JPH08107784A - Transformation of alkalophilic bacterium of genus bacillus - Google Patents

Transformation of alkalophilic bacterium of genus bacillus

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JPH08107784A
JPH08107784A JP6247448A JP24744894A JPH08107784A JP H08107784 A JPH08107784 A JP H08107784A JP 6247448 A JP6247448 A JP 6247448A JP 24744894 A JP24744894 A JP 24744894A JP H08107784 A JPH08107784 A JP H08107784A
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JP
Japan
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weight
protoplast
transformation method
culture
amino acid
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JP6247448A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuuji Hatada
勇二 秦田
Katsuya Ozaki
克也 尾崎
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Abstract

PURPOSE: To provide a method for transforming an alkalophilic bacterium of the genus Bacillus at a high conversion rate. CONSTITUTION: (1) A microbial cell of an alkalophilic bacterium of the genus Bacillus is cultured in a liquid culture medium containing 2-8vol.% amino acid mixture solution and (2) the microbial cell is suspended in a buffer solution for preparing a protoplast containing 4-16vol.% amino acid mixture solution, 0.5-2wt.% fish meat extract and 0.09-0.4wt.% potassium sulfate to carry out the lysozyme treatment to prepare the protoplast. (3) An exogenote and a polyethylene glycol solution are then added to the protoplast suspension to thereby make the protoplast take up the exogenote thereinto. (4) The protoplast is then suspended in a buffer solution for preparing the protoplast similar to that described above and cultured to afford a suspension culture solution, which is subsequently applied to a solid culture medium containing 0.5-8vol.% amino acid mixture solution and cultured.

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、生育の最適pHをアルカ
リ性領域に有するアルカリ性バチルス(Bacillu
s)属細菌の菌体内に外来遺伝子を導入するための好ア
ルカリ性バチルス属細菌の形質転換法に関する。
The present invention relates to an alkaline bacillus (Bacillus) having an optimum pH for growth in the alkaline region.
s) It relates to a method for transforming an alkalophilic Bacillus bacterium for introducing a foreign gene into the cells of a genus bacterium.

【0002】[0002]

【従来の技術】遺伝子工学技術による異種遺伝子発現の
ための宿主菌株としては、タンパク質生産能が高く、か
つ安全性が確かな菌株を選択する必要があるが、多くの
バチルス属細菌は、こうした条件を満たしており、有用
な宿主菌株として注目されている。このため、外来遺伝
子によるバチルス属細菌の形質転換の方法は古くから開
発されており、コンピテントセル法〔G.A.Wils
on & K.F.Bott,J.Bacterio
l.,95,p1439−1449.(1968)〕、
プロトプラスト法〔S.Chang & S.N.Co
hen,Mol.Gen.Genet.,168,p1
11−115.(1979)〕及びエレクトロポレーシ
ョン法〔J.B.Luchansky et.al.,
Molecular Microbiology,2,
p637−6469.(1983)〕等が知られてい
る。また、最近、好アルカリ性バチルス属細菌について
もプロトプラスト形質転換法〔R.Aono et.a
l.,Biosci.Biotech.Bioche
m.,57,p1597−1598.(1993)〕が
報告されている。
2. Description of the Related Art As a host strain for expressing a heterologous gene by genetic engineering technology, it is necessary to select a strain having high protein productivity and reliable safety. And is attracting attention as a useful host strain. Therefore, a method for transforming a bacterium of the genus Bacillus with a foreign gene has been developed for a long time, and the competent cell method [G. A. Wils
on & K. F. Bott, J .; Bacterio
l. , 95, p1439-1449. (1968)],
Protoplast method [S. Chang & S. N. Co
hen, Mol. Gen. Genet. , 168, p1
11-115. (1979)] and the electroporation method [J. B. Luchansky et. al. ,
Molecular Microbiology, 2,
p637-6469. (1983)] and the like are known. In addition, recently, for the alkalophilic Bacillus bacterium, the protoplast transformation method [R. Aono et. a
l. , Biosci. Biotech. Bioche
m. , 57, p1597-1598. (1993)] has been reported.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
ではバチルス属細菌であっても、種や株の違いによって
外来遺伝子の導入の頻度が極端に異なり、場合によって
は、全く形質転換が起こらないこともある。実際に、本
発明者らは、これらの方法によって洗剤用アルカリセル
ラーゼの生産菌であるバチルス エスピー(Bacil
lus sp.)KSM−635〔微工研条寄第148
5号(FERM BP−1485)〕株の形質転換を試
みたが、形質転換は全く起こらなかった。
However, according to these methods, even in the case of Bacillus bacteria, the frequency of introduction of a foreign gene is extremely different depending on the species and strain, and in some cases, no transformation occurs. Sometimes. In fact, the present inventors have found that by these methods, Bacillus sp.
lus sp. ) KSM-635 [Microtechnology Research Institute, Article 148
No. 5 (FERM BP-1485)] strain was attempted, but no transformation occurred.

【0004】従って、本発明は、好アルカリ性バチルス
属細菌の菌体内に外来遺伝子を導入する新規な方法を提
供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a novel method for introducing a foreign gene into the cells of an alkalophilic Bacillus bacterium.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】このような実情におい
て、本発明者は、好アルカリ性バチルス細菌のプロトプ
ラスト形質転換法の各操作ステップにおける処理条件に
ついて鋭意検討を行った結果、プロトプラスト調製用菌
体の培養方法、プロトプラスト調製用緩衝液及び再生培
地を改良することによって、高い頻度で好アルカリ性バ
チルス細菌の形質転換体が得られることを見出し、本発
明を完成するに至った。
In such a situation, the present inventor has diligently studied the treatment conditions in each operation step of the protoplast transformation method of an alkaliphilic Bacillus bacterium, and as a result, The inventors have found that transformants of alkalophilic Bacillus bacteria can be obtained at high frequencies by improving the culture method, the protoplast preparation buffer, and the regeneration medium, and completed the present invention.

【0006】すなわち、本発明は、次の操作(1)〜
(4)を含むことを特徴とする好アルカリ性バチルス属
細菌の形質転換法を提供するものである。 (1)アミノ酸混合液2〜8容量%及び最終濃度が0.
2〜1Mとなる量のシュークロースを含有するpH7〜1
0の液体培地中で好アルカリ性バチルス属細菌の菌体を
培養する; (2)アミノ酸混合液4〜16容量%、魚肉エキス0.
25〜2重量%、硫酸カリウム0.09〜0.4重量%
及び最終濃度が0.25〜1Mとなる量のシュークロー
スを含有するpH7〜10のプロトプラスト調製用緩衝液
中に(1)で得られた菌体を懸濁させ、当該懸濁液に最
終濃度が50〜200μg /mlとなる量のリゾチームを
添加することによりプロトプラストを調製する; (3)当該プロトプラスト懸濁液に外来遺伝子及び最終
濃度が5〜20重量%となる量のポリエチレングリコー
ル溶液を添加することによって外来遺伝子をプロトプラ
スト内に取り込ませる; (4)当該プロトプラストを操作(2)で用いたものと
同様のプロトプラスト調製用緩衝液に懸濁させて培養
し、得られた懸濁培養液を、アミノ酸混合液0.5〜8
容量%及び最終濃度が0.5〜0.9Mとなる量のコハ
ク酸ナトリウムを含有するpH7〜10の固体培地に塗布
して培養する。
That is, the present invention provides the following operations (1)-
The present invention provides a method for transforming an alkalophilic Bacillus bacterium, which comprises (4). (1) Amino acid mixture solution of 2 to 8% by volume and final concentration of 0.
PH 7-1 containing sucrose in an amount of 2-1M
Culturing the cells of the alkalophilic Bacillus bacterium in a liquid medium of 0; (2) Amino acid mixture 4 to 16% by volume, fish meat extract 0.
25-2% by weight, potassium sulfate 0.09-0.4% by weight
And the bacterial cells obtained in (1) were suspended in a protoplast preparation buffer having a pH of 7 to 10 containing sucrose in an amount such that the final concentration was 0.25 to 1 M, and the final concentration was suspended in the suspension. To prepare protoplasts by adding lysozyme in an amount of 50 to 200 μg / ml; (3) Add a foreign gene and a polyethylene glycol solution in an amount of 5 to 20% by weight to the protoplast suspension. To incorporate the foreign gene into the protoplasts; (4) The protoplasts are suspended and cultured in the same protoplast preparation buffer as used in step (2), and the resulting suspension culture is , Amino acid mixture 0.5-8
The culture is carried out by coating on a solid medium having a pH of 7 to 10 containing a volume% and a final concentration of 0.5 to 0.9 M sodium succinate.

【0007】本発明の好アルカリ性バチルス属細菌の形
質転換法は、上記操作(1)〜(4)、すなわち(1)
プロトプラスト調製用菌体の培養、(2)この菌体のプ
ロトプラスト化、(3)外来遺伝子の添加とプロトプラ
スト凝集剤の添加、(4)正常細胞への再生からなるも
のである。ここで、好アルカリ性バチルス属細菌として
は、バチルス エスピー(Bacillus sp.)
KSM−635(FERM BP−1485)株等が挙
げられる。
The method for transforming an alkalophilic Bacillus bacterium according to the present invention comprises the above steps (1) to (4), that is, (1).
It consists of culturing cells for preparing protoplasts, (2) converting the cells into protoplasts, (3) addition of a foreign gene and a protoplast aggregating agent, and (4) regeneration into normal cells. Here, examples of the alkalophilic Bacillus bacterium include Bacillus sp.
KSM-635 (FERM BP-1485) strain and the like can be mentioned.

【0008】まず、操作(1)のプロトプラスト調製用
菌体の培養について説明する。この培養に用いる液体培
地においては、アミノ酸混合液を2〜8容量%配合し、
またシュークロースを0.2〜1M添加して浸透圧を高
くすることによりプロトプラストからの再生率を高くす
ることができる。ここで、用いられるアミノ酸混合液と
しては、下記表2に示す組成を有するものが好ましい。
First, the culture of the protoplast-preparing cells in the operation (1) will be described. In the liquid medium used for this culture, 2 to 8% by volume of the amino acid mixture is added,
The regeneration rate from protoplasts can be increased by adding 0.2 to 1 M sucrose to increase the osmotic pressure. The amino acid mixture used here is preferably one having a composition shown in Table 2 below.

【0009】[0009]

【表2】 [Table 2]

【0010】この液体培地には、魚肉エキス0.25〜
2重量%、リン酸一水素カリウム0.05〜1重量%、
酵母エキス0.025〜0.5重量%、硫酸カリウム
0.045〜1重量%及びグルコース0.25〜2重量
%を配合することが、プロトプラストからの再生率を高
めることができる点から好ましい。
In this liquid medium, fish meat extract 0.25-
2% by weight, potassium monohydrogen phosphate 0.05 to 1% by weight,
It is preferable to add 0.025 to 0.5% by weight of yeast extract, 0.045 to 1% by weight of potassium sulfate, and 0.25 to 2% by weight of glucose from the viewpoint of increasing the regeneration rate from protoplasts.

【0011】この液体培地は、用いる菌株が好アルカリ
性であることから炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等
のアルカリ化合物を用いてpH7〜10に調整することが
必要であり、炭酸ナトリウムを用いる場合、添加量は
0.15〜1.2重量%とすることができる。
Since the strain to be used in this liquid medium is alkalophilic, it is necessary to adjust the pH to 7 to 10 using an alkaline compound such as sodium carbonate or sodium hydroxide. Can be 0.15 to 1.2% by weight.

【0012】プロトプラスト用菌体の培養は、温度30
〜40℃、好適には37℃において振盪培養を行い、波
長600nmにおける吸光度(OD600)における培養液
の吸光度が0.05〜0.2に達したときに集菌するこ
とが、プロトプラストからの再生率を高くすることがで
きる点で好ましい。集菌方法は特に限定されるものでは
なく、例えば培養液10〜200mlを遠心分離(6,0
00×g、10分間、4℃)することによって菌体を集
める方法などを用いることができる。
Cultivation of protoplast cells is carried out at a temperature of 30.
From 40 to 40 ° C., preferably 37 ° C., shaking culture is performed, and when the absorbance of the culture solution at the absorbance (OD 600 ) at a wavelength of 600 nm reaches 0.05 to 0.2, it is necessary to collect the bacteria from the protoplasts. It is preferable in that the regeneration rate can be increased. The method of collecting the bacteria is not particularly limited, and for example, 10 to 200 ml of the culture solution is centrifuged (6,0 ml).
It is possible to use a method of collecting the bacterial cells by carrying out the treatment at 00 xg for 10 minutes at 4 ° C.

【0013】操作(2)の菌体のプロトプラスト化処理
において用いるプロトプラスト調製用緩衝液において
は、アミノ酸混合液4〜16容量%、魚肉エキス0.5
〜2重量%及び硫酸カリウム0.09〜0.4重量%を
配合することによって形質転換率を高くすることができ
る。また、シュークロースを0.25〜1M添加して緩
衝液の浸透圧を高くすることが、プロトプラストの破裂
を防ぎ、高い再生率を得る点から必要である。
In the protoplast preparation buffer used in the protoplast formation treatment of the bacterial cells in the operation (2), the amino acid mixture solution is 4 to 16% by volume and the fish meat extract is 0.5.
The transformation rate can be increased by adding ˜2% by weight and 0.09 to 0.4% by weight of potassium sulfate. In addition, it is necessary to add sucrose in an amount of 0.25 to 1 M to increase the osmotic pressure of the buffer solution in order to prevent rupture of protoplasts and obtain a high regeneration rate.

【0014】ここに用いるアミノ酸混合液の組成は前記
表2であるのが好ましい。またこの緩衝液にはリン酸−
水素カリウム0.1〜2重量%、酵母エキス0.05〜
1重量%、グルコース0.5〜4重量%、塩化マグネシ
ウム0.01〜2重量%及び牛血清アルブミン(BS
A)0.05〜0.5重量%を配合することが、プロト
プラストの安定化の点から好ましい。
The composition of the amino acid mixture used here is preferably as shown in Table 2 above. In addition, this buffer contains phosphate-
0.1 to 2 wt% potassium hydrogen, yeast extract 0.05 to
1% by weight, glucose 0.5-4% by weight, magnesium chloride 0.01-2% by weight and bovine serum albumin (BS
A) It is preferable to add 0.05 to 0.5% by weight from the viewpoint of stabilizing protoplasts.

【0015】形質転換される菌体が好アルカリ性である
この緩衝液のpHは7〜10とすることが必要であり、pH
の調整は操作(1)と同様に行うことができる。
The pH of this buffer solution in which the cells to be transformed are alkalophilic needs to be 7 to 10.
Can be adjusted in the same manner as the operation (1).

【0016】プロトプラストを調製するには、まず、菌
体の細胞壁を取り除くことを目的としてリゾチーム処理
を行う。この処理は、菌体を上記のプロトプラスト調製
用緩衝溶液に懸濁し、最終濃度が50〜200μg /ml
となる量のリゾチームを添加することによって行われ
る。この処理は、高い再生率を得ることができる点か
ら、リゾチーム添加後20〜42℃で10〜100分間
保持することが好ましく、特に30〜37℃で20〜4
0分間保持することが好ましい。リゾチーム処理後、プ
ロトプラストを集め、上記と同様のプロトプラスト調製
用緩衝液に再懸濁する。ここで、集菌方法は特に限定さ
れるものではなく、例えば遠心分離(1,000×g、
15分間、4℃)することによってプロトプラストを集
める方法などを用いることができる。
To prepare protoplasts, first, lysozyme treatment is carried out for the purpose of removing the cell wall of bacterial cells. In this treatment, the cells were suspended in the above-mentioned protoplast preparation buffer solution, and the final concentration was 50 to 200 μg / ml.
This is done by adding an amount of lysozyme. From the viewpoint that a high regeneration rate can be obtained, this treatment is preferably carried out at 20 to 42 ° C for 10 to 100 minutes after addition of lysozyme, and particularly at 30 to 37 ° C for 20 to 4 minutes.
It is preferable to hold for 0 minutes. After lysozyme treatment, protoplasts are collected and resuspended in the same protoplast preparation buffer as above. Here, the method for collecting the bacteria is not particularly limited, and for example, centrifugation (1,000 × g,
For example, a method of collecting protoplasts by performing 15 minutes at 4 ° C.) can be used.

【0017】操作(3)のプロトプラストと外来遺伝子
との接触反応は、プロトプラスト懸濁液に外来遺伝子を
添加し、さらに最終濃度が5〜20重量%となる量のポ
リエチレングリコール(PEG)溶液(溶媒としては水
等を用いることができる)を添加することによって行
う。具体的にはプロトプラスト懸濁液と等量の10〜4
0重量%のPEG溶液を添加することによって行う。P
EGは平均分子量が1,000〜8,000のものを用
いることが、高頻度でプラスミドを導入できる点から好
ましい。また、PEG溶液には0.25〜1Mのシュー
クロースが含まれていることが、プロトプラストの破裂
を防ぎ再生率を高くする点から望ましい。
The contact reaction between the protoplast and the foreign gene in the operation (3) is carried out by adding the foreign gene to the protoplast suspension and further adding polyethylene glycol (PEG) solution (solvent) in an amount such that the final concentration is 5 to 20% by weight. Can be used as water). Specifically, 10 to 4 equivalent to the protoplast suspension
This is done by adding 0% by weight PEG solution. P
It is preferable to use EG having an average molecular weight of 1,000 to 8,000, since the plasmid can be introduced at high frequency. In addition, it is desirable that the PEG solution contains 0.25 to 1 M sucrose from the viewpoint of preventing rupture of protoplasts and increasing the regeneration rate.

【0018】プロトプラストと外来遺伝子との接触反応
は、30秒〜10分間行うことが好ましい。また、反応
終了後、直ちにプロトプラスト沈澱を集めることが好ま
しく、例えば、反応液量の5〜10倍量の前記と同様の
プロトプラスト調製用緩衝液を添加して接触反応を止
め、直ちに遠心分離(1,000×g、15分間、4
℃)するなどの方法を用いることができる。
The contact reaction between protoplasts and the foreign gene is preferably carried out for 30 seconds to 10 minutes. In addition, it is preferable to collect the protoplast precipitate immediately after the reaction, for example, adding 5 to 10 times the volume of the reaction solution as described above to the protoplast preparation buffer to stop the contact reaction, and immediately centrifuge (1 1,000 xg, 15 minutes, 4
C.) can be used.

【0019】操作(4)の正常細胞への再生処理は、ま
ず、操作(2)で用いたものと同様のプロトプラスト調
製用緩衝液に懸濁させて培養を行う。培養は、振盪培養
が好ましく、例えば20〜40℃において100〜15
0rpm の回転速度で1〜5時間行うことが好ましい。次
に、得られたプロトプラスト懸濁液を、アミノ酸混合液
0.5〜8容量%を含む固体培地用組成物をpH7〜10
に調整し、これに最終濃度が0.5〜0.9Mとなる量
のコハク酸ナトリウムを添加して調製した再生培地(固
体培地)に塗布し、培養を行って正常細胞への再生を行
う。ここでアミノ酸混合液は前記表2の組成を有するも
のが好ましい。
To regenerate normal cells in the operation (4), first, the cells are suspended in the same protoplast preparation buffer as used in the operation (2) and cultured. The culture is preferably shaking culture, for example, 100 to 15 at 20 to 40 ° C.
It is preferable to carry out at a rotation speed of 0 rpm for 1 to 5 hours. Next, the resulting protoplast suspension was treated with a composition for solid medium containing 0.5 to 8% by volume of an amino acid mixture to give a pH of 7 to 10.
And apply to a regeneration medium (solid medium) prepared by adding sodium succinate in an amount to give a final concentration of 0.5 to 0.9 M, and perform culture to regenerate normal cells. . Here, the amino acid mixture preferably has the composition shown in Table 2 above.

【0020】本発明においては再生培地に上記特定のア
ミノ酸混合液を含有させることにより、高い形質転換率
が得られる。また、硫酸カリウム0.02〜1重量%及
びゼラチン0.05〜2重量%を添加することによって
より高い形質転換率が得られる。
In the present invention, a high transformation rate can be obtained by incorporating the above-mentioned specific amino acid mixture in the regeneration medium. A higher transformation rate can be obtained by adding 0.02 to 1% by weight of potassium sulfate and 0.05 to 2% by weight of gelatin.

【0021】また、再生培地に高濃度(0.5〜0.9
M)のコハク酸ナトリウムを添加することにより高い再
生率(5×106〜1×108個/ml)が得られる。すな
わち、従来の枯草菌のプロトプラスト再生法〔S.Ch
ang & S.N.Cohen,Mol.Gen.G
enet.,168,p111−115.(197
9)〕と同様に0.3Mのコハク酸ナトリウムを好アル
カリ性バチルス属細菌であるKSM−635(FERM
BP−1485)に添加してもプロトプラスト再生は
非常に低いレベル(5×103個/ml)であったが、
0.5〜0.9Mのコハク酸ナトリウムを添加すること
によって極めて高い再生率を得ることができる。
Further, the regeneration medium has a high concentration (0.5 to 0.9).
A high regeneration rate (5 × 10 6 to 1 × 10 8 pieces / ml) can be obtained by adding M) sodium succinate. That is, the conventional protoplast regeneration method of Bacillus subtilis [S. Ch
ang & S.A. N. Cohen, Mol. Gen. G
enet. , 168, p111-115. (197
9)], 0.3M sodium succinate was added to the alkalophilic Bacillus bacterium KSM-635 (FERM).
BP-1485) had a very low level of protoplast regeneration (5 × 10 3 cells / ml),
An extremely high regeneration rate can be obtained by adding 0.5-0.9 M sodium succinate.

【0022】本発明で用いる再生培地にはさらに魚肉エ
キス0.1〜0.6重量%、リン酸一水素カリウム0.
02〜0.2重量%、酵母エキス0.01〜0.1重量
%、グルコース0.2〜2重量%、塩化マグネシウム
0.05〜1重量%、牛血清アルブミン(BSA)0.
005〜0.1重量%及び寒天0.5〜2重量%を配合
することが、再生率をさらに高める点から好ましい。
The regeneration medium used in the present invention further comprises 0.1 to 0.6% by weight of fish meat extract, and 0.
02-0.2 wt%, yeast extract 0.01-0.1 wt%, glucose 0.2-2 wt%, magnesium chloride 0.05-1 wt%, bovine serum albumin (BSA) 0.
It is preferable to add 005 to 0.1% by weight and 0.5 to 2% by weight of agar in order to further increase the regeneration rate.

【0023】この再生培地は、用いる菌体が好アルカリ
性であることから操作(1)と同様のアルカリ化合物を
用いてpH7〜10に調整することが必要であり、炭酸ナ
トリウムを用いる場合、添加量は0.1〜0.6重量%
とすることができる。
Since the cells used in this regeneration medium are alkalophilic, it is necessary to adjust the pH to 7-10 using the same alkaline compound as in step (1). When sodium carbonate is used, the amount added is Is 0.1 to 0.6% by weight
Can be

【0024】プロトプラストの再生は、上記培地にプロ
トプラスト懸濁液を塗布し、好ましくは30〜50℃で
2〜14日間培養することによって行うことができる。
このような培養によって出現した再生体のコロニーの中
から形質転換体を選択することにより、形質転換体を得
ることができる。この選択方法は特に限定されるもので
はなく、例えば薬剤耐性遺伝子を含むプラスミドDNA
などで形質転換を行う場合、再生培地中に適当な濃度の
薬剤を含有させておくことによって、形質転換体のみが
再生するようにすることもできる。
Regeneration of protoplasts can be carried out by applying a protoplast suspension to the above medium and culturing at 30 to 50 ° C. for 2 to 14 days.
A transformant can be obtained by selecting a transformant from colonies of the regenerant that have appeared by such culture. This selection method is not particularly limited, and for example, plasmid DNA containing a drug resistance gene
In the case of carrying out transformation with, for example, it is possible to allow only the transformant to regenerate by containing an appropriate concentration of the drug in the regeneration medium.

【0025】このような薬剤としては、カナマイシン、
テトラサイクリン、クロラムフェニコール、エリスロマ
イシンなどを挙げることができる。
Such agents include kanamycin,
Tetracycline, chloramphenicol, erythromycin and the like can be mentioned.

【0026】本発明の形質転換法によって、例えばバチ
ルス エスピーKSM−635(FERM BP−14
85)株を宿主とし、プラスミドpUB110による形
質転換を行った場合、1×104〜1×106個/μg D
NA以上の頻度で形質転換体を得ることができる。ま
た、好アルカリ性バチルス属細菌は、洗剤用酵素の生産
菌として使用され、蛋白質高生産能を有しているため、
本発明の形質転換法を適用することによって種々の有用
蛋白質を高い生産率で生産することが可能となる。
By the transformation method of the present invention, for example, Bacillus sp. KSM-635 (FERM BP-14).
85) When the strain is used as a host and transformed with the plasmid pUB110, 1 × 10 4 to 1 × 10 6 cells / μg D
Transformants can be obtained at a frequency of NA or higher. In addition, since the alkalophilic Bacillus bacterium is used as a bacterium for producing a detergent enzyme and has a high protein-producing ability,
By applying the transformation method of the present invention, various useful proteins can be produced at a high production rate.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、好アルカリ性バチルス
属細菌の形質転換を高転換率で行うことができる。
According to the present invention, it is possible to transform an alkalophilic Bacillus bacterium at a high conversion rate.

【0028】[0028]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0029】実施例1 プラスミドpUB110によるアルカリセルラーゼ生産
菌の形質転換を行った。なお、特にことわりのない限り
各表において「%」は「重量%」を示すものとする。
Example 1 An alkaline cellulase-producing bacterium was transformed with the plasmid pUB110. Unless otherwise specified, “%” in each table means “% by weight”.

【0030】(1)プロトプラスト化用菌体の培養:バ
チルス エスピーKSM−635(FERM BP−1
485)株を固体培地(表3)に塗布し、30℃で24
時間培養した。一白金耳分の菌体を液体培地(表4)1
0mlが入った試験管に接種し、30℃で振盪培養を行っ
た。14時間後、培養液1mlを液体培地(表4)100
mlを含む坂口フラスコに接種し、37℃で振盪培養を行
った。培養液の濁度(OD600 )が0.1に達した時に
遠心分離(6,000×g、10分間、4℃)によって
菌体を集め、これを2mlのプロトプラスト調製用緩衝液
(表5)に懸濁した。
(1) Cultivation of cells for protoplast formation: Bacillus sp. KSM-635 (FERM BP-1)
485) was applied to a solid medium (Table 3) and the strain was applied at 30 ° C for 24
Cultured for hours. 1 platinum loop of fungus body in liquid medium (Table 4) 1
A test tube containing 0 ml was inoculated and shake culture was performed at 30 ° C. After 14 hours, 1 ml of the culture medium was added to 100 ml of liquid medium (Table 4).
A Sakaguchi flask containing 100 ml was inoculated and shake-cultured at 37 ° C. When the turbidity (OD 600 ) of the culture reached 0.1, the cells were collected by centrifugation (6,000 × g, 10 minutes, 4 ° C.), and 2 ml of the protoplast preparation buffer (Table 5) was collected. ).

【0031】[0031]

【表3】 [Table 3]

【0032】[0032]

【表4】 [Table 4]

【0033】[0033]

【表5】 [Table 5]

【0034】(2)プロトプラスト化処理:操作(1)
で得られたプロトプラスト懸濁液に最終濃度が100μ
g /mlとなるようにリゾチームを加え、30℃で30分
間保温した。検鏡によってプロトプラスト形成率が99
%以上となったことを確認した後、遠心分離(1,00
0×g、15分間、4℃)によってプロトプラストを集
め、これを1mlのプロトプラスト調製用緩衝液に懸濁し
た。
(2) Protoplasting process: Operation (1)
The final concentration of the protoplast suspension obtained in
Lysozyme was added so that the concentration would be g / ml, and the mixture was kept warm at 30 ° C for 30 minutes. Prospect formation rate was 99 by microscopy
% After confirming that
Protoplasts were collected by 0xg, 15 min, 4 ° C) and suspended in 1 ml of protoplast preparation buffer.

【0035】(3)プロトプラストとDNAの接触:操
作(2)のプロトプラスト懸濁液0.5mlに1μg (1
0μl )のプラスミドpUB110DNA溶液と30重
量%PEG溶液(表6)0.5mlを加えて穏やかに攪拌
し、室温で1分間静置した。この後、プロトプラスト緩
衝液5mlを添加して混合後、プロトプラスト懸濁液を遠
心分離して(1,000×g、15分間、4℃)プロト
プラストを集めた。
(3) Contact of protoplasts with DNA: 1 μg (1) in 0.5 ml of the protoplast suspension of the operation (2)
0 μl) of the plasmid pUB110 DNA solution and 0.5 ml of a 30 wt% PEG solution (Table 6) were added, gently stirred, and allowed to stand at room temperature for 1 minute. After this, 5 ml of protoplast buffer was added and mixed, and then the protoplast suspension was centrifuged (1,000 × g, 15 minutes, 4 ° C.) to collect protoplasts.

【0036】[0036]

【表6】 [Table 6]

【0037】(4)プロトプラストの再生及び形質転換
体の取得:操作(3)で得られたプロトプラストの沈澱
物を、プロトプラスト調製用緩衝液1mlに再懸濁し、3
0℃で穏やかに2時間振盪(125rpm )した。この
後、プロトプラスト懸濁液100μl を抗生物質カナマ
イシンを200μg /ml含む再生培地(表7)に塗布
し、30℃で7日間培養した。この結果、再生培地上に
1×105個/mlの頻度でカナマイシン耐性を獲得した
形質転換体が出現した。
(4) Regeneration of protoplasts and acquisition of transformants: The precipitate of protoplasts obtained in step (3) was resuspended in 1 ml of protoplast preparation buffer, and
Gently shaken (125 rpm) for 2 hours at 0 ° C. After that, 100 μl of the protoplast suspension was applied to a regeneration medium (Table 7) containing 200 μg / ml of the antibiotic kanamycin and cultured at 30 ° C. for 7 days. As a result, transformants that acquired kanamycin resistance appeared at a frequency of 1 × 10 5 cells / ml on the regeneration medium.

【0038】[0038]

【表7】 [Table 7]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:07) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display area C12R 1:07)

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 次の操作(1)〜(4)を含むことを特
徴とする好アルカリ性バチルス属細菌の形質転換法。 (1)アミノ酸混合液2〜8容量%及び最終濃度が0.
2〜1Mとなる量のシュークロースを含有するpH7〜1
0の液体培地中で好アルカリ性バチルス属細菌の菌体を
培養する; (2)アミノ酸混合液4〜16容量%、魚肉エキス0.
25〜2重量%、硫酸カリウム0.09〜0.4重量%
及び最終濃度が0.25〜1Mとなる量のシュークロー
スを含有するpH7〜10のプロトプラスト調製用緩衝液
中に(1)で得られた菌体を懸濁させ、当該懸濁液に最
終濃度が50〜200μg /mlとなる量のリゾチームを
添加することによりプロトプラストを調製する; (3)当該プロトプラスト懸濁液に外来遺伝子及び最終
濃度が5〜20重量%となる量のポリエチレングリコー
ル溶液を添加することによって外来遺伝子をプロトプラ
スト内に取り込ませる; (4)当該プロトプラストを操作(2)で用いたものと
同様のプロトプラスト調製用緩衝液に懸濁させて培養
し、得られた懸濁培養液を、アミノ酸混合液0.5〜8
容量%及び最終濃度が0.5〜0.9Mとなる量のコハ
ク酸ナトリウムを含有するpH7〜10の固体培地に塗布
して培養する。
1. A method for transforming an alkalophilic Bacillus bacterium, which comprises the following operations (1) to (4): (1) Amino acid mixture solution of 2 to 8% by volume and final concentration of 0.
PH 7-1 containing sucrose in an amount of 2-1M
Culturing the cells of the alkalophilic Bacillus bacterium in a liquid medium of 0; (2) Amino acid mixture 4 to 16% by volume, fish meat extract 0.
25-2% by weight, potassium sulfate 0.09-0.4% by weight
And the bacterial cells obtained in (1) were suspended in a protoplast preparation buffer having a pH of 7 to 10 containing sucrose in an amount such that the final concentration was 0.25 to 1 M, and the final concentration was suspended in the suspension. To prepare protoplasts by adding lysozyme in an amount of 50 to 200 μg / ml; (3) Add a foreign gene and a polyethylene glycol solution in an amount of 5 to 20% by weight to the protoplast suspension. To incorporate the foreign gene into the protoplasts; (4) The protoplasts are suspended in the same protoplast-preparation buffer as used in step (2) and cultured, and the resulting suspension culture is , Amino acid mixture 0.5-8
The culture is carried out by coating on a solid medium having a pH of 7 to 10 containing a volume% and a final concentration of 0.5 to 0.9 M sodium succinate.
【請求項2】 操作(1)、操作(2)及び操作(4)
で用いるアミノ酸混合液が、表1に示す組成を有するも
のである請求項1記載の形質転換法。 【表1】
2. Operation (1), operation (2) and operation (4)
The transformation method according to claim 1, wherein the amino acid mixture used in (1) has the composition shown in Table 1. [Table 1]
【請求項3】 操作(1)、操作(2)及び操作(4)
における培地又はプロトプラスト調製用緩衝液のpH調整
が、炭酸アルカリ又は水酸化アルカリを添加して行うも
のである請求項1又は2記載の形質転換法。
3. Operation (1), operation (2) and operation (4)
3. The transformation method according to claim 1 or 2, wherein the pH adjustment of the medium or the protoplast preparation buffer in (1) is performed by adding an alkali carbonate or an alkali hydroxide.
【請求項4】 炭酸アルカリが、炭酸ナトリウム又は水
酸化ナトリウムである請求項3記載の形質転換法。
4. The transformation method according to claim 3, wherein the alkali carbonate is sodium carbonate or sodium hydroxide.
【請求項5】 操作(1)の液体培地が、さらに魚肉エ
キス0.25〜2重量%、リン酸一水素カリウム0.0
5〜1重量%、酵母エキス0.025〜0.5重量%、
硫酸カリウム0.045〜1重量%及びグルコース0.
25〜2重量%含有するものである請求項1〜4のいず
れかの項記載の形質転換法。
5. The liquid culture medium of the operation (1) further comprises 0.25 to 2% by weight of fish meat extract and 0.0 of potassium monohydrogen phosphate.
5-1% by weight, yeast extract 0.025-0.5% by weight,
0.045 to 1% by weight of potassium sulfate and glucose of 0.
The transformation method according to any one of claims 1 to 4, which comprises 25 to 2% by weight.
【請求項6】 操作(1)の培養が、30〜40℃で、
培養液の600nmにおける吸光度が0.05〜0.2に
達するまで振盪培養するものである請求項1〜5のいず
れかの項記載の形質転換法。
6. The culture of the operation (1) is carried out at 30 to 40 ° C.
The transformation method according to any one of claims 1 to 5, wherein the culture is cultivated with shaking until the absorbance at 600 nm of the culture reaches 0.05 to 0.2.
【請求項7】 操作(2)のプロトプラスト調製用緩衝
液が、さらにリン酸一水素カリウム0.1〜2重量%、
酵母エキス0.05〜1重量%、グルコース0.5〜4
重量%、塩化マグネシウム0.01〜2.0重量%及び
牛血清アルブミン0.05〜0.5重量%含有するもの
である請求項1〜6のいずれかの項記載の形質転換法。
7. The protoplast preparation buffer of step (2) further comprises 0.1 to 2% by weight of potassium monohydrogen phosphate,
Yeast extract 0.05-1% by weight, glucose 0.5-4
The transformation method according to any one of claims 1 to 6, wherein the transformation method comprises 0.01% to 2.0% by weight of magnesium chloride and 0.05 to 0.5% by weight of bovine serum albumin.
【請求項8】 操作(2)のプロトプラスト調製が、リ
ゾチーム添加後20〜42℃で10〜100分保持する
ものである請求項1〜7のいずれかの項記載の形質転換
法。
8. The transformation method according to any one of claims 1 to 7, wherein the protoplast preparation in step (2) is carried out at 20 to 42 ° C for 10 to 100 minutes after the addition of lysozyme.
【請求項9】 操作(3)で用いるポリエチレングリコ
ールの平均分子量が1000〜8000である請求項1
〜8のいずれかの項記載の形質転換法。
9. The polyethylene glycol used in the operation (3) has an average molecular weight of 1,000 to 8,000.
[8] The method for transformation according to any one of [8] to [8].
【請求項10】 操作(3)で用いるポリエチレングリ
コール溶液が、さらに0.25〜1Mのシュークロース
を含んでいるものである請求項1〜9のいずれかの項記
載の形質転換法。
10. The transformation method according to claim 1, wherein the polyethylene glycol solution used in the step (3) further contains 0.25 to 1 M sucrose.
【請求項11】 操作(4)の懸濁培養が、20〜40
℃、100〜150rpm で振盪培養するものである請求
項1〜10のいずれかの項記載の形質転換法。
11. The suspension culture according to the operation (4) is 20 to 40.
The transformation method according to any one of claims 1 to 10, wherein the culture is carried out with shaking at 100 to 150 rpm.
【請求項12】 操作(4)の固体培地が、さらに硫酸
カリウム0.02〜1重量%、ゼラチン0.05〜2重
量%、魚肉エキス0.1〜0.6重量%、リン酸一水素
カリウム0.02〜0.2重量%、酵母エキス0.01
〜0.1重量%、グルコース0.2〜2重量%、塩化マ
グネシウム0.05〜1重量%、牛血清アルブミン0.
005〜0.1重量%及び寒天0.5〜2重量%を含む
ものである請求項1〜11のいずれかの項記載の形質転
換法。
12. The solid medium of the operation (4) further comprises 0.02 to 1% by weight of potassium sulfate, 0.05 to 2% by weight of gelatin, 0.1 to 0.6% by weight of fish meat extract, and monohydrogen phosphate. 0.02-0.2% by weight potassium, 0.01 yeast extract
.About.0.1 wt%, glucose 0.2 to 2 wt%, magnesium chloride 0.05 to 1 wt%, bovine serum albumin 0.
The transformation method according to any one of claims 1 to 11, which comprises 005 to 0.1% by weight and 0.5 to 2% by weight of agar.
【請求項13】 操作(4)の固体培地における培養
が、30〜50℃で2〜14日間行うものである請求項
1〜12のいずれかの項記載の形質転換法。
13. The transformation method according to claim 1, wherein the culture in the solid medium of the operation (4) is performed at 30 to 50 ° C. for 2 to 14 days.
JP6247448A 1994-10-13 1994-10-13 Transformation of alkalophilic bacterium of genus bacillus Pending JPH08107784A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10229879A (en) * 1997-02-17 1998-09-02 Kao Corp Production of protein with homologous recombination body
JP2018076714A (en) * 2016-11-10 2018-05-17 大阪瓦斯株式会社 Petroleum recovery increasing nutrition

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