JPH11507838A - 突然変異体を単離する方法、およびその相補的遺伝子をクローン化する新しい方法 - Google Patents

突然変異体を単離する方法、およびその相補的遺伝子をクローン化する新しい方法

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JPH11507838A JP9503751A JP50375197A JPH11507838A JP H11507838 A JPH11507838 A JP H11507838A JP 9503751 A JP9503751 A JP 9503751A JP 50375197 A JP50375197 A JP 50375197A JP H11507838 A JPH11507838 A JP H11507838A
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Abstract

(57)【要約】 本発明が属するの分野は、微生物の突然変異および当該突然変異体の選別の分野である。特に、本発明は単純で直接的且つ特異的な方法により、代謝突然変異体を得ることを目的とする。好ましい態様では、組換えDNAを含まない望ましい突然変異体を得ることも可能であり、これにより、簡略な法手続に起因して、ヒトによる消費物および適用のための製品にこれを組み込むことが容易になる。本発明による方法には、ランダム突然変異および望ましい代謝突然変異体の特異的選別が含まれる。二方向性マーカーをコードする核酸配列を含む核酸カセットであって、該核酸カセットは更に、二方向性マーカーをコードする核酸配列に動作可能に連結された基本転写ユニットを含み、前記核酸カセットは更に、前記基本転写ユニットに連結された誘導性エンハンサーまたはアクチベータ配列を含み、該エンハンサーまたはアクチベータ配列は、その誘導に際して前記二方向性マーカーをコードする核酸配列が発現されるように連結され、また前記誘導性エンハンサーまたはアクチベータ配列は代謝の一部の活性に関連した遺伝子に由来するような発現カセットと、突然変異体の選別法におけるその応用が権利請求されている。加えて、誘導性エンハンサーまたはアクチベータ配列の活性化レギュレータをコードする調節遺伝子xlnR、並びに同種もしくは異種のタンパクまたはペプチドの過剰発現における前記遺伝子および/またはその発現生成物の応用が記述される。前記遺伝子が存在しないかまたは不活性化されたノックアウト突然変異体、およびDNA結合能が増大もしくは低下した突然変異体もまた権利請求されている。

Description

【発明の詳細な説明】 突然変異体を単離する方法、およびその相補的遺伝子をクローン化する新しい方 法発明の背景 本発明は微生物の突然変異および突然変異体の選択の分野に属する。さらに詳 しくは、本発明は、簡便で、直接的かつ特異的な方法で代謝突然変異体を得るこ とに向けられている、好ましい態様においては、より簡略な法の手続きのために 、組み換えDNAを含まない所望の突然変異体を得ることにより、ヒトが消費す る産物またはヒトに適用する産物中へのその組込みを容易にすることもできる。 本発明の方法は、ランダム突然変異および所望の代謝突然変異体の特異的選択を 含む。該方法は適切には自動的に行うことができる。かかる突然変異体は、代謝 活性の増大または減少いずれかを示し得る。該方法の特異性は適用する選択条件 にある。得られた突然変異体は、代謝の所定の一部に関するその調節機能が突然 変異されている。該選択条件に応じて、過剰発現を示すであろう抑制解除された 突然変異体を単離でき、あるいは特定の代謝酵素活性が排除された突然変異体を 見出すことができる。かくして、望ましくない代謝酵素活性を排除し、あるいは 所望の代謝活性を増強することが可能となる。 本発明の方法は、産業において既に広く用いられている十分に特徴づけられた 供給源に対して、適切に実施することができる。例えば、過剰発現突然変異体は 、低コストで大量生産する酵素の主要な供給源として使用することができる。変 異を誘発すべき最初の株は、効果的な蛋白質分泌、大規模生産プロセスの利用可 能性、発酵液の後処理に関する経験、広範な遺伝学的知識および安全な微生物の 使用に関する保証のごとき当業者に公知のいくつかの要素に依拠するであろう。 また、本発明のもう1つの態様において、今や、機能を調節する特異的代謝遺 伝子を突きとめ同定することも可能となった。 現在まで、産業的に応用でき且つ自動化できた突然変異体の調製方法は、修正 されるべきであった特徴、突然変異体の選択およびそれに続く分析を行うことな く突然変異体誘発を行う方法であった。選択を用いる別法は、通常、富化行程に 、続いて増殖また非増殖に基づく選別を必要とした。このことは、多数の望まし くない突然変異体を最初に除去すべきことを意味した。また、現存する方法は不 適切な表現型を有する非常に多数の突然変異体を生じ、かくして低選択性を示す 。 数年前、Gist-Brocadesは、アスペルギルス・ニゲール(Aspergillus niger) のためのpluGBugマーカー遺伝子を用いない技術を開発し、紹介した。G. SeltenによるGIST94/60p5−7において、それを調節する遺伝子の高 い発現レベルを達成するためのグルコアミラーゼ調節領域を含む、アスペルギル ス・ニゲール(Aspergillus niger)のためのベクターについての説明がなされてい る。これは天然アスペルギルス・ニゲール(Aspergillus niger)によるグルコ アミラーゼの本来的に高い発現に基づいて調節領域として選択された。組換えD NA技術を用いて、選択マーカーであるアスペルギルス(Aspergillus)Amd Sと同様に注目する遺伝子に該調節領域を適切に融合させ、A.ニゲール(A.nig er )ホストへ発現カセットを導入した後、所望の形質転換体の選択を可能とした 。次いで、該発現カセットの複数のコピーはランダムにA.ニゲール(A.niger) ゲノムに組込まれた。該論文に記載されたごとく、生産された酵素はフィターゼ であった。ひき続いて、マーカーを含まない形質転換体の創生を達成できる。公 知の系において、amdS遺伝子は二方向性に使用できるので、マーカーを含ま ない組換え株の創生は実際には2段階プロセスである。まず形質転換工程で、提 供された発現カセットを有する最初の形質転換体を選択し、次いで第二の工程で 、amdS遺伝子を再び喪失した最終の組換え株を逆選択する。amdS遺伝子 はアセトアミドをアンモニウムおよびアセテートへ変換できる酵素をコードする 。アセトアミドは形質転換工程で唯一のN源として用いられる。組換え工程にお いて、例えば尿素のごとき第二の適当なN源と共に、フルオロアセトアミドを選 択的N源として用いる。生成物フルオロアセテートは他の細胞に対して毒性であ るので、その増殖は、発現カセット中のDNAリピートにわたる内部組み換えに よってamdS遺伝子を喪失した細胞に限られるであろう。この公知の方法に伴 う最大の問題は、その結果得られた系が組換え株であるという事実である。所望 の特性は「外来」核酸の組込みによって導入されなければならず、これは法的認 可に 要する期間を遅延させる可能性があり、また時には法的認可を妨げることすらあ る。加えて、該方法は修正された代謝を有する株の確立には適していない。酵素 カスケードおよび複数のフィードバックループの存在のため、特定遺伝子の単純 な組込みは常には所望の結果につながるとは限らない。コードされた特定の生成 物の過剰発現は別の生成物の付随した過剰発現によって補償され、あるいは下方 調節されて、かくして、組み込まれた遺伝子の効果が無くなる可能性がある。そ れゆえDNAの組込みは、所望の核酸の組込みは選択可能であるが所望の表現型 が必ずしも付随して達成されないという試行錯誤の場合がしばしばであろう。さ らに、マーカー遺伝子の喪失は時間を要する自然発生的なプロセスであり、該核 酸カセットを含む全ての形質転換体に生じることを保証することはできない。 微生物における株の改良は様々なレベルで生物を修飾することにより達成でき ることが知られている。転写レベルでの遺伝子発現の改良は、ほとんどの場合、 発現カセットの遺伝子量の増加と組み合わせて、注目する生成物をコードする高 レベルのmRNAを生じさせる強力なプロモーターの使用により達成される。こ れは形成された生成物の増加につながり得るが、この戦略は原則的に不利な点を 有する。プロモーターの複数コピーが存在するため、転写を駆動する転写レギュ レーターの量は限られ、レギュレーターの標的遺伝子または複数の該遺伝子の発 現が減少する結果となる。これはamdS遺伝子の多数のコピーを有するアスペ ルギルス・ニドゥランス(Aspergillus nidulans)株の場合(KellyおよびHynes,19 87:AndrianopoulosおよびHynes,1988)およびalcAプロモーターの制御下で異 種遺伝子の複数コピーを有するA.トゥランス(A.nidulans)株の場合(Gwynne ら,1987)に観察された。後者の場合において、alcA遺伝子の転写レギュレー ターをコードするalcR遺伝子の増加は、該発現カセットの発現を増加させる 結果となった(Gwynneら,1987;Davies,1991)。アスペルギルス・ニドゥランス(A spergillus nidulans )において判明した効果と類似して、アスペルギルス・ニ ゲール(Aspergillus niger)においては、転写を駆動する転写レギュレーター の制限に起因して、グルコアミラーゼ(glaA)プロモーターの使用において 同様の制限が観察された(Verdoesら,1993;Verdoesら,1995;Verdoes,1994)。gl aA調節遺伝子のクローニングは選択戦略の欠如によりこれまで導入を妨げられ てき た。 アラビナーゼ遺伝子発現の場合において、アラビナーゼ遺伝子投与量の増加に 際し、転写レギュレーターに対する明確な競合が見出されたが(Flipphiら,1994) 、このことは、研究された3つの遺伝子のすべてに共通の転写レギュレーターの 制限を反映している。 前記した技術水準の欠点に加え、ほとんどの調節蛋白質が細胞中に非常に低濃 度でしか存在せず、どの物質が調節を担うのかの決定を困難にさせているという 事実に起因して、レギュレーター遺伝子の単離および測定は今まで大変困難であ った。さらに、一般的に、調節生成物は酵素ではなく、DNA結合アッセイによ ってスクリーニングすることしかできず、その結果、同定および単離は困難で、 且つ大変時間のかかるものとなっている。調節遺伝子をクローン化するためにこ れまで使用されている戦略は、例えば次の通りである: −相補性によるもの。しかしながら、これは利用可能な突然変異体を要する; −調節蛋白質の精製によるもの。該蛋白質はDNA結合特性によって特徴付けす るしかないので、これは非常に面倒である。これらの精製のいくつかはマトリッ クスとして結合DNA断片を用いるアフィニティークロマトグラフィーを含む。 このタイプの精製における欠点の一つは、しばしば断片に対して1を越えるタン パク質が特異的ならびに非特異的に結合するということである。 −遺伝子のクラスター形成に基づくもの。ここに該調節遺伝子は、その遺伝子生 成物、例えばprnクラスター、alcクラスターなどによって調節される構造 遺伝子とゲノム的にクラスターを形成する。発明の詳細な説明 本発明者らは、今回、特定の望ましい酵素を過剰発現できる突然変異体微生物 の法的認可に必要な時間を短縮するために使用できる系を達成した。該系は「外 来」核酸の複数のランダムな挿入の問題、特に選択マーカー遺伝子の挿入の問題 を克服する。それは、所望の特性を達成するために外来核酸ですら必要としない 。その結果得られた突然変異体株は異種核酸を含まないであろう。さらに本発明 の系は、特異的な代謝突然変異を可能とし、望ましくない表現型につながる大量 の実験を回避する。 本発明は二方向性マーカーをコードする核酸配列を含む核酸カセットであって 、該核酸カセットはさらに該二方向性マーカーをコードする核酸配列に作動可能 に連結された基本転写ユニットを含むことと、該二方向性マーカーは更に、該基 本転写ユニットに連結された誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列を含 み、該エンハンサーまたはアクチベーター配列は、その誘導の際に二方向性マー カーをコードする核酸配列が発現されるように連結されていることと、該誘導性 エンハンサーまたはアクチベーター配列は代謝の一部の活性に関連する遺伝子に 由来することと、該誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列は代謝に関連 する遺伝子に由来することを特徴とする核酸カセットを目的とする。 基本転写ユニットは転写がリンクされている遺伝子の転写に必要ないずれの要 素をも具備している。それはエンハンサー配列を含むプロモーターあるいは含ま ないプロモーターも具備し得る。基本転写ユニットはホスト微生物において作動 しなければならない。基本転写ユニットはそれがその転写のための二方向性マー カー遺伝子に作動可能に連結されるように位置しなければならない。適当な例は 、例えば、アスペルギルス(Aspergillus)、トリコデルマ(Trichoderma)、ペ ニシリウム(Penicillium)、フサリウム(Fusarium)、サッカロミセス(Sacca romyces )、クルベロミセス(Kluyveromyces)およびラクトバチルス(Lactobac illus )のごとき多数のホスト細胞でよく知られている。実施例において、アス ペルギルス・ニゲール(Aspergillus niger goxC転写ユニットに由来する 基本転写ユニットtGOX(Whittingtonら1990)が本発明の実施可能な態様で示 されている。 誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列は、好ましくは、通常、酵素カ セットの調節に正常に関与し、または1以上のフィードバックループを伴う代謝 の一部に関与する。さらなる態様において、本発明の核酸カセットは、炭素代謝 に正常に関与する誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列を具備する。本 発明の核酸カセットに使用される誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列 の適当な例は、以下の核酸断片のいずれかに含まれる上流活性化配列(UAS) である: +++−各々アラビノフラノシダーゼA、アラビノフラノシダーゼBおよびエン ドアラビナーゼをコードするabfA、abfBおよびabnA遺伝子のプロモ ーターに由来する断片、 −グルコアミラーゼをコードするglaA遺伝子に由来する断片、 −alcRおよびalcAプロモーター上のごときalcR結合部位を有する断 片、 −CUPI遺伝子に由来する断片、 −PHO5遺伝子に由来する断片、 −GAL1、GAL7またはGAL10遺伝子に由来する断片、 −xlnA遺伝子に由来する断片、 −pgaII遺伝子に由来する断片。 例として、これらの断片は文献に記載されているごとく以下の生物から誘導さ れることができる: −各々アスペルギルス・ニゲール(Aspergil1us niger のアラビノフラノシダ ーゼA、アラビノフラノシダーゼBおよびエンドアラビナーゼをコードするab fA、abfBおよびabnA遺伝子のプロモーターに由来する断片(Flipphi M .J.A.ら1994)、 −アスペルギルス・ニゲール(Aspergillus niger のグルコアミラーゼをコー ドするglaA遺伝子に由来する断片(Fowler T.ら1990)、 −アスペルギルス・ニドゥランス(Aspergillus nidulans)のalcRプロモー ター上のalcR結合部位を含有する断片(Felenbok B.ら1994), −サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)のCUP1遺伝子 に由来する断片(Hinnen A.ら1995)、 −サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)のPHO5遺伝子 に由来する断片(Hinnen A.ら1995)、 −サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)のGAL1、GA L7またはGAL10遺伝子に由来する断片(Hinnen A.ら1995)、 −アスペルギルス・ニドゥランス(Aspergillus nidulans)のxlnA、xln B、xlnCまたはxlnD遺伝子に由来する断片、 −アスペルギルス・ニゲール(Aspergillus niger)のxlnB、xlnCまた は xlnD遺伝子に由来する断片(本明細書の他所参照)、 −アスペルギルス・トゥービゲンシス(Aspergillus tubigensis)のxlnAま たはxlnD遺伝子に由来する断片(de Graaffら1994)、 −アスペルギルス・ニゲール(Aspergillus niger)のpgaII遺伝子に由来 する断片(本明細書の他所参照)。 実施例において、xlnAのUASが本発明の実施可能な態様において示されて いる。 二方向性マーカーは当該分野で認められた用語である。それは使用した選択条 件に基いて、発現の存在または不存在を示すために使用できる選択マーカーから なる。好ましい二方向性マーカーは、致死性または極度の増殖低下に基いて、選 択性を付与する。別法として、二方向性マーカー遺伝子の発現また欠如に基づく 異なるコロニーの着色も可能な態様である。公知の二方向性マーカーの適当な例 は、facB、NiaD、AmdS、Can1、Ura3、Ura4およびPy rA遺伝子よりなる群で見い出されるべきものである。これによって本発明者ら はまた、PyrA相同体が文献中でPyrG、Ura3、Ura4、Pyr4お よびPyr1と呼ばれていることも指摘する。これらの遺伝子は例えば、以下の 生物において見出すことができる。アスペルギルス・ニドゥランス(Aspergillu s nidulans )におけるfacB遺伝子、アスペルギルス・ニゲール(Aspergillu s niger )におけるNiaD遺伝子、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus o ryzae におけるNiaD遺伝子、アスペルギルス・ニドゥランス(Aspergillus n idulans )におけるAmdS遺伝子、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosacch aromyces pombe )におけるCan1遺伝子、サッカロミセス・セレビシエ(Sacc haromyces cerevisiae )におけるUra3遺伝子、サッカロミセス・ポンベ(Sa ccharomyces pombe )におけるUra4遺伝子およびアスペルギルス(Aspergill us )、トリコデルマ(Trichoderma)、ペニシリウム(Penicillium)、フサリウ ム(Fusarium)、サッカロミセス(Saccharomyces)およびクルベロミセス(Klu yveromyces )におけるPyrA遺伝子である。 facB突然変異体、すなわち陰性表現型を用いた選択は、フルオロアセテー ト耐性に基いて起こり得る。FAC B+、すなわち、陽性表現型についての選 択は炭素源としてのアセテートに基いて起こり得る(Katz,M.E.およびHynes M.J. 1989)。niaD突然変異体、すなわち、陰性表現型を用いた選択は、塩素酸塩 耐性に基いて起こり得る。NIA D+、すなわち、陽性表現型についての選択 は、窒素源としての硝酸塩に基いて起こり得る(Unkles S.E.ら1989aおよび1989b )。amdS突然変異体、すなわち、陰性表現型を用いた選択は、フルオルアセ トアミド耐性に基いて起こり得る。AMD S+、すなわち、陽性表現型につい ての選択は、窒素源としてのアセトアミドに基いて起こり得る。ほとんどの真菌 類はアセトアミダーセ機能をコードする遺伝子を有しないので、AMD Sはか かる真菌類についての優性マーカーである。それはとりわけ、アスペルギルス・ ニゲール(Aspergillus niger)、アスペルギルス・ニゲール・バール・チュービ ゲネシス(Aspergillus niger var.tubigensis)、アスペルギルス・バール・ア ワモリ(Aspergillus var.awamori)、アスペルギルス・フェティダス(Aspergill us foetidus )、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)、アスペルギル ス・スブドウィー(Aspergillus svdowii)、アスペルギルス・ヤポニカス(Asperg illus japonicas )、アスペルギルス・アクレトゥス(Aspergillus aculeatus) 、ペニシリウム属(Penicillum)、トリコデルマ属(Trichoderma)においてそ れ自体用いられてきた(KellyおよびHynes1985、およびBaileyら1991)。can1 突然変異体、すなわち、陰性表現型を用いた選択は、カナバニン耐性に基いて起 こり得、ここにカナバニンはアルギニン類縁体である。CAN 1+、すなわち 、陽性表現型についての選択は、アルギニンに基いて起こり得る(Ekwall K.1991 )。オロチジン5’−P−デカルボキシラーゼをコードする遺伝子は、pyrA 、pyrGまたはura3として知られている。それは例えば、アスパルギルス 属(Aspergillus)、トリコデルマ属(Trichoderma)、ペニシリウム属(Penici llum )、フサリウム属(Fusarium)、サッカロミセス属(Saccharomyces)およ びクリベロシセス属(Kluyveromyces)の種々の生物について見出されてきた。 pyrA突然変異体、すなわち、陰性表現型を用いる選択はまた、pyrGまた はura3としても記載され、フルオロオロチニ酸耐性に基いて起こり得る。P YR A+およびその相同体、すなわち、陽性表現型についての選択は、ウリジ ンまたはウラシルの原栄養性に基いて成し得る。実施例において、アスペルギル ス・ニ ゲール(Aspergillus niger)からのpryA(Wilsonら1988)が本発明の実施可能 な態様で示されている。他の例も当業者に知られ、容易に文献中で見い出すこと ができる。用いられる選択マーカーは、突然変異させるホスト生物、および選択 性、信頼性ならびになかでも使用される基質のコストのごとき他の二次的な考慮 に依存する。 また、形質転換ベクターまたは発現ベクターに組み込まれた核酸カセットも、 本発明の範囲に含まれる。また、形質転換法および選択法におけるかかる核酸カ セットまたはベクターの適用も含まれる。特に、代謝の所定の部分に関与する酵 素の過剰発現を呈する突然変異体を作出する方法、代謝の所定の部分に関与する 酵素の発現の減少または阻害を呈する突然変異体を作出する方法、および代謝の 所定の部分に関与する調節遺伝子を測定および単離する方法における適用である 。 かくして、微生物の突然変異株の調製および選択する方法、該突然変異は、非 変異誘発株と比較して代謝の所定の部分を増強し、該方法は、 −前記請求項のいずれか1項による核酸カセットをホストに導入し、 該ホストは該核酸カセットの導入に先立って二方向性マーカーの発現に関連する 表現型を呈さず、 −得られた微生物を、該核酸カセットに含まれたエンハンサーまたはアクチベー ター配列が正常に作動する条件下であって、二方向性マーカーが発現され、好ま しくは該二方向マーカーの発現が増殖に連結された、および非発現が非増殖に連 結された条件下で培養し、 −前記培養条件下で二方向性マーカー遺伝子の発現に対応する表現型を呈する形 質転換体を選択し、 −選択された形質転換体に自体公知の方法で突然変異に付しし、 −得られた株を二方向性マーカーの発現に対応する表現型を持つ株に許容される 条件下であって、二方向性マーカーの非発現の結果となる、該核酸カセットを含 む非突然変異親における条件下、および代謝の所定の部分についての代謝可能な 基質の存在下で培養し、 −突然変異誘発に続く培養工程から得られた、二方向性マーカー遺伝子の発現に 対応する表現型を呈する株を、本発明の範囲内にある二方向性マーカーの非発現 の結果となる核酸カセットを含む非突然変異親のための選択条件下で選択するこ とを含む。 この方法の適当な態様において、 −誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列は、遺伝子xlnAに由来する 上流活性化配列(UAS)であり、 −代謝の所定の部分が、炭素代謝のキシラン分解部分であり、 −得られた微生物をエンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に作動し、二 方向性マーカーが発現する条件下で培養する培養工程が、UASのインデューサ ーの存在下であってUASのリプレッサーおよび代謝可能な炭素源の不在下での 培養を含み、 −二方向性マーカー遺伝子の発現に対応する表現型を呈する形質転換体の選択が 前記した培養条件下で生じる −選択された形質転換体の突然変異誘発後の培養工程が、二方向性マーカーの発 現に対応する表現型を持つ株に許容される条件下であって、二方向性マーカーが 非発現の結果となる核酸カセットを含む非突然変異親における条件下、すなわち 、UASのリプレッサーの存在下であって代謝可能な炭素源の存在下かつ所望に よりUASのインデューサーの存在下でも起こり、 −二方向性マーカー遺伝子の発現に対応する表現型を呈する株の突然変異誘発に 続く培養工程かリプレッサーから得られた株の選択が、二方向性マーカーの非発 現の結果を導く核酸カセットを含む非突然変異親のための選択条件下で起こる。 この方法のさらなる態様において、 −該核酸カセットは、二方向マーカーpyrAをコードする核酸配列を含み、 −該ホストは、該核酸カセットの導入に先立って、二方向性マーカーの発現に関 連するpyrA+表現型を呈さず、 −得られた微生物をエンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に作動し、二 方向性マーカーが発現される条件下で培養する培養工程が、エンハンサーまたは アクチベーターが正常に作動する条件下、すなわち、エンハンサーまたはアクチ ベーターのインデューサーの存在下であってエンハンサーまたはアクチベーター のリプレッサーの不存在下、かつ二方向性マーカーが発現される条件下で培養す ることを含み、 −二方向性マーカー遺伝子の発現に対応する表現型を呈する形質転換体の選択が 前記培養条件下で起こり、 −選択された形質転換体の突然変異誘発後の培養工程が、二方向性マーカーの発 現に対応する表現型を持つ株に許容される条件下であって、二方向性マーカーが 非発現の結果となる核酸カセットを含む非突然変異親における条件下、すなわち 、エンハンサーまたはアクチベーターのインデューサーの不在下、またはエンハ ンサーまたはアクチベーターのリプレッサーの存在下、かつ代謝の所定の部分に ついての代謝可能な基質の存在下で起こり、 −二方向性マーカー遺伝子の発現に対応する表現型を呈する株の突然変異誘発に 続く培養工程から得られた株の選択が、二方向性マーカーの非発現の結果となる 核酸カセットを含む非突然変異親につての選択条件下、すなわち、エンハンサー またはアクチベーターのインデューサーの不在下、またはエンハンサーまたはア クチベーターのリプレッサーの存在下で起こる。 適当には前記した適した態様はさらに −核酸カセットが二方向性マーカーpyrAをコードする核酸配列を含み、 −該ホストは該核酸カセットの導入に先立って二方向性マーカーの発現に関連す るpyrA+表現型を呈さず、 −誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が遺伝子xlnAに由来するU ASであり、 −得られた微生物がエンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に作動し、二 方向性マーカーが発現される条件下で培養される培養工程が、UASが正常に作 動する条件下、すなわち、キシロースまたはキシランのごときUASのインデュ ーサーの存在下であって、UASのリプレッサーの不存在下、すなわち、グルコ ースの不在下、および二方向性マーカーが発現される条件下での培養を含み、 −二方向性マーカー遺伝子の発現に対応する表現型を呈する形質転換体の選択が 、前記培養条件下で起こり、 −選択された形質転換体の突然変異誘発後の培養工程が、二方向性マーカーの発 現に対応する表現型を持つ株に許容される条件下であって、二方向性マーカーが 非発現の結果となる核酸カセットを含む非突然変異親における条件下、すなわち 、キシロースまたはキシランのごときUASのインデューサーの不在下、または UASのリプレッサーの存在下、すなわち、グルコースの存在下、および代謝可 能な炭素源の存在下で起こり、 −二方向性マーカー遺伝子の発現に対応する表現型を呈する株の突然変異誘発に 続く培養工程から得られた株の選択が、二方向性マーカーが非発現の結果となる 核酸カセットを含む非突然変異親についての選択条件下、すなわち、キシロース またはキシランのごときUASのインデューサーの不存在下、またはUASのリ プレッサーの存在下、すなわち、グルコースの存在下で起こる によって特徴付けられる。 さらに、微生物の非組み換え突然変異株を調製および選択する方法、非突然変 異株と比較して代謝の所定の部分を増強する該突然変異は、本発明の好ましい範 囲内である。この方法は、先の段落に記載したごとく、本発明の方法の工程を実 施し、続いて、導入された核酸カセットの核酸を自体公知の方法で交差させるこ とよりなる。 従前に示したごとく微生物の突然変異株を調製および選択する方法、該突然変 異は非突然変異誘発株と比較して、炭素代謝の所定の部分を阻害し、該方法は、 −前記したごとく本発明の核酸カセットをホストに導入し、 該ホストは、核酸カセットの導入に先立って二方向性マーカーの発現に関連する 表現型を呈さず、該ホストは代謝の所定の部分を特徴付けるタイプの低下したま たは阻害された活性を呈し、 −得られた微生物を、核酸カセットのエンハンサーまたはアクチベーター配列が 正常に作動し、核酸カセットの二方向性マーカーの非発現が、得られた微生物の 増殖および検出の結果となり、該二方向性マーカーの発現が好ましくは致死的で あるかるいは強力に増殖を阻害する条件下で培養し、 −前記培養条件の下で、二方向性マーカー遺伝子の発現に対応する表現型を呈す る形質転換体を選択し、 −選択された形質転換体に自体公知の方法で突然変異誘発に付し、 −突然変異誘発から得られた株を二方向性マーカーの非発現に対応する表現型を 持つ株の増殖に許容される条件下であって、代謝可能な基質の存在下、かつ核酸 カセットを含むまたは含まないいずれかの非突然変異ホストと比較して、代謝の 所定の部分の低下したまたは阻害された活性を示す条件下で培養し、 −代謝の所定の部分の低下したまたは阻害された活性に対応する表現型を示す、 突然変異誘発に続く培養工程から得られた株を、それに対する活性が低下または 阻害されるべき、代謝の部分についての基質として働く基質上での増殖に基づく 清澄ゾーンの減少のごとき、核酸カセットを含むまたは含まない非突然変異ホス トと比較して、代謝の所定の部分の低下したまたは阻害された活性を示す選択条 件下で選択すること からなる。 かかる方法のさらなる態様において −誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列は、遺伝子xlnAに由来する 上流活性化配列(UAS)であり、 −代謝の所定の部分は、炭素代謝のキシラン分解部分であり、 −得られた微生物が、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に作動し、 二方向性マーカーが発現される条件下で培養される培養工程が、核酸カセットの UASのリプレッサーの不在下、代謝可能な炭素源の存在下、およびまた好まし くはUASのインデューサーの存在下での培養を含み、 −二方向性マーカー遺伝子の発現に対応する表現型を呈する形質転換体の選択が 、前記培養条件下で起こり、 −選択された形質転換体の突然変異誘発後の培養工程が、二方向性マーカーの非 発現に対応する表現型を持つ株の増殖および検出に許容される条件下、二方向性 マーカーの発現に対応する表現型を持つ株の増殖および検出に許容されない条件 下、すなわち、ウリジンおよびフルオロオロチン酸の存在下であって、炭素代謝 の所定の部分の活性の結果となる核酸カセットを含む非突然変異親についての条 件下、すなわち、UASのインデューサーおよび代謝可能な炭素源の存在下、お よびUASのリプレッサーの不在下、例えばソルビトール、またはインデューサ ー様キシランもしくはD−キシロースと組み合わせた別の非抑制炭素源の存在下 で起こり、 −突然変異誘発に続く培養から得られた、炭素代謝の所定の部分の低下したまた は阻害された活性に対応する表現型を呈する株の選択が、キシラン上での増殖に 際しての清澄ゾーンの減少のごとき、核酸カセットを含むまたは含まないいずれ かの非突然変異体ホストに比較して、炭素代謝の所定の部分の低下したまたは阻 害された活性を示す選択条件下で起こる。 先の段落による方法の例が提供され、ここに、 −該核酸カセットは二方向性マーカーpyrAをコードする核酸配列を含み、 −該ホストは該核酸カセットの導入に先立って二方向性マーカーの発現と関連す るPYRA+を表現型を呈さず、 −得られた微生物が、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に作動し、 二方向性マーカーpyrAが発現される条件下で、培養される培養工程は、エン ハンサーまたはアクチベーターのインデューサーの存在下であって、エンハンサ ーまたはアクチベーターのリプレッサーの不在下、および二方向性マーカーpy rAが発現される条件下での培養を含み、 −二方向性マーカー遺伝子pyrAの発現に対応する表現型を呈する形質転換体 の選択は、前記培養条件下で起こり、 −選択された形質転換体の突然変異誘発後の培養工程は、二方向性マーカーの非 発現に対応する表現型、すなわちPYRA-表現型を持つ株の増殖および検出に 許容される条件下、PYRA+表現型を持つ株の増殖および検出に許容されない 条件下、かかる表現型は、二方向性マーカーの発現、すなわちウリジンおよびフ ルオロオロチン酸の存在を含むかかる条件に対応し、および代謝の所定の部分の 活性結果となる核酸カセットを含む非突然変異親についての条件下、すなわちエ ンハンサーまたはアクチベーターのインデューサーおよび代謝可能な基質の存在 下であって、アクチベーターまたはエンハンサーのリプレッサー、またはインデ ューサーと組み合わせた別の非抑制基質の不在下で起こる。 好ましい態様において、2段落前による本方法はさらに、 −該核酸カセットが二方向性マーカーpyrAをコードする核酸配列を含み、 −該ホストは該核酸カセットの導入に先立って二方向性マーカーの発現に関連し たPYRA+表現型を呈さず、 −誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列は遺伝子xlnAに由来するU ASであり、 −得られた微生物が−エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に作動し、 二方向性マーカーpyrAが発現される条件下で培養される培養工程が、UAS が正常に作動する条件下、すなわち、キシロースまたはキシランのごときUAS のインデューサーの存在下であって、UASのリプレッサーの不在下、すなわち 、グルコースの不在下および二方向性マーカーpyrAが発現する条件下での培 養を含み、 −二方向性マーカー遺伝子pyrAの発現に対応する表現型を呈する形質転換体 の選択が、前記培養条件下で起こり、 −選択された形質転換体の突然変異誘発後の培養工程が、二方向性マーカーの非 発現に対応する表現型、すなわちpyrA-表現型を持つ株の増殖および検出に 許容される条件下、PYRA+表現型を持つ株の増殖および検出に許容されない 条件下で、かかる表現型は、二方向性マーカーの発現型、すなわちウリジンおよ びフルオロオロチン酸の存在を含むかかる条件に対応し、および炭素代謝の所定 の部分の活性となる該核酸カセットを含む非突然変異親についての条件下、すな わち、UASのインデューサーおよび代謝可能な炭素源の存在下、およびUAS のリプレッサーの不存在下、例えばソルビトールまたは、インデューサー様キシ ランもしくはD−キシロースと組み合わせた別の非抑制炭素源の存在下で起こり 、 −突然変異誘発に続く培養工程から得られた、炭素代謝の所定の部分の低下した または阻害された活性に対応する表現型を呈する株の選択は、キシラン上での増 殖に際しての清澄ゾーン減少のごとき、核酸カセットを含むまたは含まないいず れかの非突然変異誘発ホストと比較して、炭素代謝の所定の部分の低下したまた は阻害された活性を示す選択条件下で起こる 方法である。 前記した方法は該核酸カセットの導入に先立って特徴づけられたホストで有利 に実施され、それは少なくとも二方向性マーカーをコードする核酸配列の一部に 一致する核酸を含み、該一致は該核酸カセットに含まれる核酸をコードする二方 向性マーカーの染色体において相同種組換えさせるに十分な程度である。この態 様は、予め決定された位置での該核酸カセットの組込みを確実にする。 さらに好ましい態様において、該核酸カセットは、このままではマーカー陰性 表現型およびマーカー陽性表現型数の低下を検出する際に不正確な結果となるの で、突然変異に誘発工程が該二方向性マーカーを不活化しないことを保証するた めに複数コピーにて組込まれるであろう。 本発明の好ましい態様において、核酸カセットは代謝の所定の部分に関与する 酵素の過剰発現を呈する突然変異体を作出する方法、代謝の所定の部分に関与す る酵素の低下したまたは阻害された発現を呈する突然変異体を作出する方法、お よび代謝の所定の部分に含まれる調節遺伝子を同定および単離する方法で使用で きるように構築された。特に、本発明者らは、炭素代謝における突然変異体のた めに使用されるごとき系を例示する。実施例において改変されたキシラン分解特 性を有する突然変異体、ならびにアラビノース溶菌およびペクチン分解経路にお ける突然変異体につながるアラビナーゼおよびポリガラクチュロナーゼ突然変異 体が記載される。実施例において、突然変異させる株としてアスペルギルス属(Aspergillus )が用いられているが、他のいずれの産業的に許容される微生物で も十分である。かかる微生物の例は、サッカロミセス属(Saccaromyces)、例え ばサッカロミセス・セレビシエ(Saccaromyces cerevisiae)、サッカロミセス ・ポンベ(Saccaromyces pombe)、アスペルギルス属(Aspergillus 、例えば アスペルギルス・ニドゥランス(Aspergillus nidulans)、トリコデルマ属(Tr ichoderma )、ペニシリウム属(Penicillium)、フサリウム属(Fusarium)、ク リベロミセス属(Kluvyeromyces)およびレクトバチルス属(Lectobacillus)で ある。他の例は当業者において自明であり、また多くは本明細書の他所で記載さ れている。今回、代謝の所定の部分についての過剰発現または発現を無効にする 株が作出できた。また、本発明者らは、誘導性エンハンサーまたはアクチベータ ー配列の活性化レギュレーターの同一特性および核酸配列を決定できた。特に、 かかる活性化レギュレーターが代謝に関与する場合、より具体的には、かかる活 性化レギュレーターが酵素カスケードまたはフィードバックループまたは複数フ ィード バックループを有する代謝の部分に関与する場合である。ひき続いて、かかる調 節遺伝子の核酸配列を、標的遺伝子の発現を増強するために使用できる。該標的 遺伝子とは、調節遺伝子によって調節される遺伝子である。好ましい態様におい で、かかる標的遺伝子は調節遺伝子の発現生成物に対する結合部位を有するであ ろう。通常、発現カセットにおいて、レギュレーターの標的遺伝子に関連したプ ロモーターを該調節遺伝子と組み合わせ、該プロモーターを発現させる同種また は異種蛋白質またはペプチドをコードする同種または異種配列に作動可能なよう に連結して、同種のおよび異種の蛋白質またはペプチドの発現にすら極めて有用 な発現カセットとすることができる。レギュレーターをコードする遺伝子は、そ の天然プロモーターまたは選択したホスト細胞において発現可能ないずれの他の プロモーターの制御下にあり得る。該プロモーターは構成的または誘導性であり 、どんなものでも特定の作出工程には最も望ましい。かかるカセットからなるベ クターまたはプラスミドがそうであるように、かかる組合せ発現カセットは、本 発明の範囲内にある。発現の程度はレギュレーターの存在量が非常に少なくとも もはや制限されず、かくして発現させるべき遺伝子の発現の程度は、同一のプロ モーターであるが調節遺伝子の付加的存在を持たないプロモーターの制御の下で 遺伝子が発現する相当するホスト細胞よりもずっと高くなる。かかる増加した発 現は、好ましくは通常、影響されるべき代謝経路の部分の成分を含む生物の細胞 において達成される。適当なホスト細胞は糸状菌細胞である。レギュレーターの 標的遺伝子を含むホスト細胞において、現に前記したタイプの組合せ発現カセッ トの組込みは、標的遺伝子の発現の増加、すなわちもし複数標的遺伝子が存在す るならば、標的遺伝子の発現の増加につながり得る。好ましくは、該標的遺伝子 はホスト細胞にとって内因性であろう。該組合せ発現カセットを含むホスト細胞 は、本発明の範囲内にある。 実施例において、キシラン分解経路のxylRのレギュレーターの核酸配列x lnRが提供されている。このレギュレーターに対する標的遺伝子は、遺伝子x lnA、xlnB、xlnCおよびxlnDならびにaxeAを含むことが判明 した。キシラナーゼA発現における増加が例示され、これはxylRレギュレー ターの標的遺伝子に対するxylR作用の一般的な適用性を示すために役立ち得 る。多数の配列が当該技術水準で公知であり、それは前記したxlnA、B、C およびD遺伝子およびaxeA遺伝子を含み、かかる情報は当業者ならば容易に 入手でき、これらは本明細書の一部であるとみなされる。xlnR核酸と組み合 わせて用いられる好ましい注目するプロモーターは、xlnA、xlnB、xl ncおよびxlnDから選択できる。また、axeAプロモーターの使用は、本 発明の適切な態様をなす。該プロモーターは当業者にとって当該技術水準で公知 であり、本明細書の一部とみなされる。該xlnAプロモーターはGraaffら1994 に記載されている。該xlnBプロモーターはKinoshitaら1995によって記載さ れている。該xlnDプロモーターはEP95201707.7に記載され、本 明細書の配列番号8の配列において配列リストに含まれている。該プロモーター 配列は、公知の配列を基にして容易に合成すること、また自体公知の標準法でそ れらを含む生物またはベクターから誘導することのいずれかが可能である。プロ モーター、エンハンサーまたはレギュレーターなる語は本来用いられ、プロモー ター、エンハンサーまはたレギュレーターを含む断片は、かかる実施性が損なわ れない限り使用可能である。本発明の構築体では、単なる関連配列の組み込みは 必ずしも必要とせず、いずれの隣接する干渉配列も存在しない。本発明によって 包含される発現生成物xylRをコードする核酸配列xlnRばかりではなく、 同等発現生成物および突然変異体発現生成物ならびに本発明の核酸配列自身の発 現生成物をコードする配列がある。xylRすなわち本明細書に記載した配列( =xlnR)をコードするxylRのいずれの適用も突然変異体およびかかる突 然変異体をコードする核酸配列に対し適用可能であり、それはmutatis mutandi の一部とみなされる。 本発明の核酸配列およびカセットの発現のために用いられる適した真菌類細胞 の例は、Aspergillus niger 、Aspergillus tubiegensis、Aspergillus aculeatu s、Aspergillus awamori、Aspergillus oryzae、Aspergillus nidulans、Asperg illus carbonarium、Aspergillus foetidus、Aspergillus terreus、Aspergillu s sydowii、Aspergillus kawachii、Aspergillus japonicus のごときAspergilli およびTrichodermaPenicillumならびにFusarium属の種である。また植物細胞 のごとき他の細胞も実施可能なホスト細胞であり、また本明細書の他所で別のホ ス ト細胞についても記載されている。 本発明の発現カセットを用いた発現のための、また本発明の核酸配列との組み 合わせにおいて特に興味深い遺伝子は、酵素をコードする遺伝子である。発現の ための適した遺伝子は、キシラナーゼ、グルカナーゼ、ヘキソースオキシダーゼ のごとき酸化還元酵素、α−グルクロニダーゼ、リパーゼ、エステラーゼ、フェ ルラ酸エステラーゼおよびプロテアーゼをコードする遺伝子である。これらは所 望の発現生成物例を限定するものではない。前記した遺伝子を含む多くの配列が 当該分野で公知であり、かかる情報は当業者ならば容易に入手でき、これらも本 明細書の一部とみなされる。該遺伝子は文献またはデータベースにおいて公知の 配列を基にして容易に合成するか、または自体に公知の標準法にてそれらを含む 生物またはベクターから誘導するかのいずれかが可能であり、それは当業者なら ばさらなる説明を必要とぜずに容易に利用できる知見であると考えられる。 配列番号9に従うxylRのアミノ酸配列と80%−100%の一致を示す発 現生成物、または配列番号9(948のヌクレオチド由来)のxlnRの核酸配 列におりコードされたごとき発現生成物は、本発明のキシラナーゼレギュレータ ー(xylR)の同等発現生成物であるとみなされ、従って本発明の範囲内にあ る。該同等発現生成物は、DNA結合活性を有するはずである。好ましくは、該 発現生成物は標的遺伝子の核酸と結合するはずなので、かかるDNA結合活性は 、該発現生成物が配列番号9で提供されたアミノ酸配列に結合するのと同等また はそれ以上になる。結合活性を決定するために好ましい標的遺伝子は、xylA 、xylB、xylCおよびxynDをコードする遺伝子、すなわち、xlnA 、xlnB、xlnCおよびxlnD遺伝子である。 また、xlnR遺伝子発現生成物xylRの突然変異体および少なくとも同程 度の標的結合活性を維持している配列番号9に従う核酸配列xlnRコードも請 求される。同等発現生成物の定義内にあるとみなされる突然変異体は、配列番号 9に従うアミノ酸配列に比してアミノ酸変化を有する特定の突然変異体を含む。 かかる同等体はそれらをコードする核酸配列なので、本発明の適した態様とみな される。1−15個のアミノ酸置換を有する突然変異体が適切であり、例えば、 1−5個のアミノ酸置換もまた同等発現生成物を形成する本発明の特に適した態 様をなすとみなされる。特定のアミノ酸の同種の他のアミノ酸での置換はそのペ プチド活性に顕著な影響を及ぼさないということは、当業者にとって一般的な知 見である。水治療法(hydropathy)の側面を基礎として、当業者はその置換が実施 可能であることを認識しているであろう。例えば、疎水性アミノ酸の他の疎水性 アミノ酸による置換および、疎水性アミノ酸の他の親水性アミノ酸による置換は 、本発明の適した実施例である発現生成物が結果として生じるであろう。かかる 置換は同等なる語の下に、本発明の範囲によって包含されるとみなされる。配列 番号9に従う核酸配列コードにおける点突然変異の結果、本発明の範囲内にある 核酸配列が生じると考えられる。かかる点突然変異の結果、アミノ酸レベルでの サイレント突然変異または前記したごとき置換突然変異体が生じ得る。また置換 突然変異も本発明によって包含され、ここで置換はいずれのタイプについても可 能である。好ましくは突然変異体の一致は配列番号9に従うアミノ酸配列に比し 85−100%であり、より好ましくは90−100%であり、最も好ましくは 95−100%である。配列番号9に従うアミノ酸配列と80−100%の一致 を示す、すでに前記で請求したアミノ酸配列は、同等なる語により包含されるの で、アミノ酸配列の20%まで欠失および/または置換が、好ましくは15%よ り少ない、より好ましくは10%より少ない、最も好ましくは5%より少ない本 発明のアミノ酸配列が含有される。かかる突然変異体は1以上のアミノ酸配列部 分において欠失および/または置換を含む。しかしながら、かかる欠失および/ または置換突然変異体は、亜鉛フィンガー結合部位に対応するアミノ酸配列およ びRRRLWWモチーフに対応するアミノ酸配列を含むであろう。1−5個のア ミノ酸欠失突然変異体は本発明の範囲内にあるとみなされる。5個より多いアミ ノ酸欠失および/または5個より多い置換および/または点突然変異を有する欠 失突然変異もDNA結合活性を維持し得る。好ましくは、かかるより多数の欠失 および/または置換および/または点突然変異は、該アミノ酸配列のおよび該核 酸配列のコードに対応する部分のN末端半分において生じる。調節および活性化 に関わると考えられる最も重要な領域は、亜鉛フィンガー結合領域由来の該アミ ノ酸配列のC末端半分に存在し、欠失突然変異体それ自体は好ましくは、少なく ともこのアミノ酸配列部分を含む。好ましくは、ヌクレオチド1110ないし1 260位のヌクレオチド由来の配列番号9でコードされたものに対応する亜鉛フ ィンガー結合領域に突然変異が存在しないことであろう。もし突然変異が存在す る場合は、好ましくは、それは亜鉛に配位する6個のシステイン間のスペーシン グを含むべきではなく、最も好ましくは、いずれの突然変異も6個のシステイン それ自身のいずれをも含むべきではない。さらに好ましくは、配列番号9に従う アミノ酸配列に存在するRRRLWWモチーフに突然変異が存在しないことであ る。欠失はアミノ酸配列の1以上の断片で起こってもよい。しかしながら、かか る欠失突然変異体は亜鉛フィンガー結合領域に対応するアミノ酸配列およびRR RLWWモチーフに対応するアミノ酸配列を含む。1−15個のアミノ酸の欠失 、好ましくは1−10個のアミノ酸の欠失、最も好ましくは1−5個のアミノ酸 の欠失は、同等性を保証する適当した態様である。 同等核酸配列の態様は、配列番号9に従うxylRののごとき、または配列番号 9に従うxlnRの核酸配列によってコードされるごとき同一のアミノ酸配列を 有する発現生成物コードする核酸配列である。配列番号9に従うxylRのアミ ノ酸配列と80−100%の一致を示す発現生成物をコードする核酸配列、また は配列番号9に従うxylRをコードする核酸配列によってコードされたごとき 核酸配列もまた、xlnRの同等核酸配列であるとみなされ、これも本発明の範 囲内にある。本発明の同等核酸配列のもう一つの態様は、核酸配列番号9から誘 導されたプライマーまたはプローブに対して実施例で定義したごとき特異的最小 ストリンジェンシィー条件の下でハイブリッド形成可能な核酸配列であり、該プ ライマーまたはプローブは非亜鉛フィンガー結合領域から誘導され、該プライマ ーまたはプローブは少なくとも20個のヌクレオチドの長さを有している。一般 的にプローブおよびプライマーに適した長さは20−60個のヌクレオチドの間 であり、好ましくは25−60個である。好ましくは、プローブまたはプライマ ーは、該Zincフィンガー結合領域由来の配列番号9に従う半分をコードする C−末端から誘導される。本発明の核酸配列の好ましい態様は、核酸配列番号9 に対する実施例で例示された、少なくともストリンジェントの特異的条件の下で ハイブリッド形成が可能であろう。同等核酸配列は、例えば、前記したごとき核 酸配列番号9に基づくプライマーを用いるPCRによって他の生物から誘導でき よう。また、現に定義したごとき同等核酸配列の発現生成物も本発明の範囲内に あるとみなされる。逆にまた、本発明の同等アミノ酸配列をコードする核酸配列 も同等核酸配列なる語の範囲内であるとみなされる。特に、同等核酸配列および 糸状菌および植物から誘導可能なかかる配列の発現生成物は、本発明の好ましい 態様である。好ましくは、同等核酸配列は1110ないし1260位からのヌク レオチド由来の配列番号9でコードされたものに対応する亜鉛フィンガー結合領 域をコードする核酸配列を含むであろう。好ましい態様において、該同等核酸配 列は亜鉛に配位する6個のシステインをコードするはずである。さらなる態様に おいて、システイン間のスペーシングが配列番号9に従うそれに対応するはずで ある。 また、前記した同等核酸配列および発現生成物の種々の態様の特性の組み合わ せからなる態様も本発明の範囲内にある。また、該亜鉛フィンガー結合ドメイン における突然変異を有する突然変異体も、DNA結合の増加を示し得るので請求 される。また、DNA結合の減少を示す突然変異体も、本発明の範囲内にあると みなされる。かかる突然変異体は該Zincフィンガー結合ドメインに突然変異 を有するかもしれない。特に、配列番号9にて提供されたアミノ酸配列の突然変 異体を請求する。 また、少なくとも15個のヌクレオチドの配列番号9に従う核酸配列の断片も 、本発明の範囲内にある。かかる断片は同等配列を検出および単離するためにプ ローブまたはプライマーとして使用できる。特に、2個以上のかかる断片の組み 合わせが、かかる同等配列を検出するおよび/または単離するためのキットにお いて有用であり得る。好ましくは、断片は配列番号9に従うアミノ酸配列のC末 端半分から誘導されよう。適したキットの態様において、一つの断片は該亜鉛フ ィンガードメインを形成する核酸配列の一部からなるのではない。実施例におい て、プライマーとして使用される断片の適した組み合わせを例示した。これらの プライマーとともに実施例に例示したごとき、PCRを介して得られたいずれの 配列も、本発明の範囲内にあるとみなされる。実施例で用いられたハイブリッド 形成条件は、選択のために必要な最小ストリンジェンシィーを提供する。さらな るストリンジェンシィー条件は、配列番号9で得られた配列の相同性を高めるた めに、Sambrookらによって記載されたストリンジェントハイブリッド形成条件の ごときを適用できる。一般的により低い塩濃度はよりストリンジェントな条件を 意味する。また、完全配列の標的遺伝子結合活性を示すポリペプチドである、ま たはそれをコードする配列番号9に従う配列断片はいずれも、ハイブリッド形成 および/または突然変異および/または完全配列に対する遺伝的コードの同義性 の点で、前記に定義されたごときに定義された同等性をもって同等核酸配列また はそのアミノ酸配列であるとして、本発明の範囲内に含まれる。 また、前記したごときxylRまたはその同等配列をコードする核酸配列を含 むベクターまたはプラスミドも、かかる配列を含むベクターまたはプラスミドお よびかかる付加的配列を含むホスト細胞をなすので、本発明の範囲内にある。配 列番号9またはその同等体の核酸配列をコードする少なくとも一つの付加的コピ ーを運ぶ微生物または植物細胞のごとき、形質転換されたホスト細胞は、本発明 の範囲内にある。好ましくは、種々の態様は体系づけられ、該配列はベクター、 プラスミドまたはホスト細胞で発現可能である。該調節遺伝子は完全な配列番号 9または単にその配列コードをホスト細胞で作動可能な別のプロモーターと組み 合わせて含み得る。ホスト細胞の適切な例は、本明細書の他所で提供した。配列 番号9に従う配列コードを組み込み得る種々のホスト細胞のための適切で作動可 能なプロモーターは当業者には明らかであろう。特に、本明細書に明確に記載し たホスト細胞に対する構成的プロモーターまたは誘導可能なプロモーターは公知 であり、過度の負担無く本発明の研究に利用できる。 同種または異種蛋白質あるいはペプチドの生産のための工程が提供され、該工 程はホスト細胞において同種蛋白質またはペプチドをコードする核酸配列の発現 からなり、該ホスト細胞はさらにxlnRまたはそれもまた発現されるその同等 体のごとき調節遺伝子をコードする核酸配列の付加的コピーからなる。現に記載 したごとき工程は、好ましくは、組合せ核酸発現カセットを用いて実施され、こ れは第一のプロモーターに作動可能なように連結された調節遺伝子を含み、該カ セットはさらに第二のプロモータを含み、該第二のプロモーターは通常該レギュ レーターの標的遺伝子と関連づけられ、該標的遺伝子プロモーターは発現する同 種または異種蛋白質あるいはペプチドですらコードする核酸配列に作動可能なよ うに連結される。第一のプロモーターは該調節遺伝子と本質的に関連づけられた プロモーターであり得るが、またホスト細胞において作動可能なように選択され たプロモーターであってもよい。発現の程度は、レギュレーターが非常に少量し か存在しなくとももはや制限されず、かくして発現すべき遺伝子の発現の程度は 、調節遺伝子の付加的な存在を持たずに遺伝子が発現するホスト細胞に比して、 ずっと高くなる。かかる発現の増加は、好ましくは、通常、影響する代謝経路の 部分の成分を含む生物の細胞において達成される。適したホスト細胞は植物細胞 または微生物である。適切には、該微生物は真菌類であり得、特にそれは糸状菌 であり得る。適したホスト細胞の例は、本明細書の他所に与えられ、これも本明 細書の一部とみなされてよい。レギュレーターの標的遺伝子を含むホスト細胞に おいて、現に前記した種の組み合わせ発現カセットの組み込みは、標的遺伝子の 発現の増加すなわち、複数標的遺伝子が存在すれば、標的遺伝子の発現の増加に つながる。好ましくは、該標的遺伝子は該レギュレーターに本来備わっている。 好ましくは、かかる標的遺伝子は該ホスト細胞にとって内因性である。実施例に おいて、キシラン分解経路xlnRのレギュレーターの核酸配列を提供した。こ のレギュレーターについて本来備わっている標的遺伝子は、遺伝子xlnA、x lnB、xlnCおよびxlnDならびにaxeAを含むことが判明し、これら の遺伝子それ自身は好ましくは標的遺伝子である。他の標的も存在し、それも標 的遺伝子なる語に含められるとみなされる。本発明のホスト細胞についての種々 の態様が、本請求に包含される。もし調節配列および標的遺伝子の双方が該ホス ト細胞に本来存在していれば、該調節配列は複数コピー中に存在することになる 。かかる微生物は自然の微生物に比して、該標的遺伝子プロモーターによって調 節された遺伝子を過剰に発現するであろう。 今、キシラナーゼレギュレーターについての配列が知られているので、キシラ ナーゼレギュレーターをノックアウトできるようになった。ひとたびノックアウ トされるべき遺伝子の核酸配列が公知となれば、ノックアウトホスト細胞の作出 は標準的な技術となる。この方法はBerkaら(1990)およびEP95201707 .7の実施例11(これは、そのコピーが本文書を提出する際に含まれ、その実 施例自身も実施例として本明細書にコピーされた、同時係属欧州特許出願である 。 )において記載された方法に類似して実施できる。かかるノックアウトはキシラ ン分解活性をなくし得たホスト細胞を与える。xlnR遺伝子のノックアウトの ためにキシラン分解活性をなくしたホスト細胞は、キシラン分解活性が無いこと を選択する同種または異種発現生成物を生産するために使用できる。ノックアウ トされたxlnR遺伝子を有するホスト細胞は、本発明の範囲内にある。かかる ホスト細胞は好ましくは、植物細胞または糸状菌である。かかる糸状菌は好まし くは、Aspergillusである。多くの適したホスト細胞における実施例は、本明細 書の他所で提供された。 本発明の選択および突然変異誘発法用いて到達し得る調節遺伝子における突然 変異を有するホスト細胞は、該調節遺伝子の正常な活性を持つコピーで補足を受 け得る。かかる補足された株は次いで、該レギュレーターによって調節されるい ずれの標的遺伝子の産物も発現するであろう。これらの標的遺伝子産物は、補足 を受けないレギュレーター陰性突然変異体の場合においては存在しないであろう 。両株からそれ自身公知の方法で得られた蛋白質バンドを比較すれば、いずれの 標的遺伝子が該レギュレーターによって調節されるかが明らかになるであろうし 、ひとたびその発現生成物が同定されれば、次いで、自体公知の方法でそれに対 応する新規標的遺伝子が同定できる。この方法において、既に知られているもの 以外の他の標的遺伝子を、即時の実施例においてキシラナーゼレギュレーターx ylRに対して見いだすことができる。実施例 実施例1:プラスミドの構築 実施例1.1:選択プラスミドpIM130の構築 選択プラスミドpIMI30は図1に示したごとくに構築した。PCRIにて 、オリゴヌクレオチド1(配列番号:1) 5’CACAATGCATCCCCTTTATCCGCCTGCCGT−3’( 式1) およびオリゴヌクレオチドA(配列番号:2) 5’−CAATTGCGACTTGGAGGACATGATGGGCAGATG AGGG−3’(式2) を用いて、プラスミドpIM120(de Graaffら、1994)から断片を生じさせた 。オリゴヌクレオチド1はAspergillus tubigensis xlnAプロモーター(de Graaffら、1994)から誘導し、600−619位(配列番号:5)にNsiI部 位を含む10個のヌクレオチドを付加した。オリゴヌクレオチドAの3’末端は 、転写開始部位(708−723位)(配列番号:6)の直前で終わる、Asperg illus niger goxC転写ユニット(Whittingtonら、1990)から誘導し、一方5 ’末端は、転写開始部位で始まる(341ないし359、配列番号:7)A.nige r pyrA遺伝子の暗号領域から誘導した(Wilsonら、1988)。 断片Aは、最終容量100μl中に10μl*反応緩衝液(100mMトリス −HCl、pH8.3、500mM KCl、15mM MgCl2、0.01 %ゼラチン)、1.25mMの4種のデオキシヌクレオチド三リン酸各々16μ l、プラスミドpIM120 DNA1ng、オリゴヌクレオチド1およびA各 々1μgを含むPCRによって生じさせた。この反応混合液を混合し、1μlの TAQポリメラーゼ(5U/μl)(Life Technologies)を添加した。該DNA を92℃3分間のインキュベーション、次いで92℃1分、48℃1分、72℃ 1分の25サイクルによって変性させた。25サイクル後、混合液を72℃で5 分間インキュベートした。アガロース電気泳動による該反応生成物の分析は、約 250bpの断片を明らかにし、これは該遺伝子の配列を基に推定されたサイズ に一致する。 PCR2にて、オリゴヌクレオチド2(配列番号:3) 5’−AGAGAGGATATCGATGTGGG−3’(式3) およびオリゴヌクレオチドB(配列番号:4) 5’−CCCTCATCTGCCCATCATGTCCTCCAAGTCGCA ATTG−3’(式4) を用いて、プラスミドpGW635(Goosenら、1987)から断片を生じさせた。オ リゴヌクレオチドBの5’末端は、A.niger goxC基本転写ユニット(70 8−723位、配列番号:6)(Whittingtonら、1990)から誘導し、一方、3 ’末 端は転写開始部位で始まるA.niger pyrA遺伝子の暗号領域から誘導した。 オリゴヌクレオチド2はpyrA暗号領域(339−359位、配列番号:7) から誘導し、602位(配列番号:7)にてEcoRV制限部位をつないだ。 断片Bは、この場合においては反応混合液にオリゴヌクレオチド2およびBを 各々1μg、ならびにプラスミドpGW635DNA1ngを含んだ以外は、断 片Aと同一の方法で生じさせた。アガロース電気泳動による反応生成物の分析は 、約250bpの断片を明らかにし、これはpyrA遺伝子の配列を基に推定さ れたサイズに一致する。 電気泳動後、断片AおよびBをアガロースゲルから単離した。該断片をアガロ ースゲルから切り取り、その後ISCOカップを用いた電気溶出によりアガロー ス片からそれらを回収した。このカップの大および小容器双方に透析膜を設置し 、該カップを0.005×TAE(1000mlにつき50×TAE緩衝液:2 42.0gトリズマベース(Sigma)、7.1ml氷酢酸、100mlの0.5 M EDTA pH8.0)で満たし、カップの大容器中にアガロース片を置い た。次いで、1*TAEを含む陽極チャンバーに大容器、1*TAE/3M Na Acを含んだ陰極に小容器として、カップを電気溶出装置に置いた。断片を10 0Vで1時間電気溶出した。この期間の後、カップを電気溶出装置から取り出し 、大容器から緩衝液を除去し、他方、小容器からは緩衝液は上部からのみ除去し た。DNA断片を含む残りの緩衝液(200μl)をカップ中で蒸留水に対し3 0分間透析した。最終的にDNAは、0.1容量の3M NaAc、pH5.6 および2容量の冷(−20℃)エタノールの添加により沈殿させた。DNAを4 ℃にて14,000×gで30分間の遠心分離(エッペンドルフ遠心機)によっ て集めた。上清を除去した後、DNAペレットをSavant Speedvac真空遠心機を 用いて乾燥させた。DNAを10μlのTE緩衝液(TE:10mMトリス/H Cl pH7.2、1mM EDTA pH8.0)に溶解させ、標準として既 知濃度のラムダDNAおよびDNA検出のためのエチジウムブロマイド染色を用 いて、該濃縮液をアガロースゲル電気泳動によって同定した。 断片AおよびBは、この場合においては反応混合液にオリゴヌクレオチド1お よび2を各々1μg、ならびに断片AおよびBを各々およそ50μg含んだ以外 は、PCR1と同一であるPCR3にて融合させた。アガロースゲル電気泳動に よる反応生成物の分析は、約500bpの断片を明らかにし、これは該遺伝子の 配列を基に推定されたサイズに一致する。 得られた断片Cを記載したごときにアガロースゲルから単離し、次いで制限酵 素NsiIおよびEcoRVを用いて消化した。DNAを次の溶液からなる反応 混合液中で37℃にて3時間消化させた;5μl(≒0.5μg)DNA溶液; 2μlのおよそ10×反応緩衝液(Life Technologies);10U反応酵素(Life T echnologies)および滅菌蒸留水で最終容量20μlにする。消化後、DAN断片 をアガロースゲル電気泳動によって分析し、次いで記載したごときにゲルから単 離した。 pIM130の最終構築体に対し、5μgのプラスミドpGW635を、最終 容量500μl中50Uの制限酵素EcoRVおよびXbaIを用いて、記載し たごとくに消化した。生成物の分離後、2.2kb EcoRV/XbaI断片 (断片D)を電気溶出によってアガロースゲルから単離した。同様に1μgベク ターpGEM−7Zf(+)(Promega)を制限酵素NisI/XbaIを用いた消 化により調製し、消化後これを電気泳動にかけ、電気溶出によりアガロースゲル から単離した。 プラスミドpIM130を下記の連結反応によって構築した:100ng p GEM−7Zf(+)NisI/XbaI断片を50ng断片Cおよび50ng 断片Dおよび4μ15*連結反応緩衝液(成分;500mMトリス−HCl、p H7.6;100mM MgCl2;10mM ATP;10mMジチオスレイ トール:25%PEG−6000)および1μl(1.2U/μl)のT4DN Aリガーゼ(Life Technologies)を最終容量20μl中にこの混合液を添加した 。14℃16時間のインキュベーション後、該混合液を滅菌水で100μlに希 釈した。該希釈混合液10μlを、Sambrookら、1989によって記載されたごとき に調製し、大腸菌(E.coli)DH5a感応細胞を形質転換するために使用 した。 得られた2つのコロニーをアンピシリン100μg/mlを含むLB培地(1 000ml当たりのLB培地:10gトリプチカーゼペプトン(BBL)、5g 酵母抽出物(BBL)、10gNaCl、0.5mMトリス−HCl pH7. 5)中で一晩増殖させた。培養物からプラスミドDNAをManiatisら(1982)によ って記載されたごときアルカリ溶菌法によって単離し、これを所望のプラスミド pIM130をかくまうクローンを選択するための制限酵素分析に用いた。10 0mg/mlのアンピシリンを含むLB培地で増殖させたpIM130を含む大 腸菌(E.coli)DH5a培養物500mlから大スケールでプラスミドD NAを単離した(Maniatisら、1982)。該プラスミドをCsCl遠心分離により精 製し、フェノール溶菌させ、エタノール沈殿させおよび400μlTEに溶解さ せた。収量はおよそ500μgであった。 実施例1.2:プラスミドpIM135の構築 プラスミドpIM120から、pyrA暗号領域および末端領域に融合させた goxC基本転写ユニットを含む二次プラスミドを構築した。PCR4にて、N siI部位を含む10個のヌクレオチドを付加したgoxC基本転写ユニット( 640−660位、配列番号:6)から誘導したオリゴヌクレオチド3、 5’−CACAATGCATCGTATAAGTAACCTCGTTCG−3’ (式5) およびオリゴヌクレオチド2(式3)を用いて、プラスミドpIM120から断 片を生じさせた。生じた断片をゲルから単離し、NsiIおよびEcoRVで消 化し、プラスミドpGEM−7Zf(+)にてpGW635の2.2kb Ec oRV/XbaI断片とともにクローン化し、これを実施例1.1に記載したご ときにXbaI/NsiIで消化して、結果としてプラスミドpIM135を得 た。 該プラスミドpIM135は、いずれの所望の誘導可能なエンハンサーまたは アクチベーター配列、代謝を含む遺伝子のUASも有する、本発明のベクターを 調製するための構築伝達体として使用できる。pIM135は二方向性マーカー 遺伝子(pyrA)に作動可能なように連結された基本転写ユニット(tGOX )を含む。 実施例2:プラスミドpIM130を用いたA.nigerの形質転換 Aspergillus最小培地(MM)(1リットル当たり含量:6.0g NaNO3 、1.5g KH2PO4、0.5g MgSO4・7H2O、0.5g KCl、 示されたごとき炭素源、pH6.0および1mlのVishniac溶液(1リ ットル当たり含量10g EDTA、4.4g ZnSO4・7H2O、1.0g MnCl2・4H2O、0.32gCoCl2・6H2O、0.32g CuSO4 ・5H2O、0.22g(NH46Mo724・4H2O、1.47g CaCl2 ・2H2O、1.0g FeSO4・7H2O、pH4.0)からなる培地250 mlに2%グルコース、0.5%酵母抽出物、0.2%カザミノ酸(ビタミンフ リー)、10mM L−アルギニン、10μMニコチンアミド、10mMウリジ ンを添加し、株NW205(cspA1、pyrA6、nicA1、argB1 3)1×106胞子/mlとともにインキュベートし、オービタルNew Br unswickシェーカーにて250rpm、30℃で16−18時間菌糸体を 増殖させた。該菌糸体をブフナー漏斗および穏やかな吸引を用いてミラクロス( ナイロンガーゼ)上で収穫し、SP6(SP6:0.8%NaCl、10mM Na−リン酸緩衝液pH6.0)で数回洗浄した。150mgのノボザイム23 4を20ml SMC(SMC:1.33Mソルビトール、50mM CaCl2 、20mM MES緩衝液、pH5.8)に溶解し、そこへ1g(湿潤重量) の菌糸体を加え注意深く懸濁させた。この懸濁液を30℃で1−2時間緩やかに 振とうしながらインキュベートし、30分毎に菌糸を注意深く再懸濁させ、プロ トプラストを計数するためのヘマチトメーターを用いてプロトプラスト形成をモ ニターするため試料を採取した。十分なプロトプラストが存在した時(1×103 以上)、これらを注意深く再懸濁させ滅菌ガラスウールプラグ上での濾過によ り菌糸残渣を除去した。該プロトプラストをベンチ遠心機で4℃3000rpm にて10分間の遠心分離によって集め、5mlのSTC(STC:1.33Mソ ルビトール、50mM CaCl2、10mMトリス/HCl、pH7.5)中 に注意深く再懸濁した。この洗浄工程を2回繰り返し、該プロトプラストを最終 的にSTCに1×105/mlの密度で再懸濁させた。 形質転換は、1μgのpIM130DNA(10−20μlTE中に溶解)を 50μのPEG緩衝液(PEG緩衝液:25%PEG−6000、50mM C aCl2、10mMトリス/HCl pH7.2)とともに200μlのプロト プラスト懸濁液に添加しすることにより実施し、ピペッティングにより数回上下 させて穏やかに混合し、室温で20分間インキュベートした。この後、2mlの PEG緩衝液を添加し、該溶液を穏やかに混合し、室温でさらに5分間インキュ ベートし、次いで4mlのSTCを添加してボルテックスミキサーで穏やかに混 合した。また、5μg pIM130ならびに、1および5μgのプラスミドp GW635DNAを用いてこれを行った。陰性対照としては、20μlのTEを 該プロトプラストに添加した。 次いで、この懸濁液の一部1mlを4mlの浸透圧を安定化させた上層寒天に 添加し、炭素源として100mMD−グルコースまたは100mMD−キシロー スのいずれかを有するMMSを含むプレートに注いだ(上層寒天で穏やかに回し 入れてプレートを被覆する)。これらの培地は(MMS)は0.8M KClを 用いてまたは1.33Mソルビトールを用いることによって浸透圧を安定化させ た。 再分化のパーセンテージを決定するために、該プロトプラストの連続希釈を形 質転換の前(未処理のプロトプラストは氷上で維持された)、および形質転換後 (陰性対照から得られた)に調製した。100μlの10-3、10-4、10-5お よび10-6希釈を10mMウリジンを添加したMMSプレートに2づつ(duplica te)にて平板培養した。 そこで菌類がプラスミドpGW635を用いて形質転換された陽性対照につい ては、すべてのプレートでコロニーが見られた。しかしながら、KClで安定化 させた培地での形質転換頻度は(1−10形質転換体/μgプラスミドDNA) 、ソルビトールで安定化させた培地(100−1000形質転換体/μgプラス ミドDNA)よりもずっと低かった。このことは後者の培地で再分化頻度が非常 に高かったことにより、これはKClで安定化させた培地における2−5%に比 して、約90%であった。 プラスミドpIM30を用いた形質転換の場合は、炭素源としてD−キシロー スを含む培地では形質転換体は見られたが、D−グルコースを含む培地では見ら れなかった。ソルビトールで安定化させた培地での頻度は約100/μgプラス ミドDNAであったが、KClで安定化させた培地での頻度は1/μgDNAよ り低かった。 実施例3 形質転換体の分析 100mM D−グルコース、100mM D−グルコース/1%オートスペル ト・キシラン(Sigma #X0627)および1%オートスペルト・キシランを含有するM M上で平板培養することによって、実施例2で得られたpIM130からの形質 転換体を分析した。選択した形質転換体をこれらの培地にレプリカ平板培養し、 30℃でインキュベートした。形質転換体の約75%はキシラン含有培地上で増 殖しており、他方、D−グルコースを含有する培地上では増殖は見い出されなか った。コロニーの残りの25%は全ての3つのテストした培地上で増殖した。 予測された表現型(キシラン含有培地上の増殖、D−グルコース含有培地上の 非増殖)を有する5つの形質転換体の選択は、サザン分析によって行った。実質 的にGraaffら,1988によって記載されているごとく植物RNAを単離するのに使 用される修飾手法によって菌類DNAを単離した。培養基中で一晩増殖させた菌 糸体を収穫し、冷生理食塩水で洗浄し、液体窒素中で凍結し、−80℃で貯蔵し た。マクイロディスメンブレーター(Braun)を用いて0.5gの凍結菌糸体を破 壊することによって単離した。得られた菌糸体粉末を新たに調製した抽出緩衝液 で抽出した。抽出緩衝液を以下のごとくに調製した:1mlトリ−イソプロピル ナフタレンスルホン酸(TNS)(20mg/ml)を1mlのp−アミノサリチ ル酸(PAS)(120mg/ml)と徹底的に混合し、0.5ml 5×RNB 緩衝液を添加した(5×RNBは1リットル(pH8.5)中に121.10g トリス、73.04g NaClおよび95.10g EGTAを含有した)。1 .5mlフェノールの添加の後に、抽出緩衝液を55℃で10分間平衡化させた 。次いで、暖かい緩衝液を菌糸体粉末に添加し、ボルテックスミキサーを用いて 懸濁液を徹底的に1分間混合した。1mlのクロロホルムの添加後、懸濁液を1 分間再混合した。ソルボール(Sorvall)高速遠心機を用いる104×gでの10分 間の遠心の後、水相を等容量のフェノール/クロロホルム(1:1)でもう1回 抽出し、次いで、クロロホルムで2回抽出した。以下の手法を用い、DNAを水 相から単離した:DNAを室温にて2 容量のエタノールで水相から直ちに沈殿させ、続いて、104×gにて10分間 、Sorvall高速遠心機を用いる遠心によって収集し、DNAを蒸留した滅菌水に 再溶解させ、それを再度エタノールで沈殿させることによって洗浄し、RNAs eA(20gμg/ml)を最終溶液に添加することによってRNAを除去した 。 野生型としてのA.ニゲール(A.niger)N402(cspA1)および前記し た5種のpIM130形質転換体から単離した高分子量DNA(1−2μg)を 製造業者の指示に従ってHpaI(Life Technolgies)で消化した。得られた断片 をアガロースゲル電気泳動によって分離し、Maniatisら(1982)によって記載され た高結合(High−bond)N膜に移した。A.ニゲール(A.niger)pyrA 遺伝子をプローブとして含有する、Sambrookら(1989)によって記載されているご とくに調製した、32P−標識した3.8kb XbaI断片を用いるハイブリダ イゼーションを以下の手法に従って行った(Sambrookら;68℃における3−5 時間の6×SSC(1000ml当たり20×SSC:175.3g NaCl 、107.1gクエン酸ナトリウム・5.5H2O、pH70)、0.1%SDS、 0.05ピロリン酸ナトリウム、5*デンハート溶液(500ml当たり100× デンハート溶液:10gFicoll−400、10gポリビニルピロリドン、 10gウシ血清アルブミン(PentaxフラクションV)および20μg/m l変性ニシン精子DNA)中でのプレハイブリダイゼーションおよび68℃にお ける15−18時間の変性放射性標識プローブを含有する同一緩衝液中でのハイ ブリダイゼーション、続いての68℃における3×SSC、0.1%SDS中で の2回の洗浄、および68℃における0.2×SSC、0.1%SDS中での2回 の洗浄。膜をサランラップで被覆し、コニカ製X−線フィルムおよび正規増感ス クリーンを備えたコダックX−オステック(Omatic)カセツトを用い、−70℃で 一晩オートラジオグラフィーに付した。 その結果、10kbのハイブリダイジングバンドがN402レーンで見い出さ れ、他方、このバンドは形質転換体NW205::130#1およびMW205 ::130#2およびMW205::130#3では失われる。形質転換体NW 205::130#1およびMW205::130#3においては、15kbハ イブリダイジング断片が見い出され、他方、MW205::130#2では、2 0kbバンドが見い出される。これらの結果は、各々、相同pyrA遺伝子座に おける単一および二重コピー組込みに対応する。形質転換体MW205::13 0#4およびMW205::130#5におい ては、該プラスミドが非相同遺伝子座に取り込まれた。形質転換体NW205: :130#2を突然変異誘発につき選択した。 pIM130のUAS断片はUASの刺激活性を呈するための陽性レギュレー ターに必要な結合部位を含む。かくして、pIM130を含むホスト細胞におけ るxlnRの阻害の結果、pIM130に存在するに方向マーカーの陰性発現と なった。xlnRの発現はキシランまたはキシロースによって誘導される。かく して、かかる基質の存在の結果、もしホストがxlnRを保有するならば、pI M130の二方向マーカーの発現となる。 pIM130のUAS断片は、アスペルギルス・ニゲール(Aspergillus niger )xlnA遺伝子の天然UASに存在するcreAの阻害活性に必要な部位を含 まない。かくして、グルコースの存在は、A.ニゲールをCRE A*とし、引 き続いて、xlnAのUASおよびxlnDおよびaxeAのごときキシラン分 解酵素をコードする遺伝子を阻害し、また、前記したキシラン分解酵素をコード する遺伝子のUASのアクチベーターをコードするxlnR遺伝子を阻害する、 すなわち、pIM130の陰性発現の結果となるキシラン分解酵素発現を抑制す る。 実施例4:突然変異体の選択 実施例4.1:抑制された突然変異体の選択 NW205::130#2の胞子を5ml ST(ST:0.8% NaCl 、0.05%Tween20)中で収穫し、高周波数で振盪し、菌糸体デブリス を滅菌ガラスウールプラグ上の濾過によって除去した。ベンチ遠心機にての室温 における3000rpmでの10分間の遠心によって胞子を収集し、5ml生理 食塩水に再懸濁させた。この洗浄工程を2回反復し、胞子を最終的に1ml当た り1*107の密度にて生理食塩水に再懸濁させた。10mlの胞子懸濁液をガラ スペトリ皿に分散させ、UVを用いて18エルグ/mm2/分の線量で2分間照 射した。突然変異誘発の後、105および106胞子を、3%D−グルコースを含 有するMM+10mM L−アルギニン+10μMニコチンアミド上、および3 %D−グルコース/3%オートスペント・キシラン(Sigma #X0627)を含有するプ レートで平板培養した(各10プレート)。 4−7日後に、その形態に基づいて、3つのクラス:大きくて胞子形成された コロニー、中程度のサイズのよく胞子形成されたコロニーおよび小さくて貧弱な 胞子形成のコ ロニーに分けることができる、プレート当たり5−10突然変異体コロニー(接 種した106胞子)が見い出された。これらの突然変異体から20をランダムに 選択し、選択された突然変異体を、異なる炭素源または基質を含有する培地でテ ストした。突然変異体コロニーは、D−グルコース、D−グルコース/キシラン およびキシランを含有する培地で成長できることが判明し、一方、親株のNW2 05::130#2のみは、炭素源としてキシランを含む培地で成長することが 出来た。加えて、これらの突然変異体を異なる色原体基質:4−メチルウンベリ フェリル−β−D−シキロシド(β−キシロシダーゼ、エンドキシラナーゼ)(S igma #M7008)、4−メチルウンベリフェリルアセテート(アセチル−キシランエ ステラーゼ)(Sigma #M0883)、4−メチルウンベリフェリル−α−L−アラビノ フラノシド(アラビノフラノシダーゼ)(Sigma #M9519)上で、およびレマゾール ブリリアントブルー修飾キシラン(エンド−キシラナーゼ)(Sigma #M5019)上で テストした。メチルウンベリフェル誘導体は、D−グルコース、D−グルコース /キシランおよびキシランを含有する培地最終濃度に1mMで添加し、他方、R BB−キシランをD−グルコース/キシランおよびキシランを含有する培地に最 終濃度1mg/mlで添加した。テストした全てのこれらの基質につき、D−グ ルコース含有培地上での増殖後の突然変異体で酵素活性が見い出され、他方、親 株NW205::pIM130#2で発現は見い出されなかった。キシランを含 有する培地で、NW205::pIM130と比較してこれらの酵素の増大した 発現が見い出された。テストした突然変異体のうち、突然変異体5Bは最高レベ ルの発現を有していた。この場合において、選択は、キシラノリシスの阻害剤、 すなわちグルコースとして正常に活性な基質で起こった。発現が抑制の不存在下 で起こり得るかを確認するために、キシラン分解遺伝子xylanのインデュー サーも含ませた。かかる対照テストは、好ましくは、本発明の方法に含まれる。 突然変異体は明らかに抑制を示した。 生産された活性レベルの比較のために、A.ニゲールN402および突然変異 体5Bを共に炭素源として1.5%粗製小麦アラビノ−キシランを含有するMM 上で培養した。試料を24、42、72および96時間に採取し、α−L−アラ ビノフラノシダーゼ、エンド−キシラナーゼおよびβ−キシロシダーゼの活性を 測定した。結果(図2A、B、C)は、全ての3種の酵素に対する突然変異体株 につき活性の増大を示した。α−L−アラビノフラノシダーゼおよびエンド−キ シラナーゼ活性は最も強く増加した。 実施例4.2:非発現突然変異体の選択 株NW205::130#2の胞子を収穫し、実施例4.1に記載したごとく に突然変異させ、引き続いて、10mMウリジン、10mML−アルギニンおよ び0.8mg/mlの5−フルオロオロチン酸(Sigma #F5013)を含有するMM上 で平板培養した。これらのプレートを30℃で4−7日間インキュベートした。 PYR−表現型を有する64の増殖コロニーを、1%キシラン+10mMウリジ ン+10mML−アルギニン+10μMニコチンアミドを含有するMM上で平板 培養することによってキシリナーゼ発現につき分析した。テストしたこれらの6 4の突然変異体のうち、10はキシラン含有プレート上で清澄ゾーンの減少を与 え、潜在的キシラナーゼレベルの低下を有した。これらの突然変異体の表現型を 、ウリジンの存在および不在下で、D−グルコース、D−グルコース/キシラン およびキシランを含有する培地上で確認した。全ての10の突然変異体はウリジ ンを含まない培地では増殖しなかった。 さらなる分析のため、これらの突然変異体を、50mMフラクトース+10m Mウリジン+10mM L−アルギニン+10μMニコチンアミドを含有するM M上にて、30℃で18時間前培養し、しかる後、菌糸体を収穫し、1gの湿潤 菌糸体を、1%キシランを含有するMMおよび10mM D−キシロース+10 mMウリジン+10mML−アルギニン+10μMニコチンアミドを含有するM Mに移した。30℃における5.5時間のインキュベーションの後、菌糸体およ び培養濾液を収穫した。培養濾液を1mM NaP1pH5.6に対して透析し、 しかる後、キシラナーゼ(Baileyら,(1991))を測定し、β−キシロシダーゼ活 性を測定した(表1)。キシラナーゼならびにβ−キシロシダーゼ発現レベルが共 にこれらの選択した突然変異体では強く減少することが判明した。 実施例5 非発現突然変異体の相補性 5.1 A.ニゲール・ゲノミックプラスミドライブラリーの構築 プラスミドライブラリーの構築のために、最終容量100μl中の3.5U Sau3A(Life-Technologies)を用い、製造業者の指示に従って、実施例3に 記載したごとくに単離した、A.ニゲールNM128(cspA1、nicA1 、pyrA6、goxC17)のゲノムDNA10μgを37℃で30分間部分 的に消化した。アガロースゲル電気泳動による断片の分離の後、6.7kbない し9.4kbのサイズ範囲の断片を、低融点アガロースゲルから切断し、Sambroo kら(1989)が記載したごとくに単離した。合計6つの消化物から4μgの断片を 最終濃度100ng/μlにて単離した。得られた断片600ngを製造業者の 指示に従って100ngのBamHI消化のpUC18(Pharmacia #27526201) 中で連結した。連結後、4μgの得られた連結混合物を用いて、製造業者の指示 に従って、100μlの大腸菌(E.Coli)DH5α混在能力の充分な(M ax Efficiency)細胞(Life Technologies)を形質転換させた。6 つの引き続いての形質転換実験の結果、約5*104コロニーが得られた。これら のコロニーの再懸濁および100μg/mlアンピシリンを含有するTY培地( 100ml当たりの培地:16g上級ペプトン(select peptone)140(Life Te chnologies)、10gのNaClおよび10gの酵母エキス)中での37℃での 3時間の培養の後、プラスミドDNAを単離し、CsCl遠心によって精製した 。 5.2 非発現突然変異体の相補性 非発現突然変異体の相補性のため、選択した3種の突然変異体、NW205: :130Ac1−4、NW205::130 Ac1−15およびNW205: :130Ac4−4につきこれらの株のプロトプラストを調製し、実施例2に記 載したごとくに形質転換させた。これらの形質転換実験においては、108プロ トプラストを用い、これを実施例5.1に記載したA.ニゲールプラスミドライ ブラリーの20μg DNAと組み合わせ、また自律複製プラスミドpHELP 1(GemsおよびClutterbuck,1993)の10μgDNAと合わせたプラスミドライ ブラリーの10μgと組み合わせ、また自律複製プラスミドpHELP1の10 μgDNAと合わせたプラスミドライブラリーの20μgDNAとを組み合わせ た。陽性対照として、2μgのpGW635を用いた。形質転換手法の後、10 μMニコチンアミドおよび10mM L−アルギニンを補足した炭素源としての 50mM D−キシロースを含有する1.33Mソルビトールで安定化させたM M上で混合物を平板培養した。約4日後、コロニーが陽性対照プレートに出現し 、これを計数し、他方、6日後に相補性プレートからコロニーを拾うことができ た。 1%オートスペルトキシラン、1mM 4−メチルウンベルフェリル−β−D −キシロシド、10μMニコチンアミドおよび10mM L−アルギニンを含有 する培地上で平板培養することによって、得られた形質転換体コロニーを分析し た。30℃での6−7時間のインキュベーションの後に、xx蛍光コロニーを検 出した。2−3日後、これらのコロニーのまわりのキシランの清澄化が出現した 。 実施例6:A.ニゲールxlnR遺伝子のクローニング 実施例6.1: A.ニゲールxlnR遺伝子の単離 A.ニゲールxlnR遺伝子を得られた形質転換体から単離し、実施例5.2 に記載したごとくに選択した。NW205::130 Ac1−4、NW205 ::130 Ac1−15およびNW205::130 Ac4−4から得られ た13の形質転換体か ら、全DNAを、Graffら,1988によって記載されているごとくに単離した。C 源としての1.5%粗製小麦アラビノ−キシラン上でのpyrAおよびキシラン 分解発現のための選択(すなわち、誘導)条件下で菌糸体を培養した後、遊離複 製プラスミドをNucleobond AX100カラム(Machery & Nagel)を 用いて単離した。400μlの滅菌水中に溶解させた200μgの全DNAを2 mlのS1緩衝液(50μMトリス−HCl pH8.0、10mM EDTA、 100μg RNaseA)、2mlのS2(200mM NaOH、1%SD S)と混合し、続いて、室温でインキュベートし、2mlのS3(2.60M KAc、pH5.2)と混合し、続いて氷上で5分間インキュベートした。15, 000gにおける30分間の懸濁液の清澄化の後、全て「プラスミドおよびコス ミドの精製のための実験手法」(5.3修飾アルカリ性/SDS溶解)について の製造業者の指示に従って、プラスミドの吸着、洗浄、溶出および沈殿を行った 。150μlの滅菌水に溶解させた20μlの得られたプラスミドDNAを大腸 菌(E.Coli)DH5α形質転換で用いた。(Sambrookら,1989)。各プラスミド調製 物から得られた12の大腸菌(E.Coli)のコロニーを、50μg/mlアンピシリ ンを含有する250ml LB培地中、37℃で9−12時間培養し、しかる後 、Sambrooko,1989によって沸騰溶解プロトコルにつき記載されている1.5ml 培養で、ミニプレププラスミドDNA単離を行い、遠心によって細胞をペレット 化し、−20℃で貯蔵した。アガロース電気泳動によるHindIII消化後に おけるこれらのDNA調製物の分析により、3つのクラスのプラスミド:pHE LPタイプのプラスミド、ゲノミックライブラリータイプのプラスミドおよび大 きい複合体タイプのプラスミドが明らかとされた。後者のタイプのプラスミドを 含有するコロニーから、修飾されたアルカリ性/SDS溶解(Macherey-Nagel)に ついての製造業者の指示に従ってヌクレオボンド(Nucleobond)AX1 00カラムを用いる大規模プラスミド単離を、250mlの培養の凍結ペレット で行った。この結果、各々、2つのプラスミドタイプAおよびB、相補体Aおよ びBが単離された。これらの両プラスミドをSalI、PstI、EcoRI、 HindIIIを用いて消化し、アガロース電気泳動の後、変性放射性標識pH ELP1、プラスミドAおよびプラスミドBを用いるサザン分析によって、断片 を三連で分析した。これは、両プラスミドAおよびBは、pHELP部分以外に 、同一のゲノム領域を有することを示した。ベクターおよびAMA1配列を示す 、pHELPプラスミドを用いて見 い出されたハイダリダイゼーションシグナルおよびプラスミドAおよびBシグナ ルの間の差異に基づき、プラスミドAおよびB双方とハイブリダイズするが、p HELP1とハイブリダイズしない断片を同定し、サブクローンした。プラスミ ドBの4kb EcoRI断片および6.5kb HindIII断片、および プラスミドAの3kb PstI断片はプラスミドAおよびB双方とハイブリダ イズすることが判明し、pGEM7/EcoRI、pGEM7/HindIII およびpBluescript/PstIにサブクローニングし、その結果、各 々、プラスミドpNP1、2および3が得られた。増殖および精製の後、これら のプラスミドを、実施例5.2に記載した突然変異体NW205::130 A c4−4を用いる相補性実験で使用した。これらの実験においで、pHELP1 を用いることなく突然変異体を直接形質転換した。これらの実験において、6. 5kb HindIII断片を含有するプラスミドpNP2は、突然変異の相補 性を生起した。pNP2−由来のプラスミドのさらなるサブクローニングおよび 形質転換により、pBluescriptにサブクローンされた5kb Bam HI−XbaI断片が明らかとなり、プラスミドpNP8が得られ、株NW20 5::130 Ac4−4相補鎖が生起した。 実施例6.2: A.ニゲールxlnR遺伝子のサブクローニング xlnR遺伝子のサブクローニングのために、Harmsenら,1990によって記載 されているごとくに構築したA.ニゲールのゲノミックライブラリーを、プロー ブとしてpNP1の4kb EcoRI断片を用いることによって、xlnR領 域を含有するファージにつきスクリーニングした。平板培養細菌として大腸菌(E .Coli)LE392を用い、記載されているごとく(Maniatisら,1982)5つの85 −mm直径NZYCM(1.5%寒天)プレート上、0.7%アガロースを含有す るNZYCM頂部−アガロース中で、プレート当たり3×103pfuを平板培 養した。37℃におけるプレートの一晩のインキューベーションの後、二連の各 プレートをManiatisら(1982)に記載されているようにHybondN+フィルタ ー(Amersham)上で作成した。3×SSC中でフィルターを湿らせた後、該フィル ターを3×SSC中、室温にて60分間洗浄した。Sambrookら,1989によって記 載されているごとくに調製した32P-標識4kb EcoRI断片を用いるハイ ブリダイゼーションを以下の手法(Sambrookら,1989)に従って行った:68℃に お ける3−5時間の6×SSC(1000ml当たり20×SSC:175.3g NaCl、107.1gクエン酸ナトリウム・5.5H2O、pH7.0)、0.1% SDS、0.05%ピロリン酸ナトリウム、5*デンハートの溶液(500ml当 たり100×デンハート溶液:10gのFicoll−400、10gのポリビ ニルピロリドン、10g胎児ウシ血清アルブミン(ペンタックスフラクションV )および20μg/ml変性ニシン精子DNA中でのプレハイブリダイゼーショ ンおよび68℃における15−18時間の変性放射性標識プローブを含有する同 一緩衝液中でのハイブリダイゼーション、続いての68℃における2×SSC、 0.1%SDS中での2回の洗浄、および68℃における0.2×SSC、0.1 %SDS中での2回の洗浄。膜をサランラップで被覆し、コニカX−線フィルム および正規増感スクリーンを備えたコダックX−Omaticカセットを用い、−70 ℃で一晩オートラジオグラフィーに付した。 このスクーリニングの結果、約12の陽性ファージが得られ、そのうち8つを 精製した。パスツールピペットを用いて各陽性プラークをプレートから拾い、Ma niatisら(1982)により記載されているごとく、ファージを、20μlクロロホル ムを含有する1mlのSM緩衝液にて寒天栓から溶出させた。得られたファージ を、50−100プラグの単離ファージを含有するプレートからのフィルターレ プリカを用いて前記した手法を反復することによって精製した。 精製の後、NZYCM培地上で5×103ファージを平板培養することによっ てファージを増殖させた。37℃での一晩のインキュベーションの後、密集プラ ークが得られ、それから、5ml SM緩衝液を添加することによってファージ を溶出させ、間欠的に振盪しつつ、4℃で2時間プレートを保存した。ピペット を用いる上清の収集の後、4℃にて4000×gで10分間遠心することによっ て細菌を溶液から除去した。上清に0.3%クロロホルムを添加し、pfuの数 を決定した。これらのファージストック(A−R/H−R)はほぼ109pfu /mlを含有する。 Sambookら(1989)により記載されているごとくに単離した5種のファージ、A −R、B−R、C−R、E−R、F−RからのDNAをサザン分析によって分析 した。以下の溶液:5μl(〜1μg)DNA溶液;2μlの適当な10×反応 緩衝液(Life Technologies):10U制限酵素(Life Technologies)および滅 菌蒸留水よりなる反応混合物中でDNAを37℃で5時間消化して最終容量20 μlを得た。試料を65℃で 10分間インキュベートし、1*TAE緩衝液にての0.6%アガロースゲル上に 負荷する前に氷上で迅速に冷却した。DNA断片を25Vにて15−18時間の 電気泳動によって分離した。 電気泳動の後、DNAを移し、バキュジーン(VacuGene)XL指示マニュアル( 25−26頁)に記載されているごとくにナイロン膜(Hybond N,Amers ham)にアルカリ性真空ブロッティング(VacuGene XL,Pharmacia LKB)によって変 性し、引き続いて、プレハイブリダイズさせ、前記したハイブリダイゼーション 条件にてプラスミドpNP8の変性放射性標識5kb BamHI−XbaIを 用いてハイブリダイズさせた。正規増感スクリーンを用い、−70℃で18時間 コダックXAR-5 X−線フィルムに暴露することによってハイブリダイゼーション パターンを得た。全ての5つのクローンにおいて、同一ゲノム領域に由来する断 片が見い出され、それにつき制限パターンが作成された.。 制限地図に基づき、5kb BamHI−XbaI断片をサブクローニングの ために選択した、100ngのpBluescript BamHI−XbaI消化ベクタ ーを250ngのファージB−Rの5kb BamHI−XbaI DNAと混 合し、4μlの5*連結緩衝液(組成;500mM トリス−HCl、pH7.6 ;100mM MgCl2;10mM ARP;10mM ジチオスレイトール ;25%PEG−6000)、および1μl(1.2U/μl)T4 DNAリガ ーゼ(Life Technologies)を最終容量20μlにてこの混合物に添加した。14 ℃で16時間のインキュベーション後、混合物を滅菌水100μlに希釈した。 10μlの希釈混合物を用いて、Sambrookら(1989)によって記載されているごと くに調製した大腸菌(E.Coli)DH5α能力細胞を形質転換させた。得られたコロ ニーのうち6つを、100μg/mlアンピシリンを含有するLB培地(100 0ml当たりLB培地:10gトリプティカーゼペプトン(BRL)、5g酵母エ キス(BRL)、10g NaCl、0.5mM トリス−HCl pH7.5)中 で一晩培養した。該培養より、Maniatisら(1982)によって記載された沸騰溶解方 法によって、プラスミドDNAを単離し、これを制限分析で用いて所望のプラス ミドpIM230を保有するクローンを選択した。100μg/mlアンピシリ ンを含有するLB培地中で培養したpIM230を含有する500mlの培養大 腸菌(E.Coki)DH5αから大規摸にプラスミドDNAを単離した(Maniatisら,1 982)。CsCl遠心によってプラスミド を精製し、エタノール沈殿させ、400μlのTEに溶解させた。収率はほぼ5 00μgであった。pIM230を含有する大腸菌(E.Coli)を、1996年6月 に、ブダペスト条約の条件下で、CBS678.96の受託番号にてCBSに寄 託した。 実施例6.3 A.ニーガーxlnR cDNAのサブクローニング xlnR遺伝子の亜鉛フィンガー領域の一部のcDNAクローンを得るために 、ZAPTM−cDNA合成キット(Stratagene)に記載された方法と同様に、14 76−1496位で開始するオリゴヌクレオチド(配列番号9)にて、30時間 キシラン上で培養したA.ニーガーN402野生型株からの1μgのポリA*+R NAで逆転写酵素および第2ストランド合成反応を行った。第2ストランド反応 のアリコット(1/50)を、順次95℃、58℃および72℃の60分、続い て72℃の5分のインキュベーションの35サイクルにてのプライマーRO26 およびRO25(配列番号9の946−970位な由来する)を用いるPCRで 鋳型として使用した。500bpの得られた断片をpGEN−Tベクター(Prome ga)にサブクローンし、配列決定した。 実施例7: xlnR遺伝子の一次構造 実施例7.1 xlnR遺伝子の配列分析 配列決定反応において特異的オリゴヌクレオチドのプライマーとしての使用と 組み合わせ、pNP8およびpIM230双方からの断片をサブクローニングす ることによって、A.ニゲールxlnR遺伝子、そのプロモーター/調節領域、 該遺伝子の構造部分および終止領域の配列を決定した。 ヌクレオチド配列分析のため、制限断片を単離し、次いで、適当な制限酵素で 消化したpEMBL、pUC、pBluescript、pGEM DNAベクターにクロ ーン化した。ファルマシア ALF エクスプレス自動シーケンサーおよびサーモシ ークエンス(Thermosequenase)配列決定キット(Amersham)を用い、ジデオキシヌ クレオチド鎖停止手法(Sangerら,1997)によって、ヌクレオチド配列を決定した 。遺伝子特異的オリゴヌクレオチドの場合には、ファルマシアCy5内部標識キッ トを、T7 DNAポリメラーゼ配列決定キット(Pharmacia)と組み合わせて用 いた。反応および電気泳動は、製造業 者の指示に従って行った。コンピューター解析はPC/GENEプログラム(Int eligenetics)を用いて行った。決定された配列を配列番号9に示す。 実施例7.2 xlnR遺伝子の記載 xlnR構造遺伝子を含む配列番号9で与えられる配列には、947ヌクレオ チド長の上流領域が先行する。上流非コード領域においては、CT−リッチ配列 が見い出されるが、TATAAボックスは見いだされない。xlnR遺伝子の構 造部分は948位から3690位までの範囲であり、2つのイントロンによって 中断される。1174位から1237位のイントロンは、実施例6.2に記載さ れたpIM230中のゲノム断片および実施例6.3に記載されたcDNAの一 部を配列決定することによって確認した。第2のイントロンは3496位から3 549位までに示される。第2イントロン配列は、スプライス連結および投げ縄 (lariat)配列のための、通常は菌類に見い出される、保存されたイントロン配列 に続く。 xlnR遺伝子は長さが875のアミノ酸の一部をコードする。誘導されたポ リペプチドは、亜鉛に配位する典型的な6つのシステインと共に、1110位か ら1260位のヌクレオチドによってコードされる典型的なN−末端亜鉛二核ク ラスタードメインを含有する、この領域においては、ここに引用して本明細書の 一部とみなすKraulisら(1992)の図1にリストされたごとく、他の菌類調節蛋白 質とのさらに多数の類似点が示される。 典型的なRRRLWWモチーフが2623位ないし2649位に見い出され、 このモチーフは、Suarezら(1995)によって記載された多数の二核亜鉛クラスター 調節蛋白質中にわずかに変形されて見い出される。 実施例7.3 A.ニゲール突然変異体におけるxlnRの配列分析 実施例4.2に記載されたキシラン分解システムを発現しないA.ニゲール突 然変異体の場合において、突然変異がxlnRに位置するか否かを判断するため に、これらの突然変異体のxlnR遺伝子の配列を決定した。このため、5.5 kb BamHI xlnRを含有する断片に富んだライブラリーを、NW20 5::130Ac突然変異体の各々を作成した。このxlnRに富んだライブラ リーの構築のため、BamHI、H inDIII、XhoI、SstIおよびKpnI消化のゲノムDNAの5.5 kb断片を各株から単離した。これらの断片をBamHI消化した脱リン酸化p UC18ベクター(Ready-To-GOTM pUC18 BamHI/BAP+リガーゼ 、Pharmacia)と混合し、連結した。連結混合物を用いて、大腸菌(E.Coli)DH5 α(MAX Efficiency DH5 αTM能力細胞、Gibco-BRL)を、Amp耐性につき、製造 業者のプロトコルに従って形質転換し、その結果、5*102−103コロニーの 一次ライブラリーを得た。マスタープレート上で一次ライブラリーを再平板培養 した後、これらのA.ニゲールxlnR富化ライブラリーを、プローブとしての pIM230の変性放射性標識BamHI−XbaIインサートを使用して、標 準的なプロトコル(Sambrookら,1989)に従って、コロニーフィルターハイブリダ イゼーションによってスクリーニングした。 各突然変異株につき、陽性コロニーを爪楊枝でマスタープレートから拾い、1 00μg/mlアンピシリンを含有する5mlのLB培地中、37℃で15−1 8時間培養し、しかる後、Sambrookら(1989)によって沸騰溶解のために記載され ているごとくにミニプレププラスミドDNA単離を行った。アガロース電気泳動 によるこれらのDNA調製の分析およびxlnR特異的パターンと消化パターン との比較により、正しい5.5kbBamHI xlnR断片を含有するコロニ ーが明らかとされた。実施例7.2に記載された配列決定反応においてプライマ ーとして特異的xlnRオリゴヌクレオチドを使用して、A.ニゲール突然変異 体の配列を決定した。突然変異体NW205::130Ac1−15については 、単一塩基対置換が3479位に決定され、その結果、配列番号9の823位の ロイシンがセリンに変化した。突然変異体NW206::130 Ac2−5に ついては、単一塩基対置換が3655位に決定され、その結果、配列番号9の8 64位のチロシンがアスパラギン酸に変化した。これらの突然変異は両突然変異 体をxlnR突然変異体として同定する。 実施例8 A.ニゲールにおけるxlnRの発現 キシラン分解系を発現しないA.ニゲールの相補性 全ての非発現突然変異体における相補性において、形質転換頻度についての対 照としてのプロトプラストおよびpGW635とpIM230の相補性をテスト するためのpIM230とを組み合わせることによって、実施例4に記載した全 ての10のNW20 5::130 Ac突然変異体を、本明細書の実施例2に記載したごとくに形質 転換した。 得られた形質転換体コロニーをキシラン分解活性につき分析し、C源として1 %オートスペルトキシランを含有する適当な培地でそれらを平板培養することに よってそれらの親突然変異体と比較し、2−3日後に親突然変異体株ではなく形 質転換体コロニーの回りの清澄化が10全てにつき出現し、それにより、キシラ ン活性の回復を示した。 実施例9 A.ニゲールキシラン系の発現に対するxlnR遺伝子用量の効果 増大したキシラン分解発現についての株改良に対するxlnR遺伝子の潜在的 使用を実験するために、プラスミドpIM230を保有する19μgのxlnR およびエイ・ニドゥランス(A.nidulans)argB遺伝子(Johnstoneら,1985) を有するプラスミドpIM650の2μgを用いて、本明細書の実施例2に記載 したごとくに、β−キシシダーゼをコードするエイ・ニゲールxlnD遺伝子の 複数コピー(約6)を保有する株N902::200−18を共トランスフェク ション実験においてアルギニン原栄養可体に形質転換した。得られた形質転換体 を、1%オートスペルトキシランを含有するMMプレート上にて、増大したエン ド−キシリナーゼ発現につきスクリーニングした。最速かつ最大ハロー形成を有 する4つのコロニーを選択して、xlnRコピー数を決定した。このために、こ れらの形質転換体および受容体株のDNAを単離し、系列希釈をハイボンド(H ybond)N膜にスポットした。xlnR遺伝子の暗号配列にわたる放射性標 識4.5kb SmaI/XbaI断片を用い、ハイブリダイゼーション後に見 い出されたシグナルからコピー数を見積もった。受容体株に対する比較に基づい て、xlnRコピー数はN902::200−18−R14では8と、N902 ::200−18−R16では32と判断された。両方のこれらの形質転換体に つき、株を液状培養にて培養した後に、xlnRの増大した遺伝子投与量の効果 をノーザン分析によって分析した。これは、1%フラクトース中での18時間の プレ培養の後に、炭素源としての2%オートスペルトキシランへの導入実験で行 った。菌糸体試料を導入より8および24時間後に採取し、それから、製造業者 の指示に従い、TriZol(Life technologies)を用いて全RNAを単離し、ノ ーザンブロット分析(Sambrookら,1989)によって分析した。キシラナーゼB発現 レベルは、A.ニゲールxlnB(Kinoshitaら,1995)の放射 性標識1kb EcoRI/XhoI断片を用いるハイブリダイゼーション後に 検出して、受容体株と比較して、これらの形質転換体において強く増加した。 増大したエンド-キシリナーゼ発現についての株改良のためのxlnR遺伝子 の潜在的使用をさらに実験するために、エイ・ニゲールを以下のスキームに従っ て、本明細書の実施例2に記載されたごとくに形質転換した;1.pGW635 (pyrA)(陽性対照)、2.pDB−X(XA)、3.pDB−X(XA)+pIN M230)および4.pGW635+pIM230。プラスミドpDB−X(X A)は、ベクターpEMBL18中のA.トゥービゲンシス(A.tubigensis)か らのA.ニゲールpyrA遺伝子およびエイ・ニゲール・キシリナーゼA遺伝子 を共に含有する。形質転換体は使用した全ての条件につき得られ、エンド−キシ リナーゼを過剰発現する株を、オートスペルトキシリナーゼ上でのプレートスク リーニングにおいてハローサイズによって選択した(各群からの20形質転換体 をテストした)。 各群から1の形質転換体を選択し、活性アッセイのために増殖させた。株をフ ラクトースを含有する培地で18時間プレ増殖させ、しかる後、菌糸体(50m l中、2.5g湿潤重量)を1.4%粗製アラビノキシランを含有する培地に移し た。全ての培養は振盪フラスコ中で行った。インキュベーションは30℃で40 時間行い、キシリナーゼAレベルをHPLC分析によって測定し、他方、β−キ シロシダーゼおよびエンド−キシリナーゼ活性は双方につき測定した。1.5m l/分にてソース(SOURCE)15Q.HR5/5−カラムで流す標準的ファ ルマシア-LKB HPLC装置(Uppsala,スウェーデン)でクロマトグラフィーを行っ た。緩衝液A=20mMトリス−緩衝液、pH7.5および緩衝液B=1M N aClを含む20mMトリス−緩衝液、pH7.5。30分にわたる0−50% 緩衝液Bからのグラジエント。280nmにおける検出、ファルマシア-LKBUV −MII、0.1−0.2の吸光度範囲、図3参照。100μl培養培地を100 0μl 20mMトリス−緩衝液、pH7.5で希釈し、1000μl希釈試料 をカラムに適用した。次いで、キシラナーゼAがほぼ30%B−緩衝液にて溶出 するピークで観察された。形質転換体の各群から、HPLC分析における最高キ シラナーゼA活性/ピークを示すものを図3に示す。エンド−キシラナーゼ活性 は、Megazyme,Warriewood,オーストラリアからのアズリン-染色架橋小麦アラ ビノキシラン(Xylazyme錠剤)の放出を測定することによって測定した。キシラナ ーゼ活性は、0.1M酢酸緩衝液pH3.4中 、40℃にて100XU/グラム(キシラナーゼ−ユニット)の内部標準酵素と 比較することによって計算した。同一の4種の形質転換体をpHにて水不溶性ア ラビノキシランでアッセイし、キシラナーゼAのみがエオンドキシラナーゼ活性 に寄与し、この分析の結果を表2に与える。 図3および表2に示す結果から、予測されるキシラナーゼAをコードする遺伝 子での形質転換は、キシラナーゼA酵素活性において大きな増加を与えることが 明らかである。より驚くべきことに、アクチベーター遺伝子xlnRを用いる形 質転換後においても、キシラナーゼAのレベルの大きな増加も見い出される。こ れは、未形質転換親におけるアクチベーターXYL R(=xlnr遺伝子産物 )のレベルにおける制限を示す。従って、pDB−K(XA)マルチコピー形質 転換体において、トランス作用レギュレーターの量はより制限されていると予測 される。これは、pDB−K(XA)マルチコピー形質転換体の2倍高いキシラ ナーゼAレベルを有する、pDB−K(XA)/pIM230形質転換体につい ての結果によって確認される。 実施例10:xlnR遺伝子についての糸状菌のスクリーニング xlnR遺伝子の4.5kb SmaI/XbaI断片をプローブとして用い る、異種ハイブリダイゼーションによってxlnRカウンターパートを他の菌類 を単離することが可能か否かを分析するために、DNAを以下の株から単離した :A.ニゲールN902(argB15、cspA1,fwnA1、metB1 0、pyrA5)、A.ドゥービゲンシスNW184(cspA1、fwnA1、 pyrA22)、FGSC187からのA.ニデュランス(A.nidulans)WGO9 6(pabaA1、yA2)、CBS101 .43のA.アクレアトゥス(A .aculeatus)NW240(pyrA3)、CBS1 15.80からのA.アクレアトゥスNW217(fwnA1、cspA1、py rA4、lysA1)、CBS115.52からのA.フェティダス(A.foetidus) (awamori)NW183(cspA1、fwnA1、pyrA13、lys A1)、A.ジャポニカス(A .japonicus)CBS114.51およびトリコデルマ ・レエセイ(Trichoderma reesei)QM9414。1−2μgのDNAをBamH IまたはXhoIで消化し、引き続いて、実施例3に記載したごとくにサザン分 析によって分析した。使用したハイブリダイゼーション条件は:56℃における 18−24時間の6×SSC(1000ml当たりの20×SSC:175.3g NaCl、107.1gクエン酸ナトリウム・5.5H2O、pH7.0)、0.1 %SDS、0.05%ピロリン酸ナトリウム、5*デンハート溶液(500ml当 たり100×デンハート溶液:10gFicoll−400、10gのポリビニ ルピロリドン、10gウシ血清アルブミン(PentaxフラクションV)およ び20μg/ml変性ニシン精子DNA中でのハイブリダイゼーション、続いて の68℃における5×SSC、0.1%SDSにおける2回の30分間の洗浄お よび56℃における2×SSC、0.1%SSCにおける2回の30分間の洗浄 であった。ハイブリダイゼーションの後、膜をサランラップで被覆し、コニカX −線フィルムおよび正規増感スクリーンを備えたコダックX−Omaticカセットを 用い、−70℃で一晩オートラジオグラフィーに付した。 その結果、ハイブリダイズする断片が分析した全ての菌類で見い出され、非常 に強いハイブリダイゼーションシグナルがA.ニゲール、A.チュービゲンシス 、A.フェティダスで見い出され、他方、調査した他の株でははっきりしたハイ ブリダイゼーションシグナルが見い出された。 実施例11:他のプロモーター断片を用いる選択系の適用 A.ニゲールabfA遺伝子(Flipphiら,1994)およびA.ニゲールabfB 遺伝子(Flipphiら,1993)からのプロモーター断片を含有するプラスミドを構築 した。abfAプロモーター断片を含有する構築体については、pIM900(F lipphiら,1994)からの1.4kb XhoI/PstI断片を、実施例1に記載 したごとくにSalI/PstI消化pAlter(Promega)に連結した。Al tered SitesIIイン・ビトロ突然変異誘発系(Promega)を用い、X hoI制限部位を翻訳開始部位に対して −83位から−88位に創製した(Flipphiら,1994)。得られたプラスミドから 、953bp SstI/XhoI断片を単離した。この断片およびpIM13 0からの1.5kb XhoI断片を、SstI/XhoIで消化したpBluescri pt(Stratagene)に連結した。1.5XhoI断片の正しい向きを含有するプラス ミドを、BgIIIを用いる消化によって同定した。得られたプラスミドはpA P8である。 同様に、abfBプロモーターからの910bp PstI断片をpIM99 1(Flipphiら,1993)から単離し、PstI消化のpEMBL19に連結した。 SalIを用いて得られたプラスミドを消化し、プラスミドpIM130からの 1.5kb XhoI断片と連結した。正しい向きの両断片を含有するプラスミ ドを、BamHIを用いる消化によって同定した。得られたプラスミドはpIM 132である。 1450 bp XbaI/XhoI断片をベクターpAlterにクローニ ングすることによって、A.ニゲールpgaIIからの断片を含有する第3のプ ラスミドを構築した。改変部位(altered sites)IIイン・ビトロ突然変異誘発 系(Promega)を用い、翻訳開始部位に対して−107ないし−112位にXho I制限部位を創製した(Buissikら,1991)。得られたプラスミドから、1.2kb XbaI/XhoI断片を単離した。この断片およびpIM130からの1. 5kb XhoI断片を、XbaI/XhoIで消化したpBluescript(Stratage ne)に連結した。1.5XhoI断片の正しい向きを含有するプラスミドを、Hi nDIIIを用いる消化によって同定した。得られたプラスミドはpIIP7で ある。同一pgaII遺伝子から、223bp HinDIII/PstI断片 (Bussinkら,1992)を単離し、消化したpEMBL19のHinDIII/Ps tIに連結した。得られたプラスミドをSalIを用いて消化し、プラスミドp IM130からの1.5kb XhoI断片と連結した。正しい向きの両断片を 含有するプラスミドを、indIIIを用いる消化によって同定した。得られた プラスミドはpHPIIである。 pgaII断片を保有するプラスミドの場合に、abfプロモーター断片(プ ラスミドAP8およびpIM132)および1%ポリガラクツロン酸(USB Ch emicals)を有する構築体を用いる形質転換実験でインデューサーとして10mM L−アラビトールを用い、実施例2に記載した形質転換によって、全ての4種 のプラスミドをA.ニゲールNW219に導入した。プラスミドAP8およびp IM132については、形質転換 体が高頻度で見い出され、プラスミドpIIP7およびpHPIIを含有するp gaIIプロモーター断片を用いる形質転換実験では、5および7の形質転換の みが各々見い出された。 プラスミドpAB8およびpIM132(abfプロモーター断片)を用いる 形質転換実験から得られた形質転換体を、10mM L−アラビノース/50m Mソルビトール、10mM L−アラビトール/50mM D−グルコースおよ び50mM D−グルコースを含有するMMを用い、実施例3に記載したごとく に表現型により分析した。予測された表現型:10mM L−アラビトール/5 0mMソルビトールでの増殖、10mM L−アラビトール/50mM D−グ ルコースおよび50mM D−グルコースでの非増殖が、プラスミドpAP8か ら得られた29の形質転換体からの10で、おおびプラスミドpIM132から 得られた30の形質転換体のうちの13で見い出された、プラスミドpII7お よびpHPIIから得られた形質転換体を、1%ポリガラクツロン酸、1%ポリ ガラクツロン酸/50mM D−グルコースおよび50mM D−グルコースを 含有するMMでテストした。しかしながら、形質転換体の両クラスは、予測され た表現型を示さず、全ての形質転換体は全ての3つの培地で増殖できた。これは 、これらの形質転換体がpyrA遺伝子座における二重交差に由来することを示 唆する。 プラスミドを含有するpgaIIプロモーター断片についての結果に基づき、 本発明者らは、誘導を改良することによって形質転換頻度を改良し得るか否かを テストした。本発明者らは、ポリガラクツロナーゼに対するモノマーインデュー サーが利用できず、かくして、ポリマーは分解されてインデューサーを放出して 発現を与える必要があるので、インデューサーの欠如のため形質転換は多かれ少 なかれ失敗したと推定した。本発明者らは、少量のウリジンを用いる培地の補充 がこの問題を克服し得るか否かをテストした。このため、各々、0、0.001 、0.005、0.01、0.1、1、5および10mMの増大させる量のウリジ ンと組み合わせた、abfBの誘導を与える、1%オートスペルトキシランを含 有する培地で、NW219および形質転換体NW219::pIM132#30 をテストした。本実験では、受容体株NW219は0.01mM未満のウリジン を含有する培地では増殖せず、他方、NW219::pIM132#30形質転 換体株は使用したすべての条件下で増殖した。しかしながら、胞子形成の程度お よび コロニー形態は変化し、野生型様胞子形成を与える最低のウリジン濃度は0.0 1mMウリジン程度である。 これらの結果に基づき、1%レモンペクチン(エステル化の程度45%)(Cop enhagem Pectin factory)を含有する実施例2に記載したMMSおよび、各々、 ウリジン補充0.01mMおよび0.005mMの対する条件を用いて、プラスミ ドpIIP7およびpHPIIを用いるA.ニゲールNW219形質転換を反復 した。この結果、判明した増大する数の形質転換体が得られた。前記した1%レ モンペクチン、1%レモンペクチン/50mM D−グルコースおよび50mM D−グルコースを含有するこれらの形質転換体をテストし、それにつき予測さ れる表現型は、各々、増殖、非増殖および非増殖である。30の形質転換体のう ちpIIP7の得られた形質転換体10につき、および30の形質転換体のうち pHPII形質転換体9つにつき、予測された表現型が見い出された。 予測される表現型を示す形質転換体の選択は、サザン分析によって分析した。 DNAを単離し、実施例3におけるごとくに分析した。プラスミドpAP8を含 有するabfAプロモーター断片から得られた形質転換体については、ClaI を用いて、pIM132(abfB)由来形質転換体についてはClaIを用い 、およびpgaIIプラスミドpIIP7およびpHPIIに由来する形質転換 体についてはClaIを用いてDNAを消化した。以下の放射性断片:pyrA 遺伝子の3.8kb XbaIおよび1.2kb ClaI断片を用いるハイブリ ダイゼーション後に得られたオートラジオグラフィーに基づき、見積もられたコ ピー数に基づいて形質転換体を選択した。以下の形質転換体を選択した;AP8 /16(abfA)、NW219::132#8(2コピー)およびNW219: :132#30(3−4コピー)(abfB)、NW219::pIIP7=3( 2コピー)およびNW219::pHPII#9(2コピー)(pgaII)。 選択した形質転換体を実施例4に記載したごとくに突然変異誘発に付した。ア ラビノフラノシダーゼ抑制突然変異体はMM+50mM D−グルコースおよび MM+10mM L−アラビトール/50mM D−グルコースで選択し、他方 、ポリガラクツロナーゼ抑制突然変異体はMN4+50mM D−グルコースお よびMM+1%レモンペクチン/50mM D−グルコースで選択した。4−7 日後に、プレート当たり5−10の 突然変異体コロニーが見い出され、これは、その形態に基づき、3つのクラス: 大きくて十分胞子形成するコロニー、中程度のサイズで十分胞子形成するコロニ ーおよび小さくて貧弱な胞子形成コロニーに分けられる。これらの突然変異体の うちの20のランダム選択をなし、選択した突然変異体を、異なる炭素源または 基質を含有する培地でテストした。アラビノフラノシダーゼ突然変異体コロニー は、D−グルコース、D−グルコース/L−アラビトールおよびL−アラビトー ルを含有する培地で増殖でき、他方、親株は炭素源としてL−アラビトールを含 有する培地でのみ増殖できることが判明した。同様に、ポリガラクツロナーゼ突 然変異体はMM+50mM D−グルコース、MM+1%レモンペクチン/50 mM D−グルコース、およびMM+1%レモンペクチンでも増殖できた。加え て、アラビノフラノシダーゼ突然変異体(各々の20)を、実施例4に記載され ているごとくに色原体基質メチルウンベリフェリル−α−L−アラビノフラノシ ダーゼでテストした。親株は基質の蛍光によって検出してD−グルコース/L− アラビトールを含有する培地のいずれのアラビノフラノシダーゼ発現も示さなか ったが、突然変異体は種々のレベルの発現を示し、最高レベルはD−グルコース 培地で選択された突然変異体で見い出された。 ポリガラクツロナーゼ突然変異体はMM+1%レモンペクチン/50mMグル コースでテストし、プレートの接種から2および3日後に、RiedおよびCollmer( 1985)によって記載されているごとく染色することによって、ポリガラクツロナ ーゼ活性を可視化した。この場合、親株については、小さいハロー(halo)が見出 され、他方、突然変異体では、増大したハロー形成についての種々の程度が検出 された。 実施例4に従い、FOAを含有する培地で非発現突然変異体も選択された。こ の株については、この株については、NW219:132#30(abfB)を 突然変異させ、MN4+10mM L−アラビトール+1mg/ml FOA+ 10mMウリジンで平板培養した。7−10日後、突然変異体を選択し、10m M L−アラビトール/50mMソルビトール、10mMウリジンを含有し、エ ンド−アラビナン発現の検出のための0.5%AZCL−アラビナン(Megazyme, Dydney、オーストラリア)を含有する頂部寒天を有するMM上で平板培養した。 テストした30の形質転換体のうち2つ、132/30 F12およびF26は 、エンド−アラビナン活性の不存在の指標である、基質からの色素の放出ができ なかった。10mM L−アラビトールおよび10mMウリジ ンを含有する液状MMにおけるこれらの形質転換体の培養および培養濾液中での アラビノフラノシダーゼ活性の測定に際して、少なくとも4倍の活性の減少が見 い出された。 株NW219::pIIP7#3を突然変異させ、1%レモンペクチン/50 mMソルビトール、10mMウリジンおよび1mg/ml FOAを含有するM Mで平板培養した。6−10日間のプレートのインキュベーションの後、突然変 異体を拾い、前記したごとくにポリガラクツロナーゼ活性につきスクリーニング した。選択した65の突然変異体のうち、3つの突然変異体がポリガラクツロナ ーゼ活性染色の後に低下したハロー形成を有することが見い出され、ポリガラク ツロナーゼ発現の減少を示した。 本明細書を出願する際にそのコピーを含ませ、その実施例も本明細書にコピー した同時係属欧州特許出願であるEP 95201707.7の実施例7、8お よび11 EP 95201707.7の実施例7 プラスミドpIM200を用いるA.ニゲールの形質転換 2%グルコース、0.5%酵母エキス、0.2%カザミノ酸(無ビタミン)、2m Mロイシン、10μMニコチンアミド、10mMウリジンを補足したMMよりな る250mlの培養基に、株NW155(cspA1、argB13、pyrA 6、nicA1、leuA1、prtF28)(NE228由来、Van den Hombe rghら,1995)1ml当たり1*106胞子を接種し、オービタルNew Brunswick振 盪機中、30℃および250rpmにて16−18時間増殖させた。Buchner漏 斗および温和な吸引を用い、菌糸体をMyracloth(ナイロンゲージ)上に収穫し 、SP6(SP6:0.8% NaCl、10mMリン酸ナトリウム緩衝液pH 6.0)で数回洗浄した。150mgのNovozyme 234を、1g(湿潤重量)の 菌糸体を添加し、注意深く再懸濁した20mlのSMC(SMC:1.33Mソ ルビトール、50mMCaCl2、20mM MES緩衝液、pH5.8)に溶解 させた。この懸濁液を30℃にて1−2時間温和に振盪しつつインキュベートし 、各30分毎に菌糸体を注意深く再懸濁し、試料を採取して、血球計を用いてプ ロトプラスト形成をモニターし、プロトプラストを計数した。十分なプロトプラ ストが存在すれば(1*108を超える)、これらを注意深く再懸濁し、菌糸体デブ リスを滅菌ガラスウール栓での濾過によって除去した。ベンチ遠心機にて、30 00rpmおよび4℃における10分間の遠心によってプロトプラストを収集し 、上清を除去し、ペレットを注意深く5mlのSTC(STC:1.33Mソル ビトール、50mM CaCl・、1 0mMトリス/HCl、pH7.5)に再懸濁させた。この洗浄工程を2回反復 し、プロトプラストを最終的に1ml当たり1*108の密度にてSTCに再懸濁 させた。 A.ニゲール遺伝子(10−20μl TEに溶解)を含有する20μgのp IM200 DNAおよび5μgのpGW635を50μlのPEG緩衝液(P EG緩衝液:25%PEG−6000、50mM CaCl2、10mMトリス /HCl pH7.2)と共に200μlのプロトプラスト懸濁液に添加するこ とによって形質転換を行い、ピペットで数回吸い上げたり降ろしたりすることに よって温和に混合し、室温で20分間インキュベートした。この期間の後、2m l PEGを添加し、撹拌ミキサーで緩慢に混合して、室温で5分間インキュベ ートし、次に4mlのSTCを添加して、緩やかにボルテックスミキサーで混合 した。次いで、この懸濁液の1ml分を、4mlの0.95Mスクロースで浸透 圧的に安定化させた頂部寒天に添加し、浸透圧的に安定化させたプレート上に注 いだ。対照として、pGW635を用い、A.ニゲールも形質転換した。 EP 95201707.7の実施例8:形質転換体の分析 1%オートスペルトキシランおよび1mM 4−メトルウンベリフェリル−β −D−キシロシドを含有するMM上で平板培養することによって、実施例7で得 られたpIM200からの形質転換体を表現型により分析した。テストした26 の形質転換体のうち、5つは増大した蛍光を有した。参照としてのPYR+と共 にこれらの形質転換体を、1%オートスペルトキシランを含有するMM上で20 、27および42時間増殖させ、しかる後、PNP−Xに向かうβ−キシロシダ ーゼ活性を測定した。結果を表Cにまとめる。 増大したレベルのβ−キシロシダーゼ活性が5つの選択した形質転換体全てで 見い出され、最高レベルは野生型活性の30倍を超えていた。これらの結果は、 EP 95201707.7の実施例3に記載したごとくに調製した抗β−キシ ロシダーゼ抗体を用いるウェスタンブロット分析、および供給業者の指示による Bio−RadイムノブロットGAR−APアッセイによって確認した。 EP 95201707.7の実施例11:A.ニゲールxlnR遺伝子の破 壊 実施例11.1:破壊プラスミドpIM203およびpIM204の構築 PCRによりxlnD遺伝子の内部断片を生じさせることによって、遺伝子破 壊プラスミドpIM203およびpIM204を構築した。xlnR配列(配列 番号8)に由来するオリゴヌクレオチドを用い、断片を生じさせた。キシロース 001は、1157位ないし1176位に由来し、キシロース004は3147 位ないし3164位に由来した。最終容量100μl中の10μlの10*反応 緩衝液(100mM トリス−HCl、pH8.3、500mM KCl、15m M MgCl2、0.01%ゼラチン)、16μlの1.25mMの各4種のデオキ シヌクレオチド三リン酸、1ngのプラスミドpIM200 DNAおよび1μ gの各オリゴヌクレオチドを含有するPCRによって断片を生じさせた。この反 応混合物を混合し、1μlのTAQポリメラーゼ(5U/μl)(Life Technolo gies)を添加した。92℃における3分間のインキュベーションによってDNA を変性させ、続いて1分間の92℃、1.5分間の52℃および1.5分間の72 ℃の25サイクルを行った。これらの25サイクルの後、混合物を72℃で5分 間インキュベートした。アガロース電気泳動による反応生成物の分析により、約 2000bpの断片が明らかとなり、これは遺伝子の配列に基づくと、予測され るサイズに対応する。得られた断片をベクターpGEM−T(Promega)にサブク ローニングし、プラスミドpIM202が得られた。プラスミドpIM203は 、A.ニジュランスargB遺伝子(Upshallら,1986)を含有するpILJ16 のSmaI/PstI断片(Johnstoneら,1985)を、EcoRI/PstI消化 のpIM202ベクターに連結することによって構築した。プラスミドpIM2 04は、A.トゥービゲネシスのxlnAプロモータ ーのUASの制御下にあるpyrA遺伝子を含有するpIM130のNsi1/ Xba1断片(本明細書、Ep 95202346.3)を、SpeI/Nsi 1消化のpIM202ベクターに連結することによって構築した。 実施例11.2:A.ニゲールにおけるxlnD遺伝子の破壊 形質転換における選択マーカーとして、同時係属EP出願の実施例11.1に 記載されたごとき、xlnD内部断片ならびにargB遺伝子(pIM203) またはpyrA遺伝子(pIM204)を含有するプラスミドを用いて、A.ニ ゲールxlnD遺伝子を破壊した。このために、各々、アルギニンまたはウリジ ン原栄養体につき選択するプラスミドpIM203およびpIM204を用い、 A.ニゲールN902(argB15、cspA1、fwnA1、metB10 、pyrA5)を、本明細書の実施例2に記載したごとくに形質転換した。得ら れた形質転換体を、同時係属EP出願の実施例8に記載したごとくに、1%キシ ランプレート上のメチルウンベリフェリル−β−D−キシロシドに対する活性に つきスクリーニングした。形質転換体の両群について、20をスクリーニングし た。これらの形質転換体のうち、各群の1つは24時間の増殖の後にMUX活性 のひどく低下したレベルを有した。同時係属出願の実施例3に記載したごとき、 選択した形質転換体のサザン分析は、pIM203形質転換体につき、同種xl nD遺伝子座における複数のコピー取込みを示した。pIM204形質転換体の 場合において、xlnD遺伝子座における単一の同種取込みが起こった。これら の形質転換体の、同時係属EP出願の実施例8に記載したごとき、PNP−X活 性についての分析は、β−キシロシダーゼ活性における少なくとも100倍の減 少であることを明らかとした。 実施例11.3:A.ニゲールのキシラン分解系の発現におけるxlnD遺伝 子座の過剰発現および不活化の効果 キシラン分解スペクトルの発現におけるxlnD発現の効果を測定するために 、A.ニゲールN902、N902における2つのxlnD複数のコピー−形質 転換体ならびにxlnD遺伝子破壊株を液体培地中で培養した。これは、18時 間の1%フルクトース中の予備培養の後に、炭素源としての2%オートスペルト キシランまたは3%D−キシロースへの導入実験で行った。ベーターキシロシダ ーゼ活性は、培養濾液におけるPNP−X活性として決定した。両C源に関し、 両(pIM203およびpIN204) 不活化形質転換体に対するPNP−X活性のほとんどの不存在に対するpIM2 00形質転換体につきはっきりした過剰発現がスクリーニングできた。xlnD 遺伝子破壊形質転換体はエンド−キシラナーゼ発現の最初の低下したレベルを示 し、しかしながら、これは最終的に16時間後には時間内に増大し、A.ニゲー ル野生型と比較して増大した活性レベルとなった。かくして、β−キシロシダー ゼの無いキシラナーゼ調製が得られた。 培養濾液は、Dinex系およびパルスド・アンペロメトリック(Pilsed Amperome tric)検出を用い、HPLC分析によって引き続いて分析した。このために、1 mlの培養濾液を収穫後に直ちに沸騰させて、キシラン分解酵素を不活化し、し かる後、試料を10分間遠心した(4℃における14,000rpm、Eppendorf 遠心機)。得られた上清をビデスト(bidest)中に5倍希釈し、20μlをディオ ネックスカルノパック(Dionex CarboPac)100カラムを用いるHPLCによっ て分析した。分析は、野生型および過剰発現形質転換体においては、初期段階で のみ、キシロースオリゴマーが培養濾液で、破壊突然変異体キシロビオースで検 出でき、小エクステント(lesser extent)キシロトリオースが培養濾液で蓄積し 、かくして、キシロオリゴマーのための源、特にキシロビオースおよびキシロト リオースが得られた。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1997年8月7日 【補正内容】 請求の範囲 1.二方向性マーカーをコードする核酸配列を含む核酸カセットであって、該 核酸カセットはさらに該二方向性マーカーをコードする核酸配列に作動可能に連 結した基本転写ユニットを含むことと、該核酸カセットは、さらに、前記基本転 写ユニットに連結した該エンハンサーまたはアクチベーター配列を含み、該誘導 性エンハンサーまたはアクチベーター配列は、その誘導に際して、該二方向性マ ーカーをコードする核酸配列が発現されるように、該誘導性エンハンサーまたは アクチベーター配列は代謝の一部の活性に関連した遺伝子に由来することと、該 誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列は好ましくは酵素カスケードまた はフィードバックループもしくは複数のフィードバックループに関する代謝の一 部に関連する遺伝子に由来することとを特徴とする該核酸カセット。 2.該二方向性マーカーがfacB、NiaD、AmdS、Can1、Ura 3、Ura4おおびPyrA遺伝子およびその相同体よりなる群から選択される 請求項1記載の核酸カセット。 3.該二方向性マーカーがアスペルギルス・ニドゥランス(Aspergillus nidul ans )のfacB遺伝子、アスペルギルス・ニゲール(Aspergillus niger)のNi aD遺伝子、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)のNiaD遺伝子 、アスペルギルス・ニドゥランスのAmdS遺伝子、シゾサッカロミセス・ポン ベ(Schizosaccharomyces pombe)のCanI遺伝子、サッカロミセス・セレビシ エ(Saccharomyces cerevisiae)のUra3遺伝子、サッカロミセス・ポンベ(Sac charomyces pombe)のUra4遺伝子およびアスペルギルス属、トルコデルマ(Tr ichoderma )属、ペニシリウム(Penicillium)フサリウム(Fusarim)属、サッカロミ セス属およびクルベロミセス(Kluvveromyces)属のPyrA遺伝子よりなる群か ら選択される請求項2記載の核酸カセット。 4.該誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に酵素カスケード の調節に関与している前記請求項1から3のいずれか1項に記載の核酸カセット 。 5.該誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が以下の核酸の断片: −各々、アラビノフラノシダーゼA、アラビノフラノシダーゼBおよびエンドア ラビナーゼをコードするabfA、abfBおよびabnA遺伝子のプロモータ ーに由来する 断片、 −グルコアミラーゼをコードするglaA遺伝子に由来する断片、 −alcRおおびalcAプロモーター上のごときalcR結合性部位を含有す る断片、 −CUP1遺伝子に由来する断片、 −PHO5遺伝子に由来する断片、 −GAL1、GAL7またはGAL10遺伝子に由来する断片、 −xlnA遺伝子に由来する断片、 −pgaII遺伝子に由来する断片 のいずれかに含まれる上流活性化配列(UAS)である前記請求項1から4のい ずれか1項に記載の核酸カセット。 6.誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が、以下の核酸の断片; −各々、アスペルギルス・ニゲールのアラビノフラノシダーゼA、アラビノフラ ノシダーゼBおよびエンドアラビナーゼをコードするabfA、abfBおよび abnA遺伝子のプロモーターに由来する断片、 −アスペルギルス・ニゲールのグルコアミラーゼをコードするglaA遺伝子に 由来する断片、 −アスペルギルス・ニドゥランスのalcRプロモーター上のごときalcR結 合性部位を含有する断片、 −サッカロミセス・セレビシエのCUP1遺伝子に由来する断片、 −サッカロミセス・セレビシエのPHO5遺伝子に由来する断片、 −サッカロミセス・セレビシエのGAL1、GAL7またはGAL10遺伝子に 由来する断片、 −アスペルギルス・ニドゥランスのxlnA、xlnB、xlnCまたはxln D遺伝子に由来する断片、 −アスペルギルス・ニゲールのxlnB、xlnCまたはxlnD遺伝子に由来 する断片、 −アスペルギルス・トゥービゲンシスのxlnAまたはxlnD遺伝子に由来す る断片 、 −アスペルギルス・ニゲールのpgaII遺伝子に由来する断片 のいずれかに含まれる上流活性化配列(UAS)である前記請求項1から5のい ずれか1項記載の核酸カセット。 7.該誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に炭素代謝に関与 している前記請求項1から6のいずれか1項に記載の核酸カセット。 8.突然変異によって非突然変異体株と比較して代謝の所定の一部が増強され た、微生物の突然変異体株を調製し選択する方法であって、該方法は、 −前記請求項1から7のいずれか1項に記載の核酸カセットをホストに導入する こと(該ホストは該核酸カセットを導入する前には、該二方向性マーカーの発現 に関連する表現型を呈さない)と、 −得られた微生物を、該核酸カセットに含まれるエンハンサーまたはアクチベー ター配列が正常に活性である条件下で且つ該二方向性マーカーが発現される条件 下において、培養することと、 −前記の培養条件下で、二方向性マーカー遺伝子の発現に対応した表現型を呈す る形質転換体を選択することと、 −選択した形質転換体を公知の突然変異誘発に付すことと、 −得られた株を、該二方向性マーカーの発現に対応する表現型を有する株に許容 される条件下で且つ、該核酸カセットを含む非突然変異親では該二方向性マーカ ーが発現しない条件下において、代謝の所定の部分のための代謝可能な基質の存 在下で、培養することと、 −核酸カセットを含む非突然変異親については、該二方向性マーカーが発現しな い選択条件下において、突然変異誘発後の培養工程から得られた、該二方向性マ ーカー遺伝子の発現に対応した表現型を呈する、株を選択することと を含む該方法。 9.請求項8に記載の方法であって、 −該誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が遺伝子xlnRに由来する 上流活性化配列(UAS)であり、 −代謝の所定の一部が炭素代謝のキシラン分解部分であり、 −得られた微生物を、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に活性であ り且つ 二方向性マーカーが発現される条件下において培養する培養工程が、UASのイ ンデューサーの存在下で且つUASのリプレッサーおよび炭素の代謝源の不存在 下での培養であり、 −二方向性マーカー遺伝子の発現に対応した表現型を呈する形質転換体の選択が 、上記の培養条件下で行われ、 −選択された形質転換体の突然変異誘発後の培養工程が、二方向性マーカーの発 現に対応した表現型を有する株に許容される条件下で、且つ亜該核酸カセットを 含む非突然変異親においては該二方向性マーカーが発現しない条件下において、 すなわち、UASのリプレッサーの存在下で且つ炭素の代謝源の存在下(所望に よりUASのインデューサーの存在下における条件下)において行われ、 −突然変異誘発後の培養工程から得られた株の選択(該株は、二方向性マーカー 遺伝子の発現に対応する表現型を呈する)は、核酸カセットを含む非突然変異親 については二方向性マーカーが発現しない条件下で行われる方法。 10.請求項9に記載の方法であって、 −該核酸カセットが二方向性マーカーpyrAをコードする核酸配列を含み、 −該ホストは、該核酸カセットの導入の前には、二方向性マーカーの発現に関連 するpyrA+表現型を呈さず、 −得られた微生物を、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に活性であ り且つ二方向性マーカーが発現される条件下で培養する培養工程が、エンハンサ ーまたはアクチベーターが正常に活性である条件、すなわち、エンハンサーまた はアクチベーターのインデューサーの存在下で且つエンハンサーまたはアクチベ ーターのリプレッサーの不存在下の条件下で、また二方向性マーカーが発現され る条件下での培養であり、 −二方向性マーカー遺伝子の発現に対応する表現型を呈する形質転換体の選択は 、上記の培養条件下で行われ、 −選択した形質転換体の突然変異誘発後における培養工程は、二方向性マーカー の発現に対応する表現型を持つ株に許容される条件下で且つ、核酸カセットを含 む非突然変異親については二方向性マーカーが発現されない条件下、すなわち、 エンハンサー若しくはアクチベーターのインデューサーの不存在下またはエンハ ンサーまたはアクチベーターのリプレッサーの存在下で且つ、代謝の所定の一部 についての代謝基質の存在下にお いて行われ、 −突然変異誘発に続く培養工程から得られた、二方向性マーカー遺伝子の発現に 対応する表現型を呈する株の選択が、核酸カセットを含む非突然変異親について 二方向性マーカーが発現されない条件下、すなわち、エンハンサー若しくはアク チベーターのインデューサーの不存在下、またはエンハンサー若しくはアクチベ ーターのリプレッサーの存在下において行われる方法。 11.請求項9または10の何れか一項に記載の方法であって、 −核酸カセットが二方向性マーカーpyrAをコードする核酸配列を含み、 −ホストは核酸カセットの導入の前には、二方向性マーカーの発現に関連するp yrA+表現型を呈さず、 −誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が遺伝子xlnAに由来するU ASであり、 −得られた微生物を、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に活性で且 つ二方向性マーカーが発現される条件下で培養する培養工程が、UASが正常に 活性である条件下、すなわち、キシロース若しくはキシランのごときUASのイ ンデューサーの存在下で且つUASのリプレッサーの不存在下、すなわち、グル コースの不存在下であって、更に二方向性マーカーが発現される条件下で培養す ることを含み、 −二方向性マーカー遺伝子の発現に対応する表現型を呈する形質転換体の選択が 前記した培養条件下で行われ、 −選択した形質転換体の突然変異誘発後における培養工程が、二方向性マーカー の発現に対応する表現型を有する株に許容される条件下で且つ、核酸カセットを 含む非突然変異親については二方向性マーカーが発現しない条件下、すなわち、 キシロースまたはキシランのごときUASのインデューサーの不存在下またはU ASのリプレッサーの存在下、すなわち、グルコースの存在下で且つ、炭素の代 謝可能源の存在下において行われ、 −突然変異誘発に続く培養工程から得られた二方向性マーカー遺伝子の発現に対 応する表現型を呈する株の選択が、核酸カセットを含む非突然変異親については 二方向性マーカーが発現されない選択条件下、すなわち、キシロース若しくはキ シランのごときUASのインデューサーの不存在下またはUASのリプレッサー の存在下、すなわちグルコ ースの存在下において行われる方法。 12.微生物の非組換え突然変異体株(該突然変異は非突然変異株と比較して 代謝の所定の一部を増強する)を調製し選択する方法であって、、該方法が、前 記請求項1から11のいずれか1項に記載の方法の工程を行い、続いて導入され た核酸カセットの核酸を公知の方法で交差させることを含む該方法。 13.微生物の突然変異株(該突然変異は非突然変異株と比較して代謝の所定 の一部を阻害する)を調製し選択する方法であって、該方法は、 −請求項1ないし7のいずれか1項に記載の核酸カセットをホストに導入するこ と(該ホストは該核酸カセットの導入前には二方向性マーカーの発現に関連する 表現型を呈さず、かつ該ホストは低下または阻害すべき代謝の所定の一部を特徴 付けるタイプの活性を呈さない)と、 −得られた微生物を、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に活性な条 件下で、且つ二方向性マーカーの非発現は、得られた微生物の増殖および検出の 検出をもたらすと共に、二方向性マーカーの発現は好ましくは致死的であるかま たは増殖を強力に阻害するような条件下培養することと、 −前記した培養条件下で二方向性マーカー遺伝子の発現に対応する表現型を呈す る形質転換体を選択することと、 −選択した形質転換体を公知の突然変異誘発に付すことと、 −突然変異誘発に由来する株を、二方向性マーカーの非発現に対応した表現型を 有する株の増殖に許容され、代謝可能基質が存在し、且つ核酸カセットを含みま たは含まない非突然変異ホストと比較して代謝の所定の一部の低下または阻害さ れた活性を示す条件下で培養することと、 −代謝の所定の一部の低下したまたは阻害された活性に対応する表現型を呈する 突然変異誘発後における培養工程に由来する株を、当該活性が低下または阻害さ れるべき代謝の一部についての基質として働く基質上での増殖する際の清澄化の ゾーンの減少のように、核酸カセットを含みまたは含まない非突然変異ホストと 比較して、代謝の所定の一部の低下または阻害された活性を示す選択条件下で、 選択することとを含む該方法。 14.請求項13に記載の方法であって、 −誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が遺伝子xlnAに由来する上 流活性 化配列(UAS)であり、 −代謝の所定の一部が炭素代謝のキシラン分解の一部であり、 −得られた微生物を、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に活性で且 つ、二方向性マーカーが発現される条件下で、培養する培養工程が、UASのリ プレッサーの不存在下で且つ、炭素の代謝源の不存在下において、また好ましく はUASのインデューサーの不存在下において培養することを含み、 −二方向性マーカー遺伝子の発現に対応した表現型を呈する突然変異体の選択が 、上記の培養条件下で起こり、 −選択された形質転換体の突然変異誘発後における培養工程が、二方向性マーカ ーの非発現に対応した表現型を有する株の増殖および検出に許容される条件下、 二方向性マーカーの発現に対応する表現型を持つ株の増殖および検出に許容され ない条件下(すなわち、ウリジンおよびフルオロ−オロチン酸の存在下)、かつ核 酸カセットを含む非突然変異親については、炭素代謝の所定の一部の活性をもた らす条件下(すなわち、UASのインデューサーおよび代謝可能炭素源の存在下 であって、UASのリプレッサーの不存在下、例えば、インデューサー様キシラ ンまたはD−キシロースと組み合わせたD−キシロースまたは別の非抑制性炭素 源の存在下)において行われ、 −突然変異誘発に続く培養工程から得られた、炭素代謝の所定の一部の低下した または阻害された活性に対応する表現型を示す株の選択が、キシラン上での増殖 における清澄化のゾーンの減少のような、核酸カセットを含むかまたは含まない 非突然変異のホストと比較して、炭素代謝の所定の一部の活性の低下または阻害 を示す選択条件下で行われる方法。 15.請求項142記載の方法であって、 −核酸カセットが二方向性マーカーpyrAをコードする核酸配列を含み、 −ホストは、核酸カセットの導入の前には、二方向性マーカーの発現に関連する pvrA+表現型を呈さず、 −得られた微生物を、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に活性で且 つ二方向性マーカーpyrAが発現される条件下で培養する培養工程が、エンハ ンサー若しくはアクチベーターのインデューサーの存在下で且つ、エンハンサー またはアクチベーターのリプレッサーの不存在下において、更に二方向性マーカ ーpyrAが発現される条 件下で培養することを含み、 −二方向性マーカー遺伝子pyrAの発現に対応した表現型を呈する形質転換体 の選択が、前記培養条件下で起こり、 −選択した形質転換体の突然変異誘発後の培養工程が、二方向性マーカー、すな わち、pyrA-表現型の非発現に対応した表現型を有する株の増殖および検出 に許容される条件下、pyrA+表現型を持つ株の増殖および検出につき許容さ れない条件下(このような表現型は、二方向性マーカーの発現に対応する、すな わち、このような条件はウリジンおよびフルオロ−オチロン酸の存在を含む)、 かつ核酸カセットを含む非突然変異親においては、代謝の所定の一部の活性をも たらす条件下(すなわち、エンハンサーまたはアクチベーターのインデューサー ならびに代謝可能基質の存在下であって、アクチベーターまたはエンハンサーの リプレッサーまたはインデューサーと組み合わせた別の非抑制基質の不存在下) において行われる方法。 16.請求項14または15の何れか1項に記載の方法であって、 −核酸カセットが二方向性マーカーpyrAをコードする核酸配列よりなり、 −ホストが、核酸カセットの導入の前には二方向性マーカーの発現に関連するp yrA+表現型を呈さず、 −誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が遺伝子xlnAに由来するU ASであり、 −得られた微生物を、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に活性且つ 二方向性マーカーpyrAが発現される条件下で培養する培養工程が、UASが 正常に活性である条件下(すなわち、キシロースまたはキシランのごときUAS のインデューサーの存在下であって、UASのリプレッサーの不存在下、すなわ ち、グロコースの不存在下)で、且つ二方向性マーカーpyrAが発現される条 件下において培養することを含み、 −二方向性マーカー遺伝子pyrAの発現に対応する表現型を呈する形質転換の 選択が、前記した培養条件下で行われ、 −選択した形質転換体の突然変異誘発後における培養工程が、二方向性マーカー 、非発現に対応した表現型(すなわちpyrA−表現型)を有する株の増殖およ び検出に許容される条件下、二方向性マーカーの発現に対応した表現型のような 、pyrA+表現型 を有する株の増殖および検出に許容されない条件下(すなわち、このような条件 はウリジンおよびフルオロ−オロチン酸の存在を含む)、且つ核酸カセットを含 む非突然変異親においては、炭素代謝の所定の一部の活性をもたらす条件下(す なわちUASのインデューサーおよび代謝可能炭素源の存在下であって、UAS のリプレッサーの不存在下、例えば、D−シキロースまたはインデューサー様キ シランと組み合わせた別の非発現炭素源の存在下)において行われ、 −突然変異誘発後の培養工程から得られた炭素代謝の所定の一部の低下または阻 害された活性に対応した発現型を呈する株の選択が、核酸カセットを含むまたは 含まない非突然変異ホストと比較して、キシラン上での増殖に際しての清澄化の ゾーンの低下のごとき炭素代謝の所定の一部の低下したまたは阻害された活性を 示す選択条件下で行われる方法。 17.微生物の非組換え突然変異株を調製し選択する方法であって、該突然変 異が非突然変異株と比較して代謝の所定の一部を阻害し、該方法が、請求項13 −16いずれか1項記載の方法の工程を行い、引き続いて導入された核酸カセッ トの核酸を自体公知の方法で交差することを含む該方法。 18.−自体公知の方法で相補性テストを行い、ここに、核酸カセット配列を 含まない非突然変異親株のゲノムの一部での、請求項13−16いずれか1項記 載により得られたホストの形質転換が、自体公知の方法で起こり、続いて −二方向性マーカーの発現をベースとしてアクチベーターの陽性形質転換体を選 択し、次いで −アクチベーター陽性形質転換体からの核酸を自体公知の方法にて請求項13− 16いずれか1項記載の方法で得られた突然変異体の核酸とを比較し、次いで、 アクチベーター陽性形質転換体に存在し、かつ自体公知の方法によりアクチベー ター陰性突然変異体において突然変異した核酸を同定し単離する ことよりなる誘導性エンハンサーまたはアクチベーターの活性化レギュレーター の同一性および核酸配列を測定する方法。 19.核酸カセットの導入に先立つホストが二方向性マーカーをコードする核 酸配列に少なくとも一部分対応する核酸よりなり、該対応が核酸カセットに含ま れる二方向性マーカーをコードする核酸の染色体において相同組換えを可能とす るのに十分な程度で ある請求項8−18いずれか1項記載の方法。 20.1)誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列の活性化レギュレー ターの標的遺伝子に正常に関連するプロモーター、 2)さらなるプロモーターに作動可能に連結したレギュレーターをコードする 核酸配列、 3)同種または異種蛋白質またはペプチドをコードする同種または異種配列よ りなり、 該プロモーター(1)は同種または異種暗号配列に作動可能に連結しており、 かかる活性化レギュレーターは代謝に関与し、より具体的にはかかる活性化レギ ュレーターは酵素カスケードまたはフィードバックループまたは複数フィードバ ックループを持つ代謝の一部に関与しており、かつかかる標的遺伝子はレギュレ ーター遺伝子の発現産物に対する結合性部位であることを特徴とする組合せ核酸 カセット。 21.レギュレーターをコードする核酸配列に作動可能に連結したさらなるプ ロモーターが、レギュレーターをコードする核酸配列とは負に関連するプロモー ターである請求項20記載の組合せ核酸カセット。 22.レギュレーターをコードする核酸配列がキシラン分解レギュレーターを コードし、好ましくは、核酸配列がxlnRをコードする請求項20または21 記載の組合せ核酸カセット。 23.レギュレーターをコードする核酸配列を請求項41−46いずれか1項 記載の核酸配列であるか、あるいは請求項47−56いずれか1項記載のポリペ プチドまたは蛋白質をコードする核酸配列である請求項21−22いずれか1項 記載の組合せ核酸カセット。 24.該プロモーター(1)が標的遺伝子xlnA、xlnB、xlnC、x lnDおおびaxeAに関連するプロモーターから選択される請求項20−23 いずれか1項記載の組合せ核酸カセット。 25.該プロモーター(1)が標的遺伝子xlnDに関連するプロモーターで ある請求項20−24いずれか1項記載の組合せ核酸カセット。 26.同種または異種配列が酵素をコードする請求項20−25いずれか1項 記載の組合せ核酸カセット。 27.同種または異種配列がキシラナーゼ、グルカナーゼ、α−グルクロニタ ーゼ、リパーゼ、エステラーゼ、フェルラ酸エステラーゼ、プロテアーゼまたは ヘキソースオキシダーゼのごときオキシドレダクターゼをコードする請求項20 −26いずれか1項記載の組合せ核酸カセット。 28.請求項20−27いずれか1項記載の組合せ核酸カセットを含むベクタ ー。 29.請求項20−27いずれか1項記載の組合せ核酸カセットおよび/また は請求項28記載のベクターを含むホスト細胞。 30.請求項20記載の成分を含むホスト細胞であって、該ホスト細胞が天然 にまたは組換えDNA技術によりレギュレーターの標的遺伝子を含み、但し、標 的遺伝子およびレギュレーターがホスト細胞に対して天然のものである場合、レ ギュレーターが複数コピーで存在する該ホスト細胞。 31.請求項20で定義したレギュレーターをコードする核酸配列または請求 項41−46いずれか1項記載の核酸配列の複数コピーを含むホスト細胞。 32.請求項20で定義したレギュレーターをコードする核酸配列または請求 項41−46いずれか1項記載の核酸配列および請求項20で定義したプロモー ター(1)を含み、該プロモーターが標的遺伝子xlnDに関連する請求項29 −31いずれか1項記載のホスト細胞。 33.微生物および植物細胞よりなる群から選択される請求項29−32いず れか1項記載のホスト細胞。 34.真菌細胞、好ましくは糸状菌細胞から選択される請求項29−33いず れか1項記載のホスト細胞。 35.該ホスト細胞が属アスペルギルス(Aspergillus)、トリコデルマ(Tricho derma )、ペニシリウム(Penicillium)およびフサリウム(Fusarium)から選択され る請求項29−24いずれか1項記載のホスト細胞。 36.該ホスト細胞がアスペルギルス・ニゲール(Aspergillus niger)、アス ペルギルス・テュービゲネシス(Aspergillus tubigenesis)、アスペルギルス・ アクレトゥス(Aspergillus aculeatus)、アスペルギルス・アワモリ(Aspergillu s awamori )、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス・ ニドゥランス(Aspergillus nidulans)、アスペルギルス・フェティダス(Aspergi llus foetidus )、アスペルギルス ・テレウス(Aspergillus terreus)、アスペルギルス・シドウィー(Aspergillus sydowii )、アスペルギルス・カワチィー(Aspergillus kawachii)、アスペルギル ス・カルボナリウス(Aspergillus carbonarius)およびアスペルギルス・ヤポニ カス(Aspergillus japonicas)から選択される株である請求項29−35いずれ か1項記載のホスト細胞。 37.該ホスト細胞がサッカロミセス(Saccharomyces)、クルベロミセス(Kl uvveromyces )およびラクトバチルス(Lactobacillus)から選択される属に属する 株である請求項29−35いずれか1項記載のホスト細胞。 38.該ホスト細胞がサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisia e )またはサッカロミセス・ポンベ(Saccharomyces pombe)から選択される株であ る請求項37記載のホスト細胞。 39.該標的遺伝子がホスト細胞に対して内因性のものである請求項29−3 8いずれか1項記載のホスト細胞。 40.該標的細胞が複数コピーで存在する請求項29−39いずれか1項記載 のホスト細胞。 41.配列番号9にコードされる核酸配列に従う発現生成物xylRをコード する核酸配列xlnR。 42.請求項41の記載に従ってコードされる核酸配列に相当するものであっ て、該相当する配列が、 実施例に定義されたように特異的な最小ストリンジェン シィーで核酸配列番号9のプライマーまたはプローブにハイブリダイズでき、該 プライマーまたはプローブが非亜鉛フィンガー結合領域に存在し、かつ該プライ マーまたはプロープが長さが少なくとも20のヌクレオチドである該核酸配列に 相当するもの。 43.請求項41または42のどちらか一方に記載の核酸配列に従ってコード される核酸配列に相当するものであって 、該相当する配列が、実施例で定義され たように、特異的な最小ストリンジェンシィーでコードされる核酸配列番号9に ハイブリダイズできる該核酸配列に相当するもの。 44.請求項41から43の何れか1項に記載の核酸配列であって、配列番号 9によるxylRのアミノ酸配列と、あるいは配列番号9のxylRをコードす る核酸配列によってコードされるようなアミノ酸配列と80%ないし100%の 同一性を呈する発現生成物をコードする核酸配列。 45.配列番号9のアミノ酸配列をコードする請求項41から44のいずれか 1項に記載の核酸配列。 46.請求項42から45のいずれか1項に記載の核酸配列であって、該配列 が、配列番号9をコードする核酸配列と比較して、配列の1以上の断片における 欠失および/または置換を含む配列。 47.配列番号9のアミノ酸配列。 48.請求項41−46の何れか1項に記載の核酸配列によりコードされたア ミノ酸配列。 49.請求項47または48の何れか一方に記載のアミノ酸配列に相当するア ミノ酸配列であって、該同等体の同一性が、配列番号9のアミノ酸配列と比較し て、80−100%、好ましくは85−100%、より好ましくは90−100 %、最も好ましくは95−100%であるアミノ酸配列。 50.請求項47から49の何れか1項に記載のアミノ酸配列であって、相当 する発現生成物が、DNA結合性活性を有すべきものであり、好ましくは、その ようなDNA結合性活性は、配列番号9で供されるアミノ酸配列を持つ発現生成 物が標的遺伝子の核酸配列に結合するのと同等またはそれ以上に、発現生成物が 標的遺伝子の核酸配列に結合するべきものである、アミノ酸配列である。 51.請求項48から50の何れか1項に記載のアミノ酸配列であって、該 ミノ酸 配列が、配列番号9のアミノ酸配列と比較して、該アミノ酸配列の1以上 の断片における欠失および/または置換を含むアミノ酸配列。 52.亜鉛フィンガー結合性領域からのアミノ酸配列の少なくともC末端側の 半分を含む請求項48から51のいずれか1項に記載のアミノ酸配列。 53.該アミノ酸配列がZnフィンガー結合性領域に対応する断片を含む請求 項48 から52のいずれか1項に記載のアミノ酸配列。 54.該アミノ酸配列がRRRLWWモチーフに対応するアミノ酸配列を含む請求項48 から53のいずれか1項に記載のアミノ酸配列。 55.配列番号9における1110ないし1260位におけるヌクレオチドに よってコードされたアミノ酸配列に対応するzincフィンガー領域に突然変異 が存在しない請求項47−54いずれか1項記載のアミノ酸配列。 56.配列番号9のアミノ酸配列に存在するモチーフRRRLWWに対応する RRRLWWモチーフに突然変異が存在しない請求項48−55いずれか1項記 載のアミノ酸配列。 57.該レギュレーターコード配列の欠失または突然変異を具備するで突然変 異ホスト細胞であって、該レギュレーターが誘導性エンハンサー配列若しくはア クチベーター配列の活性化しているレギュレーターであり、且つそのような活性 化しているレギュレーターが、標的遺伝子における結合部位を有するレギュレー ターをコードする遺伝子の代謝および発現生成物に関連しており、更に、とりわ け該レギュレーターが、酵素カスケードまたはフィードバックループ若しくは複 数のフィードバックループの代謝の部分に関連しており、 そのようなレギュレー ターが発現されていないものまたはレギュレーターとして活性化されていないも のである、いわゆるノックアウト突然変異ホスト細胞。 58.キシラン分解副活性を含まず得ることができる蛋白質またはペプチドを コードする同種または異種配列をさらに含む請求項57記載の突然変異ホスト細 胞。 59.自体公知の方法で請求項57または58記載のノックアウト突然変異体 を培養し、その結果としての異種または同種蛋白質を得ることを特徴とするキシ ラン分解副活性の無い異種または同種蛋白質またはポリペプチドを生産する方法 。 60.蛋白質またはペプチドをコードする核酸配列から蛋白質またはペプチド を生産するための自体公知の方法による同種または異種蛋白質またはペプチドの 生産のための請求項20−27いずれか1項記載の組合せ核酸カセットの使用。 61.請求項41−46いずれか1項記載の核酸配列によってコードされる誘 導性エンハンサーまたはアクチベーター配列の活性化レギュレーターの標的遺伝 子と正常に関連するプロモーターに作動可能に連結した標的遺伝子を含むホスト 細胞において核酸配列を発現させることによる標的遺伝子の過剰生産のための請 求項41−46いずれか1項記載の核酸配列の使用であって、標的遺伝子および 請求項41−46いずれか1項記載の核酸配列がホスト細胞に対して天然のもの である場合、請求項41−46いずれか1項記載の配列が野生型ホスト細胞と比 較して複数コピーで存在する該使用。 62.蛋白質またはペプチドをコードする核酸配列から蛋白質またはペプチド を生産するための自体公知の方法による同種または異種蛋白質またはペプチドの 生産のための 請求項29−40いずれ1項記載のホスト細胞の使用。 63.プライマーまたはプローブとして使用されるべき核酸断片であって、該 断片が核酸配列番号9に存在するような核酸配列を有しているが、核酸配列番号 9の 該亜鉛フィンガー結合性領域に存在するような核酸配列ではなく、且つ該断 片が少なくとも20個のヌクレオチドの長さである核酸断片。 64.請求項63に記載の核酸断片であって、更に該断片が、配列番号9の半 分をコードする亜鉛フィンガー結合性領域からC−末端側に存在するような核酸 配列を具備する 核酸断片。 65.配列番号9に相当する配列を検出および/または単離するためのキット における請求項63または64に記載の2以上の断片の組合せ。 66.請求項65に記載の断片の組み合わせであって、断片の1が、亜鉛フィ ンガードメインをコードしない核酸配列の1部分を含まない断片の組み合わせ。 67.増大したDNA結合を呈するzincフィンガー結合性ドメインにおい て突然変異を持つ配列番号9によるアミノ酸配列の突然変異。 68.減少したDNA結合を呈する突然変異を持つ配列番号9によるアミノ酸 配列の突然変異。 69.zincフィンガー結合性ドメインにおいて突然変異を持つ配列番号9 によるアミノ酸配列の突然変異であって、該突然変異が減少したDNA結合を呈 する該突然変異。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C12Q 1/02 C12Q 1/02 1/68 1/68 //(C12N 15/09 ZNA C12R 1:66) (C12N 15/09 ZNA C12R 1:685) (C12N 15/09 ZNA C12R 1:69) (C12N 15/09 ZNA C12R 1:865) (C12N 15/09 ZNA C12R 1:85) (C12N 15/09 ZNA C12R 1:80) (C12N 15/09 ZNA C12R 1:645) (C12N 15/09 ZNA C12R 1:77) (C12N 1/15 C12R 1:66) (C12N 1/15 C12R 1:645) (C12N 1/15 C12R 1:80) (C12N 1/15 C12R 1:77) (C12N 1/15 C12R 1:685) (C12N 1/15 C12R 1:665) (C12N 1/15 C12R 1:69) (C12N 1/15 C12R 1:85) (C12N 1/19 C12R 1:865) (C12N 1/21 C12R 1:225) (C12N 9/24 C12R 1:685) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I L,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK ,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK, MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR ,TT,UA,UG,US,UZ,VN (72)発明者 ヴィセール、ヤコブ オランダ国、エヌエル−6703 ツェーカー バーゲニンゲン、ヒンケロードセベーク 5 【要約の続き】 ットと、突然変異体の選別法におけるその応用が権利請 求されている。加えて、誘導性エンハンサーまたはアク チベータ配列の活性化レギュレータをコードする調節遺 伝子xlnR、並びに同種もしくは異種のタンパクまた はペプチドの過剰発現における前記遺伝子および/また はその発現生成物の応用が記述される。前記遺伝子が存 在しないかまたは不活性化されたノックアウト突然変異 体、およびDNA結合能が増大もしくは低下した突然変 異体もまた権利請求されている。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.二方向性マーカーをコードする核酸配列を含む核酸カセットであって、該 核酸カセットはさらに該二方向性マーカーをコードする核酸配列に作動可能に連 結した基本転写ユニットを含むことと、該核酸カセットは、さらに、前記基本転 写ユニットに連結した該エンハンサーまたはアクチベーター配列を含み、該誘導 性エンハンサーまたはアクチベーター配列は、その誘導に際して、該二方向性マ ーカーをコードする核酸配列が発現されるように、該誘導性エンハンサーまたは アクチベーター配列は代謝の一部の活性に関連した遺伝子に由来することと、該 誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列は好ましくは酵素カスケードまた はフィードバックループもしくは複数のフィードバックループに関する代謝の一 部に関連する遺伝子に由来することとを特徴とする該核酸カセット。 2.該二方向性マーカーがfacB、NiaD、AmdS、Can1、Ura 3、Ura4およびPyrA遺伝子およびその相同体よりなる群から選択される 請求項1記載の核酸カセット。 3.該二方向性マーカーがアスペルギルス・ニドゥランス(Aspergillus nidul ans )のfacB遺伝子、アスペルギルス・ニゲール(Aspergillus niger)のNi aD遺伝子、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)のNiaD遺伝子 、アスペルギルス・ニドゥランスのAmdS遺伝子、シゾサッカロミセス・ポン ベ(Schizosaccharomyces pombe)のCcaI遺伝子、サッカロミセス・セレビシ エ(Saccharomyces cerevisiae)のUra3遺伝子、サッカロミセス・ポンベ(Sac charomyces pombe)のUra4遺伝子およびアスペルギルス属、トルコデルマ(Tr ichoderma )属、ペニシリウム(Penicillium)フサリウム(Fusarium)属、サッカロ ミセス属およびクルベロミセス(Kluvveromyces)属のPyrA遺伝子よりなる群 から選択される請求項2記載の核酸カセット。 4.該誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に酵素カスケード の調節に関与している前記請求項1から3のいずれか1項に記載の核酸カセット 。 5.該誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が以下の核酸の断片: −各々、アラビノフラノシダーゼA、アラビノフラノシダーゼBおよびエンドア ラビナーゼをコードするabfA、abfBおよびabnA遺伝子のプロモータ ーに由来する 断片、 −グルコアミラーゼをコードするglaA遺伝子に由来する断片、 −alcRおよびalcAプロモーター上のごときalcR結合性部位を含有す る断片、 −CUP1遺伝子に由来する断片、 −PHO5遺伝子に由来する断片、 −GAL1、GAL7またはGAL10遺伝子に由来する断片、 −xlnA遺伝子に由来する断片、 −pgaII遺伝子に由来する断片 のいずれかに含まれる上流活性化配列(UAS)である前記請求項1から4のい ずれか1項に記載の核酸カセット。 6.誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が、以下の核酸の断片; −各々、アスペルギルス・ニゲールのアラビノフラノシダーゼA、アラビノフラ ノシダーゼBおよびエンドアラビナーゼをコードするabfA、abfBおよび abnA遺伝子のプロモーターに由来する断片、 −アスペルギルス・ニゲールのグルコアミラーゼをコードするglaA遺伝子に 由来する断片、 −アスペルギルス・ニドゥランスのalcRプロモーター上のごときalcR結 合性部位を含有する断片、 −サッカロミセス・セレビシエのCUP1遺伝子に由来する断片、 −サッカロミセス・セレビシエのPHO5遺伝子に由来する断片、 −サッカロミセス・セレビシエのGAL1、GAL7またはGAL10遺伝子に 由来する断片、 −アスペルギルス・ニドゥランスのxlnA、xlnB、xlnCまたはxln D遺伝子に由来する断片、 −アスペルギルス・ニゲールのxlnB、xlnCまたはxlnD遺伝子に由来 する断片、 −アスペルギルス・トゥービゲンシスのxlnAまたはxlnD遺伝子に由来す る断片、 −アスペルギルス・ニゲールのpgaII遺伝子に由来する断片 のいずれかに含まれる上流活性化配列(UAS)である前記請求項1から5のい ずれか1項記載の核酸カセット。 7.該誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に炭素代謝に関与 している前記請求項1から6のいずれか1項に記載の核酸カセット。 8.突然変異によって非突然変異体株と比較して代謝の所定の一部が増強され た、微生物の突然変異体株を調製し選択する方法であって、該方法は、 −前記請求項1から7のいずれか1項に記載の核酸カセットをホストに導入する こと(該ホストは該核酸カセットを導入する前には、該二方向性マーカーの発現 に関連する表現型を呈さない)と、 −得られた微生物を、該核酸カセットに含まれるエンハンサーまたはアクチベー ター配列が正常に活性である条件下で且つ該二方向性マーカーが発現される条件 下において、培養することと、 −前記の培養条件下で、二方向性マーカー遺伝子の発現に対応した表現型を呈す る形質転換体を選択することと、 −選択した形質転換体を公知の突然変異誘発に付すことと、 −得られた株を、該二方向性マーカーの発現に対応する表現型を有する株に許容 される条件下で且つ、該核酸カセットを含む非突然変異親では該二方向性マーカ ーが発現しない条件下において、代謝の所定の部分のための代謝可能な基質の存 在下で、培養することと、 −核酸カセットを含む非突然変異親については、該二方向性マーカーが発現しな い選択条件下において、突然変異誘発後の培養工程から得られた、該二方向性マ ーカー遺伝子の発現に対応した表現型を呈する、株を選択することと を含む該方法。 9.請求項8に記載の方法であって、 −該誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が遺伝子xlnRに由来する 上流活性化配列(UAS)であり、 −代謝の所定の一部が炭素代謝のキシラン分解部分であり、 −得られた微生物を、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に活性であ り且つ 二方向性マーカーが発現される条件下において培養する培養工程が、UASのイ ンデューサーの存在下で且つUASのリプレッサーおよび炭素の代謝源の不存在 下での培養であり、 −二方向性マーカー遺伝子の発現に対応した表現型を呈する形質転換体の選択が 、上記の培養条件下で行われ、 −選択された形質転換体の突然変異誘発後の培養工程が、二方向性マーカーの発 現に対応した表現型を有する株に許容される条件下で、且つ亜該核酸カセットを 含む非突然変異親においては該二方向性マーカーが発現しない条件下において、 すなわち、UASのリプレッサーの存在下で且つ炭素の代謝源の存在下(所望に よりUASのインデューサーの存在下における条件下)において行われ、 −突然変異誘発後の培養工程から得られた株の選択(該株は、二方向性マーカー 遺伝子の発現に対応する表現型を呈する)は、核酸カセットを含む非突然変異親 については二方向性マーカーが発現しない条件下で行われる方法。 10.請求項9に記載の方法であって、 −該核酸カセットが二方向性マーカーpyrAをコードする核酸配列を含み、 −該ホストは、該核酸カセットの導入の前には、二方向性マーカーの発現に関連 するpyrA+表現型を呈さず、 −得られた微生物を、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に活性であ り且つ二方向性マーカーが発現される条件下で培養する培養工程が、エンハンサ ーまたはアクチベーターが正常に活性である条件、すなわち、エンハンサーまた はアクチベーターのインデューサーの存在下で且つエンハンサーまたはアクチベ ーターのリプレッサーの不存在下の条件下で、また二方向性マーカーが発現され る条件下での培養であり、 −二方向性マーカー遺伝子の発現に対応する表現型を呈する形質転換体の選択は 、上記の培養条件下で行われ、 −選択した形質転換体の突然変異誘発後における培養工程は、二方向性マーカー の発現に対応する表現型を持つ株に許容される条件下で且つ、核酸カセットを含 む非突然変異親については二方向性マーカーが発現されない条件下、すなわち、 エンハンサー若しくはアクチベーターのインデューサーの不存在下またはエンハ ンサーまたはアクチベーターのリプレッサーの存在下で且つ、代謝の所定の一部 についての代謝基質の存在下にお いて行われ、 −突然変異誘発に続く培養工程から得られた、二方向性マーカー遺伝子の発現に 対応する表現型を呈する株の選択が、核酸カセットを含む非突然変異親について 二方向性マーカーが発現されない条件下、すなわち、エンハンサー若しくはアク チベーターのインデューサーの不存在下、またはエンハンサー若しくはアクチベ ーターのリプレッサーの存在下において行なわれる方法。 11.請求項9または10の何れか一項に記載の方法であって、 −核酸カセットが二方向性マーカーpyrAをコードする核酸配列を含み、 −ホストは核酸カセットの導入の前には、二方向性マーカーの発現に関連するp yrA+表現型を呈さず、 −誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が遺伝子xlnAに由来するU ASであり、 −得られた微生物を、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に活性で且 つ二方向性マーカーが発現される条件下で培養する培養工程が、UASが正常に 活性である条件下、すなわち、キシロース若しくはキシランのごときUASのイ ンデューサーの存在下で且つUASのリプレッサーの不存在下、すなわち、グル コースの不存在下であって、更に二方向性マーカーが発現される条件下で培養す ることを含み、 −二方向性マーカー遺伝子の発現に対応する表現型を呈する形質転換体の選択が 前記した培養条件下で行われ、 −選択した形質転換体の突然変異誘発後における培養工程が、二方向性マーカー の発現に対応する表現型を有する株に許容される条件下で且つ、核酸カセットを 含む非突然変異親については二方向性マーカーが発現しない条件下、すなわち、 キシロースまたはキシランのごときUASのインデューサーの不存在下またはU ASのリプレッサーの存在下、すなわち、グルコースの存在下で且つ、炭素の代 謝可能源の存在下において行われ、 −突然変異誘発に続く培養工程から得られた二方向性マーカー遺伝子の発現に対 応する表現型を呈する株の選択が、核酸カセットを含む非突然変異親については 二方向性マーカーが発現されない選択条件下、すなわち、キシロース若しくはキ シランのごときUASのインデューサーの不存在下またはUASのリプレッサー の存在下、すなわちグルコ ースの存在下において行われる方法。 12.微生物の非組換え突然変異体株(該突然変異は非突然変異株と比較して 代謝の所定の一部を増強する)を調製し選択する方法であって、、該方法が、前 記請求項1から11のいずれか1項に記載の方法の工程を行い、続いて導入され た核酸カセットの核酸を公知の方法で交差させることを含む該方法。 13.微生物の突然変異株(該突然変異は非突然変異株と比較して代謝の所定 の一部を阻害する)を調製し選択する方法であって、該方法は、 −請求項1ないし7のいずれか1項に記載の核酸カセットをホストに導入するこ と(該ホストは該核酸カセットの導入前には二方向性マーカーの発現に関連する 表現型を呈さず、かつ該ホストは低下または阻害すべき代謝の所定の一部を特徴 付けるタイプの活性を呈さない)と、 −得られた微生物を、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に活性な条 件下で、且つ二方向性マーカーの非発現は、得られた微生物の増殖および検出の 検出をもたらすと共に、二方向性マーカーの発現は好ましくは致死的であるかま たは増殖を強力に阻害するような条件下培養することと、 −前記した培養条件下で二方向性マーカー遺伝子の発現に対応する表現型を呈す る形質転換体を選択することと、 −選択した形質転換体を公知の突然変異誘発に付すことと、 −突然変異誘発に由来する株を、二方向性マーカーの非発現に対応した表現型を 有する株の増殖に許容され、代謝可能基質が存在し、且つ核酸カセットを含みま たは含まない非突然変異ホストと比較して代謝の所定の一部の低下または阻害さ れた活性を示す条件下で培養することと、 −代謝の所定の一部の低下したまたは阻害された活性に対応する表現型を呈する 突然変異誘発後における培養工程に由来する株を、当該活性が低下または阻害さ れるべき代謝の一部についての基質として働く基質上での増殖する際の清澄化の ゾーンの減少のように、核酸カセットを含みまたは含まない非突然変異ホストと 比較して、代謝の所定の一部の低下または阻害された活性を示す選択条件下で、 選択することとを含む該方法。 14.請求項13に記載の方法であって、 −誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が遺伝子xlnAに由来する上 流活性 化配列(UAS)であり、 −代謝の所定の一部が炭素代謝のキシラン分解の一部であり、 −得られた微生物を、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に活性で且 つ、二方向性マーカーが発現される条件下で、培養する培養工程が、UASのリ プレッサーの不存在下で且つ、炭素の代謝源の不存在下において、また好ましく はUASのインデューサーの不存在下において培養することを含み、 −二方向性マーカー遺伝子の発現に対応した表現型を呈する突然変異体の選択が 、上記の培養条件下で起こり、 −選択された形質転換体の突然変異誘発後における培養工程が、二方向性マーカ ーの非発現に対応した表現型を有する株の増殖および検出に許容される条件下、 二方向性マーカーの発現に対応する表現型を持つ株の増殖および検出に許容され ない条件下(すなわち、ウリジンおよびフルオロ−オロチン酸の存在下)、かつ核 酸カセットを含む非突然変異親については、炭素代謝の所定の一部の活性をもた らす条件下(すなわち、UASのインデューサーおよび代謝可能炭素源の存在下 であって、UASのリプレッサーの不存在下、例えば、インデューサー様キシラ ンまたはD−キシロースと組み合わせたD−キシロースまたは別の非抑制性炭素 源の存在下)において行われ、 −突然変異誘発に続く培養工程から得られた、炭素代謝の所定の一部の低下した または阻害された活性に対応する表現型を示す株の選択が、キシラン上での増殖 における清澄化のゾーンの減少のような、核酸カセットを含むかまたは含まない 非突然変異のホストと比較して、炭素代謝の所定の一部の活性の低下または阻害 を示す選択条件下で行われる方法。 15.請求項142記載の方法であって、 −核酸カセットが二方向性マーカーpyrAをコードする核酸配列を含み、 −ホストは、核酸カセットの導入の前には、二方向性マーカーの発現に関連する pyrA+表現型を呈さず、 −得られた微生物を、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に活性で且 つ二方向性マーカーpyrAが発現される条件下で培養する培養工程が、エンハ ンサー若しくはアクチベーターのインデューサーの存在下で且つ、エンハンサー またはアクチベーターのリプレッサーの不存在下において、更に二方向性マーカ ーpyrAが発現される条 件下で培養することを含み、 −二方向性マーカー遺伝子pyrAの発現に対応した表現型を呈する形質転換体 の選択が、前記培養条件下で起こり、 −選択した形質転換体の突然変異誘発後の培養工程が、二方向性マーカー、すな わち、pvrA-表現型の非発現に対応した表現型を有する株の増殖および検出 に許容される条件下、pyrA+表現型を持つ株の増殖および検出につき許容さ れない条件下(このような表現型は、二方向性マーカーの発現に対応する、すな わち、このような条件はウリジンおよびフルオロ−オチロン酸の存在を含む)、 かつ核酸カセットを含む非突然変異親においては、代謝の所定の一部の活性をも たらす条件下(すなわち、エンハンサーまたはアクチベーターのインデューサー ならびに代謝可能基質の存在下であって、アクチベーターまたはエンハンサーの リプレッサーまたはインデューサーと組み合わせた別の非抑制基質の不存在下) において行われる方法。 16.請求項14または15の何れか1項に記載の方法であって、 −核酸カセットが二方向性マーカーpyrAをコードする核酸配列よりなり、 −ホストが、核酸カセットの導入の前には二方向性マーカーの発現に関連するp yrA+表現型を呈さず、 −誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列が遺伝子xlnAに由来するU ASであり、 −得られた微生物を、エンハンサーまたはアクチベーター配列が正常に活性且つ 二方向性マーカーpyrAが発現される条件下で培養する培養工程が、UASが 正常に活性である条件下(すなわち、キシロースまたはキシランのごときUAS のインデューサーの存在下であって、UASのリプレッサーの不存在下、すなわ ち、グロコースの不存在下)で、且つ二方向性マーカーpyrAが発現される条 件下において培養することを含み、 −二方向性マーカー遺伝子pyrAの発現に対応する表現型を呈する形質転換の 選択が、前記した培養条件下で行われ、 −選択した形質転換体の突然変異誘発後における培養工程が、二方向性マーカー 、非発現に対応した表現型(すなわちpyrA−表現型)を有する株の増殖およ び検出に許容される条件下、二方向性マーカーの発現に対応した表現型のような 、pyrA+表現型 を有する株の増殖および検出に許容されない条件下(すなわち、このような条件 はウリジンおよびフルオロ−オロチン酸の存在を含む)、且つ核酸カセットを含 む非突然変異親においては、炭素代謝の所定の一部の活性をもたらす条件下(す なわちUASのインデューサーおよび代謝可能炭素源の存在下であって、UAS のリプレッサーの不存在下、例えば、D−シキロースまたはインデューサー様キ シランと組み合わせた別の非発現炭素源の存在下)において行われ、 −突然変異誘発後の培養工程から得られた炭素代謝の所定の一部の低下または阻 害された活性に対応した発現型を呈する株の選択が、核酸カセットを含むまたは 含まない非突然変異ホストと比較して、キシラン上での増殖に際しての清澄化の ゾーンの低下のごとき炭素代謝の所定の一部の低下したまたは阻害された活性を 示す選択条件下で行われる方法。 17.微生物の非組換え突然変異株を調製し選択する方法であって、該突然変 異が非突然変異株と比較して代謝の所定の一部を阻害し、該方法が、請求項13 −16いずれか1項記載の方法の工程を行い、引き続いて導入された核酸カセッ トの核酸を自体公知の方法で交差することを含む該方法。 18.−自体公知の方法で相補性テストを行い、ここに、核酸カセット配列を 含まない非突然変異親株のゲノムの一部での、請求項13−16いずれか1項記 載により得られたホストの形質転換が、自体公知の方法で起こり、続いて −二方向性マーカーの発現をベースとしてアクチベーターの陽性形質転換体を選 択し、次いで −アクチベーター陽性形質転換体からの核酸を自体公知の方法にて請求項13− 16いずれか1項記載の方法で得られた突然変異体の核酸とを比較し、次いで、 アクチベーター陽性形質転換体に存在し、かつ自体公知の方法によりアクチベー ター陰性突然変異体において突然変異した核酸を同定し単離する ことよりなる誘導性エンハンサーまたはアクチベーターの活性化レギュレーター の同一性および核酸配列を測定する方法。 19.核酸カセットの導入に先立つホストが二方向性マーカーをコードする核 酸配列に少なくとも一部分対応する核酸よりなり、該対応が核酸カセットに含ま れる二方向性マーカーをコードする核酸の染色体において相同組換えを可能とす るのに十分な程度で ある請求項8−18いずれか1項記載の方法。 20.1)誘導性エンハンサーまたはアクチベーター配列の活性化レギュレー ターの標的遺伝子に正常に関連するプロモーター、 2)さらなるプロモーターに作動可能に連結したレギュレーターをコードする 核酸配列、 3)同種または異種蛋白質またはペプチドをコードする同種または異種配列よ りなり、 該プロモーター(1)は同種または異種暗号配列に作動可能に連結しており、 かかる活性化レギュレーターは代謝に関与し、より具体的にはかかる活性化レギ ュレーターは酵素カスケードまたはフィードバックループまたは複数フィードバ ックループを持つ代謝の一部に関与しており、かつかかる標的遺伝子はレギュレ ーター遺伝子の発現産物に対する結合性部位であることを特徴とする組合せ核酸 カセット。 21.レギュレーターをコードする核酸配列に作動可能に連結したさらなるプ ロモーターが、レギュレーターをコードする核酸配列とは負に関連するプロモー ターである請求項20記載の組合せ核酸カセット。 22.レギュレーターをコードする核酸配列がキシラン分解レギュレーターを コードし、好ましくは、核酸配列がxlnRをコードする請求項20または21 記載の組合せ核酸カセット。 23.レギュレーターをコードする核酸配列を請求項41−46いずれか1項 記載の核酸配列であるか、あるいは請求項47−56いずれか1項記載のポリペ プチドまたは蛋白質をコードする核酸配列である請求項21−22いずれか1項 記載の組合せ核酸カセット。 24.該プロモーター(1)が標的遺伝子xlnA、xlnB、xlnC、x lnDおよびaxeAに関連するプロモーターから選択される請求項20−23 いずれか1項記載の組合せ核酸カセット。 25.該プロモーター(1)が標的遺伝子xlnDに関連するプロモーターで ある請求項20−24いずれか1項記載の組合せ核酸カセット。 26.同種または異種配列が酵素をコードする請求項20−25いずれか1項 記載の組合せ核酸カセット。 27.同種または異種配列がキシラナーゼ、グルカナーゼ、α−グルクロニタ ーゼ、リパーゼ、エステラーゼ、フェルラ酸エステラーゼ、プロテアーゼまたは ヘキソースオキシダーゼのごときオキシドレダクターゼをコードする請求項20 −26いずれか1項記載の組合せ核酸カセット。 28.請求項20−27いずれか1項記載の組合せ核酸カセットを含むベクタ ー。 29.請求項20−27いずれか1項記載の組合せ核酸カセットおよび/また は請求項28記載のベクターを含むホスト細胞。 30.請求項20記載の成分を含むホスト細胞であって、該ホスト細胞が天然 にまたは組換えDNA技術によりレギュレーターの標的遺伝子を含み、但し、標 的遺伝子およびレギュレーターがホスト細胞に対して天然のものである場合、レ ギュレーターが複数コピーで存在する該ホスト細胞。 31.請求項20で定義したレギュレーターをコードする核酸配列または請求 項41−46いずれか1項記載の核酸配列の複数コピーを含むホスト細胞。 32.請求項20で定義したレギュレーターをコードする核酸配列または請求 項41−46いずれか1項記載の核酸配列および請求項20で定義したプロモー ター(1)を含み、該プロモーターが標的遺伝子xlnDに関連する請求項29 −31いずれか1項記載のホスト細胞。 33.微生物および植物細胞よりなる群から選択される請求項29−32いず れか1項記載のホスト細胞。 34.真菌細胞、好ましくは糸状菌細胞から選択される請求項29−33いず れか1項記載のホスト細胞。 35.該ホスト細胞が属アスペルギルス(Aspergillus)、トリコデルマ(Tricho derma )、ペニシリウム(Penicillium)およびフサリウム(Fusarium)から選択され る請求項29−24いずれか1項記載のホスト細胞。 36.該ホスト細胞がアスペルギルス・ニゲール(Aspergillus niger)、アス ペルギルス・テュービゲネシス(Aspergillus tubigenesis)、アスペルギルス・ アクレトゥス(Aspergillus aculeatus)、アスペルギルス・アワモリ(Aspergillu s awamori )、アスペルギルス・オリザエ(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス・ ニドゥランス(Aspergillus nidulans)、アスペルギルス・フェティダス(Aspergi llus foetidus )、アスペルギルス ・テレウス(Aspergillus terreus)、アスペルギルス・シドウィー(Aspergillus sydowii )、アスペルギルス・カワチィー(Aspergillus kawachii)、アスペルギル ス・カルボナリウス(Aspergillus carbonarius)およびアスペルギルス・ヤポニ カス(Aspergillus japonicas)から選択される株である請求項29−35いずれ か1項記載のホスト細胞。 37.該ホスト細胞がサッカロミセス(Saccharomyces)、クルベロミセス(Kl uvveromyces )およびラクトバチルス(Lactobacillus)から選択される属に属する 株である請求項29−35いずれか1項記載のホスト細胞。 38.該ホスト細胞がサッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisia e )またはサッカロミセス・ポンベ(Saccharomyces pombe)から選択される株であ る請求項37記載のホスト細胞。 39.該標的遺伝子がホスト細胞に対して内因性のものである請求項29−3 8いずれか1項記載のホスト細胞。 40.該標的細胞が複数コピーで存在する請求項29−39いずれか1項記載 のホスト細胞。 41.配列番号9の暗号核酸配列にわる発現産物xlnRをコードする核酸配 列xlnRおよびその同等核酸配列。 42.請求項41記載の核酸配列であって、該配列が実施例に定義した特異的 最小ストリンジェンシィー条件下で核酸配列番号9に由来するプライマーまたは プローブにハイブリダイズでき、該プライマーまたはプローブが非zincフィ ンガー結合領域に由来し、かつ該プライマーまたはプローブが長さが少なくとも 20個のヌクレオチドである該核酸配列。 43.請求項41または42記載の核酸配列であって、該配列が実施例で定義 した特異的最小ストリンジェンシィー条件下で暗号核酸配列番号9にハイブリダ イズできる該核酸配列。 44.配列番号9によるxlnRの、あるいは配列番号9のxlnRをードす る核酸配列によってコードされたアミノ酸配列と80%ないし100%同一性を 呈する発現産物をコードする核酸配列。 45.配列番号9のアミノ酸配列に関する請求項41−44いずれか1項記載 の核酸配列。 46.該配列が、配列番号9の暗号核酸配列と比較して、配列の1以上の断片 においで欠失および/または置換を含む請求項41−45いずれか1項記載の核 酸配列。 47.請求項41−46による核酸配列によってコードされたアミノ酸配列ま たはその同等体。 48.該アミノ酸配列が配列番号9のアミノ酸配列またはその同等体である請 求項47記載のアミノ酸配列。 49.該同等体の同一性が、配列番号9のアミノ酸配列と比較して、80−1 00%、好ましくは85−100%、より好ましくは90−100%、最も好ま しくは95−100%である請求項47または48記載のアミノ酸配列。 50.同等体発現産物がDNA結合性活性を有すべきものであり、好ましくは 、かかるDNA結合性活性は、配列番号9で供されるアミノ酸配列を持つ発現産 物が標的遺伝子の核酸配列に結合するのと同等またはそれ以上に、発現産物が標 的遺伝子の核酸配列に結合するべきものである請求項47−49いずれか1項記 載のアミノ酸配列。 51.該配列が配列番号9のアミノ酸配列と比較して配列の1以上の断片にお いて欠失および/または置換を含む請求項47−50いずれか1項記載のアミノ 酸配列。 52.zincフィンガー結合性領域からのアミノ酸配列の少なくともC末端 側の半分を含む請求項47−51いずれか1項記載のアミノ酸配列。 53.該アミノ酸配列がZnフィンガー結合性領域に対応する断片を含む請求 項47−52いずれか1項記載のアミノ酸配列。 54.該アミノ酸配列がRRRLWWモチーフに対応するアミノ酸配列を含む 請求項47−53いずれか1項記載のアミノ酸配列。 55.配列番号9における1110ないし1260位におけるヌクレオチドに よってコードされたアミノ酸配列に対応するzincフィンガー領域に突然変異 が存在しない請求項47−54いずれか1項記載のアミノ酸配列。 56.配列番号9のアミノ酸配列に存在するモチーフRRRLWWに対応する RRRLWWモチーフに突然変異が存在しない請求項47−55いずれか1項記 載のアミノ酸配列。 57.レギュレーターが発現されないか、あるいはレギュレーターとして不活 性であるような、請求項20で定義されたレギュレーターをコードする配列が存 在しないかそ の突然変異を含む、いわわるノックアウトホスト細胞と呼ばれる突然変異ホスト 細胞。 58.キシラン分解副活性を含まず得ることができる蛋白質またはペプチドを コードする同種または異種配列をさらに含む請求項57記載の突然変異ホスト細 胞。 59.自体公知の方法で請求項57または58記載のノックアウト突然変異体 を培養し、その結果としての異種または同種蛋白質を得ることを特徴とするキシ ラン分解副活性の無い異種または同種蛋白質またはポリペプチドを生産する方法 。 60.蛋白質またはペプチドをコードする核酸配列から蛋白質またはペプチド を生産するための自体公知の方法による同種または異種蛋白質またはペプチドの 生産のための請求項20−27いずれか1項記載の組合せ核酸カセットの使用。 61.請求項41−46いずれか1項記載の核酸配列によってコードされる誘 導性エンハンサーまたはアクチベーター配列の活性化レギュレーターの標的遺伝 子と正常に関連するプロモーターに作動可能に連結した標的遺伝子を含むホスト 細胞において核酸配列を発現させることによる標的遺伝子の過剰生産のための請 求項41−46いずれか1項記載の核酸配列の使用であって、標的遺伝子および 請求項41−46いずれか1項記載の核酸配列がホスト細胞に対して天然のもの である場合、請求項41−46いずれか1項記載の配列が野生型ホスト細胞と比 較して複数コピーで存在する該使用。 62.蛋白質またはペプチドをコードする核酸配列から蛋白質またはペプチド を生産するための自体公知の方法による同種または異種蛋白質またはペプチドの 生産のための請求項29−40いずれか1項記載のホスト細胞の使用。 63.プライマーまたはプローブとして使用されるべき核酸断片であって、該 断片が核酸配列番号9であり、該プライマーまたはプローブが非zincフィン ガー結合性領域に由来し、該プライマーまたはプローブが長さが少なくとも20 個のヌクレオチドである該核酸断片。 64.該断片がzincフィンガー結合性領域からの配列番号9のC−末端側 暗号の半分に由来する請求項63記載の核酸断片。 65.配列番号9の同等配列を検出するおよび/または単離するためのキット における請求項63または64記載の2以上の断片の組合せ。 66.1の断片がzincフィンガードメインを形成する核酸配列の一部を含 まない請求項65記載の組合せ。 67.増大したDNA結合を呈するzincフィンガー結合性ドメインにおい て突然変異を持つ配列番号9によるアミノ酸配列の突然変異。 68.減少したDNA結合を呈する突然変異を持つ配列番号9によるアミノ酸 配列の突然変異。 69.zincフィンガー結合性ドメインにおいて突然変異を持つ配列番号9 によるアミノ酸配列の突然変異であって、該突然変異が減少したDNA結合を呈 する該突然変異。
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