JPH09248194A - Production of hydrogen - Google Patents

Production of hydrogen

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JPH09248194A
JPH09248194A JP8058771A JP5877196A JPH09248194A JP H09248194 A JPH09248194 A JP H09248194A JP 8058771 A JP8058771 A JP 8058771A JP 5877196 A JP5877196 A JP 5877196A JP H09248194 A JPH09248194 A JP H09248194A
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JP
Japan
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hydrogen
promoter
strain
producing
vector
Prior art date
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Application number
JP8058771A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Miyake
淳 三宅
Masato Miyake
正人 三宅
Yasuo Asada
泰男 浅田
Manabu Shiyoubayashi
学 庄林
Kyoko Nagamine
恭子 永峰
Tadaaki Kawasugi
忠昭 河杉
Eiju Nakada
栄寿 中田
Jii Bashirieba Rudomira
ルドミラ・ジー・バシリエバ
Satoshi Nishikata
聡 西方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU
CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU KENKYU KIKO
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU
CHIKYU KANKYO SANGYO GIJUTSU KENKYU KIKO
Agency of Industrial Science and Technology
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing hydrogen in higher efficiency by subjecting hydrogen-productive photosynthetic bacteria to gene recombination operation. SOLUTION: Hydrogen-productive photosynthetic bacteria capable of expressing protein, having a structural gene group coding protein aggregates capable of forming photosynthetic organs and a promoter controlling transcription of the structural gene group onto a mRNA, is subjected to gene recombination operation, and hydrogen is produced by using the resultant photosynthetic bacteria. In this method for producing hydrogen, the gene recombination operation is conducted in such a way that a fragment provided with an enzyme- binding sequence portion bindable to mRNA synthase to be bound to the promoter is inserted into the bacteria and a vector free from the structural gene group is transduced into the original bacteria in advance.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光合成器官を形成
する蛋白質集合体(PUF)をコードする構造遺伝子群
と、前記構造遺伝子群がメッセンジャーRNA(mRN
A)へ転写されるのを制御するプロモーターとを備えて
なる蛋白質発現性の水素生産性光合成細菌に遺伝子組換
操作を行い、その水素生産性光合成細菌を用いて水素を
生産する水素生産方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a structural gene group encoding a protein assembly (PUF) forming a photosynthetic organ, and the structural gene group is a messenger RNA (mRN).
A) A method for producing hydrogen in which a protein-expressing hydrogen-producing photosynthetic bacterium comprising a promoter for controlling transcription to A) is genetically modified to produce hydrogen using the hydrogen-producing photosynthetic bacterium. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、水素生産性光合成細菌としては種
々のものが知られており、その水素生産性光合成細菌を
培養して得られる水素ガスを利用しようとする試みが盛
んに行われている。このような場合、前記水素生産性光
合成細菌は野性株をそのまま培養することもあるが、遺
伝子組換操作を行い、その水素生産性光合成細菌に種々
の形質を付与して培養することも行われつつある。
2. Description of the Related Art Conventionally, various kinds of hydrogen-producing photosynthetic bacteria have been known, and many attempts have been made to utilize hydrogen gas obtained by culturing the hydrogen-producing photosynthetic bacteria. . In such a case, the hydrogen-producing photosynthetic bacterium may be cultivated as a wild strain as it is, but it may also be cultivated by performing a gene recombination operation and imparting various traits to the hydrogen-producing photosynthetic bacterium. It's starting.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、水素生産性
光合成細菌を培養して水素を生産する場合には、通常、
前記水素生産性光合成細菌を所定の培養容器に嫌気条件
で収容し、その容器内の水素生産性光合成細菌に光照射
して代謝される水素ガスを集めるという方法が取られる
ものの、前記培養容器に水素生産性光合成細菌を収容す
ると、前記培養容器の表面側に生息する菌が、大量に水
素を発生する一方、前記培養容器の内面側に生息する菌
は、あまり水素の生産に寄与していないのではないかと
いう見地から、水素生産のために全ての菌を有効に利用
しようとする試みも種々の分野で成されている。しか
し、たとえば、容器の形状や光照射条件に検討を加える
だけでは不十分な面も多々あり、抜本的な解決策が望ま
れている。
By the way, in the case of culturing hydrogen-producing photosynthetic bacteria to produce hydrogen,
The hydrogen-producing photosynthetic bacteria are housed in a predetermined culture container under anaerobic conditions, and the method of collecting hydrogen gas that is metabolized by irradiating the hydrogen-producing photosynthetic bacteria in the container with light is taken into the culture container. When the hydrogen-producing photosynthetic bacteria are contained, the bacteria living on the surface side of the culture container generate a large amount of hydrogen, while the bacteria living on the inner surface side of the culture container do not contribute much to hydrogen production. From the perspective that it may be, various attempts have been made in various fields to effectively utilize all bacteria for hydrogen production. However, there are many aspects in which it is not enough to simply study the shape of the container and the light irradiation conditions, and a drastic solution is desired.

【0004】従って、本発明の目的は、上記実情に鑑
み、水素生産性光合成細菌に遺伝子組換操作を行うにあ
たって、より効率よく水素生産させることができるよう
にする技術を提供することにある。
Therefore, in view of the above situation, it is an object of the present invention to provide a technique capable of more efficiently producing hydrogen when carrying out a genetic recombination operation on a hydrogen-producing photosynthetic bacterium.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】培養容器に水素生産性光
合成細菌を収容すると、前記培養容器の表面側に生息す
る菌が、大量に水素を発生する一方、前記培養容器の内
面側に生息する菌は、あまり水素の生産に寄与していな
いのではないか、という先の予想としては、前記水素生
産性光合成細菌の光合成器官を形成する蛋白質集合体が
培養容器の内面側に光が到達するのを阻害していること
が要因の一つに挙げられる。本発明者らは、この要因を
取り除けば、全ての菌を水素生産のために有効に利用で
きるのではないかと考え、別途発明された遺伝子組換操
作による、蛋白質集合体の発現制御方法(以下プロモー
ター競争法と略称する)によって、水素生産性光合成細
菌の透光性を上げるべく、前記水素生産性光合成細菌の
光合成器官を形成する蛋白質集合体の発現を抑制させた
ところ、容器内で発生する水素量を増加させることが出
来るという新知見を得た。
[Means for Solving the Problems] When hydrogen-producing photosynthetic bacteria are housed in a culture vessel, bacteria that live on the surface side of the culture vessel generate a large amount of hydrogen, while they live on the inner surface side of the culture vessel. As the previous prediction that the bacteria may not contribute to the production of hydrogen so much, the protein aggregates forming the photosynthetic organs of the hydrogen-producing photosynthetic bacteria reach the inner surface of the culture vessel. One of the factors is that it inhibits The present inventors believe that if this factor is removed, all bacteria can be effectively utilized for hydrogen production, and a method for controlling expression of a protein assembly by a separately invented gene recombination operation (hereinafter When the expression of the protein assembly forming the photosynthetic organ of the hydrogen-producing photosynthetic bacterium is suppressed by the promoter competition method) in order to increase the translucency of the hydrogen-producing photosynthetic bacterium, it occurs in the container. We obtained new knowledge that the amount of hydrogen can be increased.

【0006】尚、プロモーター競争法の概要は以下のと
おりである。蛋白質集合体をコードする構造遺伝子群
と、前記構造遺伝子群がmRNAへ転写されるのを制御
するプロモーターとを備えてなる蛋白質発現性の細胞内
に、前記プロモーターに結合するmRNA合成酵素が結
合可能な遺伝子配列を含む酵素結合配列を有し、かつ、
前記構造遺伝子群を含まないベクターを導入する。この
ようにすると、前記mRNA合成酵素は前記ベクターに
も結合可能になるので前記mRNA合成酵素がプロモー
ターに結合して蛋白質を合成する頻度を抑制する。なぜ
ならば、mRNA合成酵素は、前記構造遺伝子群のプロ
モーターに結合し、その構造遺伝子群のmRNAを合成
する。続いてそのmRNAは蛋白質に翻訳される。この
とき、前記プロモーターに結合するメッセンジャーRN
A(mRNA)合成酵素と結合可能な遺伝子配列(酵素
結合配列)を含む酵素結合配列部を有し、かつ、前記構
造遺伝子群を含まないベクターを細胞内に導入してあれ
ば、そのベクターの酵素結合配列には、mRNA合成酵
素が結合することが可能になると考えられる。その結
果、細胞内において前記mRNA合成酵素がプロモータ
ーに結合する頻度は低下する。また、前記ベクターの前
記酵素結合配列部に、mRNA合成酵素が結合すると、
そのmRNA合成酵素は、前記構造遺伝子群によってコ
ードされる蛋白質の発現に関与しない。言い換えれば、
mRNA合成酵素が、プロモーターに結合した場合に
は、前記蛋白質を発現させ、前記酵素結合配列部に結合
した場合には、前記蛋白質を発現させない訳であるか
ら、通常、前記ベクターの導入されていない細胞内で、
mRNA合成酵素がプロモーターに結合するのに比べ、
前記ベクターを導入した細胞内でmRNA合成酵素が、
プロモーターに結合する頻度が低下することになり、前
記細胞内で前記構造遺伝子群によってコードされる蛋白
質の発現する頻度が低下する。そのため、蛋白質集合体
の発現性の制御が可能であると考えられるわけである。
The outline of the promoter competition law is as follows. An mRNA synthase that binds to the promoter can be bound into a protein-expressing cell that comprises a structural gene group that encodes a protein assembly and a promoter that controls transcription of the structural gene group into mRNA. Having an enzyme-binding sequence containing a gene sequence of
A vector not containing the structural gene group is introduced. By doing so, the mRNA synthase can also bind to the vector, so that the frequency with which the mRNA synthase binds to the promoter to synthesize the protein is suppressed. This is because the mRNA synthase binds to the promoter of the structural gene group and synthesizes the mRNA of the structural gene group. The mRNA is then translated into protein. At this time, a messenger RN that binds to the promoter
If a vector having an enzyme-binding sequence portion containing a gene sequence (enzyme-binding sequence) capable of binding to A (mRNA) synthase and containing no structural gene group has been introduced into cells, It is thought that the mRNA synthesizing sequence can bind to the mRNA synthase. As a result, the frequency with which the mRNA synthase binds to the promoter in the cell decreases. Further, when the mRNA synthesizing enzyme binds to the enzyme-binding sequence portion of the vector,
The mRNA synthase is not involved in the expression of proteins encoded by the structural genes. In other words,
When the mRNA synthase binds to the promoter, it expresses the protein, and when it binds to the enzyme binding sequence part, it does not express the protein. Therefore, the vector is not usually introduced. In the cell,
Compared to the binding of mRNA synthase to the promoter,
MRNA synthase in the cells introduced with the vector,
The frequency of binding to the promoter is reduced, and the frequency of expression of the protein encoded by the structural gene group is reduced in the cells. Therefore, it is considered that the expression of the protein assembly can be controlled.

【0007】〔構成1〕本発明は前記新知見によるもの
であって、前記目的を達成するための本発明の特徴手段
は、光合成器官を形成する蛋白質集合体(PUF)をコ
ードする構造遺伝子群と、前記構造遺伝子群がメッセン
ジャーRNA(mRNA)へ転写されるのを制御するプ
ロモーターとを備えてなる蛋白質発現性の水素生産性光
合成細菌に遺伝子組換操作を行い、その水素生産性光合
成細菌を用いて水素を生産する水素生産方法において、
前記プロモータに結合するメッセンジャーRNA(mR
NA)合成酵素と結合可能な酵素結合配列部を備えた酵
素結合断片を挿入し、かつ、前記構造遺伝子群を含まな
いベクターを、前記水素生産性光合成細菌に導入してお
くことにあり、その作用・効果は以下の通りである。
[Structure 1] The present invention is based on the above new finding, and the characteristic means of the present invention for achieving the above-mentioned object is a structural gene group encoding a protein assembly (PUF) forming a photosynthetic organ. And a promoter capable of controlling the transcription of the structural gene group into messenger RNA (mRNA), and carrying out a gene recombination operation on the protein-expressing hydrogen-producing photosynthetic bacterium. In the hydrogen production method of producing hydrogen using
Messenger RNA (mR that binds to the promoter
NA) is to insert an enzyme-binding fragment having an enzyme-binding sequence part capable of binding to a synthase and to introduce a vector not containing the structural gene group into the hydrogen-producing photosynthetic bacterium. The actions and effects are as follows.

【0008】〔作用効果〕つまり、プロモーター競争法
によれば、前記水素生産性光合成細菌を、光合成器官を
形成する蛋白質集合体を発現しにくいものに改変するこ
とができるから、培養容器に収容された前記水素生産性
光合成細菌の透光度は増大する。そのため、前記培養容
器内の前記水素生産性光合成細菌は全体的に見て十分な
光を受け、水素を生産すべく働き、大量の水素を生産す
るのに寄与できるものと考えられる。ところで、透光度
を増大させるのに、前記光合成器官を形成する蛋白質集
合体の発現量を低下させているのであるから、個々にと
らえると、前記水素生産性光合成細菌の水素生産能力は
低下しているものと考えられる。しかし、上記新知見を
もとに考えれば、透光度と蛋白質集合体の発現量とのあ
いだには、比例的な関係があるものと考えられる一方、
菌体濃度が一定のもとでは、少数の菌体に十分な水素生
産量を維持可能な必要最小限量よりも過剰な光照射が行
われ、他の菌体に前記必要最小限量に満たない光照射が
成されるよりは、十分な水素生産量を維持可能な必要最
小限の光を受ける菌体の数を多くするとともに、前記必
要最小限量に満たない光しか受けていない菌体数を少な
くするように光照射を行えば、照射された光エネルギー
の利用効率が良くなると考えられるため、前記培養容器
内の前記水素生産性光合成細菌が、水素生産量を維持可
能な必要最小限の光量に対応した蛋白質集合体の発現量
さえ確保できれば、透光度と水素生産量との間には、水
素生産量を最大にするある透光度が存在するものと考え
られ、蛋白質集合体の発現抑制量を適度に調節すれば、
水素生産量を大きく出来るものと考えられる。
[Effects] That is, according to the promoter competition method, the hydrogen-producing photosynthetic bacterium can be modified so that the protein aggregates forming the photosynthetic organs are less likely to be expressed. Further, the transparency of the hydrogen-producing photosynthetic bacterium is increased. Therefore, it is considered that the hydrogen-producing photosynthetic bacteria in the culture vessel receive sufficient light as a whole and work to produce hydrogen, which can contribute to the production of a large amount of hydrogen. By the way, since the expression level of the protein aggregates forming the photosynthetic organs is decreased in order to increase the translucency, the hydrogen-producing ability of the hydrogen-producing photosynthetic bacteria decreases when taken individually. It is considered that However, based on the above new findings, it is considered that there is a proportional relationship between the translucency and the expression level of the protein aggregate,
When the bacterial cell concentration is constant, a small number of bacterial cells are irradiated with light in excess of the required minimum amount that can maintain a sufficient hydrogen production amount, and other bacterial cells are exposed to light below the required minimum amount. Rather than irradiation, increase the number of cells that receive the minimum required light that can maintain a sufficient hydrogen production amount, and reduce the number of cells that receive only the light that does not reach the minimum required amount. If the light irradiation is performed as described above, it is considered that the utilization efficiency of the irradiated light energy is improved, so that the hydrogen-producing photosynthetic bacteria in the culture vessel have a minimum necessary light amount capable of maintaining the hydrogen production amount. As long as the expression level of the corresponding protein assembly can be secured, it is considered that there is a certain transmissivity that maximizes the hydrogen production amount between the transmissivity and the hydrogen production amount. If you adjust the amount appropriately,
It is thought that hydrogen production can be increased.

【0009】そのため、菌体を改質するのに、DNAの
塩基配列を組換え、プロモータにmRNA合成酵素が結
合しにくくする「遺伝子組換え法」や、制御しようとす
る蛋白質のアンチセンスRNAをコードするDNAを細
胞内に導入して、前記mRNA合成酵素によって合成さ
れたmRNAに、前記アンチセンスRNAを結合させ、
前記mRNAにリボソームが結合して前記mRNAを蛋
白質に翻訳する際に、前記mRNAの塩基配列を解読し
にくくする「アンチセンスRNA法」のような、複雑な
制御を施すことなく、比較的簡単に蛋白質集合体の発現
量を制御することができるというプロモーター競争法の
利点を最大限に生かして、水素生産量の増大に寄与でき
る。
[0009] Therefore, in order to modify the bacterial cells, the "gene recombination method" in which the DNA base sequence is recombined so that the mRNA synthase is less likely to bind to the promoter, or the antisense RNA of the protein to be controlled is used. Introducing a coding DNA into a cell to bind the antisense RNA to the mRNA synthesized by the mRNA synthase,
When the ribosome binds to the mRNA and translates the mRNA into a protein, it is relatively easy to perform without complicated control such as “antisense RNA method” that makes it difficult to decipher the base sequence of the mRNA. By maximizing the advantage of the promoter competition method that the expression amount of protein aggregates can be controlled, it is possible to contribute to the increase of hydrogen production amount.

【0010】〔構成2〕また、前記水素生産性光合成細
菌としては、ロドバクター・スフェロイデス(Rhod
obacter sphaeroides),ロドバク
ター・キャプシュラータス(Rhodobacter
capsulatus),ロドシュードモナス・ビリデ
ィス(Rhodopseudomonas virid
is)から選ばれる一種のものであれば好ましく、前記
酵素結合配列部が、前記水素生産性光合成細菌のプロモ
ーターと同等の塩基配列であってもよく、また、前記酵
素結合配列部が、前記水素生産性光合成細菌のプロモー
ターを、改変させてある塩基配列であってもよく、前記
ベクターが、複数の酵素結合配列部を含むものであって
もよい。
[Structure 2] As the hydrogen-producing photosynthetic bacterium, Rhodobacter sphaeroides (Rhod)
Observer sphaeroides), Rhodobacter
capsulatus), Rhodopseudomonas virid
It is preferable if it is one selected from is), the enzyme-binding sequence part may be a base sequence equivalent to the promoter of the hydrogen-producing photosynthetic bacterium, and the enzyme-binding sequence part may be the hydrogen atom. The promoter of the productive photosynthetic bacterium may have a modified nucleotide sequence, or the vector may contain a plurality of enzyme-binding sequence portions.

【0011】〔作用効果2〕つまり、水素生産性光合成
細菌としては、種々のものが挙げられるが、中でも、ロ
ドバクター・スフェロイデス(Rhodobacter
sphaeroides),ロドバクター・キャプシ
ュラータス(Rhodobacter capsula
tus),ロドシュードモナス・ビリディス(Rhod
opseudomonas viridis)の一種を
用いれば、水素生産性が高く、且つ、取り扱い容易であ
るとともに、前記酵素結合配列部が、前記水素生産性光
合成細菌のプロモーターと同等の塩基配列であれば、前
記プロモーター競争法を容易に行えるという利点があ
る。さらに、前記酵素結合配列部が、前記水素生産性光
合成細菌のプロモーターを、改変させてある塩基配列で
あれば、前記プロモーター競争法による蛋白質集合体の
発現量の制御度合いを種々に変更でき、蛋白質集合体の
発現量の制御度合いを、前記酵素結合配列部が、前記水
素生産性光合成細菌のプロモーターと同等の塩基配列で
ある場合よりも蛋白質集合体の発現をあまり抑制しない
ように制御しやすく、プロモーター競争法によって蛋白
質集合体の発現を抑制しすぎてしまうのを防止できる。
また、例えば、前記ベクターが、複数の酵素結合配列部
を含むものであれば、蛋白質集合体の発現の抑制量が不
足するような場合に、蛋白質集合体の発現の抑制量を大
きく確保し易い。尚、前記ベクターが、前記水素生産性
光合成細菌のプロモーターを、改変させてある塩基配列
からなる酵素結合配列部を複数含むベクターであるよう
な場合には、蛋白質集合体の発現の抑制量を任意の適正
値に制御可能にできる。その結果、プロモーター競争法
を利用して水素生産を行うに際して、利用する水素生産
性光合成細菌の水素生産性を最大限に利用できるように
蛋白質集合体の発現の抑制量を任意の適正値に制御して
各水素生産性光合成細菌に対して水素生産能力を最大限
に発揮させられることが可能になった。
[Function and Effect 2] That is, various kinds of hydrogen-producing photosynthetic bacteria can be mentioned. Among them, Rhodobacter sphaeroides (Rhodobacter)
sphaeroides), Rhodobacter capsula
tus), Rhodo Pseudomonas Viridis (Rhod)
If one of the two types is used, it has high hydrogen productivity and is easy to handle, and if the enzyme-binding sequence part has a nucleotide sequence equivalent to the promoter of the hydrogen-producing photosynthetic bacterium, the promoter competition is promoted. There is an advantage that the method can be performed easily. Furthermore, if the enzyme-binding sequence part is a modified nucleotide sequence of the promoter of the hydrogen-producing photosynthetic bacterium, the degree of control of the expression level of the protein assembly by the promoter competition method can be variously changed, The degree of control of the expression level of the assembly, the enzyme-binding sequence part is easier to control so as not to significantly suppress the expression of the protein assembly than in the case of a base sequence equivalent to the promoter of the hydrogen-producing photosynthetic bacterium, It is possible to prevent the expression of protein aggregates from being suppressed too much by the promoter competition method.
Further, for example, when the vector contains a plurality of enzyme-binding sequence portions, it is easy to secure a large amount of suppression of the expression of the protein aggregate when the amount of the expression of the protein assembly is insufficient. . In the case where the vector is a vector containing a plurality of enzyme-binding sequence portions consisting of a modified nucleotide sequence of the promoter of the hydrogen-producing photosynthetic bacterium, the amount of suppression of the expression of the protein assembly can be arbitrarily set. Can be controlled to an appropriate value. As a result, when hydrogen is produced using the promoter competition method, the amount of suppression of protein aggregate expression is controlled to an appropriate value so that the hydrogen productivity of the hydrogen-producing photosynthetic bacterium used can be maximized. As a result, it has become possible to maximize the hydrogen production capacity for each hydrogen-producing photosynthetic bacterium.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に本発明の蛋白質集合体の発
現制御方法を用いて、光合成細菌ロドバクター・スフェ
ロイデスRV株(以下、RV株と略称する)(生命研菌
寄第7254号)において、タンパク質LH1−RC複
合体(以下、LH1−RCと略称する)を発現する例を
図面に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The photosynthetic Rhodobacter sphaeroides RV strain (hereinafter abbreviated as RV strain) (Life Research Institute No. 7254) using the method for controlling the expression of a protein assembly of the present invention will be described below. An example of expressing a protein LH1-RC complex (hereinafter abbreviated as LH1-RC) will be described with reference to the drawings.

【0013】光合成細菌ロドバクター・スフェロイデス
RV・NCIB8253株(Rhodobacter
sphaeroides RV・NCIB8253株)
(以下、8253株と略称する)の遺伝子配列は、文献
〔Molecular Microbiology (1991) 5 (11) p2649-2661,
"DNA sequencingand complementation/deletion analy
sis of the bch A-puf operon region ofRhodobactor s
phaeroides: in vitro mapping of the oxygen regurat
ed pufpromoter.", C. N. Hunter et al. 〕に報告され
ており、RV株のDNAにおいても同様の塩基配列が存
在すると考えられる。そこで、前記8253株のパフプ
ロモータを含んでいると考えられる遺伝子領域をポリメ
ラーゼ・チェイン・リアクション(PCR)によって合
成するためのプライマーとなる一対のオリゴヌクレオチ
ド1,2を合成し(図5及び化1参照)、前記オリゴヌ
クレオチド1,2をプライマーとし、前記RV株の全D
NAを鋳型にPCRを行った。(実験項1−1参照)
Photosynthetic bacterium Rhodobacter sphaeroides RV NCIB8253 strain (Rhodobacter
sphaeroides RV / NCIB8253 strain)
The gene sequence of (hereinafter, referred to as 8253 strain) is described in the literature [Molecular Microbiology (1991) 5 (11) p2649-2661,
"DNA sequencing and complementation / deletion analy
sis of the bch A-puf operon region of Rhodobactor s
phaeroides: in vitro mapping of the oxygen regurat
ed pufpromoter. ", CN Hunter et al.], and it is considered that a similar nucleotide sequence exists in the DNA of the RV strain. Therefore, the gene region considered to include the puff promoter of the 8253 strain was reported. Of a pair of oligonucleotides 1 and 2 which serve as a primer for synthesizing the RV strain by polymerase chain reaction (PCR) (see FIG. 5 and Chemical formula 1), and using the oligonucleotides 1 and 2 as primers, All D
PCR was performed using NA as a template. (See Experimental item 1-1)

【0014】[0014]

【化1】 オリゴヌクレオチド1; 5'-CAACATCGTCATGTACCGCG-3' オリゴヌクレオチド2; 5'-ACGGAGTGCAATTCCTGCGC-3'Embedded image Oligonucleotide 1; 5′-CAACATCGTCATGTTACCGCG-3 ′ Oligonucleotide 2; 5′-ACGGAGTGCAATTCCTGGCGC-3 ′

【0015】前記PCR産物を、TBE緩衝溶液(酵
素、薬品類等a.参照)(以下単に(a.)のように記
載するものとする)中、アガロースゲル(b.)上で電
気泳動し、エチジウムブロマイドで染色したのち単離す
ると、約1200〜1300塩基対(bp)のDNA断
片が得られた(実験項1−2参照)。つまりこのDNA
断片は、前記RV株において、前記8253株のパフプ
ロモーターに対応する塩基配列を有すると予想できる。
前記DNA断片は、大腸菌(c.)によりクローニング
した後、制限酵素による切断試験によって(実験項1−
3参照)、前記8253株のパフプロモーターの塩基配
列とほぼ同一の塩基配列の部分を含むものであることが
分かった(以下、この塩基配列をプロモーター配列部と
称する)。つまり、このDNA断片は、RV株が、LH
1−RCを発現するのに関与するプロモーター配列を含
むものであると考えられる。
The PCR product is electrophoresed on an agarose gel (b.) In a TBE buffer solution (see a.) (Enzymes, chemicals, etc.) (hereinafter referred to simply as (a.)). After staining with ethidium bromide and then isolating, a DNA fragment of about 1200 to 1300 base pairs (bp) was obtained (see Experimental item 1-2). That is, this DNA
The fragment can be expected to have a nucleotide sequence corresponding to the puff promoter of the 8253 strain in the RV strain.
The DNA fragment was cloned in Escherichia coli (c.) And then subjected to a cleavage test with a restriction enzyme (Experiment 1-
3)), and it was found to contain a portion of the base sequence that is almost the same as the base sequence of the puff promoter of the 8253 strain (hereinafter, this base sequence is referred to as a promoter sequence portion). In other words, this DNA fragment is
It is considered to contain a promoter sequence involved in expressing 1-RC.

【0016】前記DNA断片を制限酵素EcoRIで切
り出し、サザンハイブリダイゼーションのプローブとし
て用いるために標識(k.)を付した。前記プローブを
用いサザンハイブリダイゼーションを行い、前記RV株
のDNAライブラリーの中から前記プローブとの相同配
列を有するものを選択し(実験項2−1参照)、プラス
ミドベクターpBR322に挿入してプラスミドベクタ
ーpRVB2(図3参照)(以下単に、pRVB2と称
する)を得た(実験項2−2参照)。
The above DNA fragment was cut out with a restriction enzyme EcoRI and labeled with a label (k.) For use as a probe for Southern hybridization. Southern hybridization is carried out using the probe, and a DNA library having the homologous sequence to the probe is selected from the DNA library of the RV strain (see Experiment 2-1) and inserted into the plasmid vector pBR322 to obtain a plasmid vector. pRVB2 (see FIG. 3) (hereinafter, simply referred to as pRVB2) was obtained (see Experimental item 2-2).

【0017】次に、前記RV株において、プロモーター
配列部を含む塩基配列の領域のプライマーとなる一対の
オリゴヌクレオチド3,4(図6及び化2参照)を合成
し、前記ベクターpRVB2を鋳型としてPCR合成を
行いDNA断片(プロモーター断片5)を得た(実験項
3−1参照)。前記プロモーター断片5を、カナマイシ
ン耐性遺伝子を有する広宿主域ベクターpKT230
(以下、単にpKT230と称する)(e.)に挿入し
てプロモーター断片含有ベクター6を得た(実験項3−
2参照)。
Next, in the RV strain, a pair of oligonucleotides 3 and 4 (see FIG. 6 and Chemical formula 2), which serve as primers for the region of the base sequence containing the promoter sequence portion, were synthesized, and PCR was performed using the vector pRVB2 as a template. Synthesis was carried out to obtain a DNA fragment (promoter fragment 5) (see Experimental item 3-1). Wide promoter range vector pKT230 having a kanamycin resistance gene
(Hereinafter referred to simply as pKT230) (e.) To obtain a promoter fragment-containing vector 6 (Experimental Item 3-
2).

【0018】[0018]

【化2】 オリゴヌクレオチド3 5'-CGGATCCCAACCCTCTTTCATCG
CTGCCTC-3' オリゴヌクレオチド4 5'-CGGAATTCGGCGTCGAACAGGGC
GTTGCAA-3'
Embedded image Oligonucleotide 3 5′-CGGATCCCCAACCCTCTTTCATCG
CTGCCCTC-3 'Oligonucleotide 45'-CGGAATTCGGCGTCCGAACAGGGC
GTTGCAA-3 '

【0019】このプロモーター断片含有ベクター6にお
けるプロモーターの配列に相当する領域を調べたところ
化3のような配列になっていることがわかった。
When the region corresponding to the promoter sequence in this promoter fragment-containing vector 6 was examined, it was found that the sequence was as shown in Chemical formula 3.

【0020】[0020]

【化3】 1 10 20 5'-GGATCCCAAC CCTCTTTCAT 30 40 CGCTGCCTCT TTCCCGGGTG 50 60 CGGCGATCCG GCGCGCTACC 70 80 GGAACGCCCG TTATGGGATA 90 100 TGCAGGTGCC ACACGTGGTT 110 120 ACTGCAGGAA GTTTGCAACG 130 140 CCCTGTTCGA CGCCCTGTTC 150 CACGCCGAAT TC-3' Embedded image 1 10 20 5'-GGATCCCAAC CCTCTTTCAT 30 40 CGCTGCCTCT TTCCCGGGTG 50 60 CGGCGATCCG GCGCGCTACC 70 80 GGAACGCCCG TTATGGGATA 90 100 TGCAGGTGCC ACACGTGGTT 110 120 ACTGCAGGAA GTTTGCAACG 130 140 CCCTGTTCGA CGCCCTGTTC 150 CACGCCGAAT TC-3 '

【0021】この化3に示すプロモーター配列のうち40
〜45位の塩基配列を、化4中(1)〜(4)の塩基配列
と入れ替える改変を行った改変プロモーター配列を含有
するDNA断片mut1,mut2,mut3,mut
4(化5参照)をDNA合成機(Cyclone Plus DNA Syn
thesizer 日本ミリポア社製)で合成し、それぞれのD
NA断片mut1,mut2,mut3,mut4を挿
入してある改変プロモーター断片含有ベクター31,3
2,33,34をKunkel法(m1 )によって得た
(実験項4−3参照)。
40 of the promoter sequences shown in Chemical formula 3
DNA fragments mut1, mut2, mut3, mut containing a modified promoter sequence in which the base sequence at position -45 is replaced with the base sequences (1) to (4) in Chemical formula 4
4 (see Chemical Formula 5) is a DNA synthesizer (Cyclone Plus DNA Syn
thesizer manufactured by Japan Millipore)
Modified promoter fragment-containing vectors 31 and 3 in which NA fragments mut1, mut2, mut3 and mut4 are inserted
2, 33, 34 were obtained by the Kunkel method (m 1 ) (see Experimental section 4-3).

【0022】[0022]

【化4】 Embedded image

【0023】[0023]

【化5】 40 45 ……TTTCCCGGGT GCGGCG ATCCGGCGCG …… mut1 ……TTTCCCGGGT GCAGCG ATCCGGCGCG …… mut2 ……TTTCCCGGGT GCAACG ATCCGGCGCG …… mut3 ……TTTCCCGGGT CGCCGC ATCCGGCGCG …… mut4 ……TTTCCCGGGT GCGGCGAAAAAAATCCGGCGCG ……[Chemical formula 5] 40 45 …… TTTCCCGGGT GCGGCG ATCCGGCGCG …… mut1 …… TTTCCCGGGT GCAGCG ATCCGGCGCG …… mut2 …… TTTCCCGGGT GCAACG ATCCGGCGCG …… mut3 …… TTTCCCGGGT CGCCGC ATCCGGCGCG …… mut4 GGCGCGGGATCG …… CGTCCGGGAT

【0024】得られたプラスミドベクター31,32,
33,34を、接合伝達能を有する大腸菌S17−1
(以下単に、S17−1株と称する)(f.)に塩化カ
ルシウム法で導入した。前記改変プロモーター断片含有
ベクター31,32,33,34を保有する形質転換大
腸菌S17−1株(S17−1改変株)とRV株とを用
いて接合伝達を行い(実験項5−1参照)、カナマイシ
ンを含むaSy寒天培地(g.h.)上に生じた前記ベ
クターを導入した、改変ベクター導入RV株のコロニー
を選別し、カナマイシンを含むaSy液体培地(g.
h.)で培養した(実験項5−2参照)。前記改変ベク
ター導入RV株とプロモーター断片含有ベクターを導入
していないRV株とで、LH1−RCに由来する吸収ス
ペクトル(875nm)を比較することによって、RV
株におけるLH1−RCの発現を抑制され、細胞の透光
度が向上されたことが示された。また、それぞれの細胞
の透光度は改変していないプロモーター配列部を導入し
てあるRV株(以下RV−pp株と称する)よりもLH
1−RCの発現を抑制量が少なく、また、それぞれ、異
なるLH1−RCの発現抑制量を示していることがわか
る。さらに、これらのプラスミドベクター31,32,
33,34を保有するRV株(以下、RV−mut1
株、RV−mut2株、RV−mut3株、RV−mu
t4株、と称する)の増殖性を調べたところ、前記RV
−pp株よりも高い増殖性を示し、比較的RV株に近い
増殖性を示すことが分かった。
The obtained plasmid vectors 31, 32,
E. coli S17-1 having conjugative transfer ability
(Hereinafter referred to simply as S17-1 strain) (f.) Was introduced by the calcium chloride method. Conjugated transfer is performed using the transformed E. coli S17-1 strain (S17-1 modified strain) and the RV strain carrying the modified promoter fragment-containing vectors 31, 32, 33, 34 (see Experimental item 5-1), Colonies of the modified vector-introduced RV strain into which the above vector was introduced, which were generated on the aSy agar medium containing kanamycin (gh), were selected, and the aSy liquid medium containing ganamycin (g.
h. ) (See Experimental Section 5-2). By comparing the absorption spectra (875 nm) derived from LH1-RC between the modified vector-introduced RV strain and the RV strain into which the promoter fragment-containing vector has not been introduced, RV
It was shown that the expression of LH1-RC in the strain was suppressed and the translucency of the cells was improved. In addition, the translucency of each cell is lower than that of the RV strain (hereinafter referred to as the RV-pp strain) into which a promoter sequence part whose unchanged translucency is introduced is used.
It can be seen that the amount of suppression of 1-RC expression is small and that the respective amounts of suppression of LH1-RC expression are different. Furthermore, these plasmid vectors 31, 32,
RV strain carrying 33, 34 (hereinafter, RV-mut1
Strain, RV-mut2 strain, RV-mut3 strain, RV-mu
t4 strain) was examined for the above-mentioned RV.
It was found that it showed a higher growth property than the -pp strain and showed a growth property relatively close to that of the RV strain.

【0025】〔実験項〕 <1> RV株のLH1−RCの発現に関与するプロモ
ーターの同定 1−1 プロモーターの塩基配列のPCR合成 先に示した論文で報告されている8253株のパフオペ
ロンの塩基配列のうちパフBの開始塩基を1としたと
き、−1203塩基目から20塩基に相当するオリゴヌ
クレオチド1、+68塩基目から20塩基に相当するオ
リゴヌクレオチド2を合成した(図5参照)。それぞ
れ、オリゴヌクレオチド1をフォワード側のプライマ
ー、オリゴヌクレオチド2をリバース側のプライマーと
して用い、鋳型としてRV株より抽出した全DNAを用
いてPCR合成反応を行い塩基配列を合成した。以下に
反応条件を示す。
[Experimental Item] <1> Identification of promoter involved in expression of LH1-RC in RV strain 1-1 PCR synthesis of nucleotide sequence of promoter 1-1 Base of paffoperon of strain 8253 reported in the above-mentioned paper When the starting base of puff B was 1 in the sequence, oligonucleotide 1 corresponding to the 20th base from the −1203 base and oligonucleotide 2 corresponding to the 20th base from the + 68th base were synthesized (see FIG. 5). The oligonucleotide 1 was used as a forward primer and the oligonucleotide 2 was used as a reverse primer, and a PCR synthesis reaction was performed using the total DNA extracted from the RV strain as a template to synthesize a nucleotide sequence. The reaction conditions are shown below.

【0026】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 97℃ 30秒 :熱変成による一本鎖DNA生成 50 30 :プライマーの一本鎖DNAへのアニーリング 72 60 :ポリメラーゼ反応による相補鎖の伸長 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 25サイクル━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 97 ° C 30 seconds: Single-stranded DNA generation by thermal denaturation 50 30: Annealing of primer to single-stranded DNA 72 60: Extension of complementary strand by polymerase reaction ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ━━━━ 25 cycles

【0027】<2> ベクターpRVB2の合成(図3
参照) 2−1 サザンハイブリダイゼーション 前記DNA断片を制限酵素処理した後、標識して
(k.)プローブとし、前記RV株から抽出した全DN
A2μgに対してサザンハイブリダイゼーションを行っ
た。
<2> Synthesis of vector pRVB2 (FIG. 3)
2-1 Southern hybridization After the DNA fragment was treated with a restriction enzyme, the DNA fragment was labeled with a (k.) Probe to obtain the total DN extracted from the RV strain.
Southern hybridization was performed on 2 μg of A.

【0028】まず、RV株から抽出した全DNA2μg
に、制限酵素BamHIを40ユニット加えて37℃で
4時間反応させ、1xTBE緩衝液中で0.8%のアガ
ロースゲル(b.)上にて電気泳動した。このゲルに対
して上記プローブを用いてサザンハイブリダイゼーショ
ンを行い、検出されたバンドにあたるゲルの部分からD
NA断片を回収した。
First, 2 μg of total DNA extracted from RV strain
Then, 40 units of the restriction enzyme BamHI was added, and the mixture was reacted at 37 ° C. for 4 hours and electrophoresed on a 0.8% agarose gel (b.) In 1 × TBE buffer. Southern hybridization was performed on this gel using the above-mentioned probe, and from the gel portion corresponding to the detected band, D
The NA fragment was recovered.

【0029】2−2 DNA断片のベクターへの導入 回収したDNA断片A3を、T4 DNAリガーゼを用
いて、制限酵素BamHIで切断されたpBR322
(d.)に挿入して、ベクターpRVB2を得た。
2-2 Introduction of DNA Fragment into Vector Recovered DNA fragment A3 was cleaved with restriction enzyme BamHI using T4 DNA ligase to generate pBR322.
(D.) To obtain vector pRVB2.

【0030】2−3 pRVB2の特性 前記pRVB2は、サブクローニングによって、一部遺
伝子塩基配列を決定することにより、図3に示すよう
に、RV株によるLH1−RC発現に関与するプロモー
ター部分配列およびLH1−RCを発現するタンパク質
コード部分配列(図中白抜矢印部分)を有することが分
かった。
2-3 Properties of pRVB2 As shown in FIG. 3, pRVB2 has a partial gene base sequence determined by subcloning, and as shown in FIG. 3, a promoter partial sequence involved in LH1-RC expression by the RV strain and LH1- It was found to have a protein-coding partial sequence that expresses RC (open arrow portion in the figure).

【0031】<3> プロモーター断片C1のpKT2
30への導入 3−1 プロモーター断片のPCR合成 図5,6に示すように前記8253株のパフオペロンの
うちパフBの開始塩基を1としたとき、−756塩基目
から30塩基に相当し、その5末端にBamHI認識配
列を付加してあるオリゴヌクレオチド3、及び、−66
2塩基目から30塩基に相当し、その5末端にEcoR
I認識配列に付加してあるオリゴヌクレオチド4を合成
した。それぞれ、オリゴヌクレオチド3をフォワード側
のプライマー、オリゴヌクレオチド4をリバース側のプ
ライマーとして用い、鋳型として前記pRVB2を用い
てPCRを行い塩基配列を合成した。これによってプロ
モーターの塩基配列を含んでなるプロモーター断片5が
得られる。以下に反応条件を示す。
<3> pKT2 of promoter fragment C1
Introduction into 30 3-1 PCR Synthesis of Promoter Fragment As shown in FIGS. 5 and 6, when the starting base of puff B in the puff operon of the 8253 strain is set to 1, it corresponds to 30 bases from the −756th base, and Oligonucleotide 3 having a BamHI recognition sequence added to the 5 terminus, and -66
Corresponds to the 30th base from the second base, and EcoR at its 5 end
Oligonucleotide 4 added to the I recognition sequence was synthesized. The oligonucleotide 3 was used as a forward primer and the oligonucleotide 4 was used as a reverse primer, and PCR was performed using the pRVB2 as a template to synthesize a nucleotide sequence. As a result, a promoter fragment 5 containing the base sequence of the promoter is obtained. The reaction conditions are shown below.

【0032】 (反応液) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 10x緩衝液(l.) : 10 μl dATP : 2 μl dCTP : 2 μl dGTP : 2 μl dTTP : 2 μl AmpliTaq DNA : 0.5μl オリゴヌクレオチド3 : 0.5μl オリゴヌクレオチド4 : 0.5μl pRV2 : 0.1μl ミリQ水 : 全量を100μlにする ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━(Reaction solution) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 10x buffer solution (l.): 10 μl dATP: 2 μl dCTP: 2 μl dGTP: 2 μl dTTP: 2 μl AmpliTaq DNA: 0.5 μl Oligonucleotide 3: 0.5 μl Oligonucleotide 4: 0.5 μl pRV2: 0.1 μl MilliQ water: total volume is 100 μl ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

【0033】 (条件) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 95℃ 2分 : 1 ──────────────────────────────── 95℃ 1分 :熱変成による一本鎖DNA生成 60℃ 1分 :プライマーの一本鎖DNAへのアニーリング 72℃ 2分 :ポリメラーゼ反応による相補鎖の伸長 2 ──────────────────────────────── 72℃ 1分 : ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 1 ──〜2 ── 間を30サイクル(Conditions) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 95 ° C. 2 minutes: 1 ────── ─────────────────────────── 95 ° C 1 min: Single-stranded DNA generation by thermal denaturation 60 ° C 1 min: Single-stranded primer Annealing to DNA 72 ° C. 2 minutes: Extension of complementary strand by polymerase reaction 2 ───────────────────────────────── 72 ℃ 1 minute: ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 1 ── ~ 2 ── 30 cycles between

【0034】3−2 プロモーター断片含有ベクターの
合成 プロモーター断片5を含む前記PCR産物に対して、制
限酵素BamHI及び制限酵素EcoRIを、それぞれ
20ユニットづつ加え、10x緩衝液(l.)を総反応
液量の10分の1量加えた溶液中で、37℃で2時間反
応を行った。その反応生成物をTBE緩衝液(a.)中
で0.8%の低融点アガロースゲル(i.)上にて電気
泳動した。前記低融点アガロースゲル(i.)上のPC
R産物をエチジウムブロマイドで染色し、紫外線照射下
で約110〜120塩基対(bp)のバンドを確認し
て、そのバンドに相当するゲル断片を切り出して、加熱
溶解し、さらに、フェノール・クロロホルムで抽出し、
エタノール沈殿により、前記ゲル断片よりDNAを回収
して酵素処理断片を5μg得た。
3-2 Synthesis of promoter fragment-containing vector To the PCR product containing promoter fragment 5, 20 units each of restriction enzyme BamHI and restriction enzyme EcoRI were added, and 10x buffer solution (l.) Was added to the total reaction solution. The reaction was carried out at 37 ° C. for 2 hours in a solution added with 1/10 of the amount. The reaction product was electrophoresed in 0.8% low melting point agarose gel (i.) In TBE buffer (a.). PC on the low melting point agarose gel (i.)
The R product was stained with ethidium bromide, a band of about 110 to 120 base pairs (bp) was confirmed under UV irradiation, a gel fragment corresponding to the band was cut out, dissolved by heating, and further with phenol / chloroform. Extract and
DNA was recovered from the gel fragment by ethanol precipitation to obtain 5 μg of the enzyme-treated fragment.

【0035】一方、カナマイシン耐性を有するpKT2
30(e.)の4μgを、同様に処理して、2つの断片
に切断し、一端にBamHIサイト、及び、他端にEc
oRIサイトを有するpKT230の長断片を低融点ア
ガロースゲル(i.)を用いて分離してフェノール・ク
ロロホルム抽出後、エタノール沈殿によって約4μgを
得た。
On the other hand, pKT2 having kanamycin resistance
4 μg of 30 (e.) Was treated in the same manner to cut into two fragments, a BamHI site at one end and an Ec at the other end.
A long fragment of pKT230 having an oRI site was separated using a low melting point agarose gel (i.), extracted with phenol / chloroform, and then precipitated with ethanol to obtain about 4 μg.

【0036】前記酵素処理断片の1μgに対して、前記
pKT230長断片の約5μgを加え、DNAリガーゼ
(j.)を用いて結合させてプロモーター断片含有ベク
ター6を合成した。このプロモーター断片含有ベクター
6は、比較実験に用いるとともに、以下の改変プロモー
ター配列部の合成に用いた(図4参照)。
About 5 μg of the pKT230 long fragment was added to 1 μg of the enzyme-treated fragment and ligated with DNA ligase (j.) To synthesize promoter fragment-containing vector 6. This promoter fragment-containing vector 6 was used for comparison experiments and also for the synthesis of the following modified promoter sequence portion (see FIG. 4).

【0037】<4> 改変プロモーター配列の合成 4−1 クローニング 改変プロモーター配列の合成にはKunkel法を応用
し塩基の置換・欠失・挿入等を行うキットとしてMut
an−K(宝酒造(株))を用いた。(n.)。ベクタ
ーpUC118(以下、単にpUC118と称する)
(p.)および取扱の利便上増殖させたプロモーター断
片含有ベクター6を、各々BamHI、EcoRIにて
制限酵素処理して、pUC118の長断片及びプロモー
ター断片含有ベクター6の短断片を得た。これらを、リ
ガーゼを用いて連結してプロモーター断片含有ベクター
7を得た。このプロモーター断片含有ベクター7を、
E.coli JM109株(以下単にJM109株と
略称する)に形質転換し、アンピシリンを50μg/m
l、X−galを20μg/ml、IPTGを0.2m
Mを含んでなるプレートに塗布した。正常なpUC11
8はlacZα遺伝子を有するために、この遺伝子が正
常に働けば、JM109株のコロニー青色を呈する。し
かし、上述の遺伝子の挿入を行うと、lacZα遺伝子
が破壊されるため、JM109株は白色のコロニーを形
成する。そのため、白色コロニーを選抜して増殖(アン
ピシリンを50μg/ml含有するLB培地へ植菌し3
7℃、一晩培養)、分離(アルカリライシス法)、抽出
することで、プロモーター断片含有ベクター7を有する
JM109改変株を得ることが出来る。
<4> Synthesis of Modified Promoter Sequence 4-1 Cloning Mutk is used as a kit for synthesizing a modified promoter sequence, in which the Kunkel method is applied to perform substitution, deletion, insertion, etc. of bases.
An-K (Takara Shuzo Co., Ltd.) was used. (N.). Vector pUC118 (hereinafter simply referred to as pUC118)
(P.) And the promoter fragment-containing vector 6 grown for convenience of handling were treated with BamHI and EcoRI, respectively, to obtain a long fragment of pUC118 and a short fragment of the promoter fragment-containing vector 6. These were ligated using ligase to obtain a promoter fragment-containing vector 7. This promoter fragment-containing vector 7
E. FIG. E. coli JM109 strain (hereinafter simply referred to as JM109 strain) was transformed with 50 μg / m of ampicillin.
1, X-gal 20 μg / ml, IPTG 0.2 m
The M-containing plate was applied. Normal pUC11
Since 8 has a lacZα gene, when this gene works normally, it shows a colony blue color of the JM109 strain. However, when the above-mentioned gene is inserted, the lacZα gene is destroyed, so that the JM109 strain forms a white colony. Therefore, white colonies were selected and proliferated (inoculated into LB medium containing 50 μg / ml of ampicillin, 3
By culturing overnight at 7 ° C.), separation (alkaline lysis method), and extraction, the JM109 modified strain having the promoter fragment-containing vector 7 can be obtained.

【0038】4−2 一本鎖DNAの調整 プロモーター断片含有ベクター7を、前記JM109改
変株から、E.coli CJ236株(以下、単にC
J236株と略称する)(n.)に塩カルシウム法で形
質転換し、培養してコロニーを形成させてCJ236改
変株を得た。そのコロニーを2mlの2xYT培地(ス
トレプトマイシン8μg/ml及びアンピシリン150
μg/ml含有)で一晩前培養する。この培養液1ml
を100mlの前記2xYT培地に接種するとともに、
ファージM13K07を感染させる。ファージを感染さ
せたCJ236改変株をカナマイシン存在下で培養し、
培養物を遠心分離して上清を集めるとともに、NaCl
/PEG6000溶液25mlを加えて、攪拌し、室温
で10分放置し、遠心分離(8,000g、10分)で
沈殿を集め、トリス・EDTA5mlに溶かし、フェノ
ール抽出、以下アルカリSDS法に準拠して抽出し、一
本鎖DNA体8を得る。この一本鎖DNA体8は、塩基
配列中の一部がdUに置換されたものになっている。
4-2 Preparation of Single-Stranded DNA Promoter fragment-containing vector 7 was prepared from the above JM109 modified strain by using E. coli CJ236 strain (hereinafter, simply C
(Abbreviated as J236 strain) (n.) Was transformed by the calcium salt method and cultured to form colonies to obtain a CJ236 modified strain. The colonies were transferred to 2 ml of 2xYT medium (streptomycin 8 μg / ml and ampicillin 150).
Pre-incubate with μg / ml) overnight. 1 ml of this culture
And inoculate 100 ml of the 2xYT medium,
Infect with phage M13K07. CJ236 modified strains infected with phage were cultured in the presence of kanamycin,
The culture was centrifuged to collect the supernatant and
/ PEG6000 solution (25 ml) was added, stirred, and allowed to stand at room temperature for 10 minutes, and the precipitate was collected by centrifugation (8,000 g, 10 minutes), dissolved in Tris-EDTA (5 ml), extracted with phenol, and then subjected to the alkaline SDS method. Extract to obtain single-stranded DNA body 8. The single-stranded DNA body 8 has a base sequence partially substituted with dU.

【0039】4−3 相補鎖の合成 4−3−1 DNA合成機を用いて改変プロモーター配列を含む前記
DNA断片mut1〜mut4(化5参照)を合成し
た。合成されたDNA断片mut1〜mut4は、エタ
ノール沈殿により回収し、さらに、5’末端の燐酸化を
行った(合成した各DNA断片mut1〜mut4の1
0pmolに対して5xKinationbuffer
(n.)2μl、T4 Polynucleotide
Kinase(n.)10Uと滅菌水を加え、10μ
lとした反応液中、37℃で15分、70℃で10分静
置)。 4−3−2 合成した一本鎖DNA体8の0.2pmolに、Ann
ealing buffer(n.)1μlと滅菌水を
加えて、10μlとした反応液1μlと燐酸化したDN
A断片mut1〜mut4を1μlを混合し、65℃で
15分、37℃で15分静置すると、前記一本鎖DNA
体8に前記DNA断片mut1〜mut4がハイブリダ
イズする。 4−3−3 続いて、25μlのExtention buffer
(n.)、60UのE.coli DNAリガーゼ
(n.)、1UのT4DNAポリメラーゼを加え、25
℃で2時間静置する。最後に3μlの0.2M EDT
A、pH8.0を加え、65℃5分間静置すると、前記
一本鎖DNA体8に相補鎖が形成されたプラスミド11
〜14が形成できる。 4−3−4 前記プラスミド11〜14の溶液10μlを、E.co
li BMH 71−18 mutS Compete
nt Cells(以下単に、BMH71−18株と称
する)(n.)の100μlにを混合し、0℃で30
分、42℃で45秒、0℃で2分間静置して形質転換
し、37℃のSOC培地900μl加えて、37℃で1
時間振とう培養後、LBプレート(アンピシリン150
μg/ml含有)(n.)に広げ、37℃、一晩培養し
コロニを形成させ、BMH71−18改変株を得た。こ
の状態で、前記BMH71−18改変株中でプラスミド
11〜14は、前記一本鎖DNA体8のdUがもとの状
態に戻り、改変プロモーター配列部を有する改変プロモ
ーター配列含有ベクター21〜24になっているものと
考えられる。
4-3 Synthesis of Complementary Strand Using the 4-3-1 DNA synthesizer, the above-mentioned DNA fragments mut1 to mut4 (see Chemical Formula 5) containing the modified promoter sequence were synthesized. The synthesized DNA fragments mut1 to mut4 were recovered by ethanol precipitation and phosphorylated at the 5 ′ end (1 of each of the synthesized DNA fragments mut1 to mut4).
5x Kination buffer for 0 pmol
(N.) 2 μl, T4 Polynucleotide
Add 10 U of Kinase (n.) And sterilized water, and add 10μ
In the reaction solution designated as 1, left still at 37 ° C. for 15 minutes and 70 ° C. for 10 minutes). 4-3-2 To 0.2 pmol of the synthesized single-stranded DNA body 8, Ann was added.
1 μl of ealing buffer (n.) and sterilized water were added to make 10 μl of reaction solution 1 μl and phosphorylated DN
When 1 μl of A fragment mut1 to mut4 is mixed and left standing at 65 ° C. for 15 minutes and 37 ° C. for 15 minutes, the single-stranded DNA is obtained.
The DNA fragments mut1 to mut4 hybridize to the body 8. 4-3-3 Subsequently, 25 μl of Extension buffer
(N.), 60 U of E. coli DNA ligase (n.), 1 U of T4 DNA polymerase was added, and
Let stand at ℃ for 2 hours. Finally, 3 μl of 0.2 M EDT
A, pH 8.0 was added and the mixture was allowed to stand at 65 ° C. for 5 minutes, and a plasmid 11 in which a complementary strand was formed in the single-stranded DNA body 8 was obtained.
~ 14 can be formed. 4-3-4 10 μl of the solution of the plasmids 11 to 14 was added to E. co
li BMH 71-18 mutS COMPETE
100 μl of nt Cells (hereinafter simply referred to as BMH71-18 strain) (n.) were mixed, and the mixture was mixed at 0 ° C. for 30 minutes.
For 45 minutes at 42 ° C and 2 minutes at 0 ° C for transformation, add 900 μl of 37 ° C SOC medium, and incubate at 37 ° C for 1 minute.
After shaking culture for a while, LB plate (ampicillin 150
(contains μg / ml) (n.) and cultures overnight at 37 ° C. to form colonies to obtain a modified BMH71-18 strain. In this state, the plasmids 11 to 14 in the BMH71-18 modified strain returned to the original state in the dU of the single-stranded DNA body 8 and transformed into modified promoter sequence-containing vectors 21 to 24 having a modified promoter sequence part. It is thought that it has become.

【0040】4−3−5 変異株のプラスミド抽出 形成されたBMH71−18改変株のコロニからアルカ
リSDS法によって前記改変プロモーター配列含有ベク
ター21〜24の抽出を行い、その塩基配列を確認し
た。
4-3-5 Plasmid Extraction of Mutant Strains The modified promoter sequence-containing vectors 21 to 24 were extracted from the formed colonies of BMH71-18 modified strains by the alkaline SDS method, and their nucleotide sequences were confirmed.

【0041】<5> 改変プロモーター配列含有ベクタ
ーのクローニング 5−1 改変プロモーター配列含有ベクター導入RV株 前記改変プロモーター配列含有ベクター21〜24及び
pKT230を、ともに制限酵素BamHI及び制限酵
素EcoRIで処理して、前記改変プロモーター配列含
有ベクター21〜24の消化物の短断片と、前記pKT
230の長断片とをライゲーションして、改変プロモー
ター配列含有ベクター31〜34を得た。この改変プロ
モーター配列含有ベクター31〜34及びpKT230
は、先の<3>−2と同様にしてS17−1株に形質転
換し、そのS17−1株の改変されたS17−1改変株
を、さらに、前記RV株と同じ培地上に塗布、培養(3
0℃、嫌気、明条件で7日間)して接合伝達させ、前記
RV株に導入した。得られた培養物を、カナマイシンを
10μg/ミリリットル含むaSy寒天培地(g.
h.)上に植菌し、生じたコロニを選別することで、改
変プロモーター配列含有ベクター31〜34あるいはp
KT230を導入してあるRV−mut1株〜RV−m
ut4株及びRV−PKT株を得た。
<5> Cloning of Modified Promoter Sequence-Containing Vector 5-1 Modified Promoter Sequence-Containing Vector Introduced RV Strain The modified promoter sequence-containing vectors 21 to 24 and pKT230 are treated with restriction enzymes BamHI and EcoRI, respectively, A short fragment of the digested product of the modified promoter sequence-containing vectors 21 to 24, and the pKT
The long fragment of 230 was ligated to obtain modified promoter sequence-containing vectors 31 to 34. The modified promoter sequence-containing vectors 31 to 34 and pKT230
Is transformed into the S17-1 strain in the same manner as the above <3> -2, and the modified S17-1 modified strain of the S17-1 strain is further applied on the same medium as the RV strain, Culture (3
The cells were conjugatively transferred at 0 ° C. under anaerobic and light conditions for 7 days, and transferred into the RV strain. The obtained culture was treated with aSy agar medium containing 10 μg / ml of kanamycin (g.
h. ), And by selecting the resulting colonies, modified promoter sequence-containing vectors 31 to 34 or p
RV-mut1 strain into which KT230 has been introduced to RV-m
ut4 strain and RV-PKT strain were obtained.

【0042】5−2 ベクター導入RV株の培養 前記RV−mut1株〜RV−mut4株およびRV−
PKT株(ベクター導入RV株)をカナマイシンを10
μg/ミリリットル含むaSy液体培地(g.h.)に
て培養し、OD660=3以上にまで増殖させたものを、g
L培地に25%植菌して、容積200mlのルービン
で、37℃、嫌気・明条件(1,500ルクス)下で一
週間培養すると、前記各ベクター導入RV株は、光合成
により水素を生産することが確認できた。また、前記ベ
クター導入RV株の水素生産能力を測定したところ、図
7に示すようになった。
5-2 Cultivation of vector-introduced RV strains RV-mut1 to RV-mut4 strains and RV-
PKT strain (vector-introduced RV strain) was added to kanamycin 10
What was cultured in an aSy liquid medium (gh) containing μg / ml and grown to OD 660 = 3 or more was
After inoculating 25% in L medium and culturing in Rubin with a volume of 200 ml at 37 ° C. under anaerobic / light conditions (1,500 lux) for one week, each of the vector-introduced RV strains produces hydrogen by photosynthesis. I was able to confirm that. Further, when the hydrogen production capacity of the vector-introduced RV strain was measured, it was as shown in FIG.

【0043】<考察>つまり、RV株が水素生産を行っ
ていることから、少なくとも、LH1−RCを発現して
いることが明らかである上に、例えば、前記RV−mu
t1株の培養液の吸収スペクトルを、野性のRV株を同
様に培養して得られた培養液の吸収スペクトルと比較す
ると(図8参照)、LH1−RCに特有の875nm付
近のシグナル(850nm付近の大きなピークのショル
ダー)が減少していることがわかり、LH1−RCの発
現性が抑制出来たことが分かった。言い換えれば、RV
株によるLH1−RCの発現が抑制され、細胞の透光度
が向上したことがわかった。
<Discussion> In other words, since the RV strain is producing hydrogen, it is clear that it expresses at least LH1-RC and, for example, the above-mentioned RV-mu.
Comparing the absorption spectrum of the culture solution of the t1 strain with the absorption spectrum of the culture solution obtained by similarly culturing the wild RV strain (see FIG. 8), a signal near 875 nm (near 850 nm) peculiar to LH1-RC was obtained. It was found that the shoulder) of the large peak of LH1-RC was reduced, and the expression of LH1-RC could be suppressed. In other words, RV
It was found that the expression of LH1-RC by the strain was suppressed and the translucency of the cells was improved.

【0044】さらに、前記ベクター導入RV株の水素生
産能力の比較を行うと、前記RV−mut1株〜RV−
mut4株は、前記RV−PKT株に比べ、極めて高い
水素生産能力を示すことが分かり、水素生産性光合成細
菌を培養するに当たっては、培養される菌体が個々に有
する水素生産能力を低下させたとしても、培養容器全体
として光利用効率を向上させることが水素生産量の向上
につながるということが証明できた。
Further, comparing the hydrogen producing capacities of the vector-introduced RV strains, the RV-mut1 strain to RV-
It was found that the mut4 strain exhibits an extremely high hydrogen-producing ability as compared with the RV-PKT strain, and in culturing the hydrogen-producing photosynthetic bacterium, the hydrogen-producing ability individually possessed by the cultured cells was reduced. Even so, it was proved that improving the light utilization efficiency of the entire culture container leads to the improvement of hydrogen production.

【0045】〔別実施形態〕先の実施の形態においては
実験項<1>〜<5>に従って、RV株の形質を転換し
たが、これに限るものではない。
[Other Embodiments] In the above embodiment, the RV strain was transformed according to Experimental Items <1> to <5>, but the present invention is not limited to this.

【0046】例えば、プロモーターと同等の塩基配列と
しては、プロモーター断片5に限られるものではなく、
プライマーの選定の仕方によって、種々の塩基配列を用
いることが出来る。また、実験項<1>において825
3株のパフプロモーターの塩基配列が、RV株のLH−
RCに関与するプロモーターの塩基配列と多少異なって
いたとしても、RV株のプロモーターに結合可能なmR
NA合成酵素が結合可能であると予想出来れば、以下の
実験項に用いることが出来るものであるから、これら、
vRNA合成酵素が結合可能である塩基配列を総称して
酵素結合配列とする。
For example, the base sequence equivalent to the promoter is not limited to the promoter fragment 5,
Various base sequences can be used depending on the method of selecting the primer. Also, in the experimental item <1>, 825
The nucleotide sequences of the puff promoters of the 3 strains are LH- of the RV strain.
MR capable of binding to the promoter of RV strain even if the nucleotide sequence of the promoter involved in RC is slightly different
If it can be predicted that NA synthase can be bound, it can be used in the following experimental section.
Nucleotide sequences to which vRNA synthetase can bind are collectively referred to as an enzyme-binding sequence.

【0047】さらに、ベクターとしてもpKT230を
用いたが、RV株の細胞内で発現可能なプラスミド(例
えばpRK415,pUI501等の広宿主域ベクタ
ー)を、ベクターとして用いることが出来る。
Furthermore, although pKT230 was used as a vector, a plasmid which can be expressed in cells of the RV strain (for example, a wide host range vector such as pRK415 and pUI501) can be used as a vector.

【0048】また、RV株に形質を導入するにも大腸菌
に塩化カルシウム法で形質転換後、接合伝達するのに替
え、電気穿孔法を用いてもよい。
In order to introduce the trait into the RV strain, electroporation may be used instead of transfecting E. coli by the calcium chloride method and then conjugative transfer.

【0049】さらに、RV株以外の細胞であっても、宿
主ベクター系の存在するいかなる細胞に対しても適用で
き、これらの場合、まず抑制すべきタンパクを制御する
プロモータの塩基配列を明らかにし、そのプロモータの
酵素結合配列を合成すれば良く、先の実験項に対応する
操作を行えばよい。
Furthermore, the present invention can be applied to any cells other than the RV strain, even if there is a host vector system. In these cases, the nucleotide sequence of the promoter controlling the protein to be suppressed is clarified. The enzyme-bonded sequence of the promoter may be synthesized, and the operation corresponding to the above experimental item may be performed.

【0050】また、細胞内に導入すべきベクターとして
複数のDNA断片を導入可能なものを選択すれば、前記
ベクターには、酵素結合配列を含む酵素結合配列断片を
複数個挿入することが出来るので、例えば、一つだけで
は蛋白質の発現を抑制する活性の低い改変プロモーター
配列部を含む改変プロモーター配列断片を前記ベクター
に挿入することで、蛋白質の発現抑制量を微調整するよ
うなことも可能になる。さらに、前記改変プロモーター
配列断片や、プロモーター配列断片を複数個連結して、
合成酵素が結合可能な部位を複数有する遺伝子配列を含
む、新たな酵素結合配列断片を合成してベクターに挿入
することによっても同様の効果が得られるものと考えら
れる。さらに、種々の遺伝子組換操作を施してある水素
生産性光合成細菌に対してプロモーター競争法に関わる
遺伝子組換操作を併用すれば、遺伝子組換操作による前
記水素生産性光合成細菌の活性低下を必要最小限度に抑
制させながらも、プロモーター競争法を行うことが出
来、好都合である。
When a vector capable of introducing a plurality of DNA fragments is selected as a vector to be introduced into cells, a plurality of enzyme-binding sequence fragments containing an enzyme-binding sequence can be inserted into the vector. For example, by inserting a modified promoter sequence fragment containing a modified promoter sequence part having a low activity of suppressing protein expression by only one into the vector, it is possible to finely adjust the protein expression suppression amount. Become. Further, by connecting a plurality of the modified promoter sequence fragments or a plurality of promoter sequence fragments,
It is considered that the same effect can be obtained by synthesizing a new enzyme-binding sequence fragment containing a gene sequence having a plurality of sites capable of binding to a synthetic enzyme and inserting it into a vector. Furthermore, if hydrogen-producing photosynthetic bacteria that have undergone various genetic recombination operations are combined with genetic recombination operations related to the promoter competition method, it is necessary to reduce the activity of the hydrogen-producing photosynthetic bacteria due to the genetic recombination operation. It is convenient because the promoter competition method can be performed while suppressing it to a minimum.

【0051】<酵素、薬品類等> a.TBE緩衝液: 5x組成:トリス 54g ほう酸 27.5g 0.5M EDTA 20ミリリットル を水に溶かしpH8.0に調整して、1リットルとした
もの
<Enzymes, chemicals, etc.> a. TBE buffer solution: 5x Composition: Tris 54 g Boric acid 27.5 g 0.5 M EDTA 20 ml was dissolved in water to adjust the pH to 8.0 to make 1 liter.

【0052】b.アガロースゲル:See Kem GTG Agaros
e (宝酒造(株)製)
B. Agarose gel: See Kem GTG Agaros
e (Takara Shuzo Co., Ltd.)

【0053】c.クローニングには、クローニングキッ
ト(インビトロジェン社製TA Cloningsystem )中に同
梱される大腸菌TA one shot及びベクターp
CRIIを使用している。
C. For cloning, E. coli TA one shot and vector p included in a cloning kit (TA Cloning system manufactured by Invitrogen)
I am using CRII.

【0054】d.ベクターpBR322(東洋紡績
(株)製)
D. Vector pBR322 (manufactured by Toyobo Co., Ltd.)

【0055】e.ベクターpKT230:文献"specifi
c-purpose plasmid cloning vectors II. Broad host r
ange ,highcopy number, RSF1010-derived vectors, an
d a host-vector system for genecloning in Pseudomo
nas."M. Bagdasarian et al., Gene 16 (1981)による。
E. Vector pKT230: Literature "specifi
c-purpose plasmid cloning vectors II. Broad host r
ange, highcopy number, RSF1010-derived vectors, an
da host-vector system for genecloning in Pseudomo
nas. "M. Bagdasarian et al., Gene 16 (1981).

【0056】f.大腸菌S17−1:文献"Broad Host
Range Mobilization System for in vitro Genetic Eng
ineering:Transposon Mutagenesis in Gram Negative B
acteria."R. Simon et al., Bio/technoloigy, Novembe
r(1983)による。
F. E. coli S17-1: Reference "Broad Host
Range Mobilization System for in vitro Genetic Eng
ineering: Transposon Mutagenesis in Gram Negative B
acteria. "R. Simon et al., Bio / technoloigy, Novembe
r (1983).

【0057】g.aSy液体培地、(aSy寒天培地) 組成:硫酸アンモニウム 1.25g コハク酸ナトリウム 9.8 g 酵母エキス 1.0 g ベーサル培地(h.)1リットル (pH6.8) (aSy寒天培地は、上記組成に1.5%のバクトアガ
ーを添加したもの)
G. aSy liquid medium, (aSy agar medium) Composition: ammonium sulfate 1.25 g sodium succinate 9.8 g yeast extract 1.0 g basal medium (h.) 1 liter (pH 6.8) (aSy agar medium has the above composition) 1.5% Bacto agar added)

【0058】 h.ベーサル培地 組成:リン酸水素二カリウム 0.75 g リン酸二水素カリウム 0.85 g ほう酸 2.8 mg モリブデン酸ナトリウム二水和物 0.75 mg 硫酸亜鉛七水和物 0.24 mg 硫酸マンガン四水和物 2.1 mg 硝酸銅(II)三水和物 0.04 mg 塩化カルシウム二水和物 0.75 mg エチレンジアミン四酢酸 2 mg 硫酸マグネシウム七水和物 0.2 mg 硫酸鉄(II) 10 mg ビタミン類(ビタミンB1 ビオチン p−アミノ安息香酸 ニコチン酸 ニコチンアミド) 微量 を蒸留水に溶解させて1リットルとしたもの (pH6.8)H. Basal medium composition: dipotassium hydrogen phosphate 0.75 g potassium dihydrogen phosphate 0.85 g boric acid 2.8 mg sodium molybdate dihydrate 0.75 mg zinc sulfate heptahydrate 0.24 mg manganese sulfate Tetrahydrate 2.1 mg Copper (II) nitrate trihydrate 0.04 mg Calcium chloride dihydrate 0.75 mg Ethylenediaminetetraacetic acid 2 mg Magnesium sulfate heptahydrate 0.2 mg Iron sulfate (II ) 10 mg vitamins (vitamin B1 biotin p-aminobenzoic acid nicotinic acid nicotinamide) What was made into 1 liter by dissolving a trace amount in distilled water (pH 6.8).

【0059】i.低融点アガロースゲル:NuSieve GTG
Agarose (宝酒造(株)製)
I. Low melting point agarose gel: NuSieve GTG
Agarose (Takara Shuzo Co., Ltd.)

【0060】j.DNAリガーゼ:T4 DNAリガー
ゼ(宝酒造(株)製)
J. DNA ligase: T4 DNA ligase (Takara Shuzo Co., Ltd.)

【0061】k.標識には、DIG DNAラベリング
キット(ベーリンガー・マンハイム社製)を用いた。
K. A DIG DNA labeling kit (Boehringer Mannheim) was used for labeling.

【0062】l.緩衝液 10x組成:トリス塩酸 50mM 塩化マグネシウム 10mM 塩化ナトリウム 100mM ヂチオトレイトール 1mML. Buffer 10x Composition: Tris-HCl 50 mM Magnesium chloride 10 mM Sodium chloride 100 mM Dithiothreitol 1 mM

【0063】m.(Kunkel,T.A(1985)
Proc.Natl.Acad.sci.USA.,
82,488.)
M. (Kunkel, TA (1985)
Proc. Natl. Acad. sci. USA. ,
82,488. )

【0064】n.Mutan−K(宝酒造(株))には
以下の溶液、プラスミド、ファージ等が含まれる。 E.coli CJ236株 M.13K07ファージ Annealing buffer Kination buffer Extention buffer T4 Polinucleotid Kinase T4 DNA ポリメラーゼ E.coli BMH71−18 mutS Comp
etent Cells. LBプレート
N. Mutan-K (Takara Shuzo Co., Ltd.) contains the following solutions, plasmids and phages. E. FIG. coli CJ236 strain M. 13K07 phage Annealing buffer Kination buffer Extension buffer T4 Polyclinotide Kinase T4 DNA polymerase E. coli BMH71-18 mutS Comp
etent Cells. LB plate

【0065】p.ベクターpUC118(宝酒造
(株))
P. Vector pUC118 (Takara Shuzo Co., Ltd.)

【0066】尚、各種溶液にnx(nは数値、例えば1
x、5x、10x)と表示の有るものは、n倍に希釈し
て使用に適した濃度となる組成であることを示し、逆に
言えば、適正濃度の溶液をn倍に濃縮した組成である事
を示すものである。
In addition, nx (n is a numerical value, for example, 1
x, 5x, 10x) indicates that the composition has a concentration suitable for use by diluting it n times, and conversely, it is a composition obtained by concentrating a solution having an appropriate concentration n times. It shows something.

【0067】もちろん、他の酵素、薬品等についても、
先の実施例に限られるものではない。
Of course, for other enzymes, drugs, etc.,
The present invention is not limited to the above embodiment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の蛋白質集合体の発現抑制方法を行う菌
株創製方法を示す工程図
FIG. 1 is a process diagram showing a strain creating method for carrying out the method for suppressing the expression of a protein assembly of the present invention.

【図2】本発明の蛋白質集合体の発現抑制方法を行う菌
株創製方法を示す工程図
FIG. 2 is a process diagram showing a strain creating method for carrying out the method for suppressing the expression of a protein assembly of the present invention.

【図3】pRVB2の制限酵素地図FIG. 3: Restriction map of pRVB2

【図4】プロモーター断片含有ベクターの制限酵素地図FIG. 4 Restriction enzyme map of promoter fragment-containing vector

【図5】オリゴヌクレオチド1,2とパフオペロンとの
対応関係を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a correspondence relationship between oligonucleotides 1 and 2 and a puff operon.

【図6】オリゴヌクレオチド3,4とパフオペロンとの
対応関係を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a correspondence relationship between oligonucleotides 3 and 4 and puff operons.

【図7】微生物の増殖性を示すグラフFIG. 7 is a graph showing the growth of microorganisms.

【図8】微生物の培養液の吸光スペクトルを示すグラフFIG. 8 is a graph showing an absorption spectrum of a culture solution of a microorganism.

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 1:01) (C12N 1/21 C12R 1:01) (72)発明者 三宅 正人 茨城県つくば市東1丁目1番3 工業技術 院生命工学工業技術研究所内 (72)発明者 浅田 泰男 茨城県つくば市東1丁目1番3 工業技術 院生命工学工業技術研究所内 (72)発明者 庄林 学 東京都港区西新橋2―8―11 第7東洋海 事ビル8階 財団法人地球環境産業技術研 究機構 CO2固定化等プロジェクト室内 (72)発明者 永峰 恭子 東京都港区西新橋2―8―11 第7東洋海 事ビル8階 財団法人地球環境産業技術研 究機構 CO2固定化等プロジェクト室内 (72)発明者 河杉 忠昭 東京都港区西新橋2―8―11 第7東洋海 事ビル8階 財団法人地球環境産業技術研 究機構 CO2固定化等プロジェクト室内 (72)発明者 中田 栄寿 東京都港区西新橋2―8―11 第7東洋海 事ビル8階 財団法人地球環境産業技術研 究機構 CO2固定化等プロジェクト室内 (72)発明者 ルドミラ・ジー・バシリエバ 東京都港区西新橋2―8―11 第7東洋海 事ビル8階 財団法人地球環境産業技術研 究機構 CO2固定化等プロジェクト室内 (72)発明者 西方 聡 東京都港区西新橋2―8―11 第7東洋海 事ビル8階 財団法人地球環境産業技術研 究機構 CO2固定化等プロジェクト室内Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical display location C12R 1:01) (C12N 1/21 C12R 1:01) (72) Inventor Masato Miyake 1-chome, Tsukuba-shi, Ibaraki 1-3 Industrial Technology Institute of Biotechnology Industrial Technology (72) Inventor Yasuo Asada 1-3-1 Higashi Tsukuba City, Ibaraki Prefecture Industrial Technology Institute of Biotechnology Industrial Research (72) Inventor Shobayashi Nishi, Minato-ku, Tokyo 2-8-11 Shimbashi 7th Toyo Kaijuku Building 8th floor, Research Institute for Global Environmental Industry, CO2 fixation etc. (72) Inventor Kyoko Nagamine 2-8-11 Nishishinbashi, Minato-ku, Tokyo 7th Toyo 8th floor of Maritime Building Research Institute for Global Environment and Industrial Technology CO2 fixation project room (72) Inventor Tadaaki Kawasugi 2-8-11 Nishishinbashi, Minato-ku, Tokyo 7th Toyo Kaijuku Building 8th floor Earth Departure from the project room (72) of CO2 fixation, etc. Akito Nakata Eiju 2-8-11 Nishi-Shimbashi, Minato-ku, Tokyo 7th Toyo Kaijuku Building 8th Floor, Research Institute for Global Environmental Science and Technology, CO2 immobilization project room (72) Inventor Rudmila Gee Basilieva Tokyo 2-8-11 Nishishinbashi, Minato-ku 7th Toyo Kaijuku Building 8th floor, Research Institute for Global Environmental Technology CO2 fixation etc. (72) Inventor Satoshi Nishikata 2-8-11 Nishishinbashi, Minato-ku, Tokyo 7th Toyo Kaijuku Building 8th floor, Research Institute for Global Environmental Industry, CO2 fixation etc.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光合成器官を形成する蛋白質集合体(P
UF)をコードする構造遺伝子群と、前記構造遺伝子群
がメッセンジャーRNA(mRNA)へ転写されるのを
制御するプロモーターとを備えてなる蛋白質発現性の水
素生産性光合成細菌に遺伝子組換操作を行い、その水素
生産性光合成細菌を用いて水素を生産する水素生産方法
であって、 前記プロモータに結合するメッセンジャーRNA(mR
NA)合成酵素と結合可能な酵素結合配列部を備えた酵
素結合断片を挿入し、かつ、前記構造遺伝子群を含まな
いベクターを、前記水素生産性光合成細菌に導入してお
く水素生産方法。
1. A protein assembly forming a photosynthetic organ (P
UF) -encoding structural genes and a promoter that controls the transcription of the structural genes into messenger RNA (mRNA). A method for producing hydrogen using the hydrogen-producing photosynthetic bacterium, comprising: a messenger RNA (mR) that binds to the promoter.
NA) A hydrogen production method in which an enzyme-binding fragment having an enzyme-binding sequence portion capable of binding to a synthase is inserted and a vector not containing the structural gene group is introduced into the hydrogen-producing photosynthetic bacterium.
【請求項2】 前記水素生産性光合成細菌が、ロドバク
ター・スフェロイデス(Rhodobacter sp
haeroides),ロドバクター・キャプシュラー
タス(Rhodobacter capsulatu
s),ロドシュードモナス・ビリディス(Rhodop
seudomonas viridis)から選ばれる
一種のものである請求項1記載の水素生産方法。
2. The hydrogen-producing photosynthetic bacterium is Rhodobacter sp.
haeroides), Rhodobacter capsulatu
s), Rhodopseudomonas viridis (Rhodop)
The method for producing hydrogen according to claim 1, wherein the hydrogen production method is one selected from the group consisting of Seudomonas viridis).
【請求項3】 前記酵素結合配列部が、前記水素生産性
光合成細菌のプロモーターと同等の塩基配列である請求
項1〜2のいずれかに記載の水素生産方法。
3. The method for producing hydrogen according to claim 1, wherein the enzyme-binding sequence portion has a base sequence equivalent to the promoter of the hydrogen-producing photosynthetic bacterium.
【請求項4】 前記酵素結合配列部が、前記水素生産性
光合成細菌のプロモーターを、改変させてある塩基配列
である請求項1〜2のいずれかに記載の水素生産方法。
4. The method for producing hydrogen according to claim 1, wherein the enzyme-bonded sequence portion is a nucleotide sequence obtained by modifying the promoter of the hydrogen-producing photosynthetic bacterium.
【請求項5】 前記ベクターが、複数の酵素結合配列部
を含むものである請求項1、2もしくは4のいずれかに
記載の水素生産方法。
5. The method for producing hydrogen according to claim 1, 2 or 4, wherein the vector contains a plurality of enzyme-binding sequence portions.
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