JPS58158184A - 細菌のプロトプラスト融合法 - Google Patents

細菌のプロトプラスト融合法

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JPS58158184A
JPS58158184A JP57040366A JP4036682A JPS58158184A JP S58158184 A JPS58158184 A JP S58158184A JP 57040366 A JP57040366 A JP 57040366A JP 4036682 A JP4036682 A JP 4036682A JP S58158184 A JPS58158184 A JP S58158184A
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唐沢 昌彦
Osamu Tosaka
戸坂 修
Shigeo Ikeda
茂穂 池田
Hiroi Yoshii
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/02Preparation of hybrid cells by fusion of two or more cells, e.g. protoplast fusion
    • C12N15/03Bacteria

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はブレビバクテリウム属又はコリネバクテリウム
属細菌の効率的なプロトプラスト融合法に関する。
従来、プロトプラスト融合法による有用微生物の育種方
法としては酵母の品種改良法が開発され(特開昭54−
163883)、アミノ酸発酵工業で重要な微生物であ
るブレビバクテリウム属、及びコリネバクテリウム属の
微生物についてもプロトプラスト融合方法が報告又は開
発されている( Agr、 Biol、 Chem、、
 43(5)、1007〜1013.1979、特開昭
56−109587)。 しかしながら、従来のブレビ
バクテリウム又はコリネバクテリウム属細菌のプロトプ
ラスト融合方法は融合頻度が5X10′程度と低く、今
後プロトプラスト融合法によシ有用微生物を効率良く育
種するためには更に融合頻度の高いプロトプラスト融合
法の開発が急務となって来ている。そこで本発明者等は
高い頻度でプロトプラス1合する方法を開発することを
目的として種々研究を重ねた結果、細菌のプロトプラス
トをポリエチレングリコールと10mM以上のカルシウ
ムイオンを含むpH8,0〜120の高張液中で融合せ
しめると融合頻度が飛躍的に向上することを発見し本発
明を完成するに至った。
本発明は(1)ブレビバクテリウム属細菌のプロトプラ
ストとブレビバクテリウム属又はコリネバクテリウム属
細菌のプロトプラストを、又は(2)コリネバクテリウ
ム属細菌のプロトプラストとコリネバクテリウム属細菌
のプロトプラストを、10mM以上のカルシウムイオン
及び細胞融合促進剤を含むpH8,0〜12.0の高張
液中で細胞融合せしめることを特徴とする細菌のプロト
プラスト融合法である。
本発明で使用するブレビバクテリウム属、又はコリネバ
クテリウム属の細菌としては野性法、薬剤耐性、栄養要
求性等を有する変異株、アミノ酸生産性の有無を問わず
すべて使用することができる。
栄養細胞を得るために使用する培地は微生物が充分生育
できるものであれば良く、例えば0M培地(酵母エキス
10チ、ペプトン1.0%、食塩05%、グルコース0
5%)等の完全栄養培地が使用される。この培地に、ブ
レビバクテリウム属、又はコリネバクテリウム属の微生
物を培養し、リゾチーム感受性の細胞を得チため、対数
増殖期にペニシリン等の細胞壁合成阻害剤を添加する、
添加量は微生物の生育を抑制しないか又は半抑制する程
度が望ましくペニシリンの場合には1〜20μt/ 1
o mg程度が望ましい。添加後、更に30〜120分
程度培養を継続して数世代増殖せしめてリゾチーム感受
性の栄養細胞を得る。
培養液から細胞を分離し、これを高張液で洗滌後、それ
ぞれの高張最少培地に懸濁し、これにリゾチームをo、
 t 〜10 ”y7trte添加し、30〜40Cに
保持して細胞のプロトプラスト化を行う。プロトプラス
ト化は時間と共に進行し、約3〜24時間で完了する。
上記高張液としては公知のものを使用すれば良く、例え
ば、025Mシュークロース、0.25Mコハク酸2ナ
トリウム、20mMリン酸1カリウム、100 mMリ
ン酸2カリウム及び5’mMのEDTAから成るHP高
張液が使用される。又高張培地としては夫々の最少培地
に0.41Mシュークロースと0.01M硫酸マグネシ
ウムを加えたものが使用される。
このようにして得られたプロトプラストは高張最少培地
で培養するとコロニーを形成し、栄養細胞に再生する。
この寒天培地としては0.3〜O8Mのコハク赦2ナト
リウムを含む完全栄養培地あるいは最少培地が用いられ
る。
上記の方法で得られたプロトプラストと細胞融合せしめ
る対象のプロトプラストを約等量の割合で混合し、゛こ
れを充分遠心分離する。運心分離したブラストプラスト
混合物を100 mM以上のカルシウムイオンを含むp
H8,0〜120のHP高張柩に慾濁し、これにポリエ
チレングリコール溶液を約10倍量加え。30〜371
Z’KIO〜90分間保持する。
ポリエチレングリコールとしては平均分子量7.000
〜s、 o o oのポリエチレングリコール6000
等が使用される。カルシュラムイオンの供給源は、溶解
性の良いカルシュラム塩でおれば良く、通常塩化カルシ
ュラムを用いる。
カルシウムイオン濃度は、jOmM以上必賛で必璧j9
10mM以下では融合頻度を充分高めることはできない
尚張液のpHは80〜12.0に調節することが心壁で
あり、単に10mM以上のカルンウムイオンの存在のみ
では融合は促進されず、pH8,0〜12.Oのアルカ
リ性でかつ1(1mM以上のカルシウムイオン及びポリ
エチレングリコールの共存下で融合することによっては
じめて効果が発揮され、 10−3〜10−5の頻度で
細胞融合せしめることができる。
このようにして融合されたプロトプラストの栄養細胞ヘ
ノ再生は公知の方法(Agr、 Biol、 Ohem
 、。
43(5入1005〜1013.1979)に従って行
えば良く、前記のプロトプラストの再生と同様の方法に
よって行われる。組み換え株の選択は、薬剤耐性、栄養
要求性等目的とする性質を有する融合株を常法に従って
分離すれば良い。
以下、実施例にて詳細に説明する。
実施例I ペプトン1.oy/dt2、酵母エキス1.0 f/d
、塩化ナトリウムo、511/#及びシュークCI−ス
0.59/cm ヲ含jy p H7,2(D 完全栄
養培地(CM培地)10mgを大型試験管に分注し加熱
滅菌した。
この培地に、ブレピノくクテリウム・ラクトフェルメン
タムAJ3445 FERM−P1944(S−(2−
アミノエチル)−システィン耐性(AEcr))を接種
し315Cで振盪培養を行った。 対数増泊中期(菌体
濃2to81固/ me )にペニンリンGi3単位7
10m1冷加し、更に90分間培養を続けた。培養液か
ら菌体を回収し、pH7,0のHP液(高張希釈液)で
洗浄した。
菌体を遠心分離し、得られた菌体を5’000μ&/m
eリゾチーム0.41Mシュークローズおよび001M
硫酸マグネシウムを含む最少培地(第1表)に再懸濁し
、315Cに静置した。
第1表 最少培地の組成 組  成         濃  度 シュークローズ      2.Off/dll硫咳ア
ンモニウム      0.5 9膚尿   素   
           0.3   f/di;lKH
2PO40,1fIldl1 MgSo4−7 H2O0,04f/dllFeSO4
−7H201,0”ld MnS04・4H2010)1 NaC1’                10  
”i/412M5G                
 10  貿し−アラニン       40 ;賀ニ
コチン酸アミド       5  ”Fdアデニン 
         10 貿サイアミン塩酸塩    
200 μシラビオチン         100 〃
シfpH7,2(KOH) プロトプラストの形成を、光学顕微鏡で観察するととも
に、この細胞をpH7,OHP液で遠心洗浄後、2つに
分は一つはpH7,OHP液で希釈して0.5 Mコハ
ク酸2ナトリウムを含有した最少培地へ接種し、さらに
0.8 f/rill軟寒天を含む同培地で重層した。
もう一つは、リン酸緩爾液で希釈して0M培地に接種し
、さらに0.8 t/a軟寒天を含む同培地で重層し3
15Cで培養した。プレート上に出現するコロニーは、
各々高張条件で生育するコロニー(栄養細胞とプロトプ
ラスト)、低張条件で生育するコロニー(栄養細胞のみ
)を示し、その実験結果を第2表に示した。
2 、              9.4 X 10
84.OXl084   5000   1.9X 1
096.lX1081.2X10821       
        4.2X1071.9X103294
X10874×108 4   1000  32x1o”’   8.4XI
O82,8X10821              
 2.9 X 10 4.8 Xl06リゾチ一ム処理
21時間で、ペニシリン処理細胞はプロトプラスト化さ
れた。
バムAJ11784 FERM−P6407  (イン
ロイシン要求性、α−アミノ−β−ヒドロキシ吉草酸耐
性(AHVr) )  を培養してプロトプラスト化し
た。
AJ3415及びAJ、11784のプロトプラストを
O〜2.0 Mの塩化カルシウムを含むpH6,0〜1
2.0のHP高張液0.5 mlに等量宛懸濁し、これ
に45m1の33%ポリエチレングリコール−6000
の水溶せしめた。プロトプラストの融合は時間と共に進
行した。融合反応液を遠心分離して融合プロトプラスト
を集め、これをpH10,5の100mMの塩化カルシ
ュラムを含むHP高張液に懸濁し、次いでL−イア o
(シフ30ff/a、a−AHV 5000 pti/
me1AEC! 5000μf/me及び0.5 Mコ
ハク酸2ナトリウムを含む第1表の高張最少寒天プレー
ト上に接種し、その土面を同寒天培地で薄層状に覆い3
15Cにて10日間培養を行った。
プレート上に出現した組み換え株(L−インロの出現頻
度と融合pH又は添加カルシュウイオン(塩化力ルシュ
ウム)a度との関係を第3表及び第4表に示す。
6.5        <10’ 8.0     4.2X10 ’ 10.5     2.0X10 ”’12.0   
     <10’ 第3表の結果は、100mMの塩化カル7ウムの共存下
で融合せしめた場合の出現頻度であり、0M培地に生育
したコロニー数に対する頻度で示した。
5         <10−8 10      5.8X10” 50      3.2X10’ 、100      2.0XlO” このような融合処理条件のもとで得られた組換え株の出
現頻度は各親株の復帰変異率よ!+10倍株物質として
生育度およびAHV又はAECに対する耐性度を第5表
に示した。第5表に示すように、この菌株は両親株の表
現型(工1θ要求性、AHV耐性、 ’ABC!  耐
性)を有し、その表現型は継代培養しても安定であった
第5表に示す生育度は次のようにして測定した。
第1表の最少培地にL−イソロイシンを305/dll
 Tg、加した培地(実験区(1)で使用)、L−イン
ロイシン30τにAHVを5.0 ’9/而(実験区(
2)で使用)又はABCを5.0 ”9 / ml(実
験区(3)で使用)添加した培地4.0 mlを試験管
に分注し、試験菌を一定量宛接棟し、31.5t:’で
24時間振盪培養し、562μmに於る吸光度を測定し
生育度を求めた。
第6衣の組成の培地を20m1宛、500R1!容振盪
フラスコに入れ110trで10分間蒸気殺菌した。こ
れにあらかじめ0Mスラントで生育せしめた第7表に示
す菌株を一白金耳づつ接種し315Cにて72時間振盪
培養した。
(NH4)、So、           4.5 f
席KH,Po、              0.15
1/dl1MgSO4・7 H,OO,0411/dl
jFθSO,・7H,OI′麹 Mn5O,−4H,01肩?、4 サイアミン・塩酸塩     1000μ紗fビオチン
       100μg/!大豆蛋白塩酸加水分解液
     1.0m17箇消泡剤     20シ席 炭酸男ルシウム(別殺菌)      5 t/dll
培養液中に生成されたL−スレオニン及びL−リジンの
量を常法に従って足音した。その結果を第7表に示す。
第7表 アミノ酸の蓄積量 m   株      L−−スレオテン    月:
リジンAJ11784       10      
     0AJ3445         0   
       ’18.0AJ11785の培養液を集
めて遠心分離し、菌体及び固形物を除去した。得られた
上清液500meを強力チオン交換樹脂([Amber
lite I R−120J〔H型〕)のカラムに流し
た。3チアンモニア水で溶出[7、アミノ酸画分を集め
、脱塩及び脱色を行い、減圧濃縮した。アルコールを添
加し、冷却下に保存後、生成した結晶を果めで乾燥した
結果、純度98%以上のL−スレオニン結晶5.4gが
得られた。
実施例2 コリネバクテリウム・アセトグルタミヵムAJ3858
 FERM、P2786(AEC及びAHV耐性)及び
コリネバクテリウム・アセトアシドフィラムAJ379
2 FKRM−P2650(AEC耐性、β−)Aイド
ロキシコイシン(βHL)耐性)を実施例1と同様の方
法で培養し、プロトフリスト化した。
AJ3858及びAJ3792のプロトプラストを塩化
カルシウム50 mM及びPEG 600033%を含
むpH10,0のHP高張液に等量つつ懸濁し36Cに
30分間保愕してプロトプラスト融合登行フた。J冶プ
ロトプラストを遠心分離して集め、これをβ−HL 1
000 pf/me、 AHV 2000 pi/me
 AEO2000μfI/me及びコノ・り酸2ナトリ
ウム135g7cmを含むpH7,2の第1表の高張最
少寒天プレートに接種し、実施例1と同様の方法で培養
した。
実施例1と同様の方法で薬剤耐性度を測定した。
その結果を第8表に示す。
0      −     100    100  
 100β−HL    1000     32  
   82    86AHV    2000   
  81     78    2OAFC20007
47681 尚、コノヨうな組み換え株(βHLr、 AHVr、 
AEC!r)の出現頻度は10−4〜10−5であった
実施例3 コリネバクテリウム・グルタミカムAJ3420FER
M−P1709’(AEOr、11e  )及びプレピ
ノ(クテリウム・フラバムATCC21269(AHv
r)を実施例1と同様の方法で培養した後、プロトプラ
スト化を行った。AJ3420及びATOC21269
のプロトプラストを塩化カルシウム200 mM及びP
E()−600033y7cm含むpH10,5のHP
高張液に等量宛懸濁し35tl’に30分間保持して融
合せしめた。
一合反応液を遠心分離して細胞を集め、これをAEC3
000af/ml、AHV 3000tdt/me、L
−イソロイシン40 ”9/d及びコハク酸2ナトリウ
ム13.5 f/aを含む第1表の最少寒天プレートに
接種し実施例1と同様の方法で培養した。プレー ト上
に出現したコロニーを組み換え株として分離した。コロ
ニーの出現頻度は0M完全培地に出選び実施例1と同様
の方法でL−イソロイシン要求性及び薬剤耐性度を測定
した。
その結果を第9表に示す。
0         0    0    100イソ
ロイシン    40My/(B   100    
 100      108イソロイシン    40
2グアつ!

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ■ブレビバクテリウム属の細菌のプロトプラストとブレ
    ビバクテリウム又はコリネバクテリウム属の細菌のプロ
    トプラストを、父は■コリネノくクテリウム属細菌のプ
    ロトプラストとコリネノくクテリウム属細菌のプロト7
    ’ラストを、10mM以上のカルシウムイオン及びポリ
    エチレングリコールを含むpH8,0〜12.0の高張
    液中で細胞融合せしめることを特徴とする細菌のプロト
    プラスト融合法。
JP57040366A 1982-03-15 1982-03-15 細菌のプロトプラスト融合法 Granted JPS58158184A (ja)

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JP57040366A JPS58158184A (ja) 1982-03-15 1982-03-15 細菌のプロトプラスト融合法

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JPS58158184A true JPS58158184A (ja) 1983-09-20
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0113569A2 (en) * 1982-12-17 1984-07-18 Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. Process for producing L-glutamic acid by fermentation
JPS6274293A (ja) * 1985-09-28 1987-04-06 Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd L−イソロイシンの製造法

Cited By (3)

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