JPH08508164A - 新規な殺病害虫タンパク質および株 - Google Patents
新規な殺病害虫タンパク質および株Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、殺虫性株及びタンパク質に関する。バシラス(Bacillus)株であって栄養生長の間に殺虫性タンパク質及び補助タンパク質を作り出すことができるものを提供する。また、その精製タンパク質、そのタンパク質をコードするヌクレオチド配列並びに害虫防除のための上記株、タンパク質及び遺伝子の使用方法をも提供する。
Description
【発明の詳細な説明】
新規な殺病害虫タンパク質および株
本発明は、1993年3月25日提出の米国特許出願第08/037,057
号の一部継続出願(その開示をここに引用により取り込む)である。
発明の分野
本発明は、植物および植物以外の病害虫を防除する方法および組成物に関する
。
発明の背景
昆虫の病害虫は世界の商業的に重要な農作物の損失における主要な因子である
。広いスペクトルの化学的農薬は農業的に重要な病害虫を防除または撲滅するた
めにもっぱら使用されてきている。しかしながら、有効な別の農薬を開発するこ
とは実質的に重要である。
微生物の農薬は化学的病害虫の防除に対する代替物として重要な役割を演ずる
。最も広範に使用される微生物の生産物は、細菌バシラス・スリンジェンシス( Bacillus thuringiensis)
(Bt)に基づく。Btは、
胞子形成の間に殺昆虫性結晶質タンパク質(ICP)を生産する、グラム陽性の
胞子形成性バシラス(Bacillus)である。
25より多いが、関係するするICPを生産するBtの多数の変種が知られて
いる。Btにより作られるICPは、鱗翅目(Lepidoptera)、双翅 目(Diptera)
および鞘翅目(Coleoptera)のある種の昆虫の
幼虫に対して毒性である。
一般に、ICPを感受性昆虫が摂取するとき、結晶は可溶化されそして昆虫の消
化管のプロテアーゼにより毒性成分に形質転換される。鞘翅類の幼虫に対して活
性のICPのいずれも、ジアブロティカ(Diabrotica)属、とくにジ アブロティカ・ビルギフェラ・ビルギフェラ(Diabrotica virg iferavirgifera)
、ウェスタン・ウリハムシ(Western
corn rootworm)(WCRW)またはジアブロティカ・ロンギコミ ス・バルベリ(Diabrotica longicomis barberi )
、ノーザン・ウリハムシ(Northern corn rootworm)
に対する作用を示さなかった。
Btはバシラス・セレウス(Bacillus cereus)(Bc)に密
接に関係する。主要なきわ立って特徴的である特性は、Bcにおける副芽胞子の
結晶の欠如である。Bcは土壌の中に普通に見出されそして種々の食物および薬
物から単離されてきている、広く分布した細菌である。この生物は食物の腐敗に
関係づけられてきている。
Btは昆虫の病害虫を防除するとき非常に有用であるが、潜在的生物学的防除
剤の数を拡張することが必要とされている。
発明の要約
本発明は、植物および植物以外の病害虫を防除する組成物および方法に関する
。特に、バシラス(Bacillus)の種々の成長段階から単離可能な、新規
な殺病害虫タンパク質を開示する。バシラス(Bacillus)株、タンパク
質、およびタンパク質をエンコードする遺伝子が提供される。
本発明の方法および組成物は、植物および植物以外の病害虫を防
除する種々の系において使用できる。
発明の詳細な説明
植物の農薬を防除するための組成物および方法が提供される。特に、バシラス (Bacillus)
株の栄養成長の間に生産される新規な殺病害虫タンパク質
が提供される。タンパク質は農薬として有用である。
本発明は、殺病害虫タンパク質がバシラス(Bacillus)株の栄養成長
の間に生産されることを認識する。本発明の目的に対して、栄養成長は胞子形成
の開始の前の期間として定義される。Btの場合において、この栄養成長はIC
Pの生産の前に起こる。病害虫管理のプログラムにおいて使用するために、この
ようなタンパク質をコードする遺伝子を単離し、クローニングしそして種々のデ
リバリー伝達体の中に形質転換することができる。
本発明の目的に対して、病害虫は、昆虫、真菌、細菌、線虫、ダニ(mite
s)、マダニ(ticks)、原生動物の病原体、動物の寄生体の肝臓吸虫類な
どを包含するが、これらに限定されない。昆虫の病害虫は、鞘翅目(Coleo
ptera)、双翅目(Diptera)、膜翅目(Hymenoptera)
、鱗翅目(Lepidoptera)、ハジラミ目(Mallophaga)、
同翅目(Homoptera)、半翅目(Hemiptera)、直翅目(Or
throptera)、アザミウマ目(Thysanoptera)、ハサミム
シ目(Dermaptera)、シロアリ目(Isoptera)、シラミ目(
Anoplura)、ノミ目(Siphonaptera)、トビケラ目(Tr
ichoptera)などを包含する。
表1〜10は、主要な作物植物に関連する病害虫およびヒトおよ
び獣医学的に重要な病害虫のリストを記載する。このような病害虫は本発明の範
囲内に包含される。
今回、殺病害虫タンパク質を栄養成長期のバシラス(Bacillus)から
単離できることが認識されたので、他の株を標準の技術により単離し、そして特
定の植物および植物以外の病害虫に対する活性について試験することができる。
一般に、バシラス(Bacillus)株は任意の環境の試料、例えば、土壌、
植物、昆虫、穀粒エレベーターのほこり、および他の試料の物質などから、この
分野において知られている方法により単離することができる。参照、例えば、T
raversら(1987)Appl.Environ.Microbiol.
53:1263−1266;Salehら(1969)Can J.Micro
biol.15:1101−1104;DeLuccaら(1981)Can
J.Microbiol.27:865−870;およびNorrisら(19
81)″The genera Bacillus and Sporolac tobacillus
、″Starrら(編)、The Prokaryote
s:A Handbook on Habitats,Isolation,a
nd Identification of Bacteria、Vol.II
、Springer−Verlog Berlin Heidelberg。単
離後、株を栄養成長の間に殺病害虫活性について試験することができる。この方
法において、新しい殺病害虫タンパク質および株を同定することができる。
本発明における使用が見出されるこのようなバシラス(Bacillus)は
、バシラス・セレウス(Bacillus cereus)およびバシラス・ス リンジェンシス(Bacillus thuringiensis)
、ならびに
表11に列挙するバシラス(Bacillus)種を包含する。
本発明によれば、栄養成長の間に生産された殺病害虫タンパク質はバシラス( Bacillus)
から単離することができる。1つの実施態様において、栄養
成長の間に生産された殺昆虫タンパク質、ここにおいてVIP(栄養成長の殺昆
虫タンパク質)と呼ぶ、を単離することができる。タンパク質単離の方法はこの
分野において知られている。一般に、タンパク質は普通のクロマトグラフィー、
例えば、ゲル濾過、イオン交換、およびイムノアフィニティークロマトグラフィ
ーにより、高性能液体クロマトグラフィー、例えば、
逆相高性能液体クロマトグラフィー、イオン交換高性能液体クロマトグラフィー
、大きさ排除高性能液体クロマトグラフィー、高性能クロマトフォーカシングお
よび疎水相互作用クロマトグラフィーなどにより、電気泳動分離、例えば、1次
元ゲル電気泳動、2次元ゲル電気泳動などにより精製することができる。このよ
うな方法はこの分野において知られている。参照、例えば、Current P rotocols in Molecular Biology、
Vol.1お
よび2、Ausubelら(編)、John Wiley & Sons、ニュ
ーヨーク(1988)。さらに、タンパク質の実質的に純粋な調製物に対する抗
体を調製することができる。参照、例えば、Radkaら(1983)J.Im munol.
128:2804;およびRadkaら(1984)Immuno genetics
19:63。方法の任意の組み合わせを使用して、殺病害虫
性質を有するを有するタンパク質を精製することができる。
このような精製は実質的に精製されたタンパク質画分を生ずるであろう。「実
質的に精製された」または「実質的に純粋な」は、その天然の状態のタンパク質
に通常関連する化合物を実質的に含まないタンパク質を意図する。タンパク質の
「実質的に純粋な」調製物は、SDS−PAGE後に視的にまたはデンシトメト
リーの走査により決定して他の検出可能なタンパク質のバンドの不存在により評
価することができる。あるいは、精製された調製物の中の他のアミノ末端の配列
またはN−末端の残基の不存在は純度のレベルを示す。純度は、イオン交換、逆
相または毛管電気泳動により他のピークの不存在を示す、「純粋な」調製物の再
クロマトグラフィーにより評価することができる。用語「実質的に純粋な」また
は「実質的に精製された」は、タンパク質と他の化合物との人工的または合成の
混合物を排除することを意図しない。用語は、また、タンパク質の生物学的活性
を妨害せず、そして、例えば、不完全な精製のために、存在することがある、少
量の不純物の存在を排除ことを意味しない。
いくつかのタンパク質は単一のポリペプチド鎖であるが、多数のタンパク質は
2以上のポリペプチド鎖から成る。精製されたタンパク質かいったん単離される
と、タンパク質、またはそれを構成するポリペプチドをこの分野において知られ
ている標準の方法により特性決定しそして配列決定することができる。例えは、
精製されたタンパク質、またはそれを構成するポリペプチドは、例えば、臭化シ
アンを使用するか、あるいはプロテアーゼ、例えば、パパイン、キモトリプシン
、トリプシン、リシル−Cエンドペプチダーゼなどで断片化することができる(
Oikeら(1982)J.Biol.Chem.257:9751−9758
;Liuら(1983)Int.J.pept.protein Res.21
:209−215)。生ずるペプチドは、好ましくはHPLCによるか、あるい
はゲルの分割およびPVDF膜上へのエレクトロブロッティングにより分離し、
そしてアミノ酸の配列決定にかけることができる。この仕事を達成するために、
ペプチドは好ましくは自動化配列決定装置により分析する。N−末端、C−末端
、または内部のアミノ酸配列を決定できることが認識される。精製されたタンパ
ク質のアミノ酸配列から、殺病害虫タンパク質をエンコードする遺伝子の単離を
促進するプローブとして使用できるヌクレオチド配列を合成することができる。
タンパク質は分子量、成分のペプチド、特定の病害虫に対する活性、および他
の特性が変化することが認識される。しかしながら、ここに記載する方法により
、種々の病害虫に対して活性のタンパク
質を単離しそして特性決定することができる。
いったん精製されたタンパク質が単離されそして特性決定されると、それはア
ミノ酸の置換、欠失、および挿入を包含する種々の方法で変更可能であることが
認識される。このような操作の方法は一般にこの分野において知られている。例
えば、殺病害虫タンパク質のアミノ酸配列の変異体はDNAにおける突然変異に
より調製することができる。このような変異体は所望の殺病害虫活性を有するで
あろう。明らかなように、変異体をエンコードするDNAの中で作られる突然変
異はリーディングフレームの中から外に配列を配置してはならず、そして好まし
くは2次mRNA構造を生成しうる相補的領域をつくらないであろう。参照、欧
州特許出願公開第75,444号。
この方法において、本発明は殺病害虫タンパク質ならびにその成分および断片
を包含する。すなわち、殺病害虫活性を保持するタンパク質の成分のポリペプチ
ドまたは断片は生成できることが認識される。これらの断片は切形配列、ならび
にタンパク質のN−末端、C−末端、内部のおよび内部的に欠失されたアミノ酸
配列を包含する。
タンパク質配列の大部分の欠失、挿入、および置換が殺病害虫タンパク質の特
性の徹底的な変化を生成することは期待されない。しかしながら、そのように実
施することに先立って置換、欠失、または挿入の正確な作用を予測することが困
難であるとき、当業者は理解するように、効果は日常的スクリーニングアッセイ
により評価されるであろう。
ここに記載するタンパク質または他の成分のポリペプチドは単独で、あるいは
組み合わせで使用できる。すなわち、いくつかのタンパク質を使用して昆虫の病
害虫を防除することができる。さらに、
本発明のある種のタンパク質は殺病害虫タンパク質の活性を増強する。これらの
タンパク質をここにおいて「補助タンパク質」と呼ぶ。作用の機構は完全には理
解されないが、補助タンパク質および問題の殺病害虫タンパク質を一緒にすると
き、殺病害虫タンパク質の殺昆虫性質は数倍増強される。
本発明の殺病害虫タンパク質は分子量が変化し、少なくとも30kDa、好ま
しくは約50kDaまたはそれより大きい分子量を有する成分のポリペプチドを
有する。
本発明の補助タンパク質は分子量が変化し、少なくとも15kDa、好ましく
は約20kDaまたはそれより大きい分子量を有する。補助タンパク質それら自
体は成分のポリペプチドを有することができる。
殺病害虫タンパク質および補助タンパク質はマルチマーの、殺病害虫タンパク
質の成分であることが可能である。その成分のポリペプチドの1または2以上と
して補助タンパク質を含むこのような殺病害虫タンパク質は、分子量が変化する
ことができ、少なくとも50kDaから少なくとも200kDaまで、好ましく
は約100kDa〜150kDaの分子量を有する。
補助タンパク質は本発明の殺病害虫タンパク質と組み合わせて使用して活性を
増強することができる。補助タンパク質が活性に影響を与えるかどうかを決定す
るために、殺病害虫タンパク質を単独でかつ補助タンパク質と組み合わせてて発
現することができ、そしてそれぞれの活性を給餌アッセイにおいて殺病害虫活性
の増加について比較することができる。
株の活性を単独でおよび補助タンパク質と組み合わせて試験することによって
、殺病害虫タンパク質の活性について株をクローニングすることは有益であろう
。ある場合において、補助タンパク質お
よび株の天然のタンパク質は、補助タンパク質の不存在下に見られない殺病害虫
活性を生成する。
補助タンパク質は、前述したように、種々のこの分野において知られている方
法により修飾することができる。したかって、本発明の目的に対して、用語「栄
養成長の殺昆虫タンパク質」(VIP)は、単独で、あるいは組み合わせで殺病
害虫活性のために使用できる、栄養成長の間に生産されたタンパク質を包含する
。これは殺病害虫タンパク質、補助タンパク質、および補助タンパク質またはこ
れらのタンパク質のポリペプチド成分の不存在下にのみ活性を示すタンパク質を
包含する。
本発明のヌクレオチド配列およびアミノ酸配列を得るために利用可能な別の方
法が存在することが認識される。例えば、殺病害虫タンパク質をエンコードする
ヌクレオチド配列を得るために、殺病害虫タンパク質を発現するコスミドのクロ
ーンをゲノムのライブラリーから単離することができる。より大きいコスミドの
クローンから、より小さいサブクローンを作りそして活性について試験すること
ができる。この方法において、活性な殺病害虫タンパク質を発現するクローンを
配列決定して遺伝子のヌクレオチド配列を決定することができる。次いで、アミ
ノ酸配列をタンパク質について推定することができる。一般的分子の方法につい
ては、例えば、次の文献を参照のこと:Molecular Cloning:
A Laboratory Manual、第2版、Vol.1〜3、Samb
rookら(編)、Cold Spring Harbor Laborato
ry Press、コールド・スプリング・ハーバー、ニューヨーク(1989
)、およびその中に引用されている文献。
本発明は、また、バシラス(Bacillus)以外の生物から
のヌクレオチド配列を包含し、ここでヌクレオチド配列は本発明のバシラス(B acillus)
のヌクレオチド配列とのハイブリダイゼーションにより単離可
能である。このようなヌクレオチド配列は殺病害虫活性について試験することが
できる。本発明は、また、ヌクレオチド配列によりエンコードされるタンパク質
を包含する。さらに、本発明はバシラス(Bacillus)以外の生物から得
られるタンパク質を包含し、ここでタンパク質は本発明の生産物に対して作られ
た抗体と交差反応する。再び、単離されたタンパク質をここに開示する方法によ
り殺病害虫活性についてアッセイすることができる。
本発明の殺病害虫タンパク質をコードするヌクレオチド配列がいったん単離さ
れると、それらを操作しそして、微生物および植物を包含する、他の生物を包含
する種々の宿主の中でタンパク質を発現するために使用できる。
本発明の殺病害虫遺伝子は植物における増強された発現のために最適化するこ
とができる。参照、例えば、米国特許出願第07/951,715号;欧州特許
出願公開(EPA)第0359472号;欧州特許出願公開(EPA)第038
5962号;WO第91/16432号;Perlakら(1991)Proc .Natl.Acad.Sci.USA
88:3324−3328;およびM
urrayら(1989)Nucleic Acids Research 1
7:477−498。この方法において、遺伝子は植物の好ましいコドンを利用
して合成できる。すなわち、特定の宿主のために好ましいコドンは、その宿主の
中のそのアミノ酸を最も頻繁にコードする単一のコドンである。例えば、特定の
アミノ酸のための、トウモロコシの好ましいコドンはトウモロコシからの既知の
遺伝子配列から誘導することができる。トウモロコシ植物からの2
8遺伝子ののためのトウモロコシのコドン使用は、Murrayら(1989)
、Nucleic Acids Research17:477−498(その
開示をここに引用によって加える)の中に見出される。合成遺伝子は、また、特
定の宿主が特定のアミノ酸について使用するコドンの分布に基づいて作るするこ
とができる。
この方法において、ヌクレオチド配列を任意の植物における発現のために最適
化することができる。遺伝子配列のすべてまたは任意の部分を最適化するか、あ
るいは合成できることが認識される。すなわち、合成のまたは部分的に最適化さ
れた配列をまた使用できる。
同様な方法において、ヌクレオチド配列を任意の微生物における発現のために
最適化することができる。バシラス(Bacillus)の好ましいコドンの使
用について、例えば、米国特許第5,024,837号およびJohansen
ら(1988)Gene65:293−304、を参照のこと。
植物の発現カセットを構成する方法ならびに外来DNAを植物の中に導入する
方法はこの分野において記載されている。このような発現カセットは、プロモー
ター、ターミネーター、エンハンサー、イントロンおよび殺病害虫タンパク質の
コーディング配列に操作的に連鎖された他の調節配列を包含することができる。
一般に、外来DNAを植物の中に導入するために、Tiプラスミドベクターを
外来DNAのデリバリーならびに直接のDNAの取込み、リポソーム、エレクト
ロポレイション、マイクロインジェクション、およびマイクロ投射体の使用のた
めに利用されてきている。このような方法はこの分野において確立されている。
参照、例えば、Guercheら(1987)Plant Science 5
2:111−116;Neuhauseら(1987)Theor.Appl. Genet.
75:30−36;Kleinら(1987)Nature 32
7:70−73;Howellら(1980)Science 208:126
5;Horschら(1985)Science 227:1229−1231
;DeBlockら(1989)Plant Physiology 91:6
94−701;Methods for Plant Molecular B iology
(WeissbachおよびWeissbach、編)Acade
mic Press,Inc.(1988);およびMethods in P lant Molecular Biology
(SchulerおよびZie
linski、編)Academic Press,Inc.(1989)。参
照、また、米国特許出願第08/008,374号、ここに引用によって加える
。参照、また、欧州特許出願公開(EPA)第0193259号および欧州特許
出願公開(EPA)第0451878A1号。形質転換の方法は形質転換すべき
植物に依存するであろうことが理解される。
さらに、発現カセットを修飾して発現を増加することができることが理解され
る。例えば、切形配列、ヌクレオチドの置換または他の修飾を使用できる。参照
、例えば、Perlakら(1991)Proc.Natl.Acad.Sci .USA
88:3324−3328;Murrayら(1989)Nucle ic Acids Research
17:477−498;およびWO第9
1/16432号。
構成体は、また、ヌクレオチド配列に操作的に連鎖された、任意の他の必要な
レギュレーター、例えば、ターミネーター(Guerineauら、(1991
)、Mol.Gen.Genet.、2
26:141−144;Proudfoot、(1991)、Cell、64:
671−674;Sanfaconら、(1991)、Genes Dev.、
5:141−149;Mogenら、(1990)、Plant Cell、2
:1261−1272;Munroeら、(1990)、Gene、91:15
1−158;Ballasら、(1989)、Nucleic Acids R es.
、17:7891−7903;Joshi、C.P.(1987)、Nu cleic Acids Research
、15:9627−9639);植
物の翻訳コンセンサス配列(Joshi、C.P.(1987)、Nuclei c Acids Research
、15:6643−6653)、イントロン
(LuehrsenおよびWalbot、(1991)、Mol.Gen.Ge net.
、225:81−93)などを包含する。発現カセット構成体の中に5
’リーダー配列を含有させることは有益であることがある。このようなリーダー
配列は翻訳を増強する作用をすることができる。翻訳リーダーはこの分野におい
て知られており、そして次のものを包含する:
ピコルナウイルスのリーダー、例えば、EMCVリーダー(脳心筋5’非コー
ディング領域)(Elroy−Stein、O.、Fuerst、T.R.、お
よびMoss、B.(1989)PNAS USA 86:6126−6130
);
ポチウイルス(potyvirus)リーダー、例えば、TEVリーダー(タ
バコ・エッチ(etch)・ウイルス)(Allisonら、(1986);M
DMV(トウモロコシ矯性モザイクウイルス);Virology、154:9
−20);および
ヒト免疫グロブリン重鎖結合タンパク質(BiP)、(Macejak、D.
G.、およびSarnow、P.、(1991)、N ature
、353:90−94;
アルファルファモザイクウイルスのコートタンパク質からの未翻訳リーダー(
AMV RNA4)、(Jobling、S.A.、およびGehrke、L.
)、(1987)、Nature、325:622−625;
タバコモザイクウイルスのリーダー(TMV)、(Gallie、D.R.ら
、(1989)、Molecular Biology of RNA、pp.
237−256;および
トウモロコシ白化斑紋ウイルスのリーダー(MCMV)(Lommel、S.
A.ら、(1991)、Virology、81:382−385。参照、また
、Della−Cioppaら、(1987)、Plant Physiolo gy
、84:965−968。
植物のターミネーターを発現カセットにおいて利用できる。参照、Rosen
bergら、(1987)、Gene、56:125;Guerineauら、
(1991)、Mol.Gen.Genet.、226:141−144;Pr
oudfoot、(1991)、Cell、64:671−674;Sanfa
conら、(1991)、Genes Dev.、5:141−149;Mog
enら、(1990)、Plant Cell、2:1261−1272;Mu
nroeら、(1990)、Gene、91:151−158;Ballasら
、(1989)、Nucleic Acids Res.、17:7891−7
903;Joshiら(1987)、Nucleic Acid Res.、1
5:9627−9639)。
組織特異的発現のために、本発明のヌクレオチド配列は組織特異的プロモータ
ーに操作的に連鎖することができる。参照、例えば、
米国特許出願第07/951,715号、ここに引用によって加える。
殺病害虫タンパク質をコードする遺伝子を使用して昆虫の病原性生物を形質転
換できることが認識される。このような生物は、バキュロウイルス、真菌、原生
動物、細菌および線虫を包含する。
本発明のバシラス(Bacillus)株は、農業作物および生産物を病害虫
から保護するために使用できる。あるいは、農薬をエンコードする遺伝子は適当
ベクターを介して微生物の宿主の中に導入することができ、そして前記宿主を環
境または植物または動物に適用できる。問題の1または2以上の作物の「フィト
スファア(phytosphere)」(フィロプレーン[phyllopla
ne]、フィロスファア[phyllosphere]、リゾスファア[rhi
zosphere]および/またはリゾプレイン[rhizoplane])を
占有することが知られている微生物の宿主を選択できる。これらの微生物は特定
の環境において野生型微生物と首尾よく競合することができ、ポリペプチドの農
薬を発現する遺伝子の安定な維持および発現を提供し、そして、望ましくは、環
境の分解および不活性化からの農薬の改良された保護を提供するように選択され
る。
このような微生物は、細菌、藻類、および真菌を包含する。特に重要ものは次
の通りである:微生物、例えば、細菌、例えば、シュードモナス(Pseudo monas)
、エルウィニア(Erwinia)、セラチア(Serratia )
、クレブシエラ(Klebsiella)、ザントモナス(Xanthomo nas)
、ストレプトマイセス(Streptomyces)、リゾビウム(R hizobium)
、ロドシュードモナス(Rhodopseudomonas )
、メチリウス(Methylius)、アグロバク テリウム(Agrobacterium)
、アセトバクター(Acetobac ter)
、ラクトバシラス(Lactobacillus)、アルスロバクター (Arthrobacter)
、アゾトバクター(Azotobacter)、リューコノストク(Leuconostoc)
、およびアルカリゲネス(Alc aligenes);
真菌、特に酵母、例えば、サッカロミセス(Saccha romyces)
、クリプトコックス(Cryptococcus)、クルイベ ロミセス(Kluyveromyces)
、スポロボロミセス(Sporobo lomyces)
、ロドトルラ(Rhodotorula)、およびオーレオバ シディム(Aureobasidium)
。特に重要なものは、次のようなフィ
トスフェア細菌種である:シュードモナス・シリンゲ(Pseudomonas syringae)
、シュードモナス・フルオレッセンス(Pseudomo nas fluorescens)
、セラチア・マルセッセンス(Serrat ia marcescens)
、アセトバクター・キリヌム(Acetobac ter xylinum)
、アグロバクテリア(Agrobacteria)、ロドシュードモナス・スフェロイデス(Rhodopseudomonas s pheroides)
、ザントモナス・カンペトリス(Xanthomonas campestris)
、リゾビウム・メリオチ(Rhizobium me lioti)
、アルカリゲネス・エントロファス(Alcaligenes e ntrophus)
、クラビバクター・キシリ(Clavibacter xy li)
およびアゾトバクター・ビンランジイ(Azotobacter vin landii)
;およびフィトスフェア酵母種、例えば、ロドトルラ・ルブラ( Rhodotorula rubra)
、ロドトルラ・グルチニス(R.glu tinis)
、ロドトルラ・マリナ(R .marina)
、ロドトルラ・アウランチアカ(R.aurantiaca) クリプトコックス・アルビヅス
、(Cryptococcus albidus )
、クリプトコックス・ディフルエンス(C.diffluens)、クリプト コックス・ラウレンチイ(C.laurentii)
、サッカロミセス・ロセイ (Saccharomyces rosei)
、サッカロミセス・プレトリエン シス(S.pretoriensis)
、サッカロミセス・セレビシエ(S.c erevisiae)スポロボロミセス・ロスエス(Sporobolomyc es rosues)
、スポロボロミセス・オドルス(S.odorus)、ク ルイベロミセス・ベロネ(Kluyveromyces veronae)
、お
よびオーレオバシディウム・ポルランス(Aureobasidium pol lulans)
。着色微生物は特に重要である。
遺伝子の安定な維持および発現を可能とする条件下に、殺病害虫タンパク質を
発現する遺伝子を微生物宿主の中に導入するためにある数の方法を利用可能であ
る。例えば、DNA構成体の発現のために転写および翻訳調節シグナルと操作的
に連鎖された問題のDNA構成体、および宿主生物中の配列と相同のDNA配列
(これにより組み込みが起こるであろう)、および/または宿主の中で機能的で
ある複製系(これにより組み込みまたは安定な維持が起こるであろう)を含む発
現カセットを構成することができる。
転写および翻訳の調節シグナルは次のものを包含するが、これらに限定されな
い:プロモーター、転写開始出発部位、オペレーター、アクチベーター、エンハ
ンサー、他の調節要素、リボソーム結合部位、開始コドン、停止コドンなど。参
照、例えば、米国特許第5,039,523号;米国特許第4,853,331
号;EPO第0480762A2号;Sambrookら、前掲;Molecu
lar Cloning,a Laboratory Manual、Mani
atisら、(編)Cold Spring Harbor Laborato
ry、コールド・スプリング・ハーバー、ニューヨーク(1982);Adva
nced Bacterial Genetics、Davisら(編)Col
d Spring Harbor Laboratory、コールド・スプリン
グ・ハーバー、ニューヨーク(1980);およびその中に引用されている文献
。
次いで処理された細胞を1または2以上の標的病害虫の環境に適用するとき、
農薬含有細胞を処理して細胞の中の毒素の活性を延長する場合、適当な宿主細胞
は原核細胞または真核細胞を包含することができ、高等生物、例えば、哺乳動物
に対して毒性の物質を生産しない細胞に通常限定される。しかしながら、高等生
物に対して毒性の物質を生産する生物を使用することができ、ここで毒素は不安
定であるか、あるいは適用レベルは哺乳動物の宿主に対する毒性の可能性を回避
するために十分に低い。宿主として、特に重要であるものは、原核生物および下
等真核生物、例えば、真菌であろう。原核生物の例は、グラム陰性およびグラム
陽性の両方であり、次のものを包含する:エンテロバクテリアセエ(Enter obacteriaceae)
、例えば、エシェリキア(Escherichi a)
、エルウィニア(Erwinia)、シゲラ(Shigella)、サルモ ネラ(Salmonella)
、およびプロテウス(Proteus);バシラ セエ(Bacillaceae)
;リゾビアセエ(Rhizobiaceae)
、例えば、リゾビウム(Rhizobium);スピリラセエ(Spirill aceae)
、例えば、フォトバクテリウム属、ザイモモナス(Zymomon as)
、セラチア(Serratia)、エロモナス(Aerom onas)
、ビブリオ(Vibrio)、デスルホビブリオ(Desulfov ibrio)
、スピリルム(Spirillum);ラクトバシラセエ(Lac tobacillaceae)
;シュードモナダセエ(Pseudomonad aceae)
、例えば、シュードモナス(Pseudomonas)およびアセ トバクター(Acetobacter)
;アゾトバクテラセエ(Azotoba cteraceae)
およびニトロバクウテラセエ(Nitrobactera ceae)
。真核生物の中には、真菌、例えば、藻菌網(Phycomycet es)
および子嚢菌(Ascomycetes)があり、これらは酵母、例えば
、サッカロミセス(Saccharomyces)、シゾサッカロミセス(Sc hizosaccharromyces)
;および担子菌網(Basidiom ycetes)
酵母、例えば、ロドトルラ(Rhodotorula)、オーレ オバシディウム(Aureobasidium)
、スポロボロミセス(Spor oblomyces)
などを包含する。
生産の目的のための宿主細胞を選択とき特に重要な特性は、宿主の中にタンパ
ク質遺伝子を導入する容易さ、発現系の入手可能性、発現の効率、宿主の中のタ
ンパク質の安定性、および補助遺伝学的能力の存在を包含する。農薬のマイクロ
カプセルとして使用するために重要な特性は、農薬についての保護の品質、例え
ば、厚い細胞壁、色素沈着、および細胞内のパッケージングまたは封入体の形成
;葉の親和性;哺乳動物の毒性の欠如;摂取のための病害虫の誘因性;毒素に対
する損傷なしの殺しおよび固定の容易さ:などを包含する。他の考慮は、配合お
よび取り扱いの容易さ、経済性、貯蔵安定性などを包含する。
特に重要な宿主生物は、酵母、例えば、ロドトルラ(Rhodo torula)種
、オーレオバシディウム(Aureobasidium)種、サッカロミセス(Saccharomyces)種
、およびスポロボロミセス( Sporobolomyces)種
;フィロプレーン生物、例えば、シュードモ ナス(Pseudomonas)種
、エルウィニア(Erwinia)種、およ
びフラボバクテリウム(Flavobacterium)種;または他の生物、
例えば、エシェリキア(Escherichia)、ラクトバシラス(Lact obacillus)種
、バシラス(Bacillus)種などを包含する。特
定の生物は、シュードモナス・エルジノーサ[緑膿菌](Pseudomona s aeurginosa)
、シュードモナス・フルオレッセンス(Pseud omonas fluorescens)
、サッカロミセス・セレビシエ(Sa ccharomyces cerevisiae)
、バシラス・スリンジェンシ ス(Bacillus thuringiensis)
、エシェリキア・コリ[ 大腸菌](Escherichia coli)
、バシラス・サチリス[枯草菌 ](Bacillus subtilis)
などを包含する。
農薬の防除において、あるいは農薬として他の生物を操作するとき、本発明の
方法を使用する一般的方法はこの分野において知られている。参照、例えば、米
国特許第5,039,523号および欧州特許(EP)第0480762A2号
。
本発明のバシラス(Bacillus)種または殺病害虫性遺伝子またはタン
パク質を含有するように遺伝学的に変更された微生物は、農業作物および生産物
を病害虫から保護のために使用できる。本発明の1つの面において、毒素(農薬
)生産性生物の全、すなわち、未溶解の、細胞を、細胞を1または2以上の病害
虫の環境に適用したとき、細胞の中で生産される毒素の活性を延長する試薬で処
理する。
あるいは、異種遺伝子を細胞の宿主の中に導入することによって、農薬を生産
する。異種遺伝子の発現は農薬の細胞内の生産および維持を、直接または間接的
に、生ずる。次いで、細胞を1または2以上の病害虫の環境に適用したとき、細
胞の中で生産される毒素の活性を延長する条件下に、これらの細胞を処理する。
生ずる生産物は毒素の毒性を保持する。次いで、これらの天然に包膜された農薬
を、標的病害虫を住まわせる環境、例えば、土壌、水、および植物の葉に適用す
るために、普通の技術に従い配合することができる。参照、例えば、欧州特許出
願公開(EPA)第0192319号、およびその中に引用されている文献。
本発明の活性成分は通常組成物の形態であり、そして処理すべき作物の区域ま
たは植物に、他の化合物とともに、同時にまたは連続的に適用することができる
。これらの化合物は肥料または微量栄養素の両方の供与体であるか、あるいは植
物の成長に影響を及ぼす他の調製物であることができる。それらは、また、選択
的除草剤、殺昆虫剤、殺真菌剤、殺菌剤、殺線虫剤、殺貝剤またはこれらの調製
物のいくつかの混合物、ならびに、必要に応じて、それ以上の農業上許容されう
る担体、界面活性剤または配合分野において普通に使用される適用促進アジュバ
ントであることができる。適当な担体およびアジュバントは固体または液体であ
り、そして配合技術において通常使用される物質、例えば、天然または再生の鉱
物、溶媒、分散剤、湿潤剤、粘着付与剤、結合剤または肥料に相当することがで
きる。
本発明の活性成分あるいは本発明の細菌株により生産された少なくとも1種の
殺病害虫タンパク質を含有する本発明の農業化学的組成物を適用する方法は、葉
の適用、種子の被覆または土壌の適用で
ある。適用数および適用割合は、対応する病害虫の発生の程度に依存する。
本発明の1つの実施態様において、ジアブロティカ・ビルギフェラ・ビルギフ ェラ(Diabrotica virgifera virgifera)
、お
よびジアブロティカ・ロンギコミス・バルベリ(Diabrotica lon gicornis barberi)
を殺すことができるバシラス・セレウス( Bacillus cereus)
微生物が単離された。新規なバシラス・セレ ウス(B.cereus)
AB78は、アグリカルチュラル・リサーチ・サービ
ス(Agricultural Research Service)、パテン
ト・カルチャー・コレクション(Patent Culture Collec
tion)(NRRL)、ノーザン・リージョナル・センター(Norther
n Regional Research Center)、1815 Nor
th Univeristy Street、Peoria、IL 61604
、USAに寄託されそして受け入れ番号No.NRRL B−21058を与え
らた。
タンパク質はバシラス・セレウス(B.cereus)株から実質的に精製さ
れた。タンパク質の精製はSDS−PAGEおよび生物学的活性により評価され
た。タンパク質は約60〜約100kDa、特に約70〜約90kDa、より特
に約80kDaの分子量を有する。
アミノ末端の配列決定はN−末端のアミノ酸配列が次の通りであることを明ら
かにした:
ここでAsxはAspまたはAsnを表す。全体のアミノ酸配列は配列識別番号
:7の中に与えられている。
NH2−末端のアミノ酸3〜9をエンコードする遺伝子の領域のためのオリゴ
ヌクレオチドのプローブを発生させた。このプローブはバシラス・スリンジェン シス(Bacillus thuringensis)
(Bt)δ−エンドトキ
シン遺伝子のコドンの使用に基づいて合成された。サザンハイブリダイゼーショ
ンのために使用したオリゴヌクレオチドのブローブのヌクレオチド配列は、次の
通りであった:
ここでNは任意の塩基を表す。
さらに、ここに記載するBcAB78VIP−1遺伝子のためのDNAプロー
ブは、VIP−1遺伝子(または関係する遺伝子)が自然に存在するかどうか、
あるいは特定の形質転換された生物がVIP−1遺伝子を含むかどうかを決定す
るためのバシラス(Bacillus)または他の生物のスクリーニングを可能
とする。
ここで本発明を一般にに記載したが、本発明は次の詳細な実施例を参照するこ
とによっていっそうよく理解されるであろう、これらの実施例は例証を目的とし
て提供されかつ特記しない限り本発明を限定すると考慮すべきでない。実験
実施例1.AB78の単離および特性決定
バシラス・セレウス(Bacillus cereus)株AB78をT3培
地(1リットルにつき:3gのトリプトン、2gのトリプトース、1.5gの酵
母エキス、0.05Mのリン酸ナトリウム(pH6.8)、および0.005g
のMgCl2;Trave
rs、R.S.1983)上で実験室の中のプレートの汚染物質として単離され
た。AB78はウェスタン・ウリハムシ(western corn root
worm)に対する有意な活性を与えた。また、グラム陽性バシラス(Baci llus)
種に対する抗生活性が証明された(表12)。
AB78の形態学的特性は次の通りである:
栄養成長の桿は直線であり、3.1〜5.0mmの長さおよび0.5〜2.0m
mの幅である。丸い末端、単一の短い鎖をもつ細胞。単一の終わりに近い所にあ
る、円筒形−卵形の、内生胞子が細胞につき形成した。副芽胞子結晶が形成した
。コロニーは不透明であり、でこぼこの、葉状でありそして平らである。色素は
生成しなかった。細胞は運動型である。鞭毛は存在する。
AB78の成長特性は次の通りである:
21〜30℃の最適成長温度で条件的好気性。15、20、25
、30および37℃において成長するであろう.40℃より上において成長しな
いであろう。5〜7%NaClの中で成長する。
表13はAB78の生化学的プロフィルを提供する。
実施例2.細菌の培養
Bc株AB78の継代培養物を使用して、TBブロスとして知られている次の
培地を接種した:
トリプトン 12 g/l
酵母エキス 24 g/l
グリセロール 4 ml/l
KH2PO4 2.1 g/l
K2HPO4 14.7 g/l
pH7.4
リン酸カリウムをオートクレーブ処理したブロスに冷却後に添加した。フラス
コを30℃において回転震盪機上で250rpmで24〜36時間の間インキュ
ベーションした。
上の手順はこの分野において知られている手順により大型発酵槽までに容易に
大規模化することができる。
栄養成長の間に、通常培養開始後24〜36時間に、AB78細菌を培養上澄
みから遠心分離した。活性タンパク質を含有する培養上澄みをバイオアッセイに
おいて使用した。
実施例3.昆虫のバイオアッセイ
バシラス・セレウス(B.cereus)株AB78を後述するように種々の
昆虫に対して試験した。
ウェスタン(Western)、ノーザン・ウリハムシ(Northern)
およびサウザーン(Southern)ウリハムシ(corn rootwor
m)、それぞれ、Diabrotica virgifera virgife ra
、D.longicornis barberiおよびDiabrotic a undecimpunctata howardi
:24〜36時間成長し
たAB78培養上澄みを希釈し、溶融人工飼料(Marroneら、(1989
)J.of Economic Entomology 78:290−293
)と混合しそして固化させた。固化した飼料を切断し、そして皿の中に入れた。
新生児の幼虫を飼料上に配置しそして30℃保持した。致死率を6日後に記録し
た。
大腸菌(E.coli)のクローンのバイオアッセイ:大腸菌(E.coli )
をL−Amp100の中で37℃において一夜成長させた。10mlの培養物
を各回20秒間3×超音波処理した。500mlの超音波処理した培養物を溶融
したウェスタン・ウリハムシの飼料上に添加した。
コロラド・ジャガイモ甲虫(Colorado potatobeetle)Leptinotarsa decemlineata
:24〜36時間成長し
たAB78培養上澄みをトリトンX−100の中で希釈した(0.1%のトリト
ンX−100の最終濃度とした)。5cm2のジャガイモの葉片をこれらの希釈
物の中に浸
漬し、空気乾燥し、そしてプラスチック皿の中で湿った濾紙上に配置した。新生
児の幼虫を葉片上に配置しそして30℃保持した。致死率を3〜5日後に記録し
た。
黄色コメノゴミムシダマシ、Tnebrio molitor:24〜36時
間成長したAB78培養上澄みを希釈し、溶融人工飼料(Bioserv#F9
240)と混合しそして固化させた。固化した飼料を切断し、そして皿の中に入
れた。新生児の幼虫を飼料上に配置しそして30℃保持した。致死率を6〜8日
後に記録した。
ヨーロッパ・アワノメイガ(European corn borer)、ク
ロヨトウムシ、タバコガ、スズメガ(tabaco hornworm)および
シロモンジヨトウ;それぞれ、Ostrinia nubilalis、Agr otis ipsilon
、Heliothis virescens、Mad uca sexta
およびSpodoptera exigua:24〜36時
間成長したAB78培養上澄みをトリトンX−100の中で希釈した(0.1%
のトリトンX−100の最終濃度とした)。100mlを18cm2の固化した
人工飼料(Bioserv#F9240)の表面上にピペットで配置し、そして
空気乾燥した。次いで、新生児の幼虫を飼料の表面上に配置しそして30℃保持
した。致死率を3〜6日後に記録した。
ノザン・アカイエカ(Northern house mosquito)、Culex pipiens
:24〜36時間成長したAB78培養上澄みを希
釈した。100mlを30mlのプラスチックのコップ中の10mlの水の中に
ピペットで入れた。第3虫齢の幼虫を水の中に添加しそして室温に保持した。致
死率を24〜48時間後に記録した。
新しく発見されたバシラス・セレウス(B.cereus)株AB78は、B
tからの既知の鞘翅類の活性δ−エンドトキシン類に比較して、殺昆虫活性の有
意に異なるスペクトルを示した。特に、AB78は甲虫類に対して既知の鞘翅類
活性のBt株よりもいっそう選択的な活性を示し、それはジアブロティカ(Di abroti ca)
種に対して特別に活性であった。さらに詳しくは、それはジアブロティカ ・ウンデシンプンクタタ・ホワルディ(D.undecimpunctata howardi)
に対してではなく、ジアブロティカ・ビルギフェラ・ビルギフ ェラ(D.virgifera virgifera)
およびジアブロティカ・ ロンギコミス・バルベリ(D.longicornis barberi)
に対
して最も活性であった。
ある数のバシラス(Bacillus)株をウェスタン・ウリハムシ(wes
tern corn rootworm)に対する栄養成長の間の活性について
バイオアッセイした。結果が証明するように、AB78はウェスタン・ウリハム
シに対する活性が一般的現象ではないことにおいて独特である。
ウェスタン・ウリハムシに対するAB78の比活性を表16に示す。
LC50はウェスタン・ウリハムシの飼料の1mlについて6.2μlの培養上澄
みであると計算された。
実施例4.AB78からのウリハムシ(corn rootworm)活性タン パク質の単離および精製
細胞および破片を含まない培地を固体の硫酸アンモニウム、すなわち、(47
2g/l)の添加により70%飽和にした。室温において溶解し、次いで氷浴の
中で冷却し、そして10,000×gで30分間遠心して沈澱したタンパク質を
沈降させた。
上澄みを廃棄しそしてペレットをもとの体積の1/10で20mMのTRIS
−HCl、pH7.5で溶解した。
溶解したペレットを20mMのTRIS HClpH7.5中で透析するか、
あるいは脱塩カラムに通過させることによって脱塩した。
所望の物質を20mMのクエン酸ナトリウムpH2.5でpH3.5に滴定し
た。室温において30分間インキュベーションした後、溶液を3000×gで1
0分間遠心した。この段階における上澄みは最大量の活性タンパク質を含有した
。
pHを7.0に中和した後、20mMのTRISpH7.5と平衡化したMo
no−Qアニオン交換カラムに、上澄みを300ml/分の流速で適用した。こ
のカラムを段階的にかつ直線の勾配で20mMのTRISpH7.5中の400
mMのNaClを使用して展開した。
カラムのバイオアッセイおよびSDS−PAGE分析を使用して、活性画分を
確証した。SDS−PAGE分析は、生物学的に活性なタンパク質を80kDa
の範囲の分子量を有するとして同定した。
実施例5.ウリハムシ(corn rootworm)活性タンパク質の配列の 分析
SDS−PAGEにより単離された80kDaのタンパク質をPVDF膜に移
し、そしてABI470パルスド−液体配列決定装置を使用する反復エドマン(
Edman)サイクルにより実行するアミノ末端の配列決定にかけた。転移を次
のようにして10%のメタノールpH11.0を使用して10mMのCAPS緩
衝液の中で実施した:
電気泳動後のゲルのインキュベーションを転移緩衝液の中で5分間実施した。
プロブロット(ProBlott)PVDF膜を100%のMe
OHで短時間湿潤させ、次いで転移緩衝液の中で平衡化させた。
サンドイッチをスポンジと正方形の濾紙との間に、カソード−ゲル−膜−アノ
ードの立体配置で、配置した。
転移を70Vの一定電圧で1時間の間実行した。
転移後、膜を水ですすぎ、そして50%のMeOH中の0.25%のクーマッ
シーブルー(Coomassie Blue)R−250で2分間染色した。
50%のMeOH、40%の水、10%の酢酸で数回すすいで、脱染色を実施
した。
脱染色後、膜を空気乾燥した後、配列の分析のためにバンドを切取った。ブロ
ットカートリッジ(BlottCartridge)および適当なサイクルを利
用して、最大の効率および収率を達成した。各順次のサイクルについてPTH−
アミノ酸誘導体を同定しかつ定量するために、610型配列分析のソフトウェア
を使用して、データの分析を実行した。
N−末端の配列は次の通りであると決定された:
はAsnを表す。
実施例6.DNAプローブの構成
N−末端の配列(実施例5)のアミノ酸3〜9をエンコードする遺伝子の領域
のためのオリゴヌクレオチドのプローブを発生させた。プローブはバシラス・ス リンジェンシス(Bacillus thuringensis)
(Bt)δ−
エンドトキシン遺伝子のコドンの使用に基づいて合成した。ヌクレオチド配列
をサザンハイブリダイゼーションにおいてプローブとして使用した。このオリゴ
ヌクレオチドは標準の技術および装置を使用して合成した。
実施例7.ウリハムシ活性タンパク質の等電点の決定
精製プロセスの工程5からの精製されたタンパク質は、ファストゲル(Pha
stgel)電気泳動システム(Pharmacia)を使用して3〜9pI等
電点フォーカシングゲルで分析した。分離および銀染色現像の両方の手順のため
に、ユニットについて標準の操作手順に従った。plはほぼ約4.9であった。
実施例8.AB78についてのPCRデータ
PCR分析(参照、例えば、米国特許出願第08/008,006号;および
Carozziら(1991)Appl.Environ.Microbiol .
57(11):3057−3061、ここに引用によって加える)を使用して
、バシラス・セレウス(B.cereus)株AB78はバシラス・スリンジェ ンシス(B.thuringensis)
またはバシラス・スフェリカス(B. sphaericus)
の殺昆虫結晶タンパク質遺伝子を含有しないことを評価
した(表17)。
実施例9.バシラス・セレウス(B.cereus)株AB78からの全体のD NAのコスミドのクローニング
VIP−1遺伝子を次のようにしてAB78株から調製した全体のDNAから
クローニングした。
AB78DNAの単離は次の通りであった:
1.10mlのL−ブロスの中で一夜成長させる。(50mlの無菌の遠心管を
使用する)
2.25mlの新鮮なL−ブロスおよびアンピシリン(30mg/ml)を添加
する。
3.細胞を30℃において震盪しなから2〜6時間成長させる。
4.IECベンチトップの臨床用遠心機中で50mlのポリプロピレンのオレン
ジ色管中の細胞を3/4速度で回転する。
5.10mlのTESの中に細胞のペレットを再懸濁させる。
6.30mgのリゾチームを添加しそして37℃において2時間インキュベーシ
ョンする。
7.200mlの20%のSDSおよび400mlのプロテイナーゼK(20m
g/ml)を添加する。37℃においてインキュベーションする。
8.200mlの新鮮なプロテイナーゼKを添加する。55℃にお
いて1時間インキュベーションする。5mlのTES(TES=50mMのtr
ispH8.0、100mMのEDTA、15mMのNaCl)を添加して15
mlの最終体積とする。
9.2回フェノール抽出する(10mlのフェノール、室温においてIECべン
チトップの臨床用遠心機中で3/4速度で回転する)。上澄み(上部)をきれい
な管を大きい穴のピペットで移す。
10.1:1体積のフェノール:クロロホルム/イソアミルアルコール(24:
1の比)で1回抽出する。
11.DNAを等しい体積の冷イソプロパノールで沈澱させる;遠心してDNA
を沈降させる。
12.5mlのTEの中にペレットを再懸濁させる。
13.DNAを0.5mlの3MのNaOAcpH5.2および11mlの95
%のエタノールで沈澱させる。−20℃において2時間配置する。
14.DNAを管からプラスチックのループで「引っかけ」、マイクロフージ(
microfuge)管に移し、回転し、過剰のエタノールをピペットで取り出
し、真空乾燥する。
15.0.5mlのTEの中に再懸濁させる。65℃において90分間インキュ
ベーションして、DNAが溶解するのを促進する。
16.標準の方法を使用して濃度を決定する。AB78のコスミドのクローニング
すべての手順は、特記しない限り、ストラタジーン(Stratagene)
のプロトコール、スーパーコス(Supercos)1のインストラクション・
マニュアル、カタログNo.251301に従い実行した。
一般に、工程は次の通りであった:
A.AB78DNAをSau3Aで部分的に消化する。
B.ベクターDNAを調製する。
C.DNAの結合およびパッケージング。
D.コスミドのライブラリーを力価決定する。
1.0.2%のマルトースを含む5mlのTBの中に50mlの一夜の培養
物を配置することによって、HB101細胞の培養を開始する。37℃において
3.5時間インキュベーションする。
2.細胞を回転しそして0.5mlの10mMのMgSO4の中に再懸濁さ
せる。
3.一緒に添加する:
100mlの細胞
100mlの希釈したパッケージング混合物
100mlの10mMのMgSO4
30mlのTB
4.室温において震盪しないで30分間吸着する。
5.1mlのTBを添加しそしておだやかに混合する。37℃において30
分間インキュベーションする。
6.200mlをL−ampプレート上にプレートする。
少なくとも400のコスミドを、実施例3に記載するように、ウェスタン・ウ
リハムシに対する活性についてスクリーニングした。5つの活性クローンおよび
5つの非活性のクローンからのDNAをサザンハイブリダイゼーションにおいて
使用した。結果が証明するように、前述のオリゴヌクレオチドのプローブを使用
するハイブリダイゼーションはウェスタン・ウリハムシと相関関係を有した(表
18)。
コスミドのクローンP3−12およびP5−4は、アグリカルチュラル・リサ
ーチ・サービス・パテント・カルチュアー・コレクション(Agricultu
ral Research Service Patent Culture
Collection)(NRRL)に寄託され、そして受け入れ番号B−21
061およびB−21059を与えられた。
実施例10.ウェスタン・ウリハムシに対する活性の6kbの領域の同定
P3−12からのDNAを制限酵素Sau3Aで部分的に消化し、そして大腸
菌(E.coli)ベクターpUC19の中に結合し
そして大腸菌(E.coli)の中に形質転換した。80kDaに対して特異的
なDNAプローブを、P3−12DNAの一部分のPCR増幅により合成した。
80kDaのタンパク質の部分的アミノ酸配列を使用して、VIP−1の部分に
ハイブリダイゼーションするオリゴヌクレオチドMK113およびMK117を
合成した。プラスミドのサブクローンをPCRプローブへのコロニーのハイブリ
ダイゼーションにより同定し、そしてウェスタン・ウリハムシに対する活性につ
いて試験した。1つのこのようなクローンPL2はPCR断片にハイブリダイゼ
ーションし、そして前述のアッセイによりウェスタン・ウリハムシに対して活性
である。
PL2からの6kbのClaI制限断片を大腸菌(E.coli)−バシラス (Bacillus)
シャトルベクターpHT3101(Lereclus、D
.ら、1989、FEMS Microbiology Letters 60
:211−218)のSmaI部位の中にクローニングしてpCIB6201を
生成した。この構成体はバシラス(Bacillus)および大腸菌(E.co
li)の両方の株に、いずれかの向きで、抗ウェスタン・ウリハムシ活性に付与
する。pCIB6022はpBluescript SK(+)(Strata
gene)の中に同一の6kbのClaI断片を含有し、同等のVIP−1タン
パク質を生成し(ウェスタンブロットによる)、そしてまたウェスタン・ウリハ
ムシに対して活性である。
pCIB6022のヌクレオチド配列はSangerら、Proc.Natl .Acad.Sci.
USA、74:5463−5467(1977)のジデオ
キシ法により、PRISMレディー反応色素デオキシターミネーターサイクル配
列決定キット(Ready Reaction Dye Deoxy Term
inator
Cycle Sequencing Kits)およびPRISMセクエナー
ゼ(SequenaseR)ターミネーター二本鎖DNA配列決定キット(Te
rminator Double−Stranded DNA Sequenc
ing Kits)を使用して決定し、そしてABI 373自動配列決定装置
で分析した。この配列は配列識別番号:1に与えられている。pCIB6022
はアグリカルチュラル・リサーチ・サービス(Agricultural Re
search Service)、パテント・カルチュアー・コレクション(P
atent Culture Collection)(NRRL)、Nort
hern Regional Research Center、1815 N
orth University Street、ペオリア、イリノイ州 61
604、米国、に寄託され、そして受け入れ番号No.NRRLB−21222
を与えられた。
実施例11.VIP−1DNA領域の機能的解剖
VIP−1オープンリーディングフレーム(ORF)が殺昆虫活性に必要であ
ることを確証するために、翻訳フレームシフトの突然変異を遺伝子の中につくっ
た。制限酵素BglIIはVIP−1のコーディングの中に1758bpに位置
する独特部位を認識する。pCIB6201をBglIIで消化し、そして一本
鎖の末端をDNAポリメラーゼ(クレノー断片)およびdNTPSでフィルイン
した。プラスミドを再結合しそして大腸菌(E.coli)の中に形質転換した
。生ずるプラスミドpCIB6203は、VIP−1のコーディング領域の中に
4つのヌクレオチドの挿入を含有する。pCIB6203は殺昆虫活性を付与せ
ず、VIP−1がウェスタン・ウリハムシ活性の必須成分であることを確証する
。
VIP−1をエンコードするために必要な領域を定めるために、
VIP−1およびVIP−2(補助領域)のサブクローンを構成しそしてpCI
B6203における突然変異を相補するそれらの能力について試験した。pCI
B6023はpBluescriptSK(+)(Stratagene)の中
に3.7kbのXbaI−EcoRV断片を含有する。ウェスタンブロット分析
は、pCIB6203がクローンPL2およびpCIB6022と等しい大きさ
および量のVIP−1タンパク質を生産することを示す。pCIB6023は8
0kdのタンパク質のための全体の遺伝子を含有する。pCIB6203はアグ
リカルチュラル・リサーチ・サービス(Agricultural Resea
rch Service)、パテント・カルチュアー・コレクシヨン(Pate
nt Culture Collection)(NRRL)、Norther
n Regional Research Center、1815 Nort
h University Street、ペオリア、イリノイ州 61604
、米国、に寄託され、そして受け入れ番号No.NRRL B−21223を与
えられた。
pCIB6023は多少のウェスタン・ウリハムシ活性を示す。しかしながら
、活性のレベルはpCIB6022の活性より小さい。pCIB6203(VI
P−1−突然変異したおよびVIP−2)を含有する細胞およびpCIB602
3(VIP−1のみ)を含有する細胞の混合物は、ウェスタン・ウリハムシに対
して高い活性を示す。こうして、pCIB6023は機能的VIP−1遺伝子生
産物を生産しなくてはならなず、そしてpCIB6203は機能的VIP−2遺
伝子生産物を生産しなくてはならない。これらの結果が示唆するように、最大の
ウェスタン・ウリハムシ活性を付与するために、VIP−1と組み合わせて、V
IP−2領域からの追加の1または2以上の遺伝子生産物が要求される。表19
を参照のこと
。
ボックスの領域はVIP−1の範囲を表す。明るい陰影はバシラス(Baci llus)
において観察された80kDaのペプチドをコードする領域を示す。
暗い陰影はVIP−1のDNA配列により予測されるN−末端のアミノ酸を表す
。大きい「X」はVIP−1の中に導入されたフレームシフトの突然変異の位置
を表す。矢印はベーターガラクトシダーゼプロモーターにより転写された構成体
を表す。制限部位:C−ClaI;X−XbaI;S−SacI;RI−Eco
RI;B−BglII;RV−EcoRV。
実施例12.AB78抗体の生産
抗体の生産を2匹のレウィス(Lewis)ラットにおいて開始して、ハイブ
リドーマ細胞系の生産へ動く可能性およびまたcDNAライブラリーの制限され
たスクリーニングのために十分な血清を生産するのを可能とした。他の因子は入
手可能な抗原の非常に制限
された量および抗原がPAGEおよび引き続くニトロセルロースへの電気転移に
よってのみ純粋に生産することができるという事実であった。
ニトロセルロース上の抗原の制限された入手可能性のために、ニトロセルロー
スをDMSOの中に乳化し、そして動物の後足のふくらみに注射して、ちょうど
上流の膝窩リンパ節におけるB−細胞の生産を誘発した。強い反応性の血清が最
初の生産の採血内にウェスタン分析により生産された。数回の引き続く注射およ
び採血は、要求されるスクリーニングのすべてを達成するために十分な血清を生
産した。
次いで、ラットの一方を使用するハイブリドーマの生成を開始した。膝窩リン
パ節を切取り、離解し、そして生ずる細胞をマウス骨髄腫P3x63Ag8.6
53と融合させた。引き続く細胞のスクリーニングを後述するように達成した。
制限希釈クローニングに動かすべき最大の乳化された抗原反応を与えた、4つの
初期のウェルを選択した。追加の10ウェルを拡張および凍結保存のために選択
した。
ELISAスクリーニングのためのDMSO中でニロセルロース上のAB78 を乳化する方法
PAGE上で展開したAB78をニトロセルロースに電気転移した後、可逆株
ポンェウス(Ponceaus)を使用して転移したすべてのタンパク質を可視
化する。前もって同定されそしてN−末端の配列決定された、AB78毒素に相
当するバンドを同定し、そしてニトロセルロースから切取る。各バンドはほぼ1
mm×5mmの大きさであり、乳化するニトロセルロースを量を最小にする。単
一のバンドを250μlのDMSOを含有するマイクロフージ管の中に入れ、そ
してプラスチックのへら(Kontes、ニュージャ
ージイ州バインランド)を使用して離解する。乳化を促進するために、DMSO
混合物を37℃〜45℃に2〜3分間加熱する。多少のそれ以上の離解を加熱後
に必要とすることがある;しかしながら、ニトロセルロースのすべてを乳化すべ
きである。いったんAB78が乳化されると、乳化された抗原を使用してマイク
ロタイタープレートの被膜を調製するとき、試料をホウ酸塩緩衝液の中で次のよ
うにして希釈しなくてはならない:1:5、1:10、1:15、1:20、1
:30、1:50、1:100、および0。被膜の抗原は使用直前に新しく調製
しなくてはならない。
ELISAのプロトコール:
1.BBS中のAB78/DMSOで被覆する。4℃において一夜インキュベ
ーションする。
2.1×ELISA洗浄緩衝液でプレートを3×洗浄する。
3.室温において30分間ブロックする(PBS中の1%BSAおよび0.0
5%ツイーン20)。
4.1×ELISA洗浄緩衝液でプレートを3×洗浄する。
5.ラットの血清を添加する。37℃において1.5時間インキュベーション
する。
6.1×ELISA洗浄緩衝液でプレートを3×洗浄する。
7.ヤギ抗ラットをELISA希釈液中の2μg/mlの濃度で添加する。3
7℃において1時間インキュベーションする。
8.1×ELISA洗浄緩衝液でプレートを3×洗浄する。
9.ウサギ抗ヤギアルカリ性ホスファターゼをELISA希釈液中の2μg/
mlの濃度で添加する。37℃において1時間インキュベーションする。
10.1XELISA洗浄緩衝液で3×洗浄する。
11.基質を添加する。室温において30分間インキュベーショ
ンする。
12.30分後3N NaOHで停止する。
実施例13.AB78VIPクローンを使用する非活性Bt株の殺昆虫活性の活 性化
pCIB6203をBt株GC91からの培養上澄みと一緒に添加して、ジア ブロティカ・ビルギフェラ・ビルギフェラ(Diabrotica virgi fera virgifera)
において100%の致死率を生成する。pCI
B6203またはGC91のいずれもそれ自体ジアブロティカ・ビルギフェラ・ ビルギフェラ(Diabrotica virgifera virgifer a)
に対して活性ではない。
実施例14.バシラス・セレウス(B.cereus)AB81の単離および生 物学的活性
AB81と表示する第2のバシラス・セレウス(B.cereus)株を、穀
物置場の試料から標準の方法で単離した。AB81の継代培養物を成長させそし
て、実施例2に記載するように、バイオアッセイのために調製した。生物学的活
性を実施例3に記載するように評価した。結果は次の通りである:
実施例15.バシラス・スリンジェンシス(B.thuringiensis) AB6の単離および生物学的活性
AB6と表示するバシラス・スリンジェンシス(B.thuringiens is)
株を、穀物置場の試料から標準の方法で単離した。AB6の継代培養物を
成長させそして、実施例2に記載するように、バイオアッセイのために調製した
。試料の半分を15分オートクレーブ処理して、β−エキソトキシンの存在につ
いて試験した。
生物学的活性を実施例3に記載するように評価した。結果は次の通りである:
AB6株はアグリカルチュラル・リサーチ・サービス(Agricultur
al Research Service)、パテント・カルチュアー・コレク
ション(Patent Culture Collection)(NRRL)
、Northern Re
gional Research Center、1815 North Un
iversity Street,ペオリア、イリノイ州 61604、米国、
に寄託され、そして受け入れ番号No.NRRL B−21060を与えられた
。
実施例16.バシラス・スリンジェンシス(B.thuringiensis) AB88の単離および生物学的特性決定
AB88と表示するBt株を、穀物置場の試料から標準の方法で単離した。A
B88の継代培養物を成長させそして、実施例2に記載するように、バイオアッ
セイのために調製した。試料の半分を15分オートクレーブ処理して、β−エキ
ソトキシンの存在について試験した。生物学的活性を実施例3に記載するように
ある数の昆虫種に対して評価した。結果は次の通りである:
デルタ−エンドトキシンの結晶をAB88株から標準の方法により精製した。アグロティス・イプシロン(Agrotis ips ilon)
に対してバイオアッセイしたとき、精製結晶からの活性は観察されな
かった。
実施例17.AB88株からVIPの精製
細菌の液体培養物をTB培地の中で30℃において一夜成長させた。細胞を回
転し、そして上澄みを保持した。タンパク質を硫酸アンモニウム(70%飽和)
で沈澱させ、遠心しそしてペレットを保持した。ペレットをもとの体積の20m
MのTris pH7.5の中に再懸濁させ、そして同一緩衝液に対して透析し
た。AB88の透析物はAB78からの匹敵する物質よりも濁っていた。等電点
電気泳動(Rotofor、BioRad、カリフォルニア州ハーキュレス)、
pH4.5における沈澱、イオン交換クロマトグラフィー、大きさ排除クロマト
グラフィーおよび限外濾過を包含する清浄に従ういくつかの方法により、AB8
8タンパク質を分離した。
ヨーロッパ・アワノメイガ(European Corn Borer)活性
タンパク質は、透析物のpH4.5の沈澱により得られたペレットの中に止まっ
た。調製用IEFを透析物についてpH3〜10の両性電解質を使用して実施し
たとき、ECB殺昆虫活性はすべての画分の中にpH7またはそれ以上で見出さ
れた。これらの画分のSDS−PAGEは、約60kDaおよび約80kDaの
タンパク質バンドを示した。60kDaおよび80kDaのバンドを、ポロス(
Poros)−Qカラム(PerSeptive Biosystems、マサ
チュセッツ州ケンブリッジ)のアニオン交換HPLCにより分離した。N−末端
の配列はわずかに異なる分子量であるが、両方ともほぼ60kDa大きさのタン
パク質を含有する2つの画分から得られた。得られた配列は互いにかついくつか
はδ−エンドトキシンに類似した。
アニオン交換画分28(より大きい):xEYENVEPFVSAx(配列識別
番号:111)
(活性)pH4.5ペレットをポロス−Qカラムのアニオン交換によりさらに
分離したとき、活性は約60kDaの主要なバンドをもつ画分においてのみ見出
された。
クロヨトウムシ活性タンパク質は、AB88透析物をpH4.5に下げたとき
、ペレットの中に止まった。pH3〜10の両性電解質を使用する調製用IEF
において、活性はECB活性IEF画分の中に見出されなかった;その代わり、
それはpH4.5〜5.0の画分において最高であった。その主要な化合物は約
35および約80kDaの分子量を有する。
pH4.5のペレットをアニオン交換HPLCにより分離して、35kDaの
物質のみを含有する画分および35kDaおよび80kDaの両方を含有する画
分を生成した。
実施例18.AB88VIPの特性決定
種々の鱗翅類活性の栄養成長のタンパク質を含有する画分を、実施例17に記
載するように、発生させた。活性画分の分析により、異なるVIPが異なる鱗翅
類種の活性の原因となることが証明される。
アグロティス・イプシロン(Agrotis ipsilon)活性は、単一
にあるいは組み合わせで送り出された80kDaおよび/または35kDaのた
めである。これらのタンパク質は、既知のδ−エンドトキシン配列の配列の相同
性の欠如により証明されるように、Btからのδ−エンドトキシンに関係しない
。また、これらのタンパク質はAB88のδ−エンドトキシン結晶の中に見出さ
れない。主要なδ−エンドトキシンのタンパク質のN−末端の配列
を、80kDaおよび35kDaのVIPのN−末端の配列と比較し、そして配
列の相同性を明らかにしなかった。結果の要約は次の通りである:
Ostrinia nubilalis活性は60kDaのVIPのためであ
り、そしてスポドプテラ・フルギペルダ(Spodoptera frugip erda)
活性は未知のVIPのためである。
バシラス・スリンジェンシス(Bacillus thuringiensi s)
株AB88はアグリカルチュラル・リサーチ・サービス(Agricult
ural Research Service)、パテント・カルチュアー・コ
レクション(Patent Culture Collection)(NRR
L)、Northern Regional Research Center
、1815 North University Street、ペオリア、イ
リノイ州 61604、米国、に寄託され、そして受け入れ番号No.NRRL
B−21225を与えられた。
実施例19.他のバシラス(Bacillus)種の単離および生物学的活性
栄養成長の間に殺昆虫活性をもつタンパク質を生産する他のバシラス(Bac illus)
種を単離した。これらの株は環境のするから標準の方法により単離
された。単離物をバイオアッセイについて調製しそして、それぞれ、実施例2お
よび3に記載されているように、アッセイした。バイオアッセイにおいてアグロ ティス・イプシロン(Agrotis ipsilon)
に対する活性をもつ殺
昆虫タンパク質を栄養成長の間に生産する単離物を下表に示す。
分離物AB289、AB294およびAB359はアグリカルチュラル・リサ
ーチ・サービス(Agricultural Research Servic
e)、パテント・カルチュアー・コレクション(Patent Culture
Collection)(NRRL)、Northern Regional
Resea
rch Center、1815 North University Str
eet、ペオリア、イリノイ州 61604、米国、に寄託されそして、それぞ
れ、受け入れ番号No.NRRL B−21227、NRRL B−21229
、およびNRRL B−21226を与えられた。
ジアブロティカ・ビルギフェラ・ビルギフェラ(Diabrotica vi rgifera virgifera)
に対する活性をもつ殺昆虫タンパク質を
栄養成長の間に生産するバシラス(Bacillus)の単離物を下表に示す。
分離物AB59およびAB256はアグリカルチュラル・リサーチ・サービス
(Agricultural Research Service)、パテント
・カルチュアー・コレクション(Patent Culture Collec
tion)(NRRL)、Northern Regional Resear
ch Center、1815 North University Stre
et、ペオリア、イリノイ州 61604、米国、に寄託されそして、それぞれ
、受け入れ番号No.NRRL B−21228およびNRRL B−2123
0を与えられた。
この明細書の中に述べられているすべての刊行物および特許出願は、本発明が
関係する当業者の水準を示す。すべての刊行物および特許出願は、各個々の刊行
物および特許出願が引用によって加えるべきことを詳しくかつ個々に示している
のと同程度に、ここに引用によって加える。
次の寄託がアグリカルチュラル・リサーチ・サービス(Agricultur
al Research Service)、パテント・カルチュアー・コレク
ション(Patent Culture Collection)(NRRL)
、Northern Regional Research Center、1
815 North University Street、ペオリア、イリノ
イ州 61604、米国、においてなされた。
1.大腸菌(E.coli)PL2 受け入れ番号No.NRRL B−
21221
2.大腸菌(E.coli)pCIB6022 受け入れ番号No.NR
RL B−21222
3.大腸菌(E.coli)pCIB6023 受け入れ番号No.NR
RL B−21223
4.バシラス・スリンジェンシス(Bacillus thuringien sis)
HD73−78VIP 受け入れ番号No.NRRL B−2122
4
5.バシラス・スリンジェンシス(Bacillus thuringien sis)
AB88 受け入れ番号No.NRRL B−21225
6.バシラス・スリンジェンシス(Bacillus thuringien sis)
AB359 受け入れ番号No.NRRL B−21226
7.バシラス・スリンジェンシス(Bacillus thuringien sis)
AB289 受け入れ番号No.NRRL B−21227
8.バシラス(Bacillus)種AB59 受け入れ番号No.NR
RL B−21228
9.バシラス(Bacillus)種AB294 受け入れ番号No.NR
RL B−21229
10.バシラス(Bacillus)種AB256 受け入れ番号No.NR
RL B−21230
11.大腸菌(E.coli)P5−4 受け入れ番号No.NRRL B
−21059
12.大腸菌(E.coli)P3−12 受け入れ番号No.NR
RL B−21061
13.バシラス・セレウス(Bacillus cereus)AB78
受け入れ番号No.NRRL B−21058
14.バシラス・スリンジェンシス(Bacillus thuringie nsis)
AB6 受け入れ番号No.NRRL B−21060
前述の本発明は理解の明瞭を目的として例示および実施例により多少詳細に記
載したが、明らかなようにある種の変化および変化および変更を本発明の範囲内
で実施することができる。
配列のリスト
(1)一般的情報:
(i)出願人:
(A)名称:チバーガイギー社
(B)街:クリベクストラッセ141
(C)市:バスレ
(D)国:スイス
(E)郵便番号(ZIP):CH−4002
(F)TEL:(061)696 11 11
(G)FAX:(061)696 79 76
(A)名前:グレゴリー W.ワレン
(B)街:324ボンドレイックドライブ
(C)市:カリイ
(D)州:ノースカロライナ州
(E)国:米国
(F)郵便番号(ZIP):27513
(A)名前:ミカエル G.コシエル
(B)街:509カロラインコート
(C)市:カリイ
(D)州:ノースカロライナ州
(E)国:米国
(F)郵便番号(ZIP):27511
(A)名前:マーサ A.ムリンス
(B)街:104カントリイブルックレーン
(C)市:ヤングスビレ
(D)州:ノースカロライナ州
(E)国:米国
(F)郵便番号(ZIP):27596
(A)名前:ゴードン J.ニエ
(B)街:1001ブレイコート
(C)市:エイペックス
(D)州:ノースカロライナ州
(E)国:米国
(F)郵便番号(ZIP):27502
(A)名前:ブリアン・カール
(B)街:110 D レディススリッパーCt
(C)市:ラレイ
(D)州:ノースカロライナ州
(E)国:米国
(F)郵便番号(ZIP):27606
(A)名前:ナリニ・マナジ・デサイ
(B)街:107シルバーウッドレーン
(C)市:カリイ
(D)州:ノースカロライナ州
(E)国:米国
(F)郵便番号(ZIP):27511
(A)名前:N.クリスティ・コスチィシカ
(B)街:5017ワインベリーDr.
(C)市:ヅラム
(D)州:ノースカロライナ州
(E)国:米国
(F)郵便番号(ZIP):27713
(ii)発明の名称:新規な殺病害虫タンパク質および株
(iii)配列の数:18
(iv)コンピューターの読取り可能なフォーム:
(A)媒体の型:フロッピーディスク
(B)コンピューター:IBM PC コンパティブル
(C)操作システム:PC−DOS/MS−DOS
(D)ソフトウェア:パテント・イン・リリース#1.
0、バージョン#1.25(EPO)
(vi)先の出願のデータ:
(A)出願番号:米国 08/037,057
(B)提出日:1993年3月25日
(2)配列識別番号:1についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:6106塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖:一本鎖
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:DNA(ゲノム)
(vi)もとの源:
(A)生物:バシラス・セレウス(Bacillus
cecereus)
(B)株:AB78
(C)個々の分離物:NRRL B−21058
(ix)特徴:
(A)名称/キ−:CDS
(B)位置:1082..1810
(D)他の情報:/生産物=「VIP−2」
/標識=ORF−1
(ix)特徴:
(A)名称/キー:CDS
(B)位置:1925..2470
(D)他の情報:/生産物=「VIP−2」
/標識=ORF−2
(xi)配列の記載:配列識別番号:1
(2)配列識別番号:2についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:243アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:タンパク質
(xi)配列の記載:配列識別番号:2
(2)配列識別番号:3についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:182アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:タンパク質
(xi)配列の記載:配列識別番号:3
(2)配列識別番号:4についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:2655塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖:一本鎖
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:DNA(ゲノム)
(iii)仮説:なし
(iii)アンチセンス:なし
(vi)もとの源:
(A)生物:バシラス・セレウス(Bacillus
cecereus)
(B)株:AB78
(C)個々の分離物:NRRL B−21058
(ix)特徴:
(A)名称/キー:CDS
(B)位置:1..2652
(C)同定方法:実験
(D)他の情報:/生産物=「100kDaのタンパ
ク質VIP−1」/証拠=実験
(xi)配列の記載:配列識別番号:4
(2)配列識別番号:5についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:884アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:タンパク質
(xi)配列の記載:配列識別番号:5
(2)配列識別番号:6についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:2004塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖:一本鎖
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:DNA(ゲノム)
(iii)仮説:なし
(iii)アンチセンス:なし
(vi)もとの源:
(A)生物:バシラス・セレウス(Bacillus
cecereus)
(B)株:AB78
(C)個々の分離物:NRRL B−21058
(ix)特徴:
(A)名称/キー:CDS
(B)位置:1..2001
(C)同定方法:実験
(D)他の情報:/生産物=「80kDaのタンパク
質VIP−1」/証拠=実験
(xi)配列の記載:配列識別番号:6
(2)配列識別番号:7についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:667アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:タンパク質
(xi)配列の記載:配列識別番号:7
(2)配列識別番号:8についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:16アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(C)鎖:一本鎖
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:ペプチド
(iii)仮説:なし
(v)断片の型:N−末端
(vi)もとの源:
(A)生物:バシラス・セレウス(Bacillus
cecereus)
(B)株:AB78
(C)個々の分離物:NRRL B−21058
(ix)特徴:
(A)名称/キー:ペプチド
(B)位置:1..16
(D)他の情報:/注=「AB78株から精製された
N−末端の配列」
(xi)配列の記載:配列識別番号:8
(2)配列識別番号:9についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:21アミノ酸
(B)型:核酸
(C)鎖:一本鎖
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:DNA(ゲノム)
(iii)仮説:なし
(iii)アンチセンス:なし
(ix)特徴:
(A)名称/キー:mic 特徴
(B)位置:1..21
(D)他の情報:/注=「バシラス・スリンジェンシ
ス(Bacillus thuringiens
is)のコドンを使用する、配列識別番号:8の
アミノ酸3〜9に基づくオリゴヌクレオチドのプ
ローブ」
(xi)配列の記載:配列識別番号:9
(2)配列識別番号:10についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:14アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(C)鎖:一本鎖
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:ペプチド
(iii)仮説:なし
(v)断片の型:N−末端
(vi)もとの源:
(A)生物:バシラス・スリンジェンシス(Bacil
lus thuringiensis)
(B)株:AB88
(ix)特徴:
(A)名称/キー:ペプチド
(B)位置:1..14
(D)他の情報:/注=「アニオン交換画分23(よ
り小さい)として知られているタンパク質のN−
末端のアミノ酸配列」
(xi)配列の記載:配列識別番号:10
(2)配列識別番号:11についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:13アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(C)鎖:一本鎖
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:ペプチド
(iii)仮説:なし
(v)断片の型:N−末端
(vi)もとの源:
(A)生物:バシラス・スリンジェンシス(Bacil
lus thuringiensis)
(B)株:AB88
(ix)特徴:
(A)名称/キー:ペプチド
(B)位置:1..13
(D)他の情報:/注=「アニオン交換画分23(よ
り大きい)として知られているタンパク質のN−
末端のアミノ酸配列」
(xi)配列の記載:配列識別番号:11
(2)配列識別番号:12についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:14アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(C)鎖:一本鎖
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:ペプチド
(iii)仮説:なし
(v)断片の型:N−末端
(vi)もとの源:
(A)生物:バシラス・スリンジェンシス(Bacil
lus thuringiensis)
(B)株:AB88
(ix)特徴:
(A)名称/キー:ペプチド
(B)位置:1..14
(D)他の情報:/注=「アグロティス・イプシロン
(Agrotis ipsilon)に対して活
性な80kDaのVIPのN−末端の配列」
(xi)配列の記載:配列識別番号:12
(2)配列識別番号:13についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:15アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(C)鎖:一本鎖
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:ペプチド
(iii)仮説:なし
(v)断片の型:N−末端
(vi)もとの源:
(A)生物:バシラス・スリンジェンシス(Bacil
lus thuringiensis)
(B)株:AB88
(ix)特徴:
(A)名称/キー:ペプチド
(B)位置:1..15
(D)他の情報:/注=「アグロティス・イプシロン
(Agrotis ipsilon)に対して活
性な35kDaのVIPのN−末端の配列」
(xi)配列の記載:配列識別番号:13
(2)配列識別番号:14についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:9アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(C)鎖:一本鎖
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:ペプチド
(iii)仮説:なし
(v)断片の型:N−末端
(vi)もとの源:
(A)生物:バシラス・スリンジェンシス(Bacil
lus thuringiensis)
(ix)特徴:
(A)名称/キー:ペプチド
(B)位置:1..9
(D)他の情報:/注=「130kDaのデルタ−エ
ンドトキシンのN−末端の配列」
(xi)配列の記載:配列識別番号:14
(2)配列識別番号:15についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:9アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(C)鎖:一本鎖
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:ペプチド
(iii)仮説:なし
(v)断片の型:N−末端
(ix)特徴:
(A)名称/キー:ペプチド
(B)位置:1..9
(D)他の情報:/注=「80kDaのデルタ−エン
ドトキシンのN−末端の配列」
(xi)配列の記載:配列識別番号:15
(2)配列識別番号:16についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:11アミノ酸
(B)型:アミノ酸
(C)鎖:一本鎖
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:ペプチド
(iii)仮説:なし
(v)断片の型:N−末端
(vi)もとの源:
(A)生物:バシラス・スリンジェンシス(Bacil
lus thuringiensis)
(ix)特徴:
(A)名称/キー:ペプチド
(B)位置:1..11
(D)他の情報:/注=「60kDaのデルタ−エン
ドトキシン60kDaのN−末端の配列」
(xi)配列の記載:配列識別番号:16
(2)配列識別番号:17についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:2655塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖:一本鎖
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:DNA(ゲノム)
(iii)仮説:なし
(iii)アンチセンス:なし
(xi)配列の記載:配列識別番号:17
(2)配列識別番号:18についての情報:
(i)配列の特性:
(A)長さ:2010塩基対
(B)型:核酸
(C)鎖:一本鎖
(D)トポロジー:線状
(ii)分子の型:DNA(ゲノム)
(iii)仮説:なし
(iii)アンチセンス:なし
(xi)配列の記載:配列識別番号:18
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG
,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN,
TD,TG),AU,BB,BG,BR,BY,CA,
CN,CZ,FI,GE,HU,JP,KG,KP,K
R,KZ,LK,LV,MD,MG,MN,MW,NO
,NZ,PL,RO,RU,SD,SI,SK,TJ,
TT,UA,US,UZ,VN
(72)発明者 ムリンズ,マーサ エー.
アメリカ合衆国,ノースカロライナ
27596,ヤングスビル,カントリーブルッ
ク レーン 104
(72)発明者 ニー,ゴードン ジェイ.
アメリカ合衆国,ノースカロライナ
27502,アペックス,ブレイ コート
1001
(72)発明者 ディザイ,ナリーニ
アメリカ合衆国,ノースカロライナ
27511,キャリー,シルバーウッド レー
ン 107
(72)発明者 カール,ブライアン
アメリカ合衆国,ノースカロライナ
27606,ラレイ,レディス スリッパー
コート 1100ディー
(72)発明者 コスティカ,エヌ.クリスティ
アメリカ合衆国,ノースカロライナ
27713,ダーハム,ワインベリー ドライ
ブ 5017
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.栄養成長の間に殺病害虫タンパク質を生産する実質的に精製されたバシラ ス(Bacillus) 株。 2.バシラス(Bacillus)が表11に列挙するバシラス(Bacil lus) 種から選択される請求の範囲1のバシラス(Bacillus)株。 3.前記タンパク質が昆虫、真菌、細菌、線虫、ダニ(mites)、マダニ (ticks)、原生動物の病原体、動物の寄生体などからから選択される病害 虫を殺す請求の範囲1のバシラス(Bacillus)株。 4.前記タンパク質が鞘翅目(Coleoptera)、双翅目(Dipte ra)、膜翅目(Hymenoptera)、鱗翅目(Lepidoptera )、同翅目(Homoptera)、半翅目(Hemiptera)、直翅目( Orthroptera)、アザミウマ目(Thysanoptera)、ハサ ミムシ目(Dermaptera)、シロアリ目(Isoptera)、ハジラ ミ目(Mallophaga)、シラミ目(Anoplura)、ノミ目(Si phonaptera)またはトビケラ目(Trichoptera)から選択 される昆虫を殺すことができる、請求の範囲3のバシラス(Bacillus) 株。 5.前記鞘翅類の種がジアブロティカ(Diabrotica)である、請求 の範囲4のバシラス(Bacillus)株。 6.ジアブロティカ(Diabrotica)がジアブロティカ・ビルギフェ ラ・ビルギフェラ(Diabrotica virgifera virgif era) またはジアブロティカ・ロンギコルニス・バルベリ(Diabroti ca longicorn is barberi) である、請求の範囲5のバシラス(Bacillus) 株。 7.鱗翅類の種がヤガ(Agrotis)である、請求の範囲4のバシラス( Bacillus) 株。 8.ヤガ(Agrotis)がアグロティス・イプシロン(Agrotis ipsilon) である、請求の範囲7のバシラス(Bacillus)株。 9.バシラス(Bacillus)がバシラス・セレウス(Bacillus cereus) である、請求の範囲2のバシラス(Bacillus)株。 10.前記バシラス・セレウス(Bacillus cereus)が受け入 れ番号No.NRRL B−21058を有するバシラス・セレウス(Baci llus cereus) である、請求の範囲9のバシラス(Bacillus ) 株。 11.バシラス(Bacillus)がバシラス・スリンジェンシス(Bac illus thuringensis) である、請求の範囲2のバシラス(B acillus) 株。 12.前記バシラス・スリンジェンシス(Bacillus thuring ensis) が受け入れ番号No.NRRL B−21060を有するバシラス ・スリンジェンシス(Bacillus thuringensis) である、 請求の範囲10のバシラス(Bacillusis)株。 13.前記タンパク質が30kDaまたはそれより大きい分子量を有する、請 求の範囲2のバシラス(Bacillus)株。 14.前記タンパク質か約60〜約100kDaの分子量を有する、請求の範 囲13のバシラス(Bacillus)株。 15.前記タンパク質が約80kDaの分子量を有する、請求の 範囲14のバシラス(Bacillus)株。 16.前記タンパク質が配列識別番号:7を有する、請求の範囲15のバシラ ス(Bacillus) 株。 17.前記タンパク質が約100kDaの分子量を有する、請求の範囲14のバシラス(Bacillus) 株。 18.前記タンパク質が配列識別番号:5を有する、請求の範囲17のバシラ ス(Bacillus) 株。 19.バシラス(Bacillus)種の栄養成長期の間に単離可能な実質的 に純粋な殺病害虫タンパク質またはその活性断片。 20.バシラス(Bacillus)が表11に列挙するバシラス(Baci llus) 種から選択される請求の範囲19の殺病害虫タンパク質。 21.前記昆虫が鞘翅目(Coleoptera)、双翅目(Diptera )、膜翅目(Hymenoptera)、鱗翅目(Lepidoptera)、 同翅目(Homoptera)、半翅目(Hemiptera)、直翅目(Or throptera)、アザミウマ目(Thysanoptera)、ハサミム シ目(Dermaptera)、シロアリ目(Isoptera)、ハジラミ目 (Mallophaga)、シラミ目(Anoplura)、ノミ目(Siph onaptera)またはトビケラ目(Trichoptera)から選択され る、請求の範囲20の殺病害虫タンパク質。 22.前記鞘翅類の種がジアブロティカ(Diabrotica)である、請 求の範囲21の殺病害虫タンパク質。 23.ジアブロティカ(Diabrotica)がジアブロティカ・ビルギフ ェラ・ビルギフェラ(Diabrotica virgifera virgi fera) またはジアブロティカ・ロン ギコルニス・バルベリ(Diabrotica longicornis ba rberi) である、請求の範囲22の殺病害虫タンパク質。 24.鱗翅類の種がヤガ(Agrotis)である、請求の範囲24の殺病害 虫タンパク質。 25.ヤガ(Agrotis)がアグロティス・イプシロン(Agrotis ipsilon) である、請求の範囲24の殺病害虫タンパク質。 26.バシラス(Bacillus)がバシラス・セレウス(Bacillu s cereus) である、請求の範囲19の殺病害虫タンパク質。 27.前記バシラス・セレウス(Bacillus cereus)が受け入 れ番号No.NRRL B−21058を有するバシラス・セレウス(Baci llus cereus) である、請求の範囲26の殺病害虫タンパク質。 28.バシラス(Bacillus)がバシラス・スリンジェンシス(Bac illus thuringensis) である、請求の範囲19の殺病害虫タ ンパク質。 29.前記バシラス・スリンジェンシス(Bacillus thuring ensis) が受け入れ番号No.NRRL B−21060、NRRL B− 21224、NRRL B−21225、NRRL B−21226およびNR RL B−21227を有するバシラス・スリンジェンシス(Bacillus thuringensis) である、請求の範囲28の殺病害虫タンパク質。 30.前記タンパク質が30kDaまたはそれより大きい分子量を有する、請 求の範囲19の殺病害虫タンパク質。 31.前記タンパク質が約60〜約100kDaの分子量を有す る、請求の範囲30の殺病害虫タンパク質。 32.前記タンパク質か約80kDaの分子量を有する、請求の範囲31の殺 病害虫タンパク質。 33.前記タンパク質が配列識別番号:7を有する、請求の範囲32の殺病害 虫タンパク質。 34.前記タンパク質が配列識別番号:5を有する、請求の範囲31の殺病害 虫タンパク質。 35.前記タンパク質は配列識別番号:10または11の中に記載するN−末 端の配列を含む、請求の範囲19の殺病害虫タンパク質。 36.請求の範囲19のタンパク質をコードする実質的に純粋なヌクレオチド 配列。 37.請求の範囲33のタンパク質をコードする実質的に純粋なヌクレオチド 配列。 38.請求の範囲34のタンパク質をコードする実質的に純粋なヌクレオチド 配列。 39.請求の範囲35のタンパク質をコードする実質的に純粋なヌクレオチド 配列。 40.前記配列が植物の中の発現のために最適化されている、請求の範囲36 のヌクレオチド配列。 41.前記植物がトウモロコシ、ダイズ、ワタ、コムギ、ヒマワリ、トマト、 ジャガイモ、およびセイヨウアブラナ(oilseed rape)から選択さ れる、請求の範囲40のヌクレオチド配列。 42.前記配列が植物の中の発現のために最適化されている、請求の範囲37 のヌクレオチド配列。 43.前記植物がトウモロコシ、ダイズ、ワタ、コムギ、ヒマワ リ、トマト、ジャガイモ、およびセイヨウアブラナ(oilseed rape )から選択される、請求の範囲42のヌクレオチド配列。 44.前記配列が植物の中の発現のために最適化されている、請求の範囲38 のヌクレオチド配列。 45.前記配列が配列識別番号:18の中に記載されている、請求の範囲44 のヌクレオチド配列。 46.前記配列が植物の中の発現のために最適化されている、請求の範囲39 のヌクレオチド配列。 47.前記配列が配列識別番号:17の中に記載されている、請求の範囲46 のヌクレオチド配列。 48.前記配列が微生物の中の発現のために最適化されている、請求の範囲3 6のヌクレオチド配列。 49.前記微生物がバシラス(Bacillus)、シュードモナス(Pse udomonas) 、サッカロミセス(Saccharomyces)、クラビ バクター(Clavibacter) 、エルウィニア(Erwinia)、セラ チア(Serratia) 、クレブシエラ(Klebsiella)、ザントモ ナス(Xanthomonas) 、ストレプトミセス(Streptomyce s) 、アグロバクテリウム(Agrobacterium)、昆虫病原性ウイル ス、真菌、原生動物および線虫から選択される、請求の範囲48のヌクレオチド 配列。 50.請求の範囲36〜47のいずれか1つのヌクレオチド配列で安定に形質 転換された植物。 51.前記植物がトウモロコシ植物である、請求の範囲48の植物。 52.前記配列が本質的に受け入れ番号No.NRRL B−2 1059を有する大腸菌(E.coli)クローンP5−4の配列である、請求 の範囲36のヌクレオチド配列。 53.前記配列が本質的に受け入れ番号No.NRRL B−21061を有 する大腸菌(E.coli)クローンP3−12の配列である、請求の範囲36 のヌクレオチド配列。 54.前記配列か本質的に受け入れ番号No.NRRL B−21222を有 する大腸菌(E.coli)クローンpCIB6022の配列の中に含有されて いる、請求の範囲36のヌクレオチド配列。 55.前記配列が配列識別番号:1の中でVIP−1として与えられている請 求の範囲54のヌクレオチド配列。 56.殺病害虫タンパク質の殺病害虫活性を増強する補助タンパク質。 57.前記殺病害虫タンパク質がバシラス(Bacillus)からのもので ある請求の範囲56の補助タンパク質。 58.前記殺病害虫タンパク質がバシラス・セレウス(B.cereus)か らのものである請求の範囲57の補助タンパク質。 59.前記殺病害虫タンパク質がAB78株からのものである請求の範囲58 の補助タンパク質。 60.前記補助タンパク質がバシラス(Bacillus)からのものである 請求の範囲56の補助タンパク質。 61.前記補助タンパク質がバシラス・セレウス(B.cereus)からの ものである請求の範囲60の補助タンパク質。 62.前記補助タンパク質がAB78株からのものである請求の範囲61の補 助タンパク質。 63.請求の範囲56、60、61、および62のいずれか1つの補助タンパ ク質をエンコードする実質的に純粋なヌクレオチド配 列。 64.前記配列が本質的に受け入れ番号No.NRRL B−21222を有 する大腸菌(E.coli)クローンpCIB6022の配列の中に含有されて いる、請求の範囲63のヌクレオチド配列。 65.前記株が受け入れ番号No.NRRL B−21225を有するAB8 8である、請求の範囲1のバシラス(Bacillus)株。 66.前記株が受け入れ番号No.NRRL B−21227を有するAB2 89である、請求の範囲1のバシラス(Bacillus)株。 67.前記株が受け入れ番号No.NRRL B−21229を有するAB2 94である、請求の範囲1のバシラス(Bacillus)株。 68.前記株が受け入れ番号No.NRRL B−21226を有するAB3 59である、請求の範囲1のバシラス(Bacillus)株。 69.前記株が受け入れ番号No.NRRL B−21228を有するAB5 9である、請求項1のバシラス(Bacillus)株。 70.前記株が受け入れ番号No.NRRL B−21230を有するAB2 56である、請求項1のバシラス(Bacillus)株。
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