JPS591500A - ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子を利用したプロモ−タ検出用プラスミドベクタ−及びその製造方法 - Google Patents

ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子を利用したプロモ−タ検出用プラスミドベクタ−及びその製造方法

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JPS591500A
JPS591500A JP57110999A JP11099982A JPS591500A JP S591500 A JPS591500 A JP S591500A JP 57110999 A JP57110999 A JP 57110999A JP 11099982 A JP11099982 A JP 11099982A JP S591500 A JPS591500 A JP S591500A
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志村 幸雄
Keishiro Tsuda
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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
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli

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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、トリメトプリム耐性の発現を目安としてプロ
モータ活性を有するDNA断片を検出するための1ラス
ミドであり、アンピシリン耐性遺伝子を遺伝標識として
有するプラスミドベクター及びその製造方法に関するも
のである。
近年、分子生物学及び遺伝子工学の発展を背景に、組替
えDNA手法を用いて有用な物質を生み出す方法が脚光
をあびつつある。これまでの分子生物学の成果より、遺
伝子の情報発現は、DNAからメツセンジャーRNA 
 (以下、mRNA  と略す。)が作られる段l@(
転写の段階)及びmRNAが読みとられてタンパク質を
作る翻訳の段階の2段階でその調節が行われており、遺
伝子には、タンパク質の一次構造を暗号化するDNA配
列の他に、プロモータと呼ばれる転写111訳の開始に
つかさどるDNA配列の存在が明らかVCされている。
最近、遺伝子工学の手法により、微生物を用いたソマト
スタチン、インンエリン、インターフ−ロン等極めて有
用な物質の生産が行われようとしているが、異種DNA
であるこれら有用ポリペプチドを暗号化したDNA、例
えば、mRNAから逆転写によって得られるDNAをそ
のまま1ラスミドに導入しただけでなま有用ポリペプチ
ドの生産が開始されず、導入した異種I)HAの読み取
り、すなわち、プロセータがなければならないことが明
らかにされて8た。また、10モータにもその活性vc
@弱があり、導入した異種DNAの発現、すなわち、目
的ポリペプチドの生産が、プロモータ活性の強弱に依存
するものと考えられるようになってきた。遺伝子工学の
手法を用いて有用ポリペプチドの生産を異種生物で行う
場合、生産量を高めるためにI″i強力なプロモータを
付与することが考えられるが、導入された異種DNAの
遺伝子船物が多量に生産されることによって、宿主菌が
悪影響を受けることが予想され、また、実際そのような
例も明らかにされている0このため導入された異種DN
Aを宿主菌に害をおよほさない程度に効率よく発現させ
るのに都合のよいプロモータを見本発明者らは、このよ
うな事情に鑑み、宿主菌の遺伝子内に存在する槓々の値
開のプロモータを取り出し、特定具備DNAの発現には
・それに適したプロモータを見い出すことが必要である
と痛感するようになった。このためには、プロモータの
検出が必須である。そこで、プロモータの検出法につい
て鋭意研究を重ねた結果、すでに本発明者らが開発した
トリメト1リム耐性遺伝子を組み込んだプラスミドベク
ター全改貴することにより、プロモータ検出用プラスミ
ドが得られることを見い出し、本発明企完成するに至っ
た。
すなわち、本発明け・プロモータ活性を有するDNAM
片を特定制限酵素部位に導入することにより、トリメト
プリム耐性を発現するプラスミドベクター、及ヒすでに
本発明者らが開発したトリメトプリム耐性遺伝子を組み
込んだプラスミドベクターの特定DNAを除去した後、
特定制限酵素によって切断、される配列を結合すること
によってプロモータ検出用プラスミドベクターを製造す
る方法を提供するものである。
本発明に用いられる宿主菌は・大腸菌であるが、該プラ
スミドが自立的に寝装される宿主、例えば、大腸菌の近
緑菌であれば応用可能である。以下は、大腸菌について
記載している。
トリメトプリムは、ジヒドロ葉酸還元酵素(以下、DH
PRと略す。)の強力な拮抗阻害剤であり、DHPRが
阻害されることによりアミノ酸及び核酸の合成反応に必
須なテトラヒドロ葉酸の供給が止められる。このことか
らトリメトプリムけ1抗細菌剤として用いられるが、ト
リメト1リムに対する抵抗性を宿主に付与させるために
は、すでに発明者らが明らかにしているようvcC特許
出願、56−143520)DHPR遺伝子を多コピー
プラスミドに組み込んで宿主に導入し1細胞内における
この遺伝子の含量を高めてDHPRを多量に生産させる
ことによって達成できる。DHPRa伝子け、作られる
タンパク質のアミノ酸配列を暗号化しているDNA配列
と、この暗号音読み取らせるための配列であるプロモー
タ配列とから成り立っている。
従って後者すなわち、プロモータ配列を除くことにより
DHFR遺伝子は、DHFR全作らなくなるが、前者す
なわちDHFR自体を暗号化しているIINA配列の前
に、他の7〜ロモータ活性を有するDNA?接続すると
、この再生遺伝子は、DHFRTh生産するようになる
。従って、プロモータ活性分検出するためKは、DH?
Ra伝子を組み込んだプラスミドを改造して、DHPR
遺伝子の10モータ配列全除き、DHFR自体を暗号化
しているD N 、A配列の前に他のDNAを接続しや
すいように特定制限酵素部位を形成すればよい。このよ
うにして形成したプラスミドは、プロモータ配列を接続
することによりDHPRを生産することができるように
なるので、宿主にトリメトプリム耐性を付与することが
できる。従って、トリメトプリムを言む培地に生育する
宿主菌からのみ、プロモータ配列が導入されたプラスミ
ドを得ることができ、プロモ−夕配列をも/lないDN
Aが導入されたプラスミドを有する宿主菌は、トリメト
プリムを含む培地に生育できないので、プロモータの検
出を容易に行うことができる。しかしながら、現在まで
トリメトプリム耐性の出fikマーカーとしたプロモー
タ検出プラスミドベクターはまだ開発されていなかった
次に本発明の実施態様について説明する。
まず、プラスミドベクターpTP5〜3をSal lに
よって切断し1その後再びT4DNAリガーゼを用いて
再結合することにより、約4300ifi基対より成る
プラスミドDNAを作成する。Sal (け、pTP5
−3を3+所で切断し、約4300,1200及び60
0塩基対の3つのDNA断片を形成する。
このうち約4300塩基対のり、N A断片は、アンピ
シリン耐性遺伝子、プラスミドの複製に関与する遺伝子
及びD II FR遺伝子のうちプロモータのごく一部
を欠いた遺伝子を含んでいる。よって、得られる約43
00塩基対のプラスミド(pTP 6−6と呼称する。
)は、アンピシリン耐性を宿主に付与するが、トリメト
プリム耐性を付与することはできない。しかし、このプ
ラスミドにおいては、DHPR遺伝子のプロモータの大
部分を含んでいるためブロモ−々油性分もたないDNA
断片が導入された場合でもDHPRを作る可能性が考え
られるので、pTP6−6をSal iで切断し、次い
で二本鎖DNAに特異的に働いて両端から核酸を分解す
る酵素エキソヌクレアーゼBAL31全作#4させるこ
とにより、プロモータの大部分を除く。得られる直鎖状
DNAの両端は平滑末端である。さらに、異種DNAを
導入しやすいように特定制限酵素によって切断されるD
NA配列を付は加えて、環状DNAとし目的プラスミド
ベクターを得る。
特定制限酵素によって切断される部位の創設は、例えば
、HindllNcよって切断される部位は、Hlnd
 llIリンカ−と呼ばれるd(pOAAGOTTG)
なる配列をもつDNAをエキソヌクレアーゼBAL31
によって得られる直鎖状DNAの平滑末端VcT4DN
Aリガーピを用いて結合し、これを再びH1n4 lに
よって切断するとDNAの両端は接着末端となる。両端
をT4DNAリガーゼで結合すると環状DNAが得られ
、T4DNA IJガーゼで結合された部位はHtna
plによって切断される配列がル成される。このように
して得られるプラスミドベクターが果たしてプロモータ
検出ベクターであるか否かは、次に示されるようにして
確かめることができる。すなわち、pB1322i旧−
11Q lでvJ h L 、さらに、切断点にHln
d lリンカ−を結合し、再びHlnd lIlで勇断
する。これと、上記vcおいて得られたプラスミドをH
l−ndJlで切断したものとをT4DNAリガーゼで
結合し、宿主に取り込ませる。この操作によって宿主が
トリメトプリム耐性?獲得したとすれば、用いたプラス
ミドはフロモータを検出したことになり、プロモータ検
出プラスミドベクターであることが判明する。
1pBR322のHln(! nとHlndlllによ
る切断によって得られる断片のうち少なくとも一つけプ
ロモータ構造を完全に有する。(J、 G、 5utc
liffe。
(!old  8pring  Harbor  Sy
+nhosium、43゜77  (1979))1 また、次の方法によっても本発明の1ラスミドベクター
は得られる。
すなわち、pTP6−6 yrsal lで切断し、エ
キソヌクレアーゼBAL31を作用させて得られる直鎖
状DNAVcH1ndlリンカ−を結合する。これと、
大腸菌の染色体DNAを混合し、Hlnd @によって
切断後、T4DNAリガーゼで結合し種々のプラスミド
DNAを作り、これ全大腸菌に取り込ませ、トリメドブ
・リム耐性となった大腸菌を分離し、これから1ラスミ
ド?単離する。このプラスミドをHindltlvcよ
って切断し、再びT4DNAIJガーゼで結合し、大腸
菌に取り込ませ、アンピシリン耐性でかつ、トリメトプ
リムには耐性のない菌株?分離する。この菌株から1ラ
スミドを・分離すると目的のプロモータ検出用プラスミ
ドベクターが得られる。
なお、このようにして得られるプラスミドベクターのH
1ndI11切断部位は、いわゆるアダプターDNAと
呼ばれる合成T)NA全用いて他の制限酵素によって切
断される部位に変換することができる。よって、本発明
における特定制限酵素部位けHind I11部位に限
定されないことは自明である。
次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
なお、実施例における菌体からのプラスミドの分離けT
analca及びWeiablumの方法(T、Tan
aka、B、WaishlumiJ、Bacteri−
ology、 121.354.  (1975) l
 に、DNAの宿主への取り込みは、Norgardら
の方法(M、 V。
Norgard、に、Keem、J、J、Monaha
ni(lene。
3.279.(1979)l 7(従りfC。
実施例 プラスミドベクターpTP5−3は宿主にトリメトプリ
ム、テトラサイクリン及びアンピシリンの3檎の薬剤に
対する耐性を付与するプラスミドベクターであり発明者
らが開発したものである。第1図にpTP5−3の制限
酵素による切断地図を示す。約03μfのpTP5−3
を75μlの反応液(6mMMg01g 、0.2mM
エチレンジアミンテトラ酢酸(以下、EDTAと略す。
)及びl 50 mM Na1lを含むBmM Tri
s−801緩衝液(pH76)l中で、5ユニツトの制
御!li!酵素Sal lを用いて37℃2時間反応さ
せた。さらに、65℃で5分間保つことにより制限酵素
sal■1失活させた後、水中に保ち、15μlの50
11IM Mg(II、 、 15μlの01Mジチオ
トレイトール(以下、I)TTと略す。)15μlの5
mM ATP、7μlのLM Tris−HOI緩衝液
(pH7,4)、23μlの水及び0.2ユニツトのT
4DNAリガーゼを加え、4℃で18時間反応させ、D
NA末端を連結はせることにより再環化反応を行わせた
。この反応生成物をNorgardらの方法に従ってf
f1acherichi& coli  K−1206
00株に取り込ませた。この処理をした菌体をzOμl
/−アンピシリンナトリウム?含む栄養寒天培地(29
/lグルコース、Lll/l K、HF2番、5ti/
lポリペプトン、59/lイーストエキス及び159 
/ l寒天よりなる培地)上にまき、生長する菌体を約
1000個得fcoこれらの菌体のうち100個を適当
に選んで、2μy /mj! トリメトプリム及び20
μl/−アンピシリンナトリウムを含む栄養寒天培地上
vc移し、トリメトプリムに対して耐性を示すかを勇ぺ
たところ、72個の菌体け、この培地では生長できなか
った。このような菌体、すなわち、アンピシリン耐性で
トリメトプリムに感受性である菌体から一株選んでプラ
スミドを単離した。得られたプラスよドの大きざは、約
4300頃基対であり、制限@、gSh17.EcoR
l及びPst (によってそれぞれ−ケ所切断されたが
、Hlnd l及びBamHI によっては切断されな
かった。このプラスミドをpTP6−6と名ずけた。
第2図にpTP6−6の制限酵素による切断地図を示す
eKVc1約5ay)I)TP 6−6 ヲ400 p
lo 反応液(6rnM MgO11、0,2mM  
EDTA、及び150mMN2L1lを含む8mM T
ris−HOI緩衝液(pH7,6)1中で10ユニ7
トの制限酵素5a1(y2市いて37℃で2時間反応さ
せた後、8μlのl M Trio−HOI緩ml (
pHao)、+plのIM MgO14,5pl:のI
 M  Cable 、 8μlの5M  Na1l及
びlJj/の0.25M  [CDTA  を加え、2
5℃に保ち、2ユニツトのエキソヌクレアーゼBAJJ
31を20秒作用させた。
エキソヌクレアーぜの反応け、400μlの水飽和7−
ノールを加えることにより停止させ1.5000回転/
回転速心分離により水層と7−ノール層とに分け、水層
を取り、これを50mMのNa1l  を含む50mM
 Tr’15−Mo1 綴衝液(pH7,4)に透析し
た。透析液DNA液400μlに、40μlの3M  
0H100OHaを加え、さらに1−のエタノールを加
え、−20℃に一晩保ち、DNAを沈でんさせた。12
000回転、15分間の遠心分[により沈でんを集め、
75μlの50rnM  Trill−HOI緩衝液(
pH7,4)に溶解した。これに、15Zj7の50m
M MgO11、15μlのαLM’ DTT、 15
μrの5mM  ATP、 ’/、uI!のIM Tr
is−HOI緩衝液(pH7,4)、23μlの水、7
μlの3.5μMH1ndlヌクレオチドリンカー((
1(p(IAAGOTTG月及び10ユニツトのT4D
NAリガーゼに、加えて、4℃で18時間反応させた。
これをDNA混液混液基ずけた。
DNA混液全20μl取り、これに水48μlを加え、
さらに7μlの0.6M  Na(!l、70mM  
2−メルカプトエタノール及び70 m M  M g
 012  を含む’70mM Tris−HOI緩衝
液(p H7,4)を加え、37℃に保ち、これ[5ユ
ニツトのotnalを111え2時間反応させた。この
反応液を65℃、5分間の熱処理をしてHlnd Il
lを失活させた後、15pl (’) 50 mM  
Mg OIt 、  l 5 filo 01 M  
DTT。
15μlの5mM  ATP、7μlの1M  Trl
a−H(!1緩衝液(pH7,4)、23μl の水及
び2ユニツトのT4DNAリガーゼを加え、4°Cで1
8時間反応させた。このような処理をしたDNA液ft
Ksche−rj、ohia  col、i  K−1
20ao 0株に取り込ませた。この処理をした菌体を
zo、up/−のアンピシリンナトリウムを含む栄養寒
天培地上にまき・生長する菌体を約500個得た。この
菌体から24個適当VC選びプラスミドを単離し、Ht
nalで切断したところ、3種のプラスミドがHlnd
Il[によって切断された。3種のプラスミドをそれぞ
れpTP ? −2、pTP 7−8及びpTP?−1
6と名ずけた。
S a i、 t o及びMiuraの方法I H,5
aito、 K。
MiuraiBlochinn、Biophys、Ac
ta、72゜619(1963)lに従って、Escb
erichlacoll K−120600株から得た
DNA約1μfとpTP 7−2  (もしくは、pT
P?−8またげpTP?−16)約1μfを75μlの
反応液(7mMTris−HOI緩衝液(pH7,4)
、7mM MgO1,。
7mM  2−メルカプトエタノール、60mMNa1
l l中で、5ユニツトのHlnd IIを用いて37
℃、1時間消化させた。さらに、65℃で5分間保って
Hindlllt−失活させた後、水中に保ち、15μ
jの50mM  MgO1g 、15μlのDTT、1
5μlの5mM ATP、7μlのLM  Tris−
HOI緩衝液(pH7,4)、23μlの水及び1ユニ
ツトのT 4DNAリガーゼを加え・4℃で18時間反
応させん。この反応液をIacherichia  c
oli  K−120600株に取り込ませた。この処
理をした菌体全20μg/+−のアンピシリンナトリウ
ム及び2μf/ tnl ト+)メトプリムを含む栄養
寒天培地上にまいたところ、pTP ? −2及びpT
P7−8を用いた場合は生長する菌体が得られ72:が
、pTP?−16では得られなかった。
p’rp 7−2とpTP7−8の分子サイズをアガロ
ースゲル電気泳動で比較したところpTP?−8が小ざ
かった。すでに本明細書に述べであるようrcpTP7
−2及びpTP?−8はいずれも、プロモーフ検出プラ
スミドベクターとして使用できることけ明白である。
p’rp 7−2及びpTP ? −8共に、H1na
li以外VCEaoRl 、 Pst l 、 Pyu
 Iによって各−ケ所切11ti 8れたが、BamH
I、 Sa、l lvcよっては切断されなかった。p
TP7−8の制限酵素による切断地図を第3図に示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は、pTP5−3の制限酵素による切断地図、第
2図は、pTP6−6の制限酵素による切断地図及び第
3図は、pTP ? −8の制限酵素による切断地図で
あり、図中符号は制限酵素を表わし、EけEaoRT、
 HけH1nd…、BけBamHl、8け5aX)及び
PけPst7を示す。また旭数字の単位はキロ塩基であ
り、遠吠のDN Ap造を便宜上直線状で表わしている
が、本来は、両端が同一部位である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 特定制限酵素部位にプロモータ活性を有するDNA
    断片を挿入することにより、トリメトプリム耐性なる遺
    伝標識を有するようになることを特徴とするプロモータ
    検出用プラスミドベクター。 2 大腸菌のジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子2組み込んだ
    プラスミドベクターから、その10モータ活性全特定制
    限酵素による切断とエキソヌクレアーぜによる切断を用
    いて欠落させ、その後、ジヒドロ葉#還元酵素を暗号化
    する配列の直前に特定制限酵素によって切断されるDN
    A配列を付加することを特徴とするプロモータ検出用プ
    ラスミドベクターの製造方法。
JP57110999A 1982-06-28 1982-06-28 ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子を利用したプロモ−タ検出用プラスミドベクタ−及びその製造方法 Granted JPS591500A (ja)

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