JPH0998782A - Mutation gene inducing defect in mitochondria homologous recombination - Google Patents

Mutation gene inducing defect in mitochondria homologous recombination

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JPH0998782A
JPH0998782A JP7256164A JP25616495A JPH0998782A JP H0998782 A JPH0998782 A JP H0998782A JP 7256164 A JP7256164 A JP 7256164A JP 25616495 A JP25616495 A JP 25616495A JP H0998782 A JPH0998782 A JP H0998782A
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gene
cells
mitochondria
mhr1
amino acid
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JP7256164A
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Takehiko Shibata
武彦 柴田
Kaede Riyou
楓 凌
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject new gene coding for a polypeptide containing a sequence varied at a single amino acid of a specific position among amino acid sequences of a wild-type MHR1 protein and useful for the diagnosis, treatment, etc., of diseases relating to mitochondria. SOLUTION: This new variant mhr1 gene codes for a polypeptide containing an amino acid sequence varied at least the 99th amino acid in the amino acid sequence of a wild-type MHR1 protein expressed by the formula. It acts for the homologous recombination of mitochondria and is usable for the diagnosis and treatment of diseases caused by the genetic variation of mitochondria and the prevention of aging, etc., by the detection and correction of the varied gene of mitochondria. The gene can be produced by extracting a genom from a wild-type yeast to construct a genom library, selecting a strain containing wild-type MHR1 gene from the library, determining the base sequence, comparing with a base sequence determined after the PCR amplification of a genom extracted from an mhr1 mutant strain and determining the varied site.

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、ミトコンドリアの
相同的組換えの欠損を引き起こす、核染色体上の変異型
mhr1遺伝子に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to mutants on nuclear chromosomes which cause a defect in homologous recombination of mitochondria.
For the mhr1 gene.

【0002】[0002]

【従来の技術】ミトコンドリアは、真核細胞に存在する
細胞小器官であり、電子伝達系を介して物質の酸化的リ
ン酸化によるエネルギーであるATPを合成する役割を担
っている。ミトコンドリアは、高いレベルの活性酸素種
を酸素呼吸の副産物として生ずるが、この活性酸素種
は、常にミトコンドリアDNAに損傷を与えている。ミト
コンドリアDNAの維持及び器官の機能を維持するために
は、ミトコンドリアはかかるDNA損傷を修復し、ミトコ
ンドリアDNA異常を引き起こさないようDNA異常の抑制機
構を持たなければならない。その機構として重要と考え
られる機能の一つが、真核細胞の核DNA並びに細菌及び
ウイルスのDNA修復に不可欠であるとされる相同的組換
えである。
2. Description of the Related Art Mitochondria are organelles present in eukaryotic cells, and play a role in synthesizing ATP, which is energy by oxidative phosphorylation of substances, through an electron transport system. Mitochondria produce high levels of reactive oxygen species as a byproduct of oxygen respiration, which constantly damage mitochondrial DNA. In order to maintain mitochondrial DNA and maintain organ function, mitochondria must have a mechanism for repairing such DNA damage and suppressing DNA abnormalities so as not to cause mitochondrial DNA abnormalities. One of the functions considered to be important as the mechanism is homologous recombination, which is considered to be essential for nuclear DNA of eukaryotic cells and DNA repair of bacteria and viruses.

【0003】相同的組換えとは、一対のDNA分子内で塩
基配列が数百塩基対以上にわたりほとんど同じ部分があ
ると、その部分の中で互いに正確に対応する箇所でDNA
鎖の切断、再結合を通してDNA分子がつなぎ換わる、生
物界で普遍的に見られる現象をいう。そして、相同的組
換えの結果一方のDNAにおける損傷を他方のDNAが補うこ
とにより、DNAの正常な機能を維持する役割を果たすこ
とにも働いている。相同的組換え遺伝子の機能が低下す
ると、DNAの損傷を修復することができなくなることに
よりDNA異常が増加するばかりでなく、また、相同的組
換え遺伝子が異常な機能をすると、対立遺伝子以外の部
位にある一対の繰り返し配列間で異常な不等交差が起こ
り、欠失のごときDNA異常を誘導する。ミトコンドリアD
NAにおけるこのタイプの欠失は、ミトコンドリアの病気
(例えば、ミトコンドリアのエネルギー産生系酵素の欠
損を病因とするミトコンドリア脳筋症等)、老化等と関
連する可能性が指摘されている(Holt,I.J. et al., Na
ture(London),331,717-719(1988)) 。
[0003] Homologous recombination means that, when a base sequence in a pair of DNA molecules has almost the same portion over several hundred base pairs or more, the DNA is located at a position exactly corresponding to each other in the portion.
A phenomenon commonly found in the biological world where DNA molecules are reconnected through strand breaks and reassociation. Then, as a result of the homologous recombination, the other DNA compensates for the damage in one DNA, thereby serving to maintain the normal function of the DNA. When the function of a homologous recombination gene decreases, not only DNA abnormalities increase due to the inability to repair DNA damage, but also when the homologous recombination gene functions abnormally, non-allelic Abnormal unequal crossovers occur between a pair of repeats at the site, leading to DNA abnormalities such as deletions. Mitochondria D
It has been pointed out that this type of deletion in NA may be associated with mitochondrial diseases (eg, mitochondrial encephalomyopathy caused by deficiency of mitochondrial energy-producing enzymes), aging, etc. (Holt, IJ) et al., Na
ture (London), 331, 717-719 (1988)).

【0004】従って、上記相同的組換え異常に関与する
変異遺伝子を単離し、その役割を知ることにより、該変
異遺伝子の検出やその修正をミトコンドリアに関する病
気の診断や治療、老化の予防等に利用することが可能と
なる。ところで、ほとんどのミトコンドリアのタンパク
質は核染色体上でコードされており、ミトコンドリアの
相同的組換えも、ほとんど核内の遺伝情報に依存するこ
とが予測されている。
[0004] Therefore, by isolating the mutant gene involved in the above homologous recombination abnormality and knowing its role, the detection and modification of the mutant gene can be used for diagnosis and treatment of diseases related to mitochondria, prevention of aging, etc. It is possible to do. By the way, most mitochondrial proteins are encoded on nuclear chromosomes, and it is predicted that homologous recombination of mitochondria also depends mostly on nuclear genetic information.

【0005】従って、ミトコンドリアの相同的組換えの
役割及び機構を理解するためのステップとして、ミトコ
ンドリアの相同的組換えの欠損を引き起こす変異を持つ
遺伝子、すなわち、核内における変異遺伝子を単離する
ことが挙げられる。
[0005] Therefore, as a step for understanding the role and mechanism of homologous recombination of mitochondria, isolation of a gene having a mutation causing a defect of homologous recombination of mitochondria, ie, a mutant gene in the nucleus, is required. Is mentioned.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ミトコンド
リアの相同的組換えをもたらす核染色体の遺伝子及びそ
の突然変異遺伝子を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a nuclear chromosome gene which causes homologous recombination of mitochondria and a mutant gene thereof.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
基づいて鋭意研究を行った結果、有核細胞と無核細胞と
を細胞融合させることにより、細胞核内のミトコンドリ
ア相同的組換えに働く変異遺伝子を検出し、これをクロ
ーニングすることに成功し、本発明を完成するに至っ
た。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies based on the above-mentioned problems, the present inventors have found that by fusing nucleated cells and anucleated cells, homologous recombination of mitochondria in the cell nucleus is achieved. A working mutant gene was detected and successfully cloned, thereby completing the present invention.

【0008】すなわち、本発明は、配列番号1で表され
る野性型MHR1タンパク質のアミノ酸配列のうち、少なく
とも第99番目の1個のアミノ酸が変異したアミノ酸配列
を含むポリペプチドをコードする変異型mhr1遺伝子であ
る。変異したアミノ酸配列としては、配列番号2で表さ
れるものが挙げられる。ここで、「MHR1タンパク質」と
は、野性型MHR1遺伝子(細胞核内のミトコンドリア相同
的組換えに働く野性型遺伝子)の発現によって得られる
タンパク質をいい、「変異型mhr1遺伝子」とは、MHR1遺
伝子の変異型、すなわち、細胞核内のミトコンドリア相
同的組換えの欠損を引き起こす変異型の遺伝子をいう。
That is, the present invention provides a mutant mhr1 encoding a polypeptide comprising an amino acid sequence in which at least one amino acid at position 99 of the amino acid sequence of the wild type MHR1 protein represented by SEQ ID NO: 1 is mutated. Is a gene. The mutated amino acid sequence includes that represented by SEQ ID NO: 2. Here, “MHR1 protein” refers to a protein obtained by expression of a wild-type MHR1 gene (a wild-type gene that works for mitochondrial homologous recombination in the cell nucleus), and “mutant mhr1 gene” refers to the MHR1 gene. Mutant, ie, a mutant gene that causes a loss of homologous mitochondrial recombination in the cell nucleus.

【0009】また、「変異したアミノ酸配列」とは、ミ
トコンドリア相同的組換えの欠損を引き起こす機能を有
する遺伝子によってコードされ、配列番号1で表される
アミノ酸配列の第99番目に位置するアミノ酸を含む少な
くとも1個のアミノ酸が、別のアミノ酸に置換、挿入又
は欠失された配列であることを意味する。したがって、
上記第99番目のアミノ酸に置換、挿入、欠失等が起こ
り、かつ、ミトコンドリア相同的組換えの欠損を引き起
こす機能を有するかぎり、第99番目以外のアミノ酸が、
該アミノ酸配列とは異なるアミノ酸に置換され、該アミ
ノ酸が欠失し、又はアミノ酸が挿入されてもよいことを
意味する。
The "mutated amino acid sequence" includes an amino acid located at position 99 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 which is encoded by a gene having a function of causing loss of mitochondrial homologous recombination. It means that at least one amino acid is a sequence substituted, inserted or deleted by another amino acid. Therefore,
Substitution, insertion, deletion, etc., at the 99th amino acid, and as long as it has the function of causing the loss of mitochondrial homologous recombination, the amino acid other than the 99th amino acid,
It means that an amino acid different from the amino acid sequence may be substituted, the amino acid may be deleted, or an amino acid may be inserted.

【0010】さらに、本発明は、前記遺伝子を含む組換
え体プラスミドである。以下、本発明を詳細に説明す
る。本発明の遺伝子をクローニングするにあたり、ま
ず、ミトコンドリアDNAの相同的組換え欠損を示す変異
遺伝子の有無を検出する。次に、検出の結果、変異遺伝
子を持つことがわかった細胞に対して野性型遺伝子を含
む酵母ゲノムライブラリーを導入し、目的とする野性型
遺伝子をクローニングする。クローニングは、変異株細
胞において変異された特定の性質、例えばDNA傷害修復
欠損、組換え欠損又は温度感受性変異等に関与する遺伝
子の変異を相補する遺伝子、すなわち野性型遺伝子を釣
り上げることにより行う。次に、本発明の変異型遺伝子
をクローニングするために、野性型遺伝子の塩基配列に
したがってプライマーを設計する。そして、変異株細胞
の全ゲノムDNAを鋳型としてPCRを行う。最後に、得られ
た変異型遺伝子の塩基配列を決定し、野性型の塩基配列
と比較して変異部位を求めることにより本発明の遺伝子
をクローニングすることができる。 1.変異遺伝子の検出 変異遺伝子の有無の検出は、特定のマーカー遺伝子(例
えば、抗生物質耐性遺伝子等)を有するミトコンドリア
を含む有核細胞と、前記マーカー遺伝子とは異なるマー
カー遺伝子を有するミトコンドリアを含む無核細胞とを
細胞融合させ、得られる融合細胞の中から前記マーカー
遺伝子に対応するそれぞれの抗生物質耐性で選択するこ
とにより、ミトコンドリア相同的組換え頻度を測定し、
その低下よりミトコンドリア相同的組換えに関与する遺
伝子の変異の有無を検出することにより行われる。ここ
で、変異遺伝子については、優性であると劣性であると
を問わず、その有無を検出することができる。
[0010] Further, the present invention is a recombinant plasmid containing the gene. Hereinafter, the present invention will be described in detail. In cloning the gene of the present invention, first, the presence or absence of a mutant gene showing homologous recombination deficiency of mitochondrial DNA is detected. Next, a yeast genomic library containing a wild-type gene is introduced into cells that are found to have a mutant gene as a result of the detection, and the desired wild-type gene is cloned. The cloning is performed by picking up a gene that complements the mutation of a gene involved in a specific property mutated in the mutant cell, for example, a DNA damage repair defect, a recombination defect or a temperature-sensitive mutation, that is, a wild-type gene. Next, in order to clone the mutant gene of the present invention, primers are designed according to the nucleotide sequence of the wild type gene. Then, PCR is performed using the entire genomic DNA of the mutant cell as a template. Lastly, the gene of the present invention can be cloned by determining the nucleotide sequence of the obtained mutant gene and comparing it with the wild type nucleotide sequence to determine the mutation site. 1. Detection of Mutant Gene The detection of the presence or absence of the mutant gene is performed by detecting a nucleated cell containing a mitochondria having a specific marker gene (for example, an antibiotic resistance gene or the like) and a nucleated cell containing a mitochondria having a marker gene different from the marker gene. Cell fusion with cells, by selecting from the resulting fused cells with each antibiotic resistance corresponding to the marker gene, to measure the mitochondrial homologous recombination frequency,
It is performed by detecting the presence or absence of a mutation in a gene involved in mitochondrial homologous recombination from the decrease. Here, the presence or absence of the mutated gene can be detected regardless of whether it is dominant or recessive.

【0011】その手法は以下のように行われ、図1にそ
の概要を示す。図1において、まず、細胞融合の対象と
なる2種類の細胞を調製する。一方の細胞を受容細胞1
(レシピエント細胞)、他方の細胞を供与細胞2(ドナ
ー細胞)とする。受容細胞1は検出の対象となる細胞で
あり、その細胞内に核5及びミトコンドリア3を含む有
核細胞である。そして、核5内には、ミトコンドリア相
同的組換え正常遺伝子又は劣性若しくは優性変異遺伝子
のいずれかが存在する。受容細胞1の種類としては、酵
母細胞又は動物若しくは植物の培養細胞等が挙げられ
る。
The method is performed as follows, and FIG. 1 shows an outline thereof. In FIG. 1, first, two types of cells to be subjected to cell fusion are prepared. One cell is the recipient cell 1
(Recipient cell) and the other cell as donor cell 2 (donor cell). The recipient cell 1 is a cell to be detected, and is a nucleated cell containing a nucleus 5 and a mitochondria 3 in the cell. Then, in the nucleus 5, either the mitochondrial homologous recombination normal gene or the recessive or dominant mutant gene is present. Examples of the type of the recipient cell 1 include a yeast cell or a cultured cell of an animal or a plant.

【0012】一方、供与細胞2は、その細胞内のミトコ
ンドリア4を受容細胞1内に提供する役割を果たす細胞
であり、薬剤(例えばノコダゾール等)処理により予め
核6が除かれており、前記ミトコンドリア4は含むが核
6は含まない無核細胞である。従って、供与細胞2内の
ミトコンドリアが相同的組換えを起こすか否かは、核6
の遺伝情報とは無関係である。なお、供与細胞2として
は、受容細胞と同一生物種の細胞が挙げられる。
On the other hand, the donor cell 2 is a cell that plays a role in providing the mitochondria 4 in the cell to the recipient cell 1, and the nucleus 6 has been removed in advance by treatment with a drug (for example, nocodazole or the like). Nuclear cells containing 4 but not nucleus 6. Therefore, whether mitochondria in donor cell 2 undergo homologous recombination is determined by nuclear 6
Has nothing to do with the genetic information of The donor cell 2 includes cells of the same species as the recipient cell.

【0013】なお、細胞の調製、細胞継代(培養)等に
ついては、従来より一般的に知られている手法を用いて
行うことができる。受容細胞1内のミトコンドリア3及
び供与細胞2内のミトコンドリア4それぞれのDNA内に
は、それぞれ別のマーカー遺伝子が存在する。ミトコン
ドリア3内の耐性遺伝子をマーカー遺伝子(I)とし、
ミトコンドリア4内の耐性遺伝子をマーカー遺伝子(I
I) とする。マーカー遺伝子は、後述する融合細胞の選
択の際必要となる遺伝子である。例えば、マーカー遺伝
子(I)がクロラムフェニコール耐性遺伝子であれば、
かかる遺伝子は選択に用いる抗生物質をクロラムフェニ
コールとしたときに必要であり、マーカー遺伝子(II)
がオリゴマイシン耐性遺伝子であれば、かかる遺伝子は
選択に用いる抗生物質をオリゴマイシンとしたときに必
要である。
The preparation of the cells, the passage of the cells (culture), and the like can be performed using a conventionally generally known technique. Different marker genes are present in the DNAs of mitochondria 3 in the recipient cell 1 and mitochondria 4 in the donor cell 2, respectively. A resistance gene in mitochondria 3 is defined as a marker gene (I),
The resistance gene in mitochondria 4 is replaced with a marker gene (I
I). The marker gene is a gene required when selecting a fusion cell described below. For example, if the marker gene (I) is a chloramphenicol resistance gene,
Such a gene is necessary when the antibiotic used for selection is chloramphenicol, and the marker gene (II)
Is an oligomycin resistance gene, such a gene is necessary when the antibiotic used for selection is oligomycin.

【0014】但し、マーカー遺伝子(I)又は(II)
は、それぞれ同一の遺伝子とはならず、また、その種類
に特に限定はなく、例えばオリゴマイシン耐性遺伝子、
クロラムフェニコール耐性遺伝子又はアンチマイシン耐
性遺伝子等を適宜組み合わせて用いることができる。本
発明では、その一例として、受容細胞1のミトコンドリ
ア3についてはマーカー遺伝子(I)としてクロラムフ
ェニコールに耐性の遺伝子(以下「ChlR 」という)、
供与細胞2のミトコンドリア4についてはマーカー遺伝
子(II) としてオリゴマイシンに耐性の遺伝子(以下
「Oli1 R」という)を有するミトコンドリア遺伝子を挙
げて説明する。
However, the marker gene (I) or (II)
Are not the same gene, and their types are not particularly limited. For example, an oligomycin resistance gene,
A chloramphenicol resistance gene or an antimycin resistance gene can be used in appropriate combination. In the present invention, as an example, a gene resistant to chloramphenicol (hereinafter referred to as “Chl R ”) is used as a marker gene (I) for mitochondria 3 of recipient cell 1;
The mitochondria 4 of the donor cell 2 will be described with reference to a mitochondrial gene having a gene resistant to oligomycin (hereinafter referred to as “Oli 1 R ”) as a marker gene (II).

【0015】次に、上記受容細胞1と供与細胞2とを細
胞融合法により細胞融合を行う。細胞融合法は、適当な
薬剤(例えばリティカーゼ等)で両細胞の細胞壁を除い
た後、ポリエチレングリコール等を用いた一般に知られ
ている細胞融合法により行えばよい。また、細胞壁再生
についても、一般的な方法を利用すればよい。細胞融合
が正常に行われると、新たな受容細胞(融合細胞7)内
にミトコンドリア3及びミトコンドリア4が混合して含
まれる。そして、細胞融合後は、ミトコンドリアDNAの
相同的組換えについては受容細胞1由来の核5内におけ
る遺伝情報のみに依存する(支配される)ことになる。
但し、この段階では核5内の相同的組換え遺伝子が、正
常のものであるか、又は劣性若しくは優性変異のもので
あるかは不明である。
Next, the recipient cell 1 and the donor cell 2 are subjected to cell fusion by a cell fusion method. The cell fusion method may be performed by a generally known cell fusion method using polyethylene glycol or the like after removing the cell walls of both cells with an appropriate drug (for example, litase or the like). In addition, a general method may be used for cell wall regeneration. When cell fusion is performed normally, mitochondria 3 and mitochondria 4 are mixed and contained in new recipient cells (fused cells 7). After cell fusion, homologous recombination of mitochondrial DNA depends (is governed) only on genetic information in the nucleus 5 derived from the recipient cell 1.
However, at this stage, it is unclear whether the homologous recombination gene in the nucleus 5 is normal or a recessive or dominant mutation.

【0016】そこで、まず、カナバニン(2-アミノ-4-
(グアニジノオキシ) 酪酸) を添加した培地で培養する
ことで核5をもつ細胞のみを選択する。この目的のため
に、核5の染色体にはカナバニン耐性の劣性変異遺伝
子、例えば「can1」を予め持たせておく。その結
果、供与細胞の中に混在することが避けられない核6を
もつ細胞、及び核6をもつ細胞との融合の結果できる2
倍体細胞が完全に除かれる。また、この培養の間に、個
々の細胞はミトコンドリア3、ミトコンドリア4又は両
者の組換え型ミトコンドリア8のいずれかのみをもつよ
うになる。
Therefore, first, canavanine (2-amino-4-
By culturing in a medium containing (guanidinooxy) butyric acid), only cells having nucleus 5 are selected. For this purpose, the chromosome of the nucleus 5 is provided with a canavanine-resistant recessive mutant gene, for example, "can1" in advance. As a result, cells having a nucleus 6 which cannot be avoided in the donor cells, and fusion with cells having the nucleus 6 can be obtained 2
Diploid cells are completely eliminated. Also, during this culture, the individual cells will have either mitochondria 3, mitochondria 4 or both recombinant mitochondria 8 only.

【0017】次に、前記融合細胞の中から、オリゴマイ
シン添加培地で培養してOli1 R(受容細胞1由来のマー
カー遺伝子)を受け継いだミトコンドリアをもつ融合細
胞を選択する。次に、クロラムフェニコールを添加した
培地で培養することでChlR(供与細胞2由来のマーカー
遺伝子)を受け継いだ組換え型ミトコンドリアをもつ細
胞を選択する。
Next, from the above-mentioned fused cells, a fused cell having mitochondria inherited from Oli 1 R (a marker gene derived from recipient cell 1) by culturing in an oligomycin-containing medium is selected. Next, cells having recombinant mitochondria inherited from Chl R (marker gene derived from donor cell 2) are selected by culturing in a medium supplemented with chloramphenicol.

【0018】ここで、核5内の相同的組換え遺伝子が変
異遺伝子である場合は、該変異遺伝子はミトコンドリア
相同的組換えに働くことができず、細胞融合とそれに続
く培養の結果、融合細胞7内にミトコンドリア3又はミ
トコンドリア4がそれぞれ単独で存在する。従って、オ
リゴマイシン及びクロラムフェニコールによってそれぞ
れミトコンドリア3をもつ細胞及びミトコンドリア4を
もつ細胞が除去され、最終的に組換え型ミトコンドリア
を含む細胞は得られない。
If the homologous recombination gene in the nucleus 5 is a mutant gene, the mutant gene cannot work for mitochondrial homologous recombination, and as a result of cell fusion and subsequent culture, 7, mitochondria 3 or mitochondria 4 exist independently. Therefore, cells having mitochondria 3 and cells having mitochondria 4 are removed by oligomycin and chloramphenicol, respectively, and finally cells containing recombinant mitochondria cannot be obtained.

【0019】一方、核5内の相同的組換え遺伝子が正常
遺伝子である場合は、該遺伝子はミトコンドリア3のDN
Aとミトコンドリア4のDNAとの相同的組換えに働き、受
容細胞1及び供与細胞2双方由来のミトコンドリアが組
換えられた形態であるミトコンドリア8(同一ミトコン
ドリアDNA上にChlR 及びOli1 Rの両方のマーカー遺伝子
を有する)が得られる。従って、オリゴマイシン及びク
ロラムフェニコール選択によってミトコンドリア8をも
つ細胞のみが死滅せずに結果物として得られる。
On the other hand, when the homologous recombination gene in the nucleus 5 is a normal gene, the gene is the DN of mitochondria 3
A acts on homologous recombination between A and the DNA of mitochondria 4 and mitochondria 8 in which mitochondria from both recipient cell 1 and donor cell 2 are recombined (both Chl R and Oli 1 R on the same mitochondrial DNA) Is obtained. Therefore, only cells with mitochondria 8 are obtained by oligomycin and chloramphenicol selection without killing.

【0020】最終的に組換え型ミトコンドリアを含む細
胞が得られた場合は、受容細胞1内の核5は、ミトコン
ドリア相同的組換えに対する正常遺伝子を持つものであ
ると判断し、組換え型ミトコンドリアを含む細胞が得ら
れなかった場合は、受容細胞1内の核5は劣性又は優性
の変異遺伝子を持つものであると判断することができ
る。
When a cell containing recombinant mitochondria is finally obtained, the nucleus 5 in the recipient cell 1 is determined to have a normal gene for mitochondrial homologous recombination, and the recombinant mitochondria are determined. In the case where a cell containing the gene was not obtained, it can be determined that the nucleus 5 in the recipient cell 1 has a recessive or dominant mutant gene.

【0021】なお、変異遺伝子が優性変異遺伝子である
か劣性変異遺伝子であるかの判断は、本発明によって得
られた組換え体の出現頻度と、従来法(供与細胞の核を
除かない細胞と受容細胞とを細胞融合させる方法)によ
って得られた組換え体の出現頻度とを比較すればよい。
即ち、従来法により変異遺伝子をもつ一倍体細胞と正常
遺伝子をもつ一倍体細胞とを掛け合わせを行った結果、
正常遺伝子をもつ一倍体細胞同士を掛け合わせた場合と
同じ頻度で組換え型ミトコンドリアをもつ二倍体細胞が
出現した場合、変異遺伝子は劣性変異遺伝子と判断す
る。一方、組換え型ミトコンドリアをもつ二倍体細胞が
現れない場合、変異遺伝子は優性変異遺伝子と判断す
る。 2.遺伝子のクローニング 以上の検出方法によって検出された優性又は劣性変異の
原因遺伝子を、分子生物学的手法によりそれぞれクロー
ニングする。
Whether the mutant gene is a dominant mutant gene or a recessive mutant gene is determined by the frequency of appearance of the recombinant obtained by the present invention and the conventional method (for cells that do not remove the nucleus of the donor cell). A method of cell fusion with a recipient cell).
That is, as a result of crossing haploid cells having a mutant gene and haploid cells having a normal gene by a conventional method,
When diploid cells having recombinant mitochondria appear at the same frequency as when haploid cells having normal genes are crossed with each other, the mutant gene is determined to be a recessive mutant gene. On the other hand, if no diploid cell having the recombinant mitochondria appears, the mutant gene is determined to be a dominant mutant gene. 2. Cloning of Gene The causative gene of the dominant or recessive mutation detected by the above detection method is cloned by a molecular biological technique.

【0022】本発明では、ミトコンドリアDNAの相同的
組換えを損う核染色体の劣性変異遺伝子mhr1の原因遺伝
子を取得するため、まず、野性型の酵母DNAであるMHR1
をクローニングする。次に、得られた野性型MHR1遺伝子
のオープンリーディングフレームの周辺領域の塩基配列
をプライマーとして変異型遺伝子を有する細胞の全DNA
を鋳型としてPCR(ポリメラーゼチェーン反応)を行う
ことにより変異型遺伝子をクローニングすることができ
る。 (1) 野性型の酵母ゲノムDNAライブラリーの作成 上記検出方法によって検出された野性型の細胞から染色
体DNAを抽出する方法としては、公知のいずれの方法を
も使用できる。
In the present invention, in order to obtain the causative gene of the nuclear chromosome recessive mutant mhr1 which impairs homologous recombination of mitochondrial DNA, first, wild-type yeast DNA, MHR1
Clone. Next, using the nucleotide sequence of the peripheral region of the open reading frame of the obtained wild-type MHR1 gene as a primer, the total DNA
By performing PCR (Polymerase Chain Reaction) using as a template, a mutant gene can be cloned. (1) Preparation of wild-type yeast genomic DNA library As a method for extracting chromosomal DNA from wild-type cells detected by the above detection method, any known method can be used.

【0023】次に、得られた染色体DNAを制限酵素Sau3A
Iにより完全消化し、染色体DNAの制限酵素Sau3AI断片を
得る。次いで、Sau3AI断片を通常のアガロースゲル電気
泳動法に供し、所望の鎖長の断片を含むゲルを切り出
す。切り出したゲル中のDNA断片を、フェノール/クロ
ロホルム等により精製し、更にエタノール沈殿等により
濃縮して、純化された断片を得る。
Next, the obtained chromosomal DNA was ligated with the restriction enzyme Sau3A.
Complete digestion with I yields the Sau3AI fragment of chromosomal DNA. Next, the Sau3AI fragment is subjected to ordinary agarose gel electrophoresis to cut out a gel containing a fragment of a desired chain length. The DNA fragment in the excised gel is purified by phenol / chloroform or the like, and further concentrated by ethanol precipitation or the like to obtain a purified fragment.

【0024】純化されたSau3AI断片を、適当なベクター
DNAのBamHI切断部位に挿入して組み換え体DNAを作成
し、該組み換え体DNAを用いて、宿主細胞を形質転換又
は形質導入すれば、ゲノミックDNAライブラリーを作成
することができる。ここで用いられる宿主細胞として
は、大腸菌のDH5α、JM109 などが挙げられる。 (2) プラスミドDNAの抽出 導入されたゲノムライブラリーを、変異株に導入する。
酵母の形質転換法は以下の通りである(H.Ito et al.,
J. Bacteriol. 153 (1983), 163.)。
[0024] The purified Sau3AI fragment is converted into an appropriate vector.
A genomic DNA library can be prepared by inserting a recombinant DNA into a BamHI cleavage site of a DNA to prepare a recombinant DNA, and transforming or transducing a host cell using the recombinant DNA. Examples of the host cell used here include DH5α of Escherichia coli and JM109. (2) Extraction of plasmid DNA The introduced genomic library is introduced into a mutant strain.
The yeast transformation method is as follows (H. Ito et al.,
J. Bacteriol. 153 (1983), 163.).

【0025】30℃でYPD液体培地(1%酵母エキス,2
%ポリペプトン及び2%グルコース)で生育した変異株
細胞を10mMのトリス−塩酸緩衝液(pH7.5 )の存在下で
1mMの塩化リチウムで処理する。その後、約75mg/ml の
サケ精子と40%ポリエチレングリコール4000の存在下
で、ゲノムライブラリーを処理後、変異株細胞に形質転
換する。
At 30 ° C., a YPD liquid medium (1% yeast extract, 2%
(% Polypeptone and 2% glucose) are treated with 1 mM lithium chloride in the presence of 10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5). Thereafter, the genomic library is treated in the presence of about 75 mg / ml of salmon sperm and 40% polyethylene glycol 4000, and then transformed into a mutant cell.

【0026】このようにして導入された変異株を、ヒス
チジン及びトリプトファンを含むSD寒天培地(2%グ
ルコース,0.67%のアミノ酸不含酵母エキス及び2%寒
天を含む培地)にまき、生育するコロニーを得る。次
に、得られるコロニーをグリセロールを含む寒天培地に
レプリカし、37℃で生育するコロニーを得る。得られた
コロニーを、ヒスチジン及びトリプトファンを含むSD液
体培地(2%グルコース,0.67%のアミノ酸不含酵母エ
キス)で培養し、培養菌体を得る。ガラスビーズで酵母
の菌体を破壊し、得られた無細胞抽出液を大腸菌(例え
ばDH5α)に導入し、アンピシリンを含むLB寒天培地
(1%バクトトリプトン,0.5 %酵母抽出物,0.5 %Na
Cl, 2%寒天,pH7.2)に塗布する。生育したコロニー
を、さらにアンピシリンを含むLB液体培地で培養するこ
とにより、プラスミドDNAを抽出することができる。 (3) DNAのサブクローニング及び塩基配列決定 得られたプラスミドを、ClaI、BamHI、MluIなどの制限
酵素を用いて消化し、DNA断片を切り出す。その中か
ら、mhr1変異株の組換え欠損、温度感受性変異又は紫外
線照射によるDNA 傷害修復欠損等に対して相補性を示す
DNA断片をサブクローニングする。サブクローニング
は、短く切断したDNA断片をYCp50 プラスミドに挿入
し、前記酵母への形質転換法(H.Ito et al., J. Bacte
riol. 153 (1983), 163.)を用いて、これらのDNA断片
を変異株細胞に導入することにより行う。得られた最も
短いDNA断片をさらにプラスミドpUC118に挿入する。そ
して、公知方法(例えばジデオキシ法、マキサム−ギル
バート法等)によりその塩基配列を決定する。
The mutant strain thus introduced is spread on an SD agar medium (a medium containing 2% glucose, 0.67% amino acid-free yeast extract and 2% agar) containing histidine and tryptophan, and the growing colonies are separated. obtain. Next, the obtained colony is replicated on an agar medium containing glycerol to obtain a colony growing at 37 ° C. The obtained colony is cultured in an SD liquid medium (2% glucose, 0.67% amino acid-free yeast extract) containing histidine and tryptophan to obtain cultured cells. The yeast cells are disrupted with glass beads, the resulting cell-free extract is introduced into E. coli (eg, DH5α), and LB agar medium containing ampicillin (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% Na
Cl, 2% agar, pH 7.2). Plasmid DNA can be extracted by further culturing the grown colonies in an LB liquid medium containing ampicillin. (3) DNA subcloning and nucleotide sequence determination The obtained plasmid is digested with restriction enzymes such as ClaI, BamHI, and MluI to cut out a DNA fragment. Among them, it shows complementation to recombination deficiency of mhr1 mutant, temperature-sensitive mutation or DNA damage repair deficiency caused by ultraviolet irradiation
Subclone the DNA fragment. For subcloning, a DNA fragment that has been cut short is inserted into a YCp50 plasmid, and the yeast is transformed into the yeast (H. Ito et al., J. Bacte.
riol. 153 (1983), 163.) to introduce these DNA fragments into mutant cells. The shortest DNA fragment obtained is further inserted into plasmid pUC118. Then, its base sequence is determined by a known method (eg, dideoxy method, maxam-Gilbert method, etc.).

【0027】なお、この遺伝子が酵母の染色体のどの位
置に存在するか否かは、断片をプローブとして、パルス
フィールド電気泳動で分けた酵母の16本の染色体上に対
して、サザンハイブリダイゼーションを行うことにより
調べることができる。 (4) mhr1遺伝子のクローニングと変異部位の決定 変異株のmhr1遺伝子をクローニングし、さらに該遺伝子
の変異部位を検索する。
The location of this gene in the yeast chromosome is determined by performing Southern hybridization on the 16 yeast chromosomes separated by pulse field electrophoresis using the fragment as a probe. You can find out. (4) Cloning of mhr1 gene and determination of mutation site The mhr1 gene of the mutant strain is cloned, and the mutation site of the gene is searched.

【0028】mhr1変異株から、まず全ゲノムDNA を調製
する。すなわち、YPD液体培地で30℃、48時間生育したm
hr1変異株細胞をチモリアーゼ100T(Zymolyase-100T; S
eikagaku Corporation, Tokyo, Japan)で細胞壁を除去
した後、1%SDS(ラウリル硫酸ナトリウム; Sodium
Lauryl Sulfate)の存在下、細胞を破砕させる。そし
て、抽出液に対して、公知のDNA分離・精製手順(C.Gut
hrie and G.R.Fink; Molecular Biology Academic Pres
s Inc. San Diego, California, 1991)に従って、mhr1
変異株の全ゲノムDNAを調製する。
First, whole genomic DNA is prepared from the mhr1 mutant. That is, grown in a YPD liquid medium at 30 ° C. for 48 hours.
hr1 mutant cells were transformed with zymolyase 100T (Zymolyase-100T; S
After removing the cell wall with eikagaku Corporation, Tokyo, Japan, 1% SDS (sodium lauryl sulfate; sodium)
The cells are disrupted in the presence of Lauryl Sulfate). Then, a known DNA separation and purification procedure (C. Gut
hrie and GRFink; Molecular Biology Academic Pres
s Inc. San Diego, California, 1991).
Prepare the whole genomic DNA of the mutant strain.

【0029】mhr1変異株から得られた全ゲノムDNAにつ
いて、PCR を行う。PCRは、前記クローニングしたMHR1
遺伝子のオープンリーディングフレームの周辺領域の塩
基配列をプライマー(プライマーは、化学合成により得
ることができる)として行う。そして、10mMTris-HCl、
1.5mM MgCl2 、50mM KCl、0.125mMの各dNTP、1pmolの
プライマー、1.25 Uのtaq DNA ポリメラーゼ(Boehringe
r Mannheim 社製)を含む反応混合液で行うことができ
る。
PCR is performed on the whole genomic DNA obtained from the mhr1 mutant. PCR was performed using the cloned MHR1
The base sequence in the region around the open reading frame of the gene is used as a primer (the primer can be obtained by chemical synthesis). And 10 mM Tris-HCl,
1.5 mM MgCl 2 , 50 mM KCl, 0.125 mM each dNTP, 1 pmol primer, 1.25 U taq DNA polymerase (Boehringe
r Mannheim).

【0030】次に、得られたmhr1遺伝子をpUC118のHinc
IIの位置に挿入し、その塩基配列を決定する。塩基配
列の決定法は、前記方法と同様である。
Next, the obtained mhr1 gene was transformed into Hinc of pUC118.
Insert at position II and determine its nucleotide sequence. The method for determining the nucleotide sequence is the same as the above method.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により更に
具体的に説明する。但し、本発明はこれら実施例に限定
されない。 〔実施例1〕 変異遺伝子の検出 (1) 供与細胞の調製 ω--Oli1 R のミトコンドリア遺伝子型を示す供与細胞
(「ω-」はミトコンドリア遺伝子内にω・イントロン
がないことを意味し、「ω+」はミトコンドリア遺伝子
内にω・イントロンがあることを意味する)を調製する
ため、OP11c-55R5細胞(酵母サッカロミセス・セレビシ
エ(Saccharomyces cerevisiae) 由来)を、1%DMSOを
含む15μg/mlノコダゾール(新たに娘細胞を形成する際
に核の移動を阻害する(Jacobs,C.W. et al., J. Cell
Biol.,107, 1409-1426 (1988); Sigma社製))を添加した
10mlのYPGly 培地に1.5 ×106細胞/ml で50ml Falcon
チューブに懸濁した。18℃で20時間インキュベートした
後、4本のチューブ(それぞれ約2.2 ×106細胞/ml)を
遠心し(1,400×g,4℃で5分間)、および20mlのK
PS緩衝液(1.2 M ソルビトール, 50mMリン酸カリウム
緩衝液, pH7.5)で1回の洗浄を行い、1本の50mlチュー
ブ(Falcon) に細胞を回収した。母細胞から無核細胞を
分離するために、上記細胞を10mlのKPS緩衝液に再懸
濁し、超音波破壊機(UR-200P 型, トミー精巧社製) を
用いて0℃で3分間音波処理を行った(強度4/11)。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. Example 1 Detection of Mutant Gene (1) Preparation of Donor Cells Donor cells showing a mitochondrial genotype of ω -Oli 1 R (“ω ” means that there is no ω intron in the mitochondrial gene, To prepare "ω + " means that there is an ω intron in the mitochondrial gene), OP11c-55R5 cells (derived from yeast Saccharomyces cerevisiae) were prepared by adding 15 μg / ml nocodazole containing 1% DMSO. (Inhibits nuclear translocation when forming new daughter cells (Jacobs, CW et al., J. Cell
Biol., 107, 1409-1426 (1988); Sigma)).
50 ml Falcon at 1.5 x 10 6 cells / ml in 10 ml YPGly medium
Resuspended in tube. After incubating at 18 ° C. for 20 hours, the four tubes (about 2.2 × 10 6 cells / ml each) were centrifuged (1,400 × g, 5 minutes at 4 ° C.), and 20 ml of K
The cells were washed once with a PS buffer (1.2 M sorbitol, 50 mM potassium phosphate buffer, pH 7.5), and the cells were collected in one 50 ml tube (Falcon). In order to separate the non-nucleated cells from the mother cells, the cells were resuspended in 10 ml of KPS buffer and sonicated at 0 ° C. for 3 minutes using an ultrasonic disruptor (UR-200P, manufactured by Tommy Seiko Co., Ltd.). (Intensity 4/11).

【0032】本発明者は、DAPI-染色後の蛍光顕微鏡お
よび位相差顕微鏡により、懸濁液中に完全な無核細胞が
形成されていることを確認した。処理した懸濁液を遠心
し(1,400×g,4℃,5分間)、沈殿物を200 μl の
KPS緩衝液中に再懸濁した。この懸濁液をガラス管
(12.5(D)×105(L)mm) 内で、それぞれ1mlの10%、15
%、20%、25%及び30%Ficoll 400 (Pharmacia Biopro
cess Technology AB) を用いたFicoll勾配を行った。15
0×gで30分間、30℃で勾配遠心した後は、15%Ficoll
画分は、DAPI染色後の顕微鏡観察において約70%の無核
細胞を含んでいた。従って、15%Ficoll画分を回収し、
KPS緩衝液で2倍に希釈し、1,400 ×gで5分間、30
℃で遠心分離することにより細胞を回収した。3mlのK
PS緩衝液で1度洗浄後、母細胞と無核細胞との混合物
を1,400×gで5分間、30℃で遠心分離し、1mlのKP
S緩衝液に再懸濁した。
The present inventors have confirmed that complete non-nucleated cells were formed in the suspension by a fluorescence microscope and a phase contrast microscope after DAPI-staining. The treated suspension was centrifuged (1,400 × g, 4 ° C., 5 minutes), and the precipitate was resuspended in 200 μl of KPS buffer. This suspension was placed in a glass tube (12.5 (D) x 105 (L) mm), 1 ml each of 10% and 15 ml.
%, 20%, 25% and 30% Ficoll 400 (Pharmacia Biopro
cess Technology AB). Fifteen
After gradient centrifugation at 0 × g for 30 minutes at 30 ° C., 15% Ficoll
The fraction contained about 70% of anucleate cells on microscopic observation after DAPI staining. Therefore, collecting the 15% Ficoll fraction,
Dilute 2 fold with KPS buffer, and add 1400 xg for 5 min.
The cells were collected by centrifugation at ℃. 3 ml of K
After washing once with PS buffer, the mixture of mother cells and non-nucleated cells was centrifuged at 1,400 × g for 5 minutes at 30 ° C., and 1 ml of KP
Resuspended in S buffer.

【0033】なお、上記OP11c-55R5細胞はSaccharomyce
s cerevisiae OP11-55R5と称し、工業技術院生命工学工
業技術研究所に、FERM P-14988として寄託されている。 (2) 受容細胞の調製 受容細胞として、IL166-187 細胞、この細胞株の変異体
及びUV11細胞を調製した。IL166-187 細胞は、酵母であ
るサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevi
siae) の1株であり、正常遺伝子「MHR1」を核内に持
ち、ミトコンドリア遺伝子型が「ω+ ChlR 」である野
性型ものである。IL166-187 細胞株の変異体であるFL67
細胞は、前記IL166-187 細胞をエチルメタンスルフォン
酸処理で変異を導入した細胞であり、変異遺伝子「mhr
1」を核内に持ち、ミトコンドリア遺伝子型が「ω+ Chl
R 」のものである。また、UV11細胞も、前記IL166-187
細胞を、FL67細胞を作製したのと同様の処理で調製した
細胞であり、正常遺伝子であるか、劣性又は優性変異遺
伝子であるかは不明の遺伝子を核内に持ち、ミトコンド
リア遺伝子型が「ω+ ChlR 」のものである。
The above OP11c-55R5 cells were obtained from Saccharomyce
It is called s cerevisiae OP11-55R5 and is deposited with the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology as a FERM P-14988. (2) Preparation of Recipient Cells IL166-187 cells, a mutant of this cell line, and UV11 cells were prepared as recipient cells. IL166-187 cells are derived from the yeast Saccharomyces cerevi
siae) is 1 share of, have a normal gene "MHR1" in the nucleus, but wild-type mitochondrial gene type is "ω + Chl R". FL67, a variant of the IL166-187 cell line
The cell is a cell obtained by introducing a mutation into the IL166-187 cell by treatment with ethyl methanesulfonic acid, and the mutant gene “mhr
1 '' in the nucleus and mitochondrial genotype is `` ω + Chl
R 's. In addition, UV11 cells also contain the IL166-187.
Cells are cells prepared by the same process as that used to prepare FL67 cells, and have a gene in the nucleus that is unknown whether it is a normal gene or a recessive or dominant mutant gene, and has a mitochondrial genotype of ω + Chl R ".

【0034】なお、上記IL166-187 細胞はSaccharomyce
s cerevisiae IL166-187と称し、及びFL67細胞はSaccha
romyces cerevisiae FL67 と称し、工業技術院生命工学
工業技術研究所に、それぞれFERM P-14989、FERM P-149
87として寄託されている。 (3) 細胞融合 無核細胞及び母細胞の懸濁液(前記(1)で調製した供与
細胞)と、前記(2) で調製した受容細胞とを、それぞれ
3:1(3×106細胞:1×106細胞)の割合で100μl
KPS緩衝液中に混合した。50単位のリティカーゼ(Boe
hirnger Mannheim Gmbh, 10,000 単位/ml)を混合液に加
え、30℃で30分保温してスフェロプラスト(細胞壁が取
り除かれた細胞)を形成した。スフェロプラストは1,00
0×gで5分間、30℃で遠心分離することにより回収
し、更に1mlのKPS緩衝液で2回洗浄し、1,000×g
で5分間、30℃で遠心分離後回収した。スフェロプラス
トについて細胞融合を行うため、ペレットを250μlの35
%ポリエチレングリコール4,000 (KPS緩衝液中に溶
解)に懸濁し、30℃で15分間保温し、そして1,000×g
で5分間、30℃で遠心分離することにより沈殿させた。
1mlのKPS緩衝液で一度スフェロプラストを洗浄し、
処理したスフェロプラストを、必要なアミノ酸及びカナ
バニン(1.5μg/ml) を添加した2mlのSD培地中に懸
濁し(ガラス管12.5(D) ×105(L)mm) 、そして回転式振
盪により30℃でインキュベートした(93rpm で3日
間)。次いで、培養物を100倍に希釈し、同じ条件で更
に3日間インキュベートした。そして、受容細胞由来の
核を有する融合細胞を得た。 (4) 抗生物質処理(細胞の選択) 次に、前記融合細胞をオリゴマイシン(3μg/ml)を含
むYPGlyプレート上にまき、供与細胞からのOli1 R-ミト
コンドリアマーカーを受け取った細胞を選択した。オリ
ゴマイシンに耐性であることを示したコロニー(Ol
i1 R)をクロラムフェニコール(4mg/ml)及びオリゴマ
イシンを含むYPGプレート上で培養した。Oli1 Rコロ
ニー中のクロラムフェニコール耐性(ChlR)-コロニーの
割合(%)をω位での遺伝子変換頻度として計算した。
なお、遺伝子変換は、遺伝的組換えの一つの型である。 (5) 結果 結果を表1に示す。表1において、各細胞名の下の括弧
内にアルファベットの大文字(例えば「MHR1」)で記載
されたものは核内の遺伝子が正常遺伝子であることを、
小文字(例えば「mhr1」)で記載されたものは核内の遺
伝子が変異遺伝子であることを意味する。また「[ ]」
内に記載されたものはミトコンドリアの遺伝型を意味す
る。ω+ 、ω- 、ChlR 及びOli1 Rの意味は前記の通りで
ある(以下同様)。
[0034] The above IL166-187 cells were Saccharomyce
s cerevisiae IL166-187, and FL67 cells were Saccha
romyces cerevisiae FL67, FERM P-14989, FERM P-149
Deposited as 87. (3) Cell fusion A suspension of anucleate cells and mother cells (donor cells prepared in the above (1)) and the recipient cells prepared in the above (2) were each 3: 1 (3 × 10 6 cells : 1 × 10 6 cells) at 100 μl
Mix in KPS buffer. 50 units of litase (Boe
hirnger Mannheim GmbH, 10,000 units / ml) was added to the mixture, and the mixture was incubated at 30 ° C for 30 minutes to form spheroplasts (cells from which cell walls had been removed). Spheroplast is 1,00
Collect by centrifugation at 0 × g for 5 minutes at 30 ° C., wash twice with 1 ml of KPS buffer, 1,000 × g
For 5 minutes at 30 ° C. To perform cell fusion on spheroplasts, pellet 250 μl of 35
% Polyethylene glycol 4,000 (dissolved in KPS buffer), incubated at 30 ° C. for 15 minutes, and 1,000 × g
And centrifuged at 30 ° C. for 5 minutes.
Wash the spheroplasts once with 1 ml of KPS buffer,
The treated spheroplasts were suspended in 2 ml of SD medium supplemented with the required amino acids and canavanine (1.5 μg / ml) (glass tube 12.5 (D) × 105 (L) mm), and were shaken by rotary shaking. C. (incubated at 93 rpm for 3 days). The culture was then diluted 100-fold and incubated under the same conditions for a further 3 days. Then, a fused cell having a nucleus derived from the recipient cell was obtained. (4) Treatment with antibiotics (selection of cells) Next, the fused cells were spread on a YPGly plate containing oligomycin (3 μg / ml), and cells that received the Oli 1 R -mitochondrial marker from the donor cells were selected. . Colonies showing resistance to oligomycin (Ol
i 1 R) were cultured with chloramphenicol (4 mg / ml) and YPG plate containing oligomycin. The ratio (%) of chloramphenicol-resistant (Chl R ) -colonies in Oli 1 R colonies was calculated as the frequency of gene conversion at the ω-position.
Gene conversion is one type of genetic recombination. (5) Results The results are shown in Table 1. In Table 1, capital letters (for example, “MHR1”) in parentheses below each cell name indicate that the gene in the nucleus is a normal gene.
Those described in lower case (for example, “mhr1”) mean that the gene in the nucleus is a mutant gene. Also"[ ]"
What is described in the above means the mitochondrial genotype. ω +, ω -, the meaning of Chl R and Oli 1 R are as defined above (hereinafter the same).

【0035】[0035]

【表1】 表1より、受容細胞であるIL166-187 細胞は、その核内
の遺伝子がミトコンドリア相同的組換えを起こさせたこ
とから(98.2%の組換え体が得られた)、変異遺伝子を
有さない細胞であることがわかった。これに対し、FL67
細胞は、その核内の遺伝子がミトコンドリア相同的組換
えを起こさせなかったことから(わずか4%の組換え体
が得られたのみであった)、変異遺伝子を有する細胞で
あることがわかった。更に、UV11細胞は、相同的組換え
に関わる変異遺伝子を持つものではない細胞であること
がわかった。
[Table 1] From Table 1, it can be seen that IL166-187 cells, which are recipient cells, do not have a mutated gene because the gene in the nucleus caused homologous recombination of mitochondria (98.2% of recombinants were obtained). Turned out to be a cell. In contrast, FL67
The cells were found to have mutated genes because the gene in their nucleus did not cause mitochondrial homologous recombination (only 4% of the recombinants were obtained). . Furthermore, it was found that UV11 cells are cells that do not have a mutant gene involved in homologous recombination.

【0036】〔比較例1〕供与細胞については核を除か
ない従来法、即ち、異なる接合型(αとa)をもつ一倍
体細胞同士を接合させる方法によって、FL67のもつ変異
遺伝子が劣性であるか又は優性であるかの検定試験を行
った。受容細胞、供与細胞ともに、使用した細胞はIL16
6-187 及びその誘導体、FL67の誘導体並びにUV11の誘導
体である。これらの細胞はいずれも、発明者がIL166-18
7 細胞をエチルメタンスルフォン酸処理することにより
調製したものである。
[Comparative Example 1] The mutant gene of FL67 is recessive by the conventional method without removing the nucleus of the donor cells, that is, the method of joining haploid cells having different mating types (α and a). A test was performed to determine whether there was or was dominant. Cells used for both recipient and donor cells were IL16
6-187 and its derivatives, FL67 derivatives and UV11 derivatives. All of these cells were generated by the inventor of IL166-18.
7 Prepared by treating cells with ethyl methanesulfonate.

【0037】その結果を表2に示す。Table 2 shows the results.

【0038】[0038]

【表2】 表2より、供与細胞の核内に正常の遺伝子(例えばNo.6
を参照) を持つものは、受容細胞の核内の遺伝子が変異
をもつかもたないかを問わず、ミトコンドリアの組換え
を起こさせる。この結果は、前記表1のNo.2の結果と比
較して対照的である。
[Table 2] From Table 2, it can be seen that a normal gene (for example,
Those that cause mitochondrial recombination, regardless of whether the gene in the nucleus of the recipient cell has a mutation. This result is in contrast to the result of No. 2 in Table 1 above.

【0039】従って、受容細胞の核内の変異遺伝子(mh
r1)は、供与細胞側の正常遺伝子によって隠されてしま
い、結局ミトコンドリアの組換えを起こさせてしまう劣
性変異遺伝子であることがわかる。以上より、本発明の
検出法により劣性変異遺伝子をも検出することができ
る。 〔実施例2〕MHR1遺伝子のクローニング 変異株FL67(mhr1) の表現型(紫外線照射によるDNA傷
害修復欠損、組み換え欠損、及び温度感受性変異)を支
配する遺伝子を取得する目的で、mhr1変異株の温度感
受性を相補する遺伝子を狙ってMHR1遺伝子のクロニーン
グを行った。
Therefore, the mutant gene (mh
It can be seen that r1) is a recessive mutant gene that is hidden by the normal gene on the donor cell side and eventually causes mitochondrial recombination. As described above, the recessive mutant gene can be detected by the detection method of the present invention. [Example 2] Cloning of MHR1 gene In order to obtain a gene that controls the phenotype (DNA damage repair defect, recombination defect, and temperature-sensitive mutation caused by ultraviolet irradiation) of mutant FL67 (mhr1), the temperature of mhr1 mutant was determined. Cloning of the MHR1 gene was performed aiming at the gene that complements the sensitivity.

【0040】(1) ゲノムライブラリーの構築 実施例1に記載の野性型酵母IL166-187 細胞(FERM P-14
989)を用いて、公知の方法によりMHR1遺伝子のゲノムラ
イブラリーを構築した。ゲノムライブラリーの構築に
は、シングルコピーベクターであるYCp50 を用いた。次
に、mhr1変異株 FL67(FERM P-14987; MET α,ura3, h
is1, trp1) に、YCp50 で構築した前記酵母ゲノムライ
ブラリーを以下の通り導入した。
(1) Construction of genomic library Wild-type yeast IL166-187 cells described in Example 1 (FERM P-14
989), a genomic library of the MHR1 gene was constructed by a known method. For the construction of a genomic library, a single copy vector YCp50 was used. Next, mhr1 mutant FL67 (FERM P-14987; MET α, ura3, h
is1, trp1), the yeast genomic library constructed with YCp50 was introduced as follows.

【0041】30℃でYPD液体培地(1%酵母エキス,2
%ポリペプトン及び2%グルコース)で生育した変異株
細胞を10mMのトリス−塩酸緩衝液(pH7.5 )の存在下で
1mMの塩化リチウムで処理した。その後、約75mg/ml の
サケ精子と45%ポリエチレングリコール4000の存在下
で、ゲノムライブラリーを処理後、変異株細胞に形質転
換した。
At 30 ° C., a YPD liquid medium (1% yeast extract, 2%
% Polypeptone and 2% glucose) were treated with 1 mM lithium chloride in the presence of 10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5). Thereafter, the genomic library was treated in the presence of about 75 mg / ml of salmon sperm and 45% polyethylene glycol 4000, and then transformed into mutant cells.

【0042】このようにして導入された変異株を、ヒス
チジン及びトリプトファンを含むSD寒天培地(2%グル
コース,0.67%のアミノ酸不含酵母エキス及び2%寒天
を含む培地)にまき、生育するコロニーを得た。次に、
得られたコロニーをグリセロールを含む寒天培地にレプ
リカし、37℃で生育するコロニーを得た。得られたコロ
ニーを、ヒスチジン及びトリプトファンを含むSD液体培
地(2%グルコース,0.67%のアミノ酸不含酵母エキ
ス)で培養し、培養菌体を得る。ガラスビーズで酵母の
菌体を破壊し、得られた無細胞抽出液を大腸菌DH5αに
導入し、アンピシリンを含むLB寒天培地(1%バクトト
リプトン,0.5 %酵母抽出物,0.5 %NaCl, 2%寒天,
pH7.2)に塗布した。生育したコロニーを、さらにアン
ピシリンを含むLB液体培地で培養することにより、プラ
スミドDNAを抽出した。
The thus introduced mutant strain is spread on an SD agar medium (a medium containing 2% glucose, 0.67% amino acid-free yeast extract and 2% agar) containing histidine and tryptophan, and the growing colonies are separated. Obtained. next,
The obtained colony was replicated on an agar medium containing glycerol to obtain a colony growing at 37 ° C. The obtained colony is cultured in an SD liquid medium (2% glucose, 0.67% amino acid-free yeast extract) containing histidine and tryptophan to obtain cultured cells. The yeast cells are destroyed with glass beads, the obtained cell-free extract is introduced into E. coli DH5α, and LB agar medium containing ampicillin (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl, 2% Agar,
pH 7.2). The grown colonies were further cultured in an LB liquid medium containing ampicillin to extract plasmid DNA.

【0043】次に、ヒスチジン(8mg/20ml プレート)
及びトリプトファン(8mg/20ml プレート)を含むSD寒
天培地(2%グルコース,0.67%のアミノ酸不含酵母エ
キス,2%寒天)で、30℃で5日培養し、生育するコロ
ニーをグリセロール寒天培地にレプリカーした。その中
から、37℃においてグリセロール寒天培地で生育できる
コロニーを選び、一つの候補を得た。
Next, histidine (8 mg / 20 ml plate)
Agar was cultured on SD agar medium (2% glucose, 0.67% amino acid-free yeast extract, 2% agar) containing tryptophan (8 mg / 20 ml plate) at 30 ° C for 5 days, and the growing colonies were replicated on glycerol agar medium. did. From these, colonies capable of growing on a glycerol agar medium at 37 ° C. were selected, and one candidate was obtained.

【0044】この候補(コロニー)を2mlのヒスチジン
(8mg/20ml プレート) とトリプトファン(8mg/20ml
プレート) を含むSD液体培地(2%グルコース,0.67%
のアミノ酸不含酵母抽出物)で、30℃で一晩培養した
後、0.5mmのガラスビーズで酵母の菌体を破壊した。得
られた無細胞抽出液を、D.Hanahan(J.Mol.Biol.,166(19
83),557-580)の方法に従って、大腸菌DH5αに導入し、
アンピシリン(50μg/ml) を含むLB寒天培地(1%バク
トトリプトン,0.5 %酵母エキス,0.5 %NaCl, 2%寒
天,pH7.2)に塗布した。
The candidate (colony) was mixed with 2 ml of histidine (8 mg / 20 ml plate) and tryptophan (8 mg / 20 ml).
Plate) containing SD liquid medium (2% glucose, 0.67%
, And cultured overnight at 30 ° C., and the yeast cells were destroyed with 0.5 mm glass beads. The obtained cell-free extract was subjected to D. Hanahan (J. Mol. Biol., 166 (19)
83), according to the method of 557-580), and introduced into E. coli DH5α,
It was spread on an LB agar medium (1% bactotryptone, 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl, 2% agar, pH 7.2) containing ampicillin (50 μg / ml).

【0045】37℃で1日培養し、生育したコロニーから
一つを選び、さらにアンピシリン(50μg/ml)を含むLB
液体培地で培養した(37℃で1日)。これより、アルカ
リ法(Nucleic Acid Res.,7,1513) を用いてプラスミド
DNAを抽出した。得られたプラスミドのBamHI 部位には
9.6kbpのDNA断片が含まれていた。
Cultured at 37 ° C. for 1 day, one of the grown colonies was selected, and LB containing ampicillin (50 μg / ml) was added.
The cells were cultured in a liquid medium (1 day at 37 ° C). From this, plasmid was prepared using the alkaline method (Nucleic Acid Res., 7, 1513).
DNA was extracted. The BamHI site of the resulting plasmid
A 9.6 kbp DNA fragment was included.

【0046】この9.6kbpのDNA断片をClaI, BamHI, MluI
などの制限酵素で切断し、その中から、mhr1変異株の組
換え、及び温度感受性に対する相補性を示す約0.7kbpの
DNA断片までにサブクローニングした。これをさらにpUC
118のHincII部位に挿入した。そして、A.L.F.DNA Seque
ncer(フアルマシャー社製)でその塩基配列を決定し
た。
The 9.6 kbp DNA fragment was digested with ClaI, BamHI, MluI
Cleavage with restriction enzymes such as recombination of the mhr1 mutant, and about 0.7 kbp of complementarity to temperature sensitivity
It was subcloned up to the DNA fragment. Add this to pUC
It was inserted into 118 HincII sites. And ALFDNA Seque
The nucleotide sequence was determined using ncer (Falmasha).

【0047】結果を配列番号3に示す。配列番号3で表
される塩基配列は、変異の性質を相補した遺伝子をクロ
ーニングすることにより得られたもので、野性型遺伝子
の塩基配列である。配列番号3の中に、推定153 アミノ
酸をコードする459bp のオープンリーディングフレーム
が存在した。オープンリーディングフレームにおけるア
ミノ酸配列を配列番号1に示す。
The result is shown in SEQ ID NO: 3. The nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 3 was obtained by cloning a gene complementary to the nature of the mutation, and is the nucleotide sequence of a wild-type gene. In SEQ ID NO: 3 there was a 459 bp open reading frame encoding a predicted 153 amino acids. The amino acid sequence in the open reading frame is shown in SEQ ID NO: 1.

【0048】この遺伝子断片をプローブとして、パルス
フィールド電気泳動で分けた酵母の16本の染色体上に対
して、サザンハイブリダイゼーションを行った結果、こ
の遺伝子はXII番目の染色体上にあることを明らかにし
た。野性型のMHR1遺伝子によって変異株のもつすべての
表現型が相補されたことを考え、この遺伝子は目的のも
のであることは間違いがないと判断した。
Using this gene fragment as a probe, Southern hybridization was performed on 16 chromosomes of yeast separated by pulse field electrophoresis. As a result, it was found that this gene is on the XII-th chromosome. did. Given that all the phenotypes of the mutant strain were complemented by the wild-type MHR1 gene, it was concluded that this gene was definitely the target.

【0049】〔実施例3〕mhr1遺伝子のクローニングと
変異部位の決定 変異株のmhr1遺伝子をクローニングし、さらに該遺伝子
の変異部位を検索した。mhr1変異株(FL67; FERM P-149
87) から、以下の手法により全ゲノムDNAを得た。
Example 3 Cloning of mhr1 Gene and Determination of Mutation Site The mhr1 gene of the mutant strain was cloned, and the mutation site of the gene was searched. mhr1 mutant (FL67; FERM P-149
87), whole genomic DNA was obtained by the following method.

【0050】YPD液体培地で30℃、48時間生育したmhr1
変異株細胞をチモリアーゼ100T(Zymolyase-100T; Seik
agaku Corporation, Tokyo, Japan)で細胞壁を除去した
後、1%SDS(ラウリル硫酸ナトリウム; Sodium Lauryl
Sulfate)の存在下、細胞を破砕させた。そして、抽出
液に対して、公知のDNA分離・精製手順(C.Guthrie and
G.R.Fink; Molecular Biology Academic Press Inc. S
an Diego, California, 1991)に従って、mhr1変異株の
全ゲノムDNAを調製した。
Mhr1 grown in YPD liquid medium at 30 ° C. for 48 hours
Mutant cells were transformed with zymolyase 100T (Zymolyase-100T; Seik
agaku Corporation, Tokyo, Japan), 1% SDS (Sodium Lauryl Sulfate; Sodium Lauryl)
Cells were disrupted in the presence of Sulfate). Then, a known DNA separation / purification procedure (C. Guthrie and
GRFink; Molecular Biology Academic Press Inc. S
an Diego, California, 1991), the whole genomic DNA of the mhr1 mutant was prepared.

【0051】得られた100ngの全ゲノムDNAのPCRを、10m
MTris-HCl、1.5mM MgCl2 、50mM KCl、0.125mMの各dNT
P、1pmolのプライマー、1.25 Uのtaq DNA ポリメラー
ゼ(Boehringer Mannheim 社製)を含む反応混合液で行
った。94℃でのインキュベーション25秒、続いて55℃で
のアニーリング30秒、さらに68℃でのポリメラーゼ反応
1分を1サイクルとし、これを35回サイクル行った。そ
の後、68℃でのポリメラーゼ反応を7分間に延長した。
なお、プライマーとしてフォワードプライマー(配列番
号5)及びリバースプライマー(配列番号6)を用い
た。
The PCR of 100 ng of the total genomic DNA obtained was
MTris-HCl, 1.5 mM MgCl 2 , 50 mM KCl, 0.125 mM dNT
P, a reaction mixture containing 1 pmol of primer and 1.25 U of taq DNA polymerase (Boehringer Mannheim) was used. Incubation at 94 ° C. for 25 seconds, followed by annealing at 55 ° C. for 30 seconds, and further one minute at 68 ° C. for one minute of the polymerase reaction were repeated for 35 times. Thereafter, the polymerase reaction at 68 ° C. was extended to 7 minutes.
In addition, a forward primer (SEQ ID NO: 5) and a reverse primer (SEQ ID NO: 6) were used as primers.

【0052】得られたmhr1遺伝子をpUC118のHinc IIの
位置に挿入し、その塩基配列を決定した。結果を配列番
号4に示す。配列番号4には、配列番号3で表したオー
プンリーディングフレーム上の296番目の位置(配列番
号3の塩基配列中、第421 番目の位置)に、一箇所の突
然変異(GからAへの置換)があった。これによって蛋
白質レベルで、99番目のアミノ酸がグリシンからアスパ
ラギン酸に変わっているものと推定される。そのアミノ
酸配列を配列番号2に示す。
The obtained mhr1 gene was inserted at the Hinc II position of pUC118, and its nucleotide sequence was determined. The result is shown in SEQ ID NO: 4. SEQ ID NO: 4 has a mutation (substitution from G to A) at position 296 on the open reading frame represented by SEQ ID NO: 3 (position 421 in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3). )was there. This suggests that the amino acid at position 99 has been changed from glycine to aspartic acid at the protein level. The amino acid sequence is shown in SEQ ID NO: 2.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明により、ミトコンドリアの相同的
組換えの欠損を引き起こす突然変異遺伝子及びこれら遺
伝子を含む組換え体プラスミドが提供される。本発明の
遺伝子は、真核生物の細胞呼吸機能の維持に不可欠であ
るミトコンドリアDNAの安定維持に必須であるので、ヒ
トの老化に伴う呼吸機能の低下の検出、及び発酵生産に
適用する強力な酵母菌株の育種に有用である。
Industrial Applicability According to the present invention, there are provided mutated genes which cause deficient homologous recombination of mitochondria and recombinant plasmids containing these genes. The gene of the present invention is essential for maintaining stable mitochondrial DNA, which is essential for maintaining the cell respiratory function of eukaryotes. Useful for breeding yeast strains.

【0054】[0054]

【配列表】[Sequence list]

配列番号:1 配列の長さ:153 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:タンパク質 配列: Met Cys Val Val Asn Leu Gln Asn Tyr Lys Gln Ser Val His Leu Tyr 1 5 10 15 Gln Asn Leu Cys Arg Leu Arg Tyr Leu Arg Asp Val Ala Gln Arg Lys 20 25 30 Glu Ser Asp Lys Leu Arg Lys Lys Asp Ser Asn Gly His Val Trp Tyr 35 40 45 Ser Gly Gln Tyr Arg Pro Thr Tyr Cys Gln Glu Ala Val Ala Asp Leu 50 55 60 Arg Glu Ser Leu Leu Lys Val Phe Glu Asn Ala Thr Pro Ala Glu Lys 65 70 75 80 Gln Thr Val Pro Ala Lys Lys Pro Ser Ile Tyr Trp Glu Asp Pro Trp 85 90 95 Arg Met Gly Asp Lys Asp Lys His Trp Asn Tyr Asp Val Phe Asn Ala 100 105 110 Leu Gly Leu Glu His Lys Leu Ile Gln Arg Val Gly Asn Ile Ala Arg 115 120 125 Glu Glu Ser Val Ile Leu Lys Glu Leu Ala Lys Leu Glu Ser His Pro 130 135 140 Thr Glu Gln Thr Glu Val Ser Ser Gln 145 150 153  SEQ ID NO: 1 Sequence length: 153 Sequence type: Amino acid Topology: Linear Sequence type: Protein Sequence: Met Cys Val Val Asn Tyr Lys Gln Ser Val His Leu Tyr 1 5 10 15 Gln Asn Leu Cys Arg Leu Arg Tyr Leu Arg Asp Val Ala Gln Arg Lys 20 25 30 Glu Ser Asp Lys Leu Arg Lys Lys Asp Ser Asn Gly His Val Trp Tyr 35 40 45 Ser Gly Gln Tyr Arg Pro Thr Tyr Cys Gln Glu Ala Val Ala Asp Leu 50 55 60 Arg Glu Ser Leu Leu Lys Val Phe Glu Asn Ala Thr Pro Ala Glu Lys 65 70 75 80 Gln Thr Val Pro Ala Lys Lys Pro Ser Ile Tyr Trp Glu Asp Pro Trp 85 90 95 Arg Met Gly Asp Lys Asp Lys His Trp Asn Tyr Asp Val Phe Asn Ala 100 105 110 Leu Gly Leu Glu His Lys Leu Ile Gln Arg Val Gly Asn Ile Ala Arg 115 120 125 Glu Glu Ser Val Ile Leu Lys Glu Leu Ala Lys Leu Glu Ser His Pro 130 135 140 Thr Glu Gln Thr Glu Val Ser Ser Gln 145 150 153

【0055】配列番号:2 配列の長さ:153 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:タンパク質 配列: Met Cys Val Val Asn Leu Gln Asn Tyr Lys Gln Ser Val His Leu Tyr 1 5 10 15 Gln Asn Leu Cys Arg Leu Arg Tyr Leu Arg Asp Val Ala Gln Arg Lys 20 25 30 Glu Ser Asp Lys Leu Arg Lys Lys Asp Ser Asn Gly His Val Trp Tyr 35 40 45 Ser Gly Gln Tyr Arg Pro Thr Tyr Cys Gln Glu Ala Val Ala Asp Leu 50 55 60 Arg Glu Ser Leu Leu Lys Val Phe Glu Asn Ala Thr Pro Ala Glu Lys 65 70 75 80 Gln Thr Val Pro Ala Lys Lys Pro Ser Ile Tyr Trp Glu Asp Pro Trp 85 90 95 Arg Met Asp Asp Lys Asp Lys His Trp Asn Tyr Asp Val Phe Asn Ala 100 105 110 Leu Gly Leu Glu His Lys Leu Ile Gln Arg Val Gly Asn Ile Ala Arg 115 120 125 Glu Glu Ser Val Ile Leu Lys Glu Leu Ala Lys Leu Glu Ser His Pro 130 135 140 Thr Glu Gln Thr Glu Val Ser Ser Gln 145 150 153 SEQ ID NO: 2 Sequence length: 153 Sequence type: amino acid Topology: linear Sequence type: protein Sequence: Met Cys Val Val Asn Leu Gln Asn Tyr Lys Gln Ser Val His Leu Tyr 1 5 10 15 Gln Asn Leu Cys Arg Leu Arg Tyr Leu Arg Asp Val Ala Gln Arg Lys 20 25 30 Glu Ser Asp Lys Leu Arg Lys Lys Asp Ser Asn Gly His Val Trp Tyr 35 40 45 Ser Gly Gln Tyr Arg Pro Thr Tyr Cys Gln Glu Ala Val Ala Asp Leu 50 55 60 Arg Glu Ser Leu Leu Lys Val Phe Glu Asn Ala Thr Pro Ala Glu Lys 65 70 75 80 Gln Thr Val Pro Ala Lys Lys Pro Ser Ile Tyr Trp Glu Asp Pro Trp 85 90 95 Arg Met Asp Asp Lys Asp Lys His Trp Asn Tyr Asp Val Phe Asn Ala 100 105 110 Leu Gly Leu Glu His Lys Leu Ile Gln Arg Val Gly Asn Ile Ala Arg 115 120 125 Glu Glu Ser Val Ile Leu Lys Glu Leu Ala Lys Leu Glu Ser His Pro 130 135 140 Thr Glu Gln Thr Glu Val Ser Ser Gln 145 150 153

【0056】配列番号:3 配列の長さ:680 配列の型:核酸 鎖の数:二本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:Genomic DNA 起源 生物名:サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces
cerevisiae) 株名:IL166-187 配列: AGAGTATGGA CAAGTACTAT ATTCTCAATT TCCCAACTTT TCGCAAACAC AGGTGGATAA 60 GCTGTTTGTG AGACCAAACT GGAGCAACAG AAAGCCATCA TTGAGAAGGG ACATCTGGAA 120 AATGT ATG TGT GTA GTG AAC TTG CAA AAC TAT AAG CAG AGT GTC CAT 167 Met Cys Val Val Asn Leu Gln Asn Tyr Lys Gln Ser Val His 1 5 10 CTA TAC CAG AAC CTC TGC CGG TTG AGA TAC CTC CGT GAT GTG GCA CAG 215 Leu Tyr Gln Asn Leu Cys Arg Leu Arg Tyr Leu Arg Asp Val Ala Gln 15 20 25 30 CGT AAG GAG AGT GAC AAG CTA AGA AAA AAG GAC TCT AAC GGG CAC GTC 263 Arg Lys Glu Ser Asp Lys Leu Arg Lys Lys Asp Ser Asn Gly His Val 35 40 45 TGG TAT AGC GGA CAG TAT AGA CCT ACA TAT TGT CAA GAG GCA GTG GCA 311 Trp Tyr Ser Gly Gln Tyr Arg Pro Thr Tyr Cys Gln Glu Ala Val Ala 50 55 60 GAC TTG CGG GAG TCC TTG TTG AAG GTG TTT GAG AAT GCC ACA CCA GCA 359 Asp Leu Arg Glu Ser Leu Leu Lys Val Phe Glu Asn Ala Thr Pro Ala 65 70 75 GAA AAG CAG ACA GTA CCC GCC AAA AAA CCG TCC ATA TAC TGG GAG GAC 407 Glu Lys Gln Thr Val Pro Ala Lys Lys Pro Ser Ile Tyr Trp Glu Asp 80 85 90 CCA TGG AGG ATG GGT GAC AAG GAC AAA CAT TGG AAT TAC GAT GTG TTC 455 Pro Trp Arg Met Gly Asp Lys Asp Lys His Trp Asn Tyr Asp Val Phe 95 100 105 110 AAT GCT CTG GGG CTG GAA CAC AAG CTT ATT CAG CGT GTG GGG AAC ATT 503 Asn Ala Leu Gly Leu Glu His Lys Leu Ile Gln Arg Val Gly Asn Ile 115 120 125 GCG AGG GAA GAA AGC GTT ATT CTG AAG GAA CTA GCT AAG CTC GAA TCA 551 Ala Arg Glu Glu Ser Val Ile Leu Lys Glu Leu Ala Lys Leu Glu Ser 130 135 140 CAT CCT ACA GAG CAG ACG GAA GTG TCT TCC CAG TAG AACGCTTCGT 597 His Pro Thr Glu Gln Thr Glu Val Ser Ser Gln 145 150 CATTAGATAT ACAAATGCAG GTAGAAAAAA AAACATATAT AAGCTCATGT AAATAGTGCA 657 ATGCAAACCT TTCTGCCAAA TCC 680
SEQ ID NO: 3 Sequence length: 680 Sequence type: nucleic acid Number of strands: double-stranded Topology: linear Sequence type: Genomic DNA Origin Organism name: Saccharomyces
cerevisiae) Strain name: IL166-187 Sequence: AGAGTATGGA CAAGTACTAT ATTCTCAATT TCCCAACTTT TCGCAAACAC AGGTGGATAA 60 GCTGTTTGTG AGACCAAACT GGAGCAACAG AAAGCCATCA TTGAGAAGGG ACATCTGGAA 120 AATGT ATG TGT GTA GTG AAG TAT GAG AAC TTG GAG AAC TTG GAG AAC TTG GAG AAC TTG GAG AAC TTG GAC ATG Gln Ser Val His 1 5 10 CTA TAC CAG AAC CTC TGC CGG TTG AGA TAC CTC CGT GAT GTG GCA CAG 215 Leu Tyr Gln Asn Leu Cys Arg Leu Arg Tyr Leu Arg Asp Val Ala Gln 15 20 25 30 CGT AAG GAG AGT GAC AAG CTA AGA AAA AAG GAC TCT AAC GGG CAC GTC 263 Arg Lys Glu Ser Asp Lys Leu Arg Lys Lys Asp Ser Asn Gly His Val 35 40 45 TGG TAT AGC GGA CAG TAT AGA CCT ACA TAT TGT CAA GAG GCA GTG GCA 311 Trp Tyr Ser Gly Gln Tyr Arg Pro Thr Tyr Cys Gln Glu Ala Val Ala 50 55 60 GAC TTG CGG GAG TCC TTG TTG AAG GTG TTT GAG AAT GCC ACA CCA GCA 359 Asp Leu Arg Glu Ser Leu Leu Lys Val Phe Glu Asn Ala Thr Pro Ala 65 70 75 GAA AAG CAG ACA GTA CCC GCC AAA AAA CCG TCC ATA TAC TGG GAG GAC 407 Glu Lys Gln Thr Val Pro Ala Lys Lys Pro Ser Ile Tyr Trp Glu Asp 80 85 90 CCA TGG AGG ATG GGT GAC AAG GAC AAA CAT TGG AAT TAC GAT GTG TTC 455 Pro Trp Arg Met Gly Asp Lys Asp Lys His Trp Asn Tyr Asp Val Phe 95 100 105 110 AAT GCT CTG GGG CTG GAA CAC AAG CTT ATT CAG CGT GTG GGG AAC ATT 503 Asn Ala Leu Gly Leu Glu His Lys Leu Ile Gln Arg Val Gly Asn Ile 115 120 125 GCG AGG GAA GAA AGC GTT ATT CTG AAG GAA CTA GCT AAG CTC GAA TCA 551 Ala Arg Glu Glu Ser Val Ile Leu Lys Glu Leu Ala Lys Leu Glu Ser 130 135 140 CAT CCT ACA GAG CAG ACG GAA GTG TCT TCC CAG TAG AACGCTTCGT 597 His Pro Thr Glu Gln Thr Glu Val Ser Ser Gln 145 150 CATTAGATAT ACAAATGCAG GTAGAAAAAA AAACATATAGCTAGATCATAGATCATAGAAGG TCC 680

【0057】配列番号:4 配列の長さ:680 配列の型:核酸 鎖の数:二本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:Genomic DNA 起源 生物名:サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces
cerevisiae) 株名:FL67 配列: AGAGTATGGA CAAGTACTAT ATTCTCAATT TCCCAACTTT TCGCAAACAC AGGTGGATAA 60 GCTGTTTGTG AGACCAAACT GGAGCAACAG AAAGCCATCA TTGAGAAGGG ACATCTGGAA 120 AATGT ATG TGT GTA GTG AAC TTG CAA AAC TAT AAG CAG AGT GTC CAT 167 Met Cys Val Val Asn Leu Gln Asn Tyr Lys Gln Ser Val His 1 5 10 CTA TAC CAG AAC CTC TGC CGG TTG AGA TAC CTC CGT GAT GTG GCA CAG 215 Leu Tyr Gln Asn Leu Cys Arg Leu Arg Tyr Leu Arg Asp Val Ala Gln 15 20 25 30 CGT AAG GAG AGT GAC AAG CTA AGA AAA AAG GAC TCT AAC GGG CAC GTC 263 Arg Lys Glu Ser Asp Lys Leu Arg Lys Lys Asp Ser Asn Gly His Val 35 40 45 TGG TAT AGC GGA CAG TAT AGA CCT ACA TAT TGT CAA GAG GCA GTG GCA 311 Trp Tyr Ser Gly Gln Tyr Arg Pro Thr Tyr Cys Gln Glu Ala Val Ala 50 55 60 GAC TTG CGG GAG TCC TTG TTG AAG GTG TTT GAG AAT GCC ACA CCA GCA 359 Asp Leu Arg Glu Ser Leu Leu Lys Val Phe Glu Asn Ala Thr Pro Ala 65 70 75 GAA AAG CAG ACA GTA CCC GCC AAA AAA CCG TCC ATA TAC TGG GAG GAC 407 Glu Lys Gln Thr Val Pro Ala Lys Lys Pro Ser Ile Tyr Trp Glu Asp 80 85 90 CCA TGG AGG ATG GAT GAC AAG GAC AAA CAT TGG AAT TAC GAT GTG TTC 455 Pro Trp Arg Met Asp Asp Lys Asp Lys His Trp Asn Tyr Asp Val Phe 95 100 105 110 AAT GCT CTG GGG CTG GAA CAC AAG CTT ATT CAG CGT GTG GGG AAC ATT 503 Asn Ala Leu Gly Leu Glu His Lys Leu Ile Gln Arg Val Gly Asn Ile 115 120 125 GCG AGG GAA GAA AGC GTT ATT CTG AAG GAA CTA GCT AAG CTC GAA TCA 551 Ala Arg Glu Glu Ser Val Ile Leu Lys Glu Leu Ala Lys Leu Glu Ser 130 135 140 CAT CCT ACA GAG CAG ACG GAA GTG TCT TCC CAG TAG AACGCTTCGT 597 His Pro Thr Glu Gln Thr Glu Val Ser Ser Gln 145 150 CATTAGATAT ACAAATGCAG GTAGAAAAAA AAACATATAT AAGCTCATGT AAATAGTGCA 657 ATGCAAACCT TTCTGCCAAA TCC 680
SEQ ID NO: 4 Sequence length: 680 Sequence type: nucleic acid Number of strands: double-stranded Topology: linear Sequence type: Genomic DNA Origin Organism name: Saccharomyces (Saccharomyces)
cerevisiae) Strain name: FL67 Sequence: AGAGTATGGA CAAGTACTAT ATTCTCAATT TCCCAACTTT TCGCAAACAC AGGTGGATAA 60 GCTGTTTGTG AGACCAAACT GGAGCAACAG AAAGCCATCA TTGAGAAGGG ACATCTGGAA 120 AATGT ATG TGT GTA GTG AAC TAG CAA GAT AAG TAG CAAG AAT GAT AGA TAG CAA GAT AGT GAT AGA GAT AGA TAG CAA GAG Ast GAG Ast G AAG TAG CAA GAG AAT GAT Ast GAG AAT GAT AAG GAT Asg Val His 1 5 10 CTA TAC CAG AAC CTC TGC CGG TTG AGA TAC CTC CGT GAT GTG GCA CAG 215 Leu Tyr Gln Asn Leu Cys Arg Leu Arg Tyr Leu Arg Asp Val Ala Gln 15 20 25 30 CGT AAG GAG AGT GAC AAG CTA AGA AAA AAG GAC TCT AAC GGG CAC GTC 263 Arg Lys Glu Ser Asp Lys Leu Arg Lys Lys Asp Ser Asn Gly His Val 35 40 45 TGG TAT AGC GGA CAG TAT AGA CCT ACA TAT TGT CAA GAG GCA GTG GCA 311 Trp Tyr Ser Gly Gln Tyr Arg Pro Thr Tyr Cys Gln Glu Ala Val Ala 50 55 60 GAC TTG CGG GAG TCC TTG TTG AAG GTG TTT GAG AAT GCC ACA CCA GCA 359 Asp Leu Arg Glu Ser Leu Leu Lys Val Phe Glu Asn Ala Thr Pro Ala 65 70 75 GAA AAG CAG ACA GTA CCC GCC AAA AAA CCG TCC ATA TAC TGG GAG GAC 407 Glu Lys Gln Thr Val Pro Ala Lys Lys Pro Ser Ile Tyr Trp Glu A sp 80 85 90 CCA TGG AGG ATG GAT GAC AAG GAC AAA CAT TGG AAT TAC GAT GTG TTC 455 Pro Trp Arg Met Asp Asp Lys Asp Lys His Trp Asn Tyr Asp Val Phe 95 100 105 110 AAT GCT CTG GGG CTG GAA CAC AAG CTT ATT CAG CGT GTG GGG AAC ATT 503 Asn Ala Leu Gly Leu Glu His Lys Leu Ile Gln Arg Val Gly Asn Ile 115 120 125 GCG AGG GAA GAA AGC GTT ATT CTG AAG GAA CTA GCT AAG CTC GAA TCA 551 Ala Arg Glu Glu Ser Val Ile Leu Lys Glu Leu Ala Lys Leu Glu Ser 130 135 140 CAT CCT ACA GAG CAG ACG GAA GTG TCT TCC CAG TAG AACGCTTCGT 597 His Pro Thr Glu Gln Thr Glu Val Ser Ser Gln 145 150 CATTAGATAT ACAAATGCAG GTAGAAAAAA AAACATATACT AGCTGCATCTAGA TTAGAGCATCAGAAAA 680

【0058】配列番号:5 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列: GGACATCTGG AAAATGTATGSEQ ID NO: 5 Sequence length: 20 Sequence type: number of nucleic acid strands: single strand Topology: linear Sequence type: other nucleic acid Synthetic DNA sequence: GGACATCTGG AAAATGTATG

【0059】配列番号:6 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列: TCTAATGACG AAGCGTTCTASEQ ID NO: 6 Sequence length: 20 Sequence type: Number of nucleic acid strands: Single strand Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA Sequence: TCTAATGACG AAGCGTTCTA

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

【図1】ミトコンドリア相同的組換えに関与する変異遺
伝子検出方法の概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a method for detecting a mutant gene involved in mitochondrial homologous recombination.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…受容細胞,2…供与細胞,3…ミトコンドリア,4
…ミトコンドリア,5…核,6…核,7…融合細胞,8
…組換え型DNAをもつミトコンドリア
1 ... recipient cell, 2 ... donor cell, 3 ... mitochondria, 4
... mitochondria, 5 ... nucleus, 6 ... nucleus, 7 ... fusion cells, 8
... mitochondria with recombinant DNA

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】配列番号1で表される野性型MHR1タンパク
質のアミノ酸配列のうち、少なくとも第99番目の1個の
アミノ酸が変異したアミノ酸配列を含むポリペプチドを
コードする変異型mhr1遺伝子。
1. A mutant mhr1 gene encoding a polypeptide comprising an amino acid sequence in which at least one amino acid at position 99 in the amino acid sequence of the wild type MHR1 protein represented by SEQ ID NO: 1 is mutated.
【請求項2】変異したアミノ酸配列が、配列番号2で表
されるものである請求項1記載の変異型mhr1遺伝子。
2. The mutant mhr1 gene according to claim 1, wherein the mutated amino acid sequence is represented by SEQ ID NO: 2.
【請求項3】請求項1又は2記載の遺伝子を含む組換え
体プラスミド。
3. A recombinant plasmid containing the gene according to claim 1 or 2.
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