAに対するキナーゼ活性を増加させる。
第−に、ヒスチジン自己リン酸化標的に隣接するアミノ酸環境を、当業界で公知 のPCRとクローニング技術を使って変更する。遺伝子置換技術を使ってシュー ドモナス中への変更IBA遺伝子の導入を行い(実施例9参照)、こうして変更 されたシュードモナス株を、キチナーゼ、ゼラチナーゼ、ピロールニドリンおよ びシアニド生産について未変更株に対して評価する。標的ヒスチジンの近隣に該 ヒスチジンを自己リン酸化に良い標的にする変更されたアミノ酸環境を有する構 成物は、圧Aをより効率的にリン酸化し、従って増加されたレベルのキチナーゼ 、ゼラチナーゼ、ピロールニドリンおよびシアニドを生産する。
第二に、当業界で公知のPCRおよびクローニング技術を使って―A遺伝子のア ミノ末端センサー部分をアミノ酸の削除/置換により変更する。こうして調製さ れた一連の変更構成物を、遺伝子置換技術を使ってシュードモナス株中に導入し く実施例9参照)、こうして変更されたシュードモナス株を、キチナーゼ、ゼラ チナーゼ、ピロールニドリンおよびシアニド生産について未変更株に対して評価 する。変更されたセンサー領域を有する構成物は、必要なシグナルの相互作用を 使わずに標的ヒスチジンをリン酸化することができ、従ってmlAをより効率的 にリン酸化することができ、かくして増加されたレベルのキチナーゼ、ゼラチナ ーゼ、ピロールニドリンおよびシアニドを生産することができる。
;雄側24:タンパク のリン酸化効・−加させるためのafA遺−±皇支丈 gALAタンパク質の推定受容領域(残基54の周り)に隣接するアミノ酸環境 を、PCRおよびクローニング技術を使って変更する。こうして調製された一連 の変更構成物を、遺伝子置換技術を使ってシュードモナス株中に導入しく実施例 8b参照)、こうして変更されたシュードモナス株を、キチナーゼ、ゼラチナー ゼ、ピロールニドリンおよびシアニド生産について未変更株に対して評価する。
変更された受容領域を有し一層容易にリン酸化される構成物は、増加されたレベ ルのキチナーゼ、ゼラチナーゼ、ピロールニドリンおよびシアニドを生産する。
施j25: された1emAおよびacA遺−るシュードモナスを 改良されたmlA構成物を使って遺伝子置換実験を繰り返すことによって改良さ れたIMJA含有株含有度更することにより、シュードモナス株中に導入すると キチナーゼ、ゼラチナーゼ、ピロールニドリンおよびシアニドの増加生産の表現 壓を引き起こす実施例19と20に記載の匝1変更とmA変更とを同一シュード モナス株中に組み合わせる。
流側26:タンパク リン酸ヒに、 係に るためのafAの1タンパク質をリ ン酸化に無関係にするよ引こBIA遺伝子を変更する。細菌二成分調節系の活性 化因子成分のリン酸化は該活性化因子のDNA結合領域のコンホメーション変化 をもたらすので、同等なコンホメ・−ジョン変化をもたらすいずれかの特定のア ミノ酸置換、挿入または削除は該活性化因子をリン酸化に無関係にする。細菌株 中の潜伏遺伝子の活性化においてリン酸化に無関係なjLfAの変形を使用する と、細菌株がLemAまたは同等のキナーゼの活性形を含有するという必要条件 が除去される。
当業界で公知のPCRおよびクローニング技術を使ってπAのN末端半分の中の アミノ酸環境を変更する。そのようなmlA遺伝子の変異形を広域宿主プラスミ ド中にクローニングし、そして915株の]emA−変異体誘導体中に導入する 。―へ−変異体中への未変更形πAの導入はキチナーゼ、ピロールニドリン、シ アニドおよびゼラチナーゼの合成を回復させることができない(実施例15参照 )ので、lemA−株においてそれらの化合物の合成を成るレベル回復させるG afAタンパク質の任意の変更形は、構成的に活性なコンホメーションに固定さ れる(即ち、リン酸化に無関係)。
本発明をそれの特定態様に関して記載してきたが、多数の変形、改良および態様 が可能であり、従ってそのような変形、改良および態様は全て本発明の精神およ び範囲内であると見なすことができることは明らかであろう。
配列表 (1)一般的情報: (i) 出願人:チバーガイギー ACスイス国、4002 バーシル、クリペ ックストラーセ 141 (if) 発明の名称:遺伝子活性化要素(iii) 配列の数ニア (iv) 連絡先: (A)あて先:チバーガイギー コーポレーション(B)通りニスカイラインド ライブ7 (C)市:ハウトルン市 (D)州:ニューヨーク州 (E)国:アメリカ合衆国 (F) Z I P : 10532 (V) コンピューター読み取り形式。
(A)媒体型:フロッピーディスク (B)コンピューター: IBM PC互換盟(C)駆動システム: PC−D OS/MS−DO3(D)ソフトウェア: Patentln Re1ease  #1.0、バージョン#1.25 (vi) 本願データ・ (A)出願番号: PCT/US93106300(B)出願日・1993年7 月2日 (A)出願番号: LIS 07/908.284(B)出願日・1992年7 月2日 (viii)代理人情報: (A)氏名:5pruill、 w、 Murray(B)登録番号: 32. 943 (C)整理番号: S−18210/A/CGC1506/PC(xi) 電気 通信情報 (A)電話: (919)541−8615(B)テレックス: (919)5 41−8689(2)配列番号1: (i) 配列の特徴: (A)配列の長さ・642塩基対 (B)配列の型:核酸 (C)鎖の数ニー重鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (l])配列の種類ニゲツムDNA (iii) ハイボセテイカル:N0 (iv) アンチセンス・No (vl)起源: (A)生物名:シュードモナス・フルオレッセンス(B)株名: CGA267 356 (C)単離個体名:0RF5 (vi i) 直接の起源: (B)クローン塩 flcIB137 (ix) 特徴: (A)特徴を表す記号: CD5 (B)存在位置・1. 、639 (D)他の情報 (位置:1..3、aa:Met)を除き翻訳(xi) 配列 :配列番号1 TTG ATr X;G GIG CrA GTA GIIICGAT GAC CAT GAT CTCGrr CGr ACA GGT S8 Met 工1e Axq Val Leu Val Val Asp Asp  His Asp Iau Van k1宿GayATTACAαa x CTG  cm GACm GATαz c’t’c cu、c’rcc’cα;CCX ; 96エ1e ′rhr Arg l−me Leu Ala Asp工le  Asp Gly Lau Gin Val Val Gly G1■ αl:c GAG TCA CXX; GAG GM TCCCI’G CTC AAGα℃α石GAG ’ITG MAα℃144Ala Glu Ser G ly Glu Glu Ser Iau Lau Lys Ala Arg G lu Leu Lys Pr。
GATC:rGc’rc C1℃m GACGK: MG ATG CO:αに に℃α℃α;ir err cu、 192AST)Val Val Leu  Meし AST)Val Lys Lau Pro Gly Ile Gly  Gly Leu Gluα:CACGCGCAAATIGTIGQECAGrC )’CCCGGATATCAMGTCC%GQl: 240Ala Thr A rg Lys Leu Leu 均Ser 石s Pro Asp Ile L ys Val Val Alac’rc AO: c’rc TGT GAA  GAA CAT CCG ’rrcα刀N℃α;CTTG C1℃CAAα℃  288Val Thr Val Cys Glu Glu Asp Pro P he Pro Thr Arg Leu Leu Gin MaαEGCG■α ππICCTGに℃NCぼるα刀α℃口℃Nσ罎に石ω℃ 336Gly Al a 7ua Gly Tyr Lau Thr Lys Gly Ala Gl y Leu Asn Glu tmt Valloo 105 110 α頁江ATTの頁−頷Iπ(3)=C■互Hに凪傾瞑xK品 384Gin 7 1aa Ile Arg Leu Val F’he Ala Gly Gin  Arg Tyr Ile Ser Pro 、f1n m ca: CAG % 71℃c’rc rrc AAG TCA TTCC AGα:TTCCX;TGATTCA 43211e Ala GLnGin  Lau Val Phe Lysシr Phe Gin Proシr Ser  Asp 5erα刀−℃G7σαπて店−℃QCα刀Q込m%mo:凋0℃にぢ にズ 480Pro Phe Asp Ala Leu Ser Glu Ar g Glu 工1e Gin Ile ALa Leu Met X1eGTC GGCTGcCAG MAσrc 0IIG ATCATCπr: cz MG  CTGπCCrGTCT 528Val Gly Cys Gin Lys  Val Gin Ile 工1e Ser Asp Lys Lau Cys  tau 5erCCG AAA AQ: GTr AAT AQ: TACαπ χαz ATC?1℃GAA MG a℃π576Pro Lys Thr V al Asn Thr Tyr Arg Tyr Arg工1e Phe Gl u Ly5 Lau 5erATCAGCAGCt:ar GIT GAAσ[ 0ACA 7% C1℃GCG GIT CGCCACαZATG 624工l e Ser Ser Asp Val Glu Leu Thr シu Lau  Aha Val All’9 His Gly 冷しω℃ωσα℃にπGa: πλ 642 Val Asp Ala Ser Ala(2)配列番号2・ (i) 配列の特徴 (A)配列の長さ、213アミノ酸 (B)配列の型、アミノ酸 (D)トポロジー 直鎖状 (11)配列の種類 タンノ々り質 (Xl)配列 配列番号2 陥を工le Arg Val !Jeu Val Val Asp Asp ) Lis Asp Leu Val Arg Thr Glyl 5 10 15 工le Thr Arg Hit Iau Ala Asp 工1e Asp  Gly Leu Gin Val Val Gly G1nAla Glu F At Gl’/ Glu Glu Ser Leu Leu Lys )lla  klGlu IJu Lys I’rB psp Val Val Leu MJ Asp Val Lys Meセ P ro Gly Ile Gly Gly Lau GluAla ThX Ar gLYS Lau Iju kSSer )us Pro Asp Ile L ys Val Val AlaVal Thr Val Cys Glu Gl u Asp Pro Phe Pro Thr Arg Leu Leu Gi nに2Gly Ala Ala Gly Tyr Leu ThX Lys G ly Ala Gly Leu Asn Glu Meセ Valloo 10 5 110 Gin Alalla Arg Iau Val Phe Ala Gly G in Arg Tyr工le Ser Pro G1n工le Ala Gin  Gin Leu Val Phe Lysシr Phe Gin pro S er Ser Asp 5erPro Phe Asp Ala Leu Se r Glu Arg Glu Ile Gin Ile ALa Leu Me t X1eVal Gly Cys Gln Lys Val Gin Ile  Ile Ser Asp Lys Lau Cys Leu 5erPro  Lys Thr Val Asn Thr Tyr Arg Tyr Arg  Ile Phe Glu Lys Leu 5er1B0 185 190 エle Ser Ser Asp Val Glu Leu Thr Lau  Lau Ala Val Arg His Gly kit195 200 2 05 、 val Asp Ala Ser Ala(2)配列番号3: (i) 配列の特徴: (A)配列の長さ・5559塩基対 (B)配列の型:核酸 (C)鎖の数ニー重鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (i i) 配列のNt頚ニゲツムDNA(iii) ハイポセティカル:N。
(iv) アンチセンス=N。
(vi) 起源: (A)生物名・シュードモナス・フルオレッセンス(B)株名: CGA267 356 (C)単離個体名: 5.6 kb EcoRI−HindI[I制限断片(v ii) 直接の起源: (B)クローン名 pc18137 (1x)特徴。
(A)特徴を表す記号 m1sc feature(B)存在位置:2]0.  、1688(D)他の情報 “ORF I 、左から右に転写”(1x)特?j i: (A)特徴を表す記号 m1sc feature(B)存在位置: 1906 . 、3633(D)他の情報二 “ORF 2 、左から右に転写”(ix)  特徴: (A)特徴を表す記号: m1sc feature(B)存在位置: 461 6. 、4691(D)他の情報: “gtyw、右から左に転写”(ix)  特徴: (A)特徴を表す記号: m1sc feature(B)存在位置: 473 1. 、5318(D)他の情報: “ORF 3 、右から左に転写“(xi ) 配列:配列番号3 N(a工rズ込α工こυJ潰℃に百αコつχ℃i美バマA工℃0ゴαンGマC) =1℃CMCα℃480χ工ぢ■λN込α刀Cズ℃に℃−刀丁工3χ刀α=Cコ ℃Q℃α℃丁マAフロα℃フυλズ℃540σご工に2σζ百σλ℃αW工Mλ ゴまλ℃πL鳩ひ2スπ刀KL咳πn詰 1560に℃にひ工ω工にロクdα迫 π工隨工M品品に0鎚エロひJα! 16200λ刀0工℃g!℃α囚n仄λ℃ Gごり潰了刀σλ℃Mロロαコ刀に刃1.C2160υαスG人工にλ℃ローぜ αA請σロ6KDフaG工にで工mスπλπn丁1’C2520α2訂Cぶ学σ C■■λゴ0λ℃M0刀ロー砧α■込πシ℃ロロ端αD刀にπ墓 2580ロー 刀χS工πD刀に−℃Gλ℃ゴG工αn刀πD工χ刃℃αΩπOIATAall ArT2640πmα2篤πフ工MDスゲα迫IX℃M(2)詰αλ工πrコシ ごπσ草℃G丁に 270032 al;CCAT′rCcc2 CI’Afl  $Tl 3720πn刀αコ刀σD工にD℃口=π仄篤σ了にロウCに2工ま 2ゴα2−α! 3780AGGT;110GO! 2α! 2 GGCATA )0℃4860(2)配列番号11 (])配列の特徴 (△)配列の長さ・983塩基対 (B)配列の型 核酸 (C)blの数・−末鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (11)配列の種類 ゲノムDNA (iii) ハイボセティカル、N0 (iv) アンチセンス:N。
(A)生物名:シュードモナス・フルオレッセンス(B)株名: CGA267 356 (vii) 直接の起源: (B)クローン塩: pcIB137 (ix) 特徴: (A)特徴を表す記号: m1sc feature(B)存在位置:23.. 51 (D)他の情報: “プロモーター相同性を有する配列”(ix) 特徴: (A)特徴を表す記号:m1sc feature(B)存在位置:991.7 40 (D)他の情報・ “ORF 5構造遺伝子”(1x)特徴: (A)特徴を表す記号: m1sc feature(B)存在位置: 743 . 、983(D)他の情報: ”ORF 4 (uvrC)の5′末端”(X l)配列:配列番号4 ATQACCATGA丁CTC3T丁01;TACAGGrATrA CへCG AATGCrflCATGGCCTGC180M口θπなバシC℃工鳩π旭刀R 工M冗αフ℃1ス闇ヱσ号■λ羽ワ込K 240TCAAπ込Nσαπ工に蕊℃ に了刀αコ刀π嘗ロχn刀α1χ「nにロ0シα工α℃480ππ℃aσ℃a6 罠α了スaα罠ACC(込σαπ=ウロσL圏πCコπarに口’C7EIO口 α:AGTGGCα云工πa刀TGrAffαシ四aπ刀にλ℃ωσ閣ぽπにπ ににnαπ 840CxX:r、wα:CMGAAα:TGAAGAGCα意コ αC)α?rAC3σ:GGCCTGG:900σ2スgλ℃便フエαコ刀πC 刀αDロα口6に(2)スMOユαλにACCGOフに刀 960Xλ℃Qλ℃ σコ℃亘CにGAG 983(2)配列番号5・ (1)配列の特徴。
(A)配列の長さ:642塩基対 (B)配列の型 核酸 (C)鎖の数ニー末鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (i i) 配列の種類ニゲツムDNA(iii) ハイボセティカル二N。
(iv) アンチセンス二N。
(xi) 配列:配列番号5 π道菖ωiπのX葛CAπ口菖尼にχ℃コい 642(2)配列番号6゜ (1)配列の特徴: (A)配列の長さ、18塩基対 (B)配列の型、核酸 (C)鎖の数ニー末鎖 (D)トポロジー:直鎖状 (i i) 配列の種類ニゲツムDNA(iii) ハイポセティカル:N。
(iv) アンチセンス、N。
(xl)配列:配列番号6: GGCGGAGTAT ACCATAAG 18(2)配列番号7・ (i) 配列の特徴: (A)配列の長さ:24塩基対 (B)配列の型:核酸 (C)鎖の数ニー末鎖 (D)トポロジー・直鎖状 (11)配列の種類、ゲノムDNA (iii) ハイボセティカル、N。
(1v) アンチセンス:N。
(Xl)配列:配列番号7: ATAAGCTTACCACCAGCATCGTAC24FIG、 2 特表平7−509605 (21) 補正書の翻訳文提出書 (特許法第184条の8) 平成6年!2−月27日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.少なくとも1つの遺伝子の発現を誘導することができる遺伝子活性化配列で あって、前記遺伝子が標的生物中で潜伏性であるかまたは低レベルで発現される 、前記遺伝子活性化配列。 2.前記標的生物が、前記遺伝子活性化配列が誘導された株以外の株である、請 求項1の遺伝子活性化配列。 3.前記配列がgafA配列である、請求項1の遺伝子活性化配列。 4.前記配列がlemA配列である、請求項1の遺伝子活性化配列。 5.前記gafA配列がpCIB137として寄託された2kb断片から本質的 に成る、請求項3の遺伝子活性化配列。 6.請求項5のDNA配列から誘導される単離されたDNA配列。 7.前記lemA配列がpCIb168として寄託された6kb断片から本質的 に成る、請求項4の遺伝子活性化配列。 8.請求項7のDNA配列から誘導される単離されたDNA配列。 9.前記DNA配列がlemAをコードする、請求項8のDNA配列。 10.宿主株において潜伏性であるかまたは生来低レベルで発現される遺伝子を 活性化する方法であって、少なくとも1つの請求項1の遺伝子活性化配列を前記 宿主株に導入することを含んで成る方法。 11.前記宿主株が、前記遺伝子活性化配列が誘導された株以外の株である、請 求項10の方法。 12.前記遺伝子活性化配列がlemAまたはgafA配列である、請求項10 の方法。 13.前記gafA配列がpCIB137として寄託された2kb断片またはそ の断片から本質的に成る、請求項12の方法。 14.前記lemA配列がpCIB168として寄託された6kb断片から本質 的に成る、請求項12の方法。 15.前記宿主株が細菌株である、請求項10の方法。 16、前記宿主株がシュードモナス(Pseudomonas)属の株である、 請求項15の方法。 17.配列番号1に示されるgafA配列から本質的に成る単離されたDNA配 列。 18.請求項17のDNA配列から誘導される単離されたDNA配列。 19.請求項1の遺伝子活性化配列に作用可能に連結された細菌調節要素を含ん で成る組換えDNA配列。 20.請求項3のDNA配列に作用可能に連結された細菌調節要素を含んで成る 組換えDNA配列。 21.請求項4のDNA配列に作用可能に連結された細菌調節要素を含んで成る 組換えDNA配列。 22.前記細菌調節要素が、シュードモナス(Pseudomonas)属およ びバシラス(Bacillus)属並びにE.コリ(E.coli)種から成る 群より選択された細菌株から単離された遺伝子由来のプロモーターである、請求 項20の組換えDNA配列。 23.前記細菌調節要素が宿主細菌株に相同である、請求項22の組換えDNA 配列。 24.請求項20の組換えDNA配列が導入されているトランスジェニック細菌 株。 25.請求項22の組換えDNA配列が導入されているトランスジェニック細菌 株であって、前記組換えDNA配列の細菌調製要素がトランスジェニック細菌株 に相同である遺伝子由来のものである、トランスジェニック細菌株。 26.宿主株において少なくとも1つの遺伝子の発現を活性化する方法であって 、前記遺伝子は潜伏性であるかまたは生来低レベルで発現され、 前記宿主株に少なくとも1つの遺伝子活性化配列を導入することを含んで成る方 法。 27.前記遺伝子活性化配列がDNA配列である、請求項26の方法。 28.前記DNA配列が細菌調節要素に作用可能に連結される、請求項27の方 法。 29.前記調節要素が、シュードモナス(Pseudomonas)属およびバ シラス(Bacillus)属並びにE.コリ(E.coli)種から成る群よ り選択された細菌株から単離された遺伝子由来のプロモーターである、請求項2 8の方法。 30.前記遺伝子活性化配列がgafA配列である、請求項26の方法。 31.前記gafA配列が配列番号1の配列である、請求項30の方法。 32.前記遺伝子活性化配列がlemA配列である、請求項26の方法。 33.前記lenA配列がpCIB168中に含まれるlemAである、請求項 32の方法。 34.真菌病原体に対して効果的な細菌株にする方法であって、該細菌株に請求 項1のDNA配列を導入することを含んで成る方法。 35.真菌病原体に対して効果的な細菌株にする方法であって、該細菌株に請求 項19のDNA配列を導入することを含んで成る方法。
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