JPS5978690A - 高度好熱菌に由来する新規プラスミド - Google Patents

高度好熱菌に由来する新規プラスミド

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JPS5978690A
JPS5978690A JP57189525A JP18952582A JPS5978690A JP S5978690 A JPS5978690 A JP S5978690A JP 57189525 A JP57189525 A JP 57189525A JP 18952582 A JP18952582 A JP 18952582A JP S5978690 A JPS5978690 A JP S5978690A
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Takayuki Ikeda
池田 隆幸
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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
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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】 本発明は高度好熱菌を宿主とする組換えDNA実験のベ
クターとして有用な新規なプラスミドに関するものであ
り、より詳しくはその分子量が約3.1メガダルトンで
あり、図に示される制限酵素開裂地図により特徴づけら
れる新規なプラスミドに関するものである。
従来、組換えDNA実験は主として大腸菌を宿主とする
系で広く研究がおこなわれインシュリン、インターフェ
ロン、ヒト成長ホルモン等が大腸菌で量産されるなど大
きな成果を挙げている。大腸菌の宿主・ベクター系はほ
ぼ完成されており、また大腸菌以外にも酵母、枯草菌な
どで宿主・ベクター系が開発され応用への道が検討され
つつある。しかし、上記の菌はいずれも生育温度が30
℃〜37℃の中温菌である点に問題がある。
一方、好熱性細菌は、生育上限温度が55℃〜75℃に
ある中等度好熱菌と、生育上限温度が75℃以上である
高度好熱菌とに大別されるが、いずれについても、その
有する酵素、生体成分が耐熱性、耐溶媒性に優れている
事が知られており、とりわけ好熱菌由来の耐熱性酵素及
び耐熱性生体機能のバイオリアクター等の工業プロセス
への応用という点から注目を集めている。従って、好熱
性細菌の育種が重要と考えられるが、その為の一つの、
しかも有力な手段と考えられる好熱性細菌の宿主・ベク
ター系の開発研究、とりわけ高度好熱菌の宿主・ベクタ
ー系の開発研究は、これまで全く行なわれていない。し
かも、ベクターの開発研究の基礎となるべきプラスミド
DNAの検索という点についても、高度好熱菌を材料と
した研究は以下の2報しか知られていない。
(1)高度好熱菌よりの染色体外DNAの分類ヒシヌマ
、T.、タナカ、T.アンド サカグチ、K.J.Ge
n.Microb.、104、193−199(197
8)(2)サーマス・サーモフィルスから単離されたプ
ラスミド(pTT1)の物理的性状 エベルハード、M.D.、バスクエズ、C.、バレンズ
エラ、P.、ビキュナ、R.アンド エデレビック、A
.上記2報に記載されているプラスミドは、いずれもそ
の性質が不明ないわゆるクリプティック・プラスミドで
あり、またそれらの分子量も6メガダルトン程度とやや
大きい。従って、このままの形でベクターとして利用す
る、或いはこれらを素材としてベクター開発を行う事に
は、あまりに困難が大きいものと考えられる。そこで、
本発明者らは、高度好熱菌より、選択マーカー(そのプ
ラスミドが宿主内に存在していることを示すマーカー)
を有し、しかも分子量の小さいプラスミドの検索を行っ
た。その結果ストレプトマイシン耐性を示したサーマス
・フラバスから分子量約3.1メガダルトンのプラスミ
ドを単離する事に成功した。
このプラスミドは、前記の制限酵素開裂地図に示される
如く、分子量が小さくしかも数種の制限酵素による切断
点を特異的に有している(以下、本プラスミドをpNH
S211と略称する)。
なお、図に示されている制限酵素の略称は次のとおりで
ある。
Xba■はキサントモナス・バドリイ由来の酵素、Ac
c■はアシネトバクター・カルコアセティカス由来の酵
素、Kpn■はクレブシエラ・ニューモニア由来の酵素
、Hinc■はハエモフィルス・インフルエンザ由来の
酵素を示す。
以下、これまでに報告されているサーマス属細菌、即ち
高度好熱菌由来のプラスミドとの相違点を表に示す。
表から明らかなように、pNHS211は既知のプラス
ミドに較べ、分子量、制限酵素による切断パターンが明
らかに異なっており、新規なプラスミドであることが認
められる。
プラスミドDNAがベクターたり得る為には、そのプラ
スミドが宿主内での自律的増殖能、及び選択マーカー(
そのプラスミドが宿主内に存在していることを示すマー
カー)を有していることが必須である。しかし、高度好
熱菌の様に、その生育環境が栄養源に乏しくしかも抗生
物質が存在しない様な温泉である菌について考えた場合
、薬剤耐性遺伝子等を有するプラスミドを得る事は容易
ではない。従って、性質が不明のいわゆるクリプティッ
ク・プラスミドに宿主染色体由来のマーカーを賦与する
という方式でベクター開発を行わなければならないであ
ろう。その際にpNHS211を利用すれば、極めて便
利であるものと考えられる。
何故ならば、第1にpNHS211は高度好熱菌で複製
が可能なプラスミドであるからであり、第2には、他の
高度好熱菌由来の既知のクリプティック・プラスミドに
比べて小さい分子量を有するという点から、本プラスミ
ドの必須領域、例えば複製開始点領域、複製に関与する
遺伝子等の解析が、他の分子量より大きなプラスミドよ
りも、容易に行えるという利点を有しているからである
更にpNHS211は図からも明らかなように、Acc
■、Xba■などの制限酵素による開裂部位を特定のし
かも限られた位置に存している。
このことはpNHS211をベクターとして利用する際
に、挿入すべき異種遺伝子の導入部位を有為に保持でき
るという点で有利である。
さて、本プラスミドをベクターとして異種の耐熱性を有
する遺伝子を好熱菌に導入すれば、酵素工業に於ける冷
却コストの節減が達成されよう。
また、耐熱性、耐溶媒性等の性質に優れた好熱菌の酵素
の遺伝子を、本プラスミドをベクターとして好熱菌宿主
にクローン化し、その量産を図る事によって、バイオリ
アクター等への応用が可能であり、工業プロセスへの応
用が期待される。
pNHS211の人手は、本発明者らが温泉水中から新
たに分離した高度好熱菌、サーマス・フラバスTS21
株をサーマス培地(ディフコ・イーストエキストラクト
0.4%、ポリペプトン(五大栄養)0.8%NaCl
0.2%)により対数増殖後期迄増殖させて得た菌体を
、リゾチーム、SDS処理によって溶菌させる事によっ
て達せられる。
また、サーマス・フラバスTS21株は好気性のグラム
染色陰性の桿菌で、黄色々素を産生しDNAのGC含量
が約70%、生育至適温度が70℃の菌株であるがpN
HS211を保有する点では従来には認められない新規
な微生物である。本菌株はストレプトマイシン耐性株と
して温泉水中より分離されたものである。
なお、本菌株は、微工研菌寄第6752号として寄託さ
れている。
以下、実施例により本発明をより具体的に詳述する。
実施例1(菌株のスクリーニング) 静岡県の熱川温泉の温泉水約1mlをサーマス培地(デ
ィフコ・イーストエキストラクト0.4%、ポリペプト
ン(五大栄養)0.8%、NaCl0.2%)100m
lに加え70℃で約18時間振盪培養後、ストレプトマ
イシン(20μg/ml)を含むサーマス寒天平板状で
生育したコロニーの一つからサーマス・フラバスTS2
1株(微工研菌寄第6752号)が得られた。
実施例2 プラスミドpNHS211のサーマス・フラバスTS2
1株からの分離。
サーマス・フラバスTS21株(微工研菌寄第6752
号)の生物学的に純粋な培養基から100mlのサーマ
ス培地(ディフコ・イーストエキストラクト0.4%、
ポリペプトン(五大栄養)0.8%、NaCl0.2%
、pH7.5)に接種し70℃で16〜18時間振盪培
養する。
この培養液を1lのストレプトマイシン20μg/ml
を含有するサーマス培地に接種し、70℃で5時間培養
する。菌体を遠心によって集め、TES(20mMTr
is−HCl、5mMEDTA、100mMNaClp
H7.5)で洗浄後菌体湿重量4g当り、10mlの2
5%ショ糖含有TESに懸濁する。リゾチーム(10m
g/ml)を2ml、0.25M−EDTA(pH8.
0)4mlを加え、0℃で10分間静置、続いて37℃
に10分間保温する。この細胞混合液に2mlの10%
SDS、5mlの5M−NaClを加え4℃に15〜1
8時間静置する。これを28000rpm、1時間の超
遠心によって遠心し、上清を得る。この上清にポリエチ
レングリコール6000を10%(w/v)加え、2〜
3時間0℃に静置、2200rpm、2分の遠心で沈澱
を得る。この沈澱を15mlのTESに溶解し、CsC
l及びエチジウムブロマイドを加えて密度を1.61〜
1.62に調整する。この試料を38000rpmで3
0〜40時間、平衝密度勾配遠心する。生じたプラスミ
ドDNAのバンドを集め、イソアミルアルコールでエチ
ジウムブロマイドを除去した後、TEN(20mMTr
is−HCl、1mMEDTA、20mMNaCl)に
透析する事によってプラスミド溶液が得られる。このプ
ラスミド溶液はpNHS211と分子量約5.4メガダ
ルトンのpNHS212及び分子量約10メガダルトン
のpNHS213との混合物であるが、このプラスミド
溶液を1.0%の低融点アガロース(BRE社製)によ
る電気泳動に供し、生ずるpNHS211に相当するバ
ンドを切り出してDNAを回収する事によって純粋なp
NHS211が得られる。
低融点アガロースゲルからのDNAの回収は以下の手順
によった。切り出したゲルスライスを65℃に保温して
融解、これに2倍量の0.5mMEDTAを含む50m
MTris−HCl緩衝液(pH8.0)を加え、37
℃に移し保温する。これに等量の0.1MTris−H
Cl緩衝液(pH8.0)で飽和させたフェノールを加
え混合、遠心(3000〜5000rpm、5分)後、
上層の水層を分取する。フェノール抽出をもう一度行い
エーテルによってフェノールを水層より除去した後、3
M酢酸アンモニウム溶液を1/10容加え、3容のエタ
ノールによりエタノール沈澱を行う。得られた沈澱をT
ENに溶解してプラスミド溶液とした。
pNHS211の特性決定の手順 pNHS211の分子量は、その超らせん構造(sup
ercoiledstructure)のDNA及び制
限酵素によって切断された断片のアガロースゲル電気泳
動及びポリアクリルアミド・ゲル電気泳動より得られた
この際の分子量マーカーはpBR322DNA(2.6
7md)、ColETDNA(4.2md)及びラムダ
DNAのHind■分解断片(14.6、5.84、4
.05、2.67、1.30、1.17、0.34md
)、ラムダDNAのEcoR■分解断片(13.7、4
.74、3.73、3.48、3.02、2.13md
)、φ×174DNAのHae■分解断片(0.836
、0.666、0.539、0.373、0.192、
0.174、0.167、0.145、0.120、0
.073、0.044md)を用いた。制限酵素による
切断は、プラスミドDNA溶液からエタノール沈澱によ
ってDNAを沈澱させ、適当な緩衝液に溶解して行った
。制限酵素は宝酒造及び、ベーリンカー・マンハイム社
よりの市販品を用いた。アガロースゲル電気泳動はシー
ケム社のアガロースを0.5%又は0.7%の濃度で用
い、水平ゲル電気泳動槽によってゲル長さ1cm当り1
.5Vの定電圧で15〜17時間行なった。
ポリアクリルアミド・ゲル電気泳動は、生化学工業社製
のポリアクリルアミド・ビスアクリルアミドを用い、5
%濃度30:1の架橋度のゲルによって垂直型スラブゲ
ル電気泳動槽により、ゲル長さ1cmあたり10Vの定
電圧によって2〜3時間行った。
高度好熱菌のプラスミドとしては、前記の表に示したと
おりであるがpNHS211と他のものでは前述のよう
に明らかに異なっており、pNHS211は従来認めら
れない新規なプラスミドである。
【図面の簡単な説明】
図面はpNHS211の制限酵素開裂地図を示し、図中
のXba■はキサントモナス・バドリイ由来の酵素、A
cc■はアシネトバクター・カルコアセティカス由来の
酵素、Kpn■はクレブシエラ・ニューモニア由来の酵
素、Hinc■はハエモフィルス・インフルエンザ由来
の酵素をそれぞれ示している。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 分子量が約3.1メガダルトンであり、図に示される制
    限酵素地図で特徴づけられる高度好熱菌由来の新規プラ
    スミド。
JP57189525A 1982-10-28 1982-10-28 高度好熱菌に由来する新規プラスミド Expired JPS5953837B2 (ja)

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JPS6122526U (ja) * 1984-07-13 1986-02-10 光洋機械産業株式会社 ペ−スト用のミキサ−
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