JPH09206077A - プラスミド及びプラスミドベクター - Google Patents
プラスミド及びプラスミドベクターInfo
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- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P9/00—Drugs for disorders of the cardiovascular system
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Abstract
ピー数を有する新規なプラスミド及びその新規なプラス
ミドを改変したシャトルベクターを提供する。 【解決手段】約11.5kb長であるプラスミドpCP
53、及びこの複製開始領域、細菌由来の複製開始領
域、及びマーカー遺伝子を含む約4.7kb長であるプ
ラスミドベクターpCP53Dを提供する。 【化1】
Description
ヘルベティカス(Lactobacillus helveticus)由来に代
表される新規なプラスミド、及びこの新規なプラスミド
を用いて調製されるところの、微生物の形質転換に利用
でき、例えばラクトバチルス・ヘルベティカスと他の宿
主とのシャトルベクターとして使用することができる新
規なプラスミドベクターに関する。
くから代表的な酪農用乳酸菌スターターとして発酵乳の
製造に用いられている。ラクトバチルス・ヘルベティカ
スの特徴の1つとして、強い蛋白質分解活性が認められ
ている(Yamamoto, N., et al.,Biosci. Biotech. Bioc
hem., 58, 776-778(1994))。またラクトバチルス・ヘ
ルベティカスの発酵乳中には、血圧上昇作用に主要な役
割を果たすアンギオテンシン変換酵素に対して、阻害作
用を示す生理活性ペプチドが含まれることが(Nakamur
a, Y. et al., J. Dairy Sci., 78, 777-783(1995))、
更にはこれらのペプチドに起因する強い血圧降下作用が
認められることが報告されている(Nakamura, Y., et a
l., J. Dairy Sci., 78, 1253-1257(1995))。このよう
な菌株を有効利用する方法としては、従来から遺伝子組
換え技術を応用して、分子育種する方法等が知られてい
る。既に、乳酸菌について多くのプラスミドが報告され
ているが、乳酸桿菌ラクトバチルス・ヘルベティカスの
プラスミドについての報告例は少ない。従って、ラクト
バチルス・ヘルベティカスの宿主−ベクター系について
の報告例も少ない。
え技術に基づいて行うには、目的の菌株に合ったベクタ
ー、導入効率が高い形質転換法、及び安定にプラスミド
を保持する宿主、即ち宿主−ベクター系の開発が重要課
題である。特に、宿主当たりのコピー数が少ないと有効
物質生産性も低くなり、実用性に問題が生じる。また、
菌体自体を発酵乳として食する場合には、発酵に使用す
る微生物の安全性が問題となる。しかし、既に古くから
発酵乳製造に用いられてきたラクトバチルス・ヘルベテ
ィカスの安全性については、これまで長年の食経験から
実証されている。
属乳酸菌、特にラクトバチルス・ヘルベティカス由来に
代表され、高コピー数を有する新規なプラスミド及びそ
の新規なプラスミドを改変したシャトルベクターとして
使用できる新規なプラスミドベクターを提供することに
ある。
ルス・ヘルベティカス等に属する菌株のプラスミドの有
無及びその分子量を検討した結果、ラクトバチルス・ヘ
ルベティカスCP53株から、安定に保持され高コピー
数である新規なプラスミドを見い出し、さらにこの新規
なプラスミドを改変することにより、効率的に形質転換
を行うことができる有用なプラスミドベクターを得、本
発明を完成した。
れる制限酵素認識部位を有し、約11.5kb長である
プラスミドpCP53が提供される。
P53の複製開始領域、細菌由来の複製開始領域、及び
マーカー遺伝子を含むプラスミドベクターが提供され
る。
CP53のHindIII断片を含む約2kb長の複製
開始領域、大腸菌由来のpACYC177の複製開始領
域、及びストレプトコッカス・フェカリス由来テトラサ
イクリン耐性遺伝子を含み、下記式化4に示される制限
酵素認識部位を有し、約4.7kb長であるプラスミド
ベクターpCP53Dが提供される。
は、前記式化3で表わされる約11.5kb長のプラス
ミドであって、例えばラクトバチルス・ヘルベティカス
CP53株から分離することができる。このラクトバチ
ルス・ヘルベティカスCP53株は、ラクトバチルス・
ヘルベティカスに属し、工業技術院生命工学工業技術研
究所に受託番号FERM−15387として寄託されて
いる。このCP53株は、本願出願人が保有する菌株コ
レクションの中から得たものであり、下記の菌学的性質
を有する。
無:無、4)グラム染色性:陽性 (生理学的性質) 1)カタラーゼ:陰性、2)インドール生成:陰性、
3)硝酸塩の還元:陰性、4)酸素に対する態度:通性
嫌気性、5)グルコースからホモ乳酸発酵によりDL乳
酸を生成、ガス産生無し。
ルベティカス菌体中で、高コピー数が産生され回収率が
高い。例えば、pCP53を保有するラクトバチルス・
ヘルベティカスCP53株をMRS培地にて一晩培養し
た場合、1mlの培養液から約1μgのプラスミドを精
製することができる。
前記ラクトバチルス・ヘルベティカスCP53株を培養
し、培養後菌体を回収し、アガロースゲル電気泳動方法
等の公知な方法で分離することができる。前記培養は、
通常この菌種に用いられる培地や培養条件により行うこ
とができる。菌体の回収も公知の遠心分離法等により行
うことができる。またプラスミドpCP53は、制限酵
素による切断、リガーゼによるライゲーションも公知の
プラスミドと同様に行うことができる。
ドpCP53の複製開始領域に、細菌由来の複製開始領
域及びマーカー遺伝子を連結したものであって、前記プ
ラスミドpCP53のHindIII断片を含む約2k
b長の複製開始領域、大腸菌由来のpACYC177の
複製開始領域、及びストレプトコッカス・フェカリス由
来テトラサイクリン耐性遺伝子を含み、前記式化4に示
される制限酵素認識部位を有し、約4.7kb長である
プラスミドベクターpCP53D等を挙げることができ
る。
菌由来のpACYC177の複製開始領域の他に、公知
のpBR322、pBR329等の複製開始領域を用い
ることが可能である。更に、pUB110、YEp2
4、pVA838等の、枯草菌や酵母由来ベクターの複
製開始領域等の使用も可能である。
ン耐性遺伝子、テトラサイクリン耐性遺伝子、クロラム
フェニコール耐性遺伝子等の薬剤耐性遺伝子、あるいは
乳酸菌又は枯草菌由来のβ−ガラクトシダーゼや菌体外
プロテアーゼ等の酵素を産生する遺伝子等を挙げること
ができる。
図2に示す手順により、本発明のプラスミドpCP53
に、pHY300PLKプラスミド(宝酒造(株)製
品)を利用し、大腸菌由来プラスミドpACYC177
の複製開始領域及びストレプトコッカス・フェカリス由
来のプラスミドpAMα1のテトラサイクリン耐性遺伝
子を連結することにより得ることができる。図2に示す
本発明以外のプラスミドは、公知であり、市場で購入す
ることができる。このプラスミドベクターpCP53D
は、大腸菌及びラクトバチルス・ヘルベティカスやラク
トバチルス・パラカゼイ等ラクトバチルス属乳酸菌へ導
入できるシャトルベクターとして使用可能である。
トバチルス・ヘルベティカス中に安定に保持されかつ高
コピー数を示す。また本発明のプラスミドベクターpC
P53Dは、ラクトバチルス・ヘルベティカスの形質転
換を効率的に行うことができる有用なシャトルベクター
である。従って、これらは遺伝子組換え技術を用いたラ
クトバチルス・ヘルベティカスの分子育種等に有用であ
る。
本発明はこれらに限定されるものではない。
pCP53株を、GAM培地(ニッスイ(株)製)に植
菌後、37℃で一晩培養した。培養終了後、遠心分離
(10,000rpm、5分間)により集菌した。菌体
を10mMリン酸緩衝液−150mMNaCl(pH
6.8)で洗浄後、上記遠心分離条件にて菌体を回収し
た。
た。回収した菌体を10mg/mlリゾチーム(シグマ
社製)、1mg/ml N−アセチルムラミダーゼ(生
化学工業(株)製)を含む25%シュークロース、10
mMトリス塩酸緩衝液0.2ml(pH7.0)に懸濁
後、37℃で30分間インキュベートした。次に3%S
DS−0.2N NaOH溶液0.4mlを添加し室温
にて約5分間放置した。次に、3M酢酸ナトリウム(p
H4.8)溶液を0.3ml添加し、氷上で5分間放置
後、遠心分離(15,000rpm、5分間)により上
清液を回収した。約2倍量のエタノールを上清液に添加
し、−80℃にて約20分間放置した。続いて、遠心分
離(15,000rpm、15分間)にて沈殿物を回収
し、70%エタノールにて洗浄後、沈殿物を乾燥した。
沈殿物を0.1mlの10mMトリス塩酸緩衝液−1m
M EDTA(pH7.0)に溶解し、プラスミドの粗
精製物を得た。この粗精製プラスミドについて、1%ア
ガロースゲル電気泳動によりプラスミドの有無及び分子
サイズの確認を行った。比較のためプラスミドpBR3
22保有の大腸菌HB101株をLB培地(バクトトリ
プトン10g、イ−ストイクストラクト5g、NaCl
10g:pH7.5)で培養し、同様にプラスミドの
回収量を比較した。その結果、ラクトバチルス・ヘルベ
ティカスCP53株は、極めて高い回収率でプラスミド
の存在が確認され、これをpCP53と命名した。pC
P53の回収量は、大腸菌用プラスミドであるpBR3
22の約20%程度(1μg/ml培養液)であり、ラ
クトバチルス・ヘルベティカスプラスミドとしては、極
めて高い回収率であった。
で、6塩基認識の制限酵素9種類について、切断断片を
1%アガロース電気泳動により分析した。その結果、p
CP53は分子量約11.5kbで、図1に示す制限酵
素認識部位を有することが確認された。また、Pst
I、BglII、あるいはSalIに対する認識部位は
認められなかった。
操作手順に従って、プラスミドpCP53の複製開始領
域、大腸菌由来のpACYC177の複製開始領域、及
びストレプトコッカス・フェカリス由来テトラサイクリ
ン耐性遺伝子を含むプラスミドベクターを構築した。
7の複製開始領域(Ori-177)、ストレプトコッカス・
フェカリス由来のプラスミドpAMα1の複製開始領域
(Ori-pAMα1)、ならびにアンピシリン及びテトラサイ
クリン耐性遺伝子を含んだプラスミドpHY300PL
K(宝酒造(株)製)1μgを、HaeIIIで部分分
解し、T4DNAリガーゼでセルフライゲーションし
た。このDNAを大腸菌HB101株にマニアチスの方
法(Molecular Cloning)に従って形質転換し、20μg
/mlのテトラサイクリンを含むLB寒天培地で生育株
を選択した。図2に示す通りpHY300PLKのグラ
ム陽性菌用複製開始点欠損株はアンピシリン感受性とな
るために、上記選択株を50μg/mlのアンピシリン
を含むLB寒天培地で生育性を調べた。アンピシリン感
受性株数株から前述の方法に従いプラスミドを分離し、
その制限酵素認識部位を調べたところ、図2記載のpH
YD(2.7kb)が構築されていることが確認され
た。
クローニング 前述のグラム陽性菌複製開始点検索用ベクターpHYD
1μgをHindIIIで切断したものと、pCP5
3 1μgをHindIIIで切断したものとを混合
し、T4DNAリガーゼにより連結した。このDNAを
大腸菌HB101に形質転換し、20μg/mlのテト
ラサイクリンを含むLB寒天培地で生育株を選択した。
得られた形質転換体から得られたDNAを1%アガロー
スゲル電気泳動で分析した結果、pCP53由来と思わ
れる様々の大きさのHindIII断片がpHYDベク
ターに挿入されていることを確認した。
チルス・パラカゼイに導入し、4μg/mlのテトラサ
イクリンを含むGAM培地で生育株をスクリーニングし
た。ラクトバチルス・パラカゼイJCM−8130を
1.5mMのグリシンを含むGAM培地で、37℃、2
0時間培養後、この培地をさらに新しい1.5mMのグ
リシン含有GAM培地で10倍に希釈し、37℃で濁度
1.0になるまで培養した。菌体を集菌後、エレクトロ
ポレーション用緩衝液(7mM HEPES、272m
Mシュークロース、1mM MgCl2:pH7.4)
で洗浄し、1/20容の同緩衝液に懸濁した。前記各種
プラスミド0.1μgと前記懸濁菌体0.1mlを混合
後、バイオラッド社製ジーンパルサー用キュベット
(0.1cmキュベット)に入れ氷上で30分間インキ
ュベートした。その後、ジーンパルサーで4.0kV/
cm、25μFの条件でエレクトロポレーションした。
菌体を10倍量のGAM培地で希釈後、37℃で1時間
インキュベートし、4μg/mlのテトラサイクリンを
含むGAM寒天培地で陽性クローンを選択した。得られ
た形質転換体についてプラスミドを1%アガロースゲル
電気泳動により分析したところpCP53の約2kbの
断片を含む4.7kbのプラスミドの存在が確認され
た。従って、pCP53の約2.0kbDNA断片にp
CP53の複製開始領域(Ori-pCP53)が含まれること
が明らかとなった。このベクターは大腸菌あるいはラク
トバチルス属での複製可能なシャトルベクターとしての
利用が可能であり、pCP53Dと命名した。一方、こ
の2.0kbDNA断片を含まないpHYD(2.7k
b)ベクターのみではテトラサイクリン形質転換体は得
られなかった。
よる形質転換)ラクトバチルス・ヘルベティカスCP6
11株(工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号F
ERM−15418)へ前記pCP53Dを用いての形
質転換を検討した。ラクトバチルス・ヘルベティカスC
P611株を1.5mMのグリシンを含むGAM培地
で、37℃、20時間培養後、この培地をさらに新しい
1.5mMのグリシン含有GAM培地で10倍に希釈
し、37℃で濁度1.0になるまで培養した。菌体を集
菌後、エレクトロポレーション用緩衝液(7mM HE
PES、272mMシュークロース、1mM MgCl
2:pH7.4)で洗浄し、1/20容の同緩衝液に懸
濁した。pCP53D 0.1μgと前記懸濁菌体0.
1mlとを混合後、前記と同様の条件にてエレクトロポ
レーションした。菌体を10倍量のGAM培地で希釈し
て37℃で1時間インキュベート後、4μg/mlのテ
トラサイクリンを含むGAM寒天培地で陽性クローンを
選択した。約6日後、5000個/μgDNAの割合で
形質転換体が得られた。この形質転換体は、10μg/
mlのテトラサイクリン濃度において、50%生残性を
示した。
を1%アガロースゲル電気泳動により分析したところp
CP53の約2kbの断片を含む4.7kbのプラスミ
ドの存在が確認された。さらに、ここで得られた形質転
換体を繰り返し継代しても、プラスミドが安定に保持さ
れることが確認された。従って、このベクターはラクト
バチルス・ヘルベティカス種の形質転換において有用な
シャトルベクターであり、ラクトバチルス・ヘルベティ
カスCP611株を用いることで効率的形質転換が可能
であった。
酵素地図である。
築経路の説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 下記式化1で示される制限酵素認識部位
を有し、約11.5kb長であるプラスミドpCP5
3。 【化1】 - 【請求項2】 請求項1記載のプラスミドpCP53の
複製開始領域、細菌由来の複製開始領域、及びマーカー
遺伝子を含むプラスミドベクター。 - 【請求項3】 請求項1記載のプラスミドpCP53の
HindIII断片を含む約2kb長の複製開始領域、
大腸菌由来のpACYC177の複製開始領域、及びス
トレプトコッカス・フェカリス由来テトラサイクリン耐
性遺伝子を含み、下記式化2に示される制限酵素認識部
位を有し、約4.7kb長であるプラスミドベクターp
CP53D。 【化2】
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