JPS60210988A - 植物構造遺伝子の発現 - Google Patents

植物構造遺伝子の発現

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JPS60210988A
JPS60210988A JP59077452A JP7745284A JPS60210988A JP S60210988 A JPS60210988 A JP S60210988A JP 59077452 A JP59077452 A JP 59077452A JP 7745284 A JP7745284 A JP 7745284A JP S60210988 A JPS60210988 A JP S60210988A
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plant
dna
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gene
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  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

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】 (技術分野) 本発明は植物構造遺伝子の発現に関する。
(従来技術) シャトルベクター RuvkunとAu5ubel (1981) Nat
ure 289:85−88゜により開発されたシャト
ルベクターは外来遺伝物質を大プラスミド、ウィルスま
たはゲノムの選ばれた位置に挿入する方法を可能とする
。大プラスミド又はゲノムを扱う場合、2つの主要問題
がある。1つは大プラスミド各制限酵素の多くの部位を
有する。特定の部位特異的切断反応は再現性がなく、多
部位切断反応とそれに続く連結は変化させたくない多く
のフラグメントの順序、方向を混乱させる大きな難点を
生ずる。第二に大DNAプラスミドを用いた形質転換効
率は非常に低い。シャトルベクターは、しばしばインビ
トロで、外来遺伝物質を小プラスミドに容易に挿入し2
次に通常インビボ技術により、大プラスミドに移すこと
により、これらの困難を打開することが可能である。
シャトルベクターは究極の受容細菌へ導入され得る9通
常プラスミドであるDNA分子より成る。
それは又、〉[来遺伝物質が挿入され得る受容ゲノムの
フラグメントのコピーと、これもまた受容ゲノムフラグ
メントに挿入される選択形質をコードするDNAセグメ
ントを含む。選択形質(”マーカー”)はトランスボソ
ン突然変異誘発または制限酵素とりガーゼにより容易に
挿入される。
該シャトルベクターは究極受容細胞、典型的にはアグロ
バクテリウム属の細菌、へ三組交雑(RuvkunとA
u5ubel 、前出)、二組交雑での自己可動性ベク
ターの直接移送、アグロバクテリウム細胞による外部D
NAの直接取込み(M、 1lolsterset、 
al、(1978) Mo1ec、 Gen、 Gen
et、 163 : 181−187の条件を用いる”
形質転換”)、他の細菌細胞とアグロバクテリウムのス
フ二ロプラスト融合。
リポソーム包括DNAの取込み、またはインビトロでパ
ッケージ可能なウィルス上にあるシャトルベクターの怒
染、により導入される。三組交雑はプラスミド可動と接
合移送に関する遺伝子を有する可動性プラスミドを有す
る菌株とシャトルベクターを有する菌株との交雑を含む
。もしシャトルベクターがプラスミド遺伝子により移動
可能ならば、そのシャトルベクターは大ゲノム、例えば
アグロバクテリウム菌株のTiまたはRiプラスミドを
有する受容細胞へ移される。
シャトルベクターが受容細胞へ導入された後。
マーカーのいずれか一方の側での1回の組換えを伴う二
重乗換えが期待される。この現象はマーカーを含むDN
Aセグメントを受容ゲノムへ移し。
挿入物を欠く相同セグメントと置換することになるだろ
う1元のシャトルベクターを欠失した細胞を選択する為
に、そのシャトルベクターは究極受容細胞中で複製が不
可能であるか、受容細胞に既存の独立に選択可能なプラ
スミドと不和合性でなければならない。この為の1つの
共通的な手段はシャトルベクターと不和合性でかつ他の
薬剤耐性マーカーを有する他のプラスミドを第3の親に
備えることである。従って両薬剤耐性で選択すると。
生存細胞はその中でシャトルベクターのマーカーが受容
ゲノムと組換えを起こしたもののみである。
もしシャトルベクターが余分のマーカーを持っていれば
、シャトルベクターと受容プラスミド間での1回の乗換
えの結果化じる完全なシャトルベクターが受容プラスミ
ドに組み込まれたものを有する細胞を選択し、排除でき
る。もし外来遺伝物質が選択しようとするマーカー内か
、近接した位置に挿入されていれば、同じ二重組換の結
果、それは受容プラスミドに組み込まれるであろう。相
同フラグメントのマーカー内または近接した位置でなく
、外来遺伝物質がマーカーから遠く離れて挿入されてい
る場合、外来遺伝物質とマーカーの間で組換えが起こり
、外来遺伝物質を移せない事も起こるだろう。
シャトルベクターはアグロバクテリウムのプラスミドの
操作に有用であることが証明されている。
参照 D、J、Garfinkel eL al、(1
981) Ce1l 27:143−153.^、J、
M、Matzke and M、D、Chilton 
(1981)J、Mo1ec、Appl、GeneL、
土: 39−49.およびJ 、 Leemanset
 al、 (1981) J、Malec、 Appl
、 Genet、土: 149−164、ここではシャ
トルベクターを”中間ベクター(intermedea
te vectors) ”と呼んでいる。
アグロバクテリウム−説 グラム陰性細菌、リゾビウム科のアグロバクテリウム属
に、アグロバクテリウム・チューメファシエンス(^、
tumefaciens )種とアグロバクテリウム・
リゾゲネス(A、rhizogenes>種がある。こ
れらの種は夫々植物のクラウンゴール病9毛状根病(h
airly root disease )の原因とな
る。クラウンゴールは未分化組織の唐(gall)化に
特徴づけられる。毛根は感染組織での異常な根(ルート
)の誘導により特徴づけられる奇形腫である。雨宿にお
いて、異状な増殖植物組織は植物により正常には生産さ
れない通常オピンとして知られている1つまたはそれ以
上のアミノ酸誘導体を生産し。
これは感染細菌により異化される。既知のオピンは3族
に分類され、その典型的なメンバーはオクトピン、ツバ
リン、アグロピンである。異常増殖組織の細胞は培養に
より増殖可能であり、また適当な条件下で形質転換した
表現型を保ちつつ完全な植物に再生される。
アグロバクテリウムのヴイルレント株はアグロバクテリ
ウム・チューメファシエンスではTi (腫瘍誘導; 
Tumor−inducing)プラスミド、アグロバ
クテリウム・リゾゲネスではRi (ルート誘4 i 
root−inducing)プラスミドと呼ばれる大
プラスミドを有する。これらのプラスミドを菌から消去
すると病原性を失う。TiプラスミドはT−DNA (
転移DNA)と呼ばれる。腫瘍では宿主植物のゲノム中
に組み込まれている。領域を含む。T−DNAは数種の
転写物をコードしている。突然変異の研究からこれらの
うちのいくつかは腫瘍の増殖の誘導に関与している事が
示された。tml、tmrおよび〕遺伝子の変異は夫々
巨大腫瘍(タバコで)。
ルート出現傾向、シュート誘発傾向を示す。T−DNA
はまた少なくとも1つのオピンシンセクーゼ遺伝子をコ
ードし、Tiプラスミドは、しばしば。
それが合成し得るオピンにより分類される。 各T−D
NA遺伝子はT−DNAプロモーターの支配下にある。
このT−DNAプロモーターは真核生物のプロモーター
に構造が類似しており、形質転換植物細胞でのみ機能す
るらしい。TiプラスミドはまたT−DNA領域外にに
も遺伝子を担っている。これらの遺伝子はオビン異化9
発癌性、アゲロジン感受性、複製、細菌細胞への自己軸
道の機能に関与している。RiプラスミドはTiプラス
ミドと類似の構造をとっている。植物細胞の形質転換に
関与する一連の遺伝子とDNA配列は以下形質転換誘導
因子(TIP)として総合的に呼ぶ。
従ってTIPの名称はTiおよびRiプラスミド両者を
包含する。TIPの取り込まれたセグメントを。
ここではT−DNAと称し、TiプラスミドあるいはR
iプラスミドに由来している。最近のアグロバクテリウ
ム起因病の一般的総説はり、J、Mario(1982
) 。
Adv、Plant Patho+、上: 139−1
78. L、W、Ream andM、P、Gordo
n (1982) 、 5cience 218 : 
854−859.および門、W、Bevan and 
M、D、Chilton (1982) +へnn。
Reb、 Genet、 16 : 357−384;
 G、Kahl and J、Schell(1982
) Mo1ecular Baiolog of Pl
ant Tumorsに述べられている。
アグロバクテリウム−直′組゛のF、染植物細胞は既知
の多くの方法によりアグロバクテリウムにより形質転換
され得る;例えば植物細胞とアグロバクテリウムとの共
存培養;植物の直接感染;植物プロトプラストとアグロ
バクテリウムスフェロプラストの融合;植物細胞プロト
プラストによる遊離DNAの取込みによる直接形質転換
;部分的に細胞壁を再生しているプロトプラストの完全
な細菌による形質転換;プロトプラストのT−DNA含
有リポソームによる形質転換;T−DNAを保持するウ
ィルスの利用;ミクロインジェクション等。どの方法も
遺伝子が確実に発現される限り充分であり、有糸分裂お
よび減数分裂を通じて安定に伝達される。
植物組織のアグロバクテリウムによる感染は熟練した技
術者には公知の単純な技術である。(例えばり、N、B
utcher et 旦、(1980) in Ti5
sueCulture Methods for Pl
ant Patholo 1sts、eds、:D、S
、Ingranms and J、P、Ile1ges
on+ pp、203−208参照)。植物は種々のど
の方法によっても傷つけられる1例えば刃で切る。針で
穴をあける。あるいは研磨剤で摺るなど。次いで傷口を
腫瘍誘導細菌を含む溶液で感染させる。完全な植物を感
染させる他の方法はジャガイモの塊茎小片(D、に、A
nandand G、T、IIerberlein (
1977) 八mer、J、Bot、64 : 153
−158)またはタバコ茎の断片(Binns et 
al、 )などの組織の小片を植えつけることである。
誘導後、腫瘍は植物ホルモンを含まない培地で組織培養
され得る。ホルモン非依存性増殖は形質転換植物組織の
典型であり、培養組織の増殖の通常の条件とは大いに対
照的である(A、C,Braun (1956)Can
cer Res、■: 53−56 )。
アグロバクテリウムはまた単離細胞および培養細胞(M
arton et 計、(1979) Nature 
277 :129−131 ’Iおよび単離したタバコ
葉肉プロトプラストを感染させ得る。後者の技術では、
新しい細胞壁を一部再生させる時間をおいて9次いでア
グロバクテリウム細胞を培養に加え、後、抗生物質を添
加し殺した。アグロバクテリウム・テユーメファシエン
ス細胞に接触し、Tiプラスミドを保持した細胞のみホ
ルモンを含まない培地にプレートしたときカルスを形成
した。大部分のカルスはオピン同化に関する酵素活性を
有していた。他の研究者(R,B、Horsch an
d R,T、Praley (18January19
83 15th Miami Winter Symp
osium )は共存培養により、形質転換しホルモン
非依存性増殖するカルスを高頻度(10%以上)で得、
カルスの95%がオピンを作った。M、R,Davey
 eL 旦、(1980)in Ingram and
 lle1geson+前出、 pp、209−219
.はプロトプラスから再生した老細胞の感染について述
べている。
植物プロトプラストはTIPプラスミドの直接取込みに
より形質転換され得る。M、R,Davey etal
、(1980) Plant Sci、Lett、 1
8:307−313.およびM、R,Davey et
 al、 (1980) in Ingram and
llelgeson、前出、はペチュニアのプロトプラ
ストをポリーL−α−オルニチン存在下でTiプラスミ
ドで形質転換し、培養によりオピン合成とホルモン非依
存性増殖の表現型を示した。その後、ポリエチレングリ
コールがTi取込みを促進し、あるT−DNA配列がゲ
ノムに取り込まれることが示された。 (J、Drap
er et at、(1982) Plant and
Cell Physiol、 23:451−458.
 M、R,Davey et al。
(1982) in Plant Ti5sue Cu
1ture 1982. ed : A。
Fujiwara+ pp、515−516) o F
、A、Krens et 旦。
(1982) Nature 296 ニア2−74は
同様の結果をポリエチレングリコール次いでカルシウム
ショックによる方法で報告したが、彼らの結果では取り
込まれたT−DNAはTiプラスミド配列の近接部分を
含んでいた。
DNAを取り込ませる他の方法にリポソームの使用があ
る。 DNA含有リポソームの調製はPapahadj
opoulosの米国特許第4,078,052号と第
4.235,871号にある。Ti−DNAをリポソー
ムによる導入する方法が報告されている(T、Naga
taetal、(1982) in Fujiwara
、前出、 pp、509−510およびT、Nagat
a (1981) Mo1.Gen、Genet、 1
84 : 161−165 )。類似の系に細胞壁を除
去した植物と細菌の細胞の融合がある。この技術の例は
S、1lasezaeva鮎旦、(1981) Mo1
. Gen、 Genet、 182:206−210
により報告されているアグロバクテリウムのスフェロプ
ラストによるツルニチニチソウ(Vinca )の形質
転換である。植物プロトプラストは細胞壁が不完全なア
グロバクテリウム細胞を取り込むことができる。(S、
1Iasezasva et al、(1982) 1
nFuj iwara+ 前出、 pp、517−51
8)。
T−DNAは2つのプロトプラストの融合による再生し
た組織に移り、一方のみが形質転換される(G、J、W
ullems eL旦、 (1980) Theor、
 Appl。
Genet、56 : 203−208 ) 、植物の
再生の項で詳しく述べるように、T−DNAは減数分裂
でも伝わり、単純なメンデル法則に従って子孫に伝達さ
れる。
アグロバクテリウム−1物の 生 正常な形態を有する分化植物組織がクラウンゴール腫瘍
から得られた。A、C,Braun and 11.N
、Wood(1976) Proc、Natl、^ca
d、sci、 USA 73 : 496−500゜は
タバコ奇形種(teratomas )を正常な植物に
つぎ木し、正常に見える開花し得るシュートを得た。
このシュートは培地におくと、オビン生成能と。
植物ホルモン非依存増殖能を保持した。選択された植物
では、これら腫瘍表現型は子孫に伝達されないようで、
多分減数分裂の間に消失した。(R。
Turgeon et al、(1976) Proc
、Natl、^cad、Sci。
UsA互: 3562−3564 >。自然に腫瘍の性
質を失った。あるいは奇形種の種から生じた植物は、当
初すべてのT、−D N Aを失ったように思われてい
た(F、−M、Yang et al、(1980) 
In Vitro 16:87−92+ P、Yang
 et 旦、(1980) Mo1ec、Gen、Ge
net。
177 ニア07−714. M、Lemmers e
t al、(1980) J、’Mo1.Bio1.1
44 :353−376 )。 しかしホルモン(1■
/βカイネチン)処理後復帰した植物を用いた後の研究
で、減数分裂を経た植物は形質転換表現型に関するT−
DNA遺伝子は失っているがT−DNAの両端に相同性
のある配列を維持していた。(F、Yang and 
R,B、Simpson (1981) Proc。
Natl、八cad、Sci、USA ヱ旦: 415
1−4155 ) 、G、J。
Wullems et al、(1981) Ce1l
 24ニア19−724.はさらにオピン同化に関する
遺伝子は、その植物は雄性不稔であるが、減数分裂を通
して伝わること。
そしておそら<T−DNAはそのままメンデル法則に従
って遺伝し得ることを示した。(G、Wulle+++
set al、(1982) in A、Fujiwa
ra+前出) 。1.0Ltenet al、(198
1) Ho1ec、Gen、Genet、 183:2
09−213゜はシュートを生じる腫瘍生成に](シュ
ート誘導)遺伝子壁でのTa2)ランスポソン起因Ti
プラスミド変異を用いた。これらのシュートが植物中で
再生すると自己稔性花を生じた。着生した種が発芽した
植物はT−DNAを有しオピンを生成した。瀘(ルート
誘導)変異を用いた同様の実験で全T−DNAが減数分
裂を通して子孫に伝わり。
これら子孫で程度にバラツキがあるが、ツバリン遺伝子
が発現すること、また同時に伝達された酵母のアルコー
ル脱水素酵素!遺伝子は発現しないことが示された。(
K、A、Barton et aL (1983)Ce
l+ 32: 1033−1043 ) 、 T−DN
A配列を欠く再生組織はおそら(腫瘍に混在していた非
形質転換細胞の子孫であるらしい。(G、Ooms e
t al。
(1982) Ce1l 30 : 589−597 
) 、アグロバクテリウム・リゾゲネスによる形質転換
の結果化じたルートは比較的容易に苗に再生することが
示された。
(M、−D、Chilton et al、(1982
) Nature 29Fし432−434 )。
アグロバクテリウム−TIPプラスミド上の遺伝子TI
PプラスミドのT−DNA内に多数の遺伝子が同定され
た約半ダースのオクトピンプラスミドT−DNA転写物
がマツピングされ(S、B、Ge1vinO旦、(19
82) Proc、Na目、Acad、Sci、 LI
SA 79 ニア6−80. L、Willmitze
r et al、(1982) EMBOJ。
1 : 139−146 ) 、またいくつかの機能が
明確にされた(J、Leemans eL al、(1
982) EMBOJ、土:147−152 )。オク
トピン型プラスミドの4つの遺伝子がtms、 tmr
および」1 を含むトランスボソン変異誘発により充分
明確になった。(D、J。
これらの遺伝子に変異をもつTiプラスミドはニコチニ
ア・ツバカムの腫瘍カルスを刺激し、シュートを生じ、
ルートを生じ、そして正常より大きくなる。他の宿主で
は、これら遺伝子の変異は異なった表現型を誘導し得る
(Chilton、 M、D、 Ann、Rev。
Genet、 (1982)参照)。」懸とA の表現
型は腫瘍に存在する植物ホルモンレベルの差異と相関い
ている。サイトカイニン:オーキシン比の相違は培養で
非形質転換カルス組織でシュートまたはルート形成を誘
導した場合と類似している。(D、E。
Akiyoshi e↓ al、 (1983) Pr
oc、Natl、八cad、Sci。
USA 80 : 407−411 ) 、tll13
またはAどららか一方のみの機能遺伝子を持つT−DN
A (i能する」1のみの場合ではないが)は、明白な
腫瘍増殖を刺激し得る。シュートとルートの刺激は機能
tmlにより夫々促進と阻害を受ける。(L、W、Re
am etal、(1983) Proc、Natl、
^cad、Sci、 USA 80 : 1660−1
664 )。T−DNA遺伝子の変異が植物ゲノムへの
T−DNAの挿入に影響することはないようである(J
、1、ecmans eL al、(1982)同上;
 L、W。
Ream et al、(1983)同上)。オクトピ
ンシンセターゼをコードするOC8遺伝子はH,De 
Greveet al、(1982) J、Mo1.A
ppl、 Genet、土: 499−511゜により
塩基配列が決定された。これはイントロン(真核遺伝子
に共通して見られる介在配列で転写後mRNAのプロセ
ッシングの間にメンセンジャー前駆体から除かれる)を
有していない。また真核の転写シグナル(TATAボッ
クス)とポリアデニル化部位がある。オクトピンシンセ
ターゼを有する植物細胞はホモアルギニンを無毒化する
ので、OCS遺伝子は外来DNAによる形質転換された
植物細胞の有効な選択マーカーとなるだろう。
(G、M、S、Van Slogteren et a
l、(1982) PlantMol、Biol、1 
: 133−142 )。 ツバリフTiプラスミドは
ツバリンシンセターゼ遺伝子(虱)をコードしており、
ニジ はA、 Depicker et 旦。
(1982) J、Mo!、八pp1.Genet、よ
: 561−573.により配列が決定された。OC3
遺伝子と同様」匹 もイントロンがない。2つのポリア
デニン化部位の候補とTATAボックスとなり得る配列
がある。
監と対照的に!の上流にはCATボックスとして知られ
る転写シグナルらしい配列がある。J。
C,McPhersson et al、(1980)
 Proc、Natl、Acad。
Sci、1ISA 77 : 2666−2670.は
クラウンゴール組織のT−DNAがコードするmRNA
のインビトロ翻訳を報告した。
毛根T−DNAの転写もまた検出された( L。
WillmiLzer eL al、(1982) M
o1.Gen、GeneL、186 :16−22 )
。機能的には毛根症候群は」の変異したTiプラスミド
によりもたらされるクラウンゴール腫瘍と同等のようで
ある。(F、F、WbiLe and E。
H,Ne5ter (1980) J、Bacteri
ol、 144 : 710−720 )。
真核生物において、DNAのメチル化(特にシトシン残
基の)は転写不活性化と相関している。
比較的メチル化が少ない遺伝子はmRNAに転写される
。Ge1vin et 旦、(1983) Nucle
ic Ac1dsRes、上: 159−174.はク
ラウンゴール腫瘍のT−DNAは常に少なくともメチル
化されていない1コピーが存在する事を見出した。同じ
ゲノムがメチル化されている多くの他のT−DNAコピ
ーを含むという事は1つ以上の過剰のT−DNAのコピ
ーは生物学的に不活性である事を示唆する(G。
Ooms 旦 旦、(19B2) Ce1l 30 :
 589−597 も参照)。
TiプラスミドはT −D N A w4域の外側にあ
り。
感染過程に必要な他の遺伝子をコードしている。
(ツバリンプラスミドについてはM、Ho1sters
旦 旦、(1980)プラスミドユニ 212−230
.オクトピンプラスミドについては11.De Gre
ve et al工。
(1981)プラスミド6 : 235−248. D
、J、GarfinkelandE、I曽、Ne5te
r(1980)J、Bacterio1144ニア32
−743、およびG、Ooms (1980) J、B
acteriol 144 :82−91参照)。最も
重要なのは」匹遺伝子で、これが変異するとTiプラス
ミドの発癌性を失わせる。
(これらの遺伝子座はビルレンスに関する言葉泄として
知られている)。!遺伝子はトランスに作用し、異なっ
たプラスミド型で物理的に他のプラスミドに局在してい
るT−DNAでの植物細胞の形質転換を引き起こし得る
。(J、旧lie旦 旦、(1982)プラスミF 7
 : 107−118. H,J。
Klee et al、(1982) J、Bacte
riol 150 :327−331.M、−D、Ch
ilton (18January 1983 ) 1
5th MiamiWinter Symp、)。 ツ
バリンTiDNAはTiプラスミドからの切出し、また
は宿主ゲノムへの取込みに関与するらしく、T−DNA
の左または右側の境界に極めて隣接している約25塩基
対の順方向繰り返し配列(direct repeat
 )を有する(N、S。
Yadav et al、 (1982) Proc、
Natl、八cad、sci、LlsA79 : 63
22−6326 ) 、そして類似配列がオクトピンT
−DNA境界に隣接した場所に見つかっている(R,B
、Simpson et at、(1982) Ce1
l 29 : 1005−1014)。オピン同化はオ
クトピンおよびツバリン型プラスミドの夫々」匹および
」匹遺伝子により特徴づけられる。Tiプラスミドはま
た複製開始点を含むそれ自身の増殖に必要な機能をもコ
ードしている。Tiプラスミド転写物はS、B、Ge1
vin etat、(1981)プラスミド6 : 1
7−29.により、アグロバクテリウム・チューメフプ
シエンス細胞中に見出されており、彼らはT −D N
 A tJ域が非T−DNA配列に沿って弱く転写され
ることを見つけた。Tiプラスミドにより支配される性
質はMerlo。
前出(特に第2表参照)およびReam and Go
rdon。
前出、によりまとめられている。
アグロバタテリウムーTIPプラスミドDNA種々のオ
クトピン型Tiプラスミドは互いにほぼ100%相同性
があることがDNAハイブリダイゼーション(T、C,
Currier and E、W、Ne5ter (1
976)J、Bacteriol、126 : 157
−165 )または制限酵素解析(D、5ciaky 
et 旦、(1978)プラスミド上=238−253
 )により調べられた。 ツバリン型Tiプラスミドは
互いに少な(とも67%相同性がある(Currier
 and Ne5ter+前出)0種々のRiプラスミ
ドは互いに非常に相同性があることが明らかとなった(
P、Co5Lantino et 旦、(1981)プ
ラスミド5 : 170−182 ) 。N、H,Dr
ummond and M、−D。
Chilton (197B) J、Bacterio
l、136 : 1178−1183 。
はオクトピンおよびツバリン型Tiプラスミドは比較的
狭い部分に互いに相同性があることを示した。
これらの相同性はG、Engler et 旦、(19
81) J、Mo1Bio1.鼠: 183−208に
より詳しくマツプされた。
彼らは4つの類似領域の3つは更に3(T−DNAにま
たがる)、4(いくつかの」匹遺伝子を含む)、および
9 (」匹遺伝子を有する)の類似領域に細分化される
ことを見出した。連結している相同領域は少なくとも」
■遺伝子(Tiプラスミドの他の細菌細胞への接合伝達
に関与する)と、複製および不和合性に関する遺伝子と
を含む。この領域はりゾビアソシー科の別の属であるリ
ゾビウムの一種から分離された」Lプラスミド(共生窒
素固定に関与する)と相同性がある(R,に、Prak
ash旦 at、(1982)プラスミド7 : 27
1−280 )。4つの領域の順序は保存されていない
が、いずれも同一方向に配置している。T−DNA配列
の一部はツバリンおよびオクトピンプラスミド間で極め
て良く保存されている(M、−D、Chilton e
t 旦。
(1978) Nature 275 : 147−1
49. 八、Depicker etal、(197B
) Nature−η’5 : 150−153 ) 
、 Riプラスミドはそれらの間、およびオクトピン(
F、F、Whiteand E、W、Ne5ter (
1980) J、l1acterio1.144 : 
710−720)とツバリン (G、R15uleo旦
 al、 (1982)プラスミド7 : 、15−5
1 )の両Tiプラスミドとにかなり相同性がある。そ
の領域はおもに」匹遺伝子をコードしている領域である
。Ri T DNAはTiプラスミドの両型のT−DN
Aに弱いながらも。
かなり相同性がある。(L、Willmitzer e
t al。
(1982) Mo1.Gen、Genet、 186
 : 3193−3197 > 、未感染のニコチニア
・グラウカの植物DNAはcT−DNA (細胞のT−
DNA)と呼ばれる配列を含んでおり、Ri T−DN
Aの一部と相同性がある。(F、P、White et
 al、(1983) Nature 301 :34
B−350>。
Ti (M、−D、Chilton et al、(1
977) Ce1l 11 :263−271 )また
はRi (M、−D、ChilLon (19B2) 
Nature295 :432−434. F、F、W
hite eL 旦−(19B2) Proc。
Natl、^cad、Sci、 USA 79 : 3
193−3197. L、Willmitzer(19
82) Mo1.Gen、Genet、 186 : 
16−22 )プラスミドの一部分は腫瘍植物細胞のD
NAに見出される。
転移したDNAはT−DNAとして知られている。
T−DNAは核内(M、P、NuLi et 旦、(1
9B0)Plant Sci、LeLL、18: 1 
6+ L、Willmitzer et4060−40
64 )の宿主DNA (M、F、Thomashow
 et45B−461)に取り込まれる。
M、F、Thomashow et al、(1980
) Proc、Natl。
八cad、sci、 LISA″77 : 6448−
6452. およびM、F。
Thomashow et 旦、(1980) Ce1
l 19 : 729−739゜はオクトピン型Tiプ
ラスミドのT−DNAはT−DNAの左と右の夫々TL
−DNAおよびTR−DNAの2つの別の場所に取り込
まれることを見出した。TRおよびTLのコピー数は変
動し得る(D、J、Merlo et al、(198
0) Mo1ec、Gen、Genet。
177 :637−643 ) 、 T−DNAの中芯
(core)は。
ツバリンT−DNAと相同性が高< ((:hilto
n et但−、(1978) 、前出、およびDepi
cker et al。
(1978)前出)、腫瘍維持に必要で、TLに見られ
1一般的に細胞当り1コピー存在し、そして展展および
」1 遺伝子をコードする。他方、TRはコピー数は多
い(D、J、Merlo et al、 (1980)
前出)が、まったく不要である。(M、De Beuc
kel−15−29によれば、TRがTiプラスミドか
ら欠失してもアグロバクテリウム・チューメファシェン
スはヴイルレンスを保っているが、TRがT−DNA取
込みに関与すると想定されている。G、Oomset 
al、(1982) Ce1l 30 : 589−5
97により、T−DNAは植物ゲノムに取り込まれた後
、特に欠失するが、一般に安定であること、またT−D
NA構成が異なる混成細胞を含む腫瘍は複数の形質転換
現象の結果であることが示された。ocsばTLに存在
する。しかし、腫瘍増殖に関連する表現型を失うことな
く植物ゲノムから欠失させ得る。
組み込まれたTLの左端は順または逆向きの繰り返しT
−DNA配列から成る。 (R,B、Simpsone
t al、(19B2) Ce1l 29:1005−
1014 )。
オクトピン型腫瘍の状況とは対照的にツバリンT−DN
Aは一連のフラグメントで宿主ゲノムに組み込まれる。
(M、Lemmers eL al、(1980) J
Mo1.Biol、 144 : 353−376+ 
P、Zambryski et旦、(1980) 5c
ience 209 : 1385−1391 ) 、
順方向繰り返し配列が観察された。奇形種から生じた植
物のT−DNAは挿入DNAの端のフラグメントにわず
かな修飾がある(Lemmers el□ 旦、、前出
)。右端と左端の間の結合部の配列の解析から多くの順
繰り返し配列と1つ逆繰り返し配列が明らかになった。
 後者は結合部にまたがっている(Zambryski
 eL al、(1980)前出)。左側の結合部は少
なくとも70塩基対(bp)が変動すること。
一方、右結合部はlbpのみの変動である(P。
Zamhryski et al、(1982) J、
Mo1ec、Appl、Genet。
±: 361−370 )。繰り返し配列の結合部の左
および右端ば130 bp以上のスペーサーにより分断
されている。このスペーサーの由来は不明であり。
あるT−DNA配列を含んでいる。T−D N Aは繰
り返し配列と低コピー数宿主配列の両者に組み込まれて
いる。
N、S、Yadav et al、 (1982) P
roc、Natl、八cad。
Sci、 USA 79 : 6322−6326.は
T−DNAの左端のすぐ外側のツバリンTiプラスミド
内に」財部位を見出し、これはバクテリオファージλで
10 Kbp離れているまわりのDNAで一般組み換え
を増大させる。R,B、Simpson et al、
(1982) Ce1l 29 :1005−1014
.はオクトピンTiプラスミド内に二U配列を見出さな
かったが、配列を決定した領域の外側に存在する可能性
を排除できない。Tiプラスミドでの」…の意義は不明
である。もし」吋が機能を有しているとすれば、」1が
T−DNA内にないので、恐らく植物ではなくアグロバ
クテリウム細胞内で用いられ°ζいるだろう。
アグロバクテリウム−TIPプラスミドの操乍シャトル
ヘクターの項で詳しく述べるように。
変化させたDNA配列をTIPプラスミドの望みの場所
に導入する技術が開発された。1−ランスポソンはこの
技術で容易に挿入される。 (D、J。
Garfinkel eL al、(1981) Ce
1l 27:143−153 )。
J、−P、Hernalsteen et al、(1
980) Nature 287: 654−656.
はTiプラスミドのT−DNAに挿入されたDNA配列
(ここでは細菌のトランスポラン)が受容植物ゲノムへ
移され、取り込まれることを示した。種々の起源の多く
の外来DNAが挿入されたが、これまで、その遺伝子は
自身のプロモーターの支配下で発現したかった。これら
の遺伝子には酵母のアルコール脱水素酵素(^dh)(
K、^。
Barton et al、(1983) ) 、)ウ
モロコシのAdhl (J、Bennetzen+未発
表)とゼイン、@乳類のインターフェロンとグロビン、
哺乳類のウィルス5v40 (J、5chell、未発
表)などがある。M、1lolsterset al、
(1982) Mo1.Gen、Genet、 185
:283−289゜によれば、T−DNAに挿入された
細菌のトランスポラン(Tn 7 )が植物ゲノムに取
り込まれた後。
完全な機能を有し、多分変化していない形で回収された
TIPプラスミド内で欠点を種々の方法で起せる。シャ
トルヘクターを標準の組み換えDNA技術でつ(られた
欠失の導入に用いることができる。
(Cohen and Boyer IIs Pat、
 C237+224 ) *前もうて決められた一方の
端の欠失はトランスポランの誤った切出しによりつくる
ことができる。(B。
P、Koekman et at、(1979)プラス
ミド1347−357、G、0otas et al、
(1982)プラスミド1:15−29 ) 、 J、
旧lie and R,5chilperoot (1
981)ブラスミF″6 : 151−154.は前も
って決められた位置での両端を有する欠失は2つのトラ
ンスポランを用いてつくれることを示した。この技術は
またイソビボで”組み換えDNA分子”の構築に用いら
れる。
ツバリンシンセターゼ遺伝子が、形質転換された植物細
胞を選択するのに用いられる薬剤耐性をコードするDN
Aセグメントの挿入に用いられた。
M、Bevan (M、D、Chilton et a
l、(18January1983) 15th Mi
ami Winter Symp、、により報告された
;およびJ、LlMarx (1983) 5cien
ce 219 : 830参照)とR,Horsch 
et al、((18January 1983 )1
5th Miami Winter Symp、、およ
びMarx+ 前出、参照)、はTi5のカナマイシン
耐性遺伝子(ネオマイシンフォスフオドランスフェラー
ゼ)をツノ々リンプロモーターの後に(その制御下に)
挿入した。
その作成には培養でカナマイシンおよびG418のよう
なアナグロ耐性になるよう植物細胞を形質転換する方法
がとられた。J、5chell ■ al、 (18J
anuary 1983) 15th Miami W
inter Symp、(Marx。
前出、も参照)、は同様の作成法を報告し、そこではT
i7のメトトレキセート耐性遺伝子(ジハイドロフォレ
ート −レダクターゼ)がツバリンシンセターゼプロモ
ーターの後につながれた。形質転換細胞はメトトレキセ
ート耐性であった。オクトピンシンセターゼを有する植
物細胞は毒性化学物質、ホモアルギニンに耐性であり、
 G、M、S、VanSlogteren et al
、 (1982) Plant Mo1.Biol、上
: 133−142.はこの酵素を洗濯マーカーに用い
ることを提案した。
h、−〇、Chilton et al、(1983)
 、 前出、は八。
Def remeu が”小Ti (mini−Ti 
)プラスミド”を作成したと報告した。ツバリンT−D
NAにはまともには1ケ所の制限酵素」匹Iの切断部位
がある。この部位を欠く変異がつくられ、完全なツバリ
ンT−DNAを含む」部!フラグメントが単離された。
このフラグメントはカナマイシン耐性遺伝子と共にpR
K290に挿入され、アグロバクテリウム・チェーメフ
ァシエンス内で維持され、すべての非T−DNA配列を
欠く、プラスミドが得られた。それ自身では、このプラ
スミドは植物細胞を形質転換できなかった。しかし、オ
クトピンTiプラスミドを持つアグロバクテリウム・チ
ューメファシエンス株に入れると、オクトピンとツバリ
ン両方を合成する腫瘍が誘導された。これはツバリンT
iプラスミド機能の消失がオクトピンTiプラスミドに
より相補されたこと、およびツバリン”小Ti”は植物
細胞を形質転換する能力があったことを示す。Chil
ton旦 al、(1983) 、前出、はまた小Ti
をSma Iで切り、ツバリンシンセターゼ遺伝子とそ
の左および右端以外はすべてのT−DNAを欠失したQ
Ti″ (micro−Ti)を作成した。
この微TiはSma 1部位を欠< pRK290プラ
スミド誘導対に挿入され、小Tiと同様にして用いられ
1匹敵する結果を得た。
■ルorz et al、(1982) in Pla
nt Ti5sueCulture 1982+ ed
 : 八、Fujiwara+ pp、511−512
+ はDNA取込みと維持にTIP系が見掛は上熱関係
なプラスミドヘクターを作り、マーカーとしてツバリン
シンセターゼ遺伝子を用いた。
フォセオリンと゛ 云子調貨 一般に高等真核生物の遺伝子は高度に調節されている。
植物のような多細胞器官は多(の分化した組織を有し、
夫々は特有の遺伝子産物を要求する特有の機能を持つ。
そのような組織の1つに子葉(cotyledon )
がある。豆果(legumes )では子葉は1発芽の
間に必要となるまで、脂質、炭水化物、無機物および蛋
白質などを保存する種の貯蔵器官である。フォセオラス
・ブルガリスL、(フレンチビーン、インゲン豆(ki
dny bean) +乾燥自互(navy bean
 ) 、緑豆(green bean)などの名でも知
られる)では、主要貯蔵蛋白質はフォセオリンである。
この蛋白は極めて類領しかつ互いに等量の小数の分子種
から成る。フォセオリンは乾燥豆の主要な栄養価を担っ
ており、しばしば乾燥重量の10%以上を占める。
フォセオリンはファセオラス・ブルガリスの生活環の間
で高度に調節されている。この蛋白は種がさやの中で生
ずる間でのみつくられ、そのレベルは遺伝的に決まった
合成のスケジュールに従い検出限界の低い値から種の蛋
白の半分を占めるまで、上昇する。そのピークではフォ
セオリン合成は子葉細胞の蛋白合成の80%以上にも達
する。他の時期には、また他の組織では、フォセオリン
合或は検知できない。世界的な栄養源の重要性に伴いフ
ォセオリンの調節の仕組みは、フォセオリンの研究、そ
の性質およびその調節に大いに興味をそそる。
(以下余白) (発明の目的) ここに開示の発明により、植物遺伝子を導入し。
T−DNAプロモーターの支配下で、そこで発現する遺
伝的に修飾された植物細胞より成る植物が提供される。
さらに1本発明は植物細胞を含む植物組織を提供する。
この植物細胞のゲノムはT−DNAプロモーターの支配
下で植物細胞内で発現するようにT−DNAプロモータ
ーに関して方向と間隙をもって挿入された植物構造遺伝
子を含むT−DNAを有する。本発明は、また、T−D
NA(ここではT−DNAプロモーターの支配下で植物
細胞内で発現するように、T−DNAプロモーターに関
して方向と間隔をもった挿入植物構造遺伝子を含むよう
に修飾されたT−DNAと定義される)を含みかつ複製
する新規な細菌株を提供する。さらに本発明はエセリシ
ア・コリー内で複製能を存し、T−DNAを含み、さら
に植物細胞内でT −D N Aプロモーターの支配下
で発現する。
ようにプラスミド内に含まれるT−DNAに挿入された
植物構造遺伝子を含む新規なプラスミドを提供する。
ここに示された実験的研究はT −D N Aを介して
導入後T−DNAプロモーターの支配下で植物細胞内で
植物構造遺伝子が発現する。即ち、既知の方法によりT
−DNAにT−DNAプロモーター支配下で植物構造遺
伝子を挿入し、その挿入物を含むT−DNAを植物細胞
に導入することにより行ったものであるが、最初の例で
あると信する。
ここに示された実験はまた。イントロンを含む植物構造
遺伝子がT−DNAを介して導入された植物細胞内でT
−DNAプロモーターの支配下で発現した最初の例を提
供するものと信する。これらの結果は’1” −D N
 Aプロモーター支配下で発現する既報の遺伝子は、T
−DNA内生遺伝子であれ。
挿入外来遺伝子であれ、現在知られている限りイントロ
ンを含まないという事実から見れば驚くべき事である。
この結果はまた植物構造遺伝子が適当な条件下でT−D
NAに導入された時、 T−DNAプロモーターは植物
構造遺伝子の発現を制御する機能を果たすという例を従
来技術では示し得なかったという観点から、容易に考え
られえないものである。本発明は他の植物種または株か
ら有用な植物構造遺伝子を導入し、植物組織または全植
物体を遺伝的に修飾するのに有用である。このような有
用植物構造遺伝子は貯蔵蛋白質、レクチン、病気、昆虫
および除草剤に対する耐性因子。
環境ストレスに対し耐性を与える因子などの遺伝子、さ
らに特異的芳香剤の遺伝子などを含むが。
これらに限らない。本発明は豆類、ファセオラス・ブル
ガリス し、の主たる種の貯蔵蛋白質であるファセオリ
ン構造遺伝子をヒマワリやタバコの植物細胞への導入と
発現という例を提供する。植物構造遺伝子がT−DNA
プロモーターの支配下で発現する植物細胞が一度得られ
れば、植物組織および全植物体を当該分野で既知の方法
と技術を用いて再生させ得る。再生した植物は次いで通
常の方法で増殖し、導入された遺伝子は通常の植物改良
技術により他の植物や培養物へ移される。例えば、ファ
セオリン構造遺伝子の導入2発現はアルファルファのよ
うな馬糧作物蛋白含量、栄養価の向上に用いることがで
きる。本発明の他の用途。
即ち、他の植物種への導入された他の構造遺伝子の性質
の開拓などは当業者にとって容易なことである。本発明
によれば、原理的には、いかなる植物構造遺伝子も、T
−DNAへの導入が可能でかつ安定に複製維持されうる
いかなる植物種へ導入されうる。一般にこれらの種に以
下のものがあるが、それに限定されない、即ちヒマワリ
 (コンボシテ科)、タバコ(ソラナシ科)、アルファ
ルファ、大豆および他のマメ類(レグミノシ科)および
大部分の野菜類などのような双子葉植物である。
(発明の構成) 明細書と特許請求の範囲に使用する意図と範囲に関して
不明瞭さを除くために、以下の定義を行う。
T−DNA :植物ゲノムに組み込まれる腫瘍誘導因子
(TIP)由来のDNAセグメント、ここで用いる時、
この用語はアグロバクテリウム・チューメファシエンス
およびアグロバクテリウム・リゾゲネスを含むアグロバ
クテリウムのいかなる腫11i!誘導株に本質的に由来
するDNAを含む。後者の菌株の挿入セグメントを従来
は時々R−DNAと呼んでいた。さらにここで用いるT
−DNAという用語は自然発生または実験質操作による
。いかなる変化、修飾、変異、挿入、脱落をも含む。
修飾に関する基本的な構造上の要件および限定は。
自然に発生ずるT−DNAの右端および左端が充分量存
在しその結果、T−DNAの特徴である形質転換された
植物細胞ゲノム内への安定な組み込みという期待される
機能が確実に果たされるということである。さらにT−
DNAは挿入された植物構造遺伝子の転写の開始および
翻訳の開始を制御するに充分に完全な形のT−DNAプ
ロモーターを少な(とも含まなければならない。できれ
ば。
そのプロモーターに関して、そこへ挿入された植物構造
遺伝子が直接または融合蛋白として、そのプロモーター
の支配下で発現するような位置にあるべく、挿入部位は
そのプロモーターにより開始される転写と翻訳の方向で
“下流”にあるのがよい。
皿隻盪遣逼伝子:ここでの使用は植物の蛋白、ペプチド
またはその一部をコードするが、immジブロモと称さ
れる転写開始、翻訳開始を調節する植物遺伝子の機能要
素を欠<、DNAセグメントを含む植物遺伝子の部分を
言う。植物構造遺伝子は1つまたはそれ以上のイントロ
ンを含むかもしれないし、また分断されないコード配列
から成るかもしれない。植物構造遺伝子は完全にまたは
部分的に植物のゲノムDNA、cDNAおよび化学合成
されたDNAに由来するだろう。さらに植物構造遺伝子
はコード領域に、またはイントロンに発現産物の化学構
造2発現速度或いは発現調節様式に影響し得る修飾を含
むことができると期待される。そのような修飾は変異、
挿入、欠落および“静(silent) ”修飾を含む
が、それに限らない。
この静修飾は発現産物の化学構造を変化させないが9発
現産物の細胞内局在性、輸送1分泌または安定性などに
影響する。構造遺伝子は複数の起源に由来するセグメン
トの混成物でありうる。それは自然的に発生ずるかもし
くは混成蛋白をコードする。この混成蛋白は植物蛋白の
一部を成している。
T−DNAプロモーター:挿入T−DNAと一般に相関
している。いかなる自然に生ずるプロモーターをも指す
。こればT−DNAの′I″IP起源の部分に依存して
、オクトピン シンセターゼ遺伝子、ツバリン シンセ
ターゼ遺伝子、 Tms、 Tml+Tmr ill伝
子を含むし、これに限らない。T−DNAプロモーター
支配下での発現は、直接発現の形をとるかもしくは融合
蛋白発現の形をとりうる。
直接発現においては、正常にはそのプロモーターにより
制御されている構造遺伝子が除かれ挿入植物構造遺伝子
に置換され、開始コドンはT−DNAの構造遺伝子の残
りまたは挿入植物構造遺伝子の一部として提供される。
融合蛋白発現においては、植物構造遺伝子の一部または
全てがえ存在するT−DNA構造遺伝子内で正しい翻訳
フレームで挿入される。後者の場合1発現産物は融合蛋
白と呼ばれる。
M!MML!@:根、芽、花粉9種、クラウンゴールの
ような腫瘍組織および胚、カルスのような培養植物細胞
の種々の形の集合物を含む植物の分化、未分化の組織を
含む。
植物細胞:栽培植物細胞、培養植物細胞およびプロトプ
ラストを含む。T−DNAを介して導入された植物構造
遺伝子を発現する遺伝的修飾植物の生産は本願明細書の
開示事項を当該分野に既知な種々の技術および経験を合
併したものである。
多くの例において、別の手段が全過程の各段階に存在す
る。手段の選択は基本的TIPの選択、修飾される植物
種、希望する再生方法など要素に依存し、それらにはい
ずれも当業者が望む結果を達成する為に選択し用い得る
別のプロセス段階がある。本発明の基本的な特徴は植物
構造遺伝子の性質と構造であり、そのT−DNAの挿入
方法である。遺伝的修飾植物を得る為に残っているステ
ップは、植物細胞へ修飾T−DNAを移送すること(そ
こでは、植物細胞の中で修飾T−DNAが植物細胞ゲノ
ムの一部として安定に組み込まれる)を含み、それには
インビトロ培養および完全植物体への実際の再生に関す
る技術がある。この技術は形質転換植物細胞の選択と検
出に関するステップおよび最初の形質転換株から商業的
に認められうる培養体へ導入遺伝子を移すステップを包
含しうる。
本発明の基本的特色は先に定義したT −’D N A
プロモーターの支配下にある挿入植物構造遺伝子を有す
るT−DNAの構築である。植物構造遺伝子はT−DN
Aに関して正しい位置と方向で挿入されなければならな
い。まず第一に構造遺伝子をプロモーターのどちら側へ
挿入するかである。大部分のプロモーターはDNAに沿
って一方向でのみ、転写と翻訳の開始を制御することが
知られている。プロモーター支配下に存在するD N 
A 領域をプロモーターの“下流”あるいは“後”にあ
るという。従って、プロモーターに支配される為には、
植物構造遺伝子挿入の正しい位置はプロモーターの“下
流”になければならない。(2,3の既知プロモーター
は両方向に支配する。即ちプロモーターのどちらの側も
“下流”と見なされ得る。
ことが知られている。)位置の第二の問題はプロモータ
ーの既知機能要素1例えば転写開始部位と構造遺伝子の
翻訳開始部位間の、塩基対での距離である。プロモータ
ーからプロモーターへのこの距離に関して、事実上変動
がある。従って、この点に関して要求される構造は機能
するか否かという事で判断される。近い表現をすれば、
プロモーターと挿入構造遺伝子間の距離が、正常に支配
しているプロモーターとT−DNAの距離に似ておれば
うまく作用する。方向(orientation )は
構造遺伝子の向きを表す。慣例により植物蛋白質のアミ
ノ末端を最終的にコードする構造遺伝子の部分を構造遺
伝子の5”末端と呼び、一方、蛋白質のカルボキシル末
端近くのアミノ酸をコードする遺伝子の端を構造遺伝子
の3″末端と呼ぶ。植物構造遺伝子の正しい方向はT−
DNAプロモーターの近くにその5゛末端を持つもので
ある。融合蛋白発現をもたらすよう構築する場合にさら
に要求されることは、植物構造遺伝子のT−DNA構造
遺伝子への挿入が当業者によく知られている構造上の要
求性、つまり2つの遺伝子のコード配列が同一翻訳フレ
ームにあるということである。本発明に関連する。この
要求の例外が、イントロンがT−DNA遺伝子と植物構
造遺伝子の最初のコード領域を分断する場合に存在する
。その場合、イントロン切断部位が、転写後のプロセッ
シングによりイントロンが除去された後、T−DNA遺
伝子と植物構造遺伝子の正しい翻訳フレームが保存され
るような位置になければならない。T−DNAの起源は
、いかなるTIPプラスミドでも良い。植物構造遺伝子
は当業者によく知られている標準的、技術で挿入される
。発現度の違いは、ある植物構造遺伝子が異なったT−
DNAプロモーターの支配下に挿入されたときにみられ
る。発現蛋白質自身の安定性、細胞内局在性または分泌
、抗原性および他の機能上の性質などを含む異なった性
質は融合蛋白質の場合、見られるであろうが。
それは挿入部位、融合蛋白質の中に含まれるT−DNA
蛋白セグメントの長さと性質、およびその立体構造に影
響する融合蛋白質の成分間で相互作用などに依存し、こ
れらの全ては希望する利用目的に応じて発現産物の機能
性を操作し、制御する為の多数の機会を提供する。フオ
セオリン構造遺伝子の発現がアグロバクテリウム・チュ
ーメファシエンスのツバリンプラスミドであるpC5B
のツバリン シンセターゼ プロモーターの支配下にそ
の遺伝子が挿入されたときに観察された。
(以下余白) 植物構造遺伝子をT−DNAに挿入する簡便法に、上で
意義したシャトルベクターがあり、これはエシェリヒア
・コリー内で複製可能なプラスミドへ取り込まれた’[
’−DNAセグメント (ここへ挿入を期待するセグメ
ント)を有する。このT−DNAセグメントは好ましく
はシャトルベクターに特異な1つの制限部位を有する。
植物構造遺伝子はT−DNAセグメント内の特異的部位
に挿入され得る。そしてこのシャトルベクターは適当な
アグロバクテリウム株(好ましくはそれの有するT−D
NAがシャトルベクターのT−DNAセグメントと相同
性がある)の細胞へ移される。形質転換されたアグロバ
クテリウム株を、Tiプラスミドの既存おセグメントを
シャトルベクターのT−DNAセグメントで置換する2
重相同組み換え現象を選択する条件下で増殖させる。
ここで述べた方針に従い修飾T−DNAを当該分野で既
知のどれかの技術により植物細胞に移すことができる。
例えば、この移送はT−DNA内に取り込まれた植物遺
伝子を含む新規のアグロバクテリウム株の持つプラスミ
ドの直接感染、あるいはアグロバクテリウム株と植物細
胞の共存培養により最も容易に達成される。前者の技術
、直接感染はやかて感染部位に腫瘍体またはクラウンゴ
ールの出現をもたらす。クラウンゴール細胞を次いで培
養で増殖させ、そして当業者に既知の適当な環境下で挿
入T−DNAセグメントを有する完全植物体に再生させ
る。共存培養の方法により。
植物細胞のある部分が形質転換される。即ち細胞内にT
−DNAが移り、植物細胞ゲノムに挿入される。いずれ
にしても、形質転換細胞を選択あるいは未形質転換細胞
と区別しなければならない。
選択はT−DNAの中に植物構造遺伝子と共に。
取り込まれる選択マーカーを用いる事により容易に達成
される。例として、ツバリンシンセターゼプロモーター
支配下で発現するジハイドロフォレート レダクターゼ
あるいはネオマイシン ファスフオトランスフェラーゼ
がある。これらのマーカーは夫々メトトレキセートまた
はカナマイシンあるいはそれらの類似物を含む培地での
増殖により選択される。さらにT−DNAは内生マーカ
ー。
例えばTi−誘導腫瘍の培養でホルモン非依存増殖を制
御する遺伝子または遺伝子群、 Ri−誘導腫瘍ルート
の異常形態を制御する遺伝子または遺伝子群、およびア
ミノ酸類似物のような毒性化合物に対する耐性(その耐
性はオビンシンセターゼによりもたらされる)を制御す
る遺伝子群を有する。
当業者によく知られている検索法には、オピン生産の測
定、特徴的RNAまたはT−DNA配列に対する特異的
ハイブリダイゼーション、あるいはELISA(酵素連
関免疫吸着分析の略)、ラジオイムノアッセイ、および
”ウェスタン”プロットなどの特異的蛋白質の免疫学的
分析がある。
シャトルベクター作戦の別の方法にT−DNAまたはそ
こに植物構造遺伝子を挿入した修飾T−DNAを含むプ
ラスミド、即ちアグロバクテリウム株内で独立に複製し
得るプラスミドの使用がある。最近の資料により、アグ
ロバクテリウム株がT−DNAの植物細胞への移動を促
進する機能をもつあるトランスに作用する遺伝子を有す
るならば、そのようなプラスミドのT−DNAがアグロ
バクテリウム株から植物細胞へ移され得るということが
示されている。T−DNAを含み、アグロバタテリウム
株内で独立に複製できるプラスミドをここでは”サブ−
TIP” (sub−TIP )プラスミドと呼ぶ。変
動範囲があり、そこでは、”サブ−TIP”プラスミド
はそれらが含有するT−DNAの量に差がある。その範
囲の一端ばTIPプラスミドからのT−DNAがすべて
残っているもので、特に”小TI’P″ (mini−
TIP)プラスミドと呼ばれる。その範囲のもう一端は
T−DNA境界のまわりのDNAの最小量を残してすべ
てが欠失している。その残存部分は宿主細胞内で転移と
組み込みができる必要最小量である。 このようなプラ
スミドは″微TIP″ (micro−TIP )と呼
ばれる。サブーTIPプラスミドは小さく、直接操作す
るのが比較的容易であるという利点がある。
希望する構造遺伝子を挿入した後、T−DNA転移を促
進するトランスに作用する遺伝子を含む植物細胞へ直接
容易に導入できる。アグロバクテリウム株への導入はア
グロバクテリウム株の形質転換か、供与細菌細胞から接
合伝達という当業者によく知られている技術により簡便
に達成される。
再生は既知の技術で達成される。再生ステップの目的は
正常に、しかし組み込まれたT−DNAを保持して、増
殖および再生産する全植物体を得ることである。再生の
技術は当該分野で既知の原理によれば、T−DNAの起
源、そこでの修飾の性質、および形質転換された植物の
種によりいくらか変動する。Ri−型T−DNAで形質
転換された植物細胞は、公知の技術により何ら余分な実
験なしに、容易に再生される。Ti−型T’1−DNA
で)。
形質転換された植物細胞は、ある例では培養のホルモン
レベルを適当に操作することにより再生され得る。しか
し、好ましくは、Ti−形質転換組織は、もしT−DN
AがTarとTll1s遺伝子の一方または双方に変異
を受けておれば、最も簡単に再生される。これらの遺伝
子の不活性化は形質転換組織のホルモンバランスを正常
に戻し、培養での組織のホルモンレベルを極めて容易に
操作できるようになる結果、簡単に再生するようなより
正常なホルモン生理を有する植物をもたらす。数例にお
いては、腫瘍細胞は、ツバリンシンセターゼのような組
み込まれたT−DNAを持ちかつT−DNA遺伝子を発
現するシート、そしてまた挿入植物構造遺伝子を発現す
るシュートを再生させることができる。このシュートは
根を有する植物につぎ木する事により栄養細胞で維持で
き、稔性花を着生できる。シュートはこのようにしてT
−DNAを有し、そこへ挿入された植物遺伝子を発現す
る正常な子孫植物の親植物体となる。
(以)ut3) (実施例) 次に述べる例はr T I P sとアグロバクテリウ
ムの分子生物学および操作に関する当業者によく知られ
かつ受け入れられうる多くの技術を利用している;それ
らの方法は常に詳しく、記述されているわけではない。
酵素は市販品であり、これらは業者の推薦あるいは当該
分野によく知られた方法により用いられた。
試薬、緩衝液および培養条件もまた。当業者には知られ
ている。そのような標準となる技術を含む関連研究を次
に挙げる: R,Wu、 ed、 (1979) Meth、 En
zymol、 68; J、II。
Miller (1972) Ex eriments
 in Mo1ecularGenetics ; R
,Davis et al、(1980) Advan
cedBacterial Genetics ; R
,F、5chleif and P、C。
Wnesink (1982) Practical 
Methods inMolecular $。
これらの例の中にはく塩基)配列を見やすくする為に(
to clarify 5equences )特別な
記号が用いられている。
蛋白質をコードしているか、コードし得る配列には下線
を引き、コドンは斜線(1)で区切った。
制限酵素などにより生じた各々の鎖の切れ目や隙間には
星印(*)を配する。(ある例では、二重鎖DNA分子
は、制限酵素切断部位の星印に隣接する一本線で表され
ている; 遺伝子と思われる部分はその一本線の下に下
線を引いた“×”で示しである。) 該プラスミドは例外として、プラスミドあるいは唯一の
プラスミド(only plasmids )は“P″
で始める。(例) p3.8あるいはpK54゜プラス
ミドを持つ細胞は、その細胞本来の名にプラスミドを付
加的に示すことにより表す。(例)アグロバクテリウム
・チューメファシエンス(pTi15955)あるいは
に802 (pKS4−KB )。
表1にはプラスミドとそれらの関係を同定するのに有用
な索引が記されている。表2には寄託菌株の索引が記さ
れている。
第39図にば例11,12.および14に記述されてい
る構成を比較するのに有用である。
第40図は遺伝コードを示し、配列の解釈に有用である
。重要なT−DNA遺伝子 田しの塩基配列はこれらの例には用いられていないが、
第41図に示されている。それは、ここに記述されてい
ない構成を示すのに有用である。
(以下余白) 去m 融合タンパクの遺伝子は、オクトピンシンセターゼプロ
モーター、オクトピンシンセターゼの構造遺伝子のアミ
ノ末端90個のアミノ酸、二つの遺伝子間に重複する三
個のアミノ酸、そして、最初の11個のアミノ酸を省く
ファセオリン遺伝子の全部分を含むように構成されてい
る。構成を開始するに先たち、pTi15955 T−
DN^のクローン、 p233 (配列はpBR322
中で、 p203. p303と提示されている:第1
図参照)の配列をBam1l 1部位からPvu n部
位まで、決定した。これは、全オクトピンシンセターゼ
遺伝子を含む(第2図)。オクトピンシンセターゼ(遺
伝子)配列及び、リーディングフレームは、制限酵素E
coRIにより切断された部位の近くに続いて見つかっ
ている: 84 8F) ljb ljl 88 1j9 9UE
coRIによる開裂により次に示す末端をもつ断片を生
じる: 豆の種子の貯蔵タンパク質であるファセオリンの構造遺
伝子(以前に配列決定されている;第3図)は5′ (
アミノ末端)末端の近くに次に示すようにEcoRI部
位を持っている: EcoRIによる開裂により次に示す末端を持つ断片が
生じる。
これらの2つの断片は連結後1次に示す構造を形成する
: = ATE;/GGC/CAG/CAA/GG*A/A
T T/C,TT/TTC・−これは同じリーディング
フレームを保持し、かつ2間に終止信号を生じていない
。つまり、ファセオリン遺伝子のに列I/ハmHI制限
酵素断片は、 pTi 15955のT−DNAのオク
トピンシンセターゼ遺伝子にEcoRI部位で連結され
たのである。この融合遺伝子は!プロモーター、オクト
ピンシンセターゼの最初の90個のアミノ酸、そして、
プロモーターと最初の11個のアミノ酸のないフォセオ
リン遺伝子、及び1両遺伝子の継目にあたる3個のアミ
ノ酸配列を含んでいる。
1、1 pBR322からのEcoR1部位の除去pB
R322の匡廿1部位を匣■で分解後T−4ONAポリ
メラーゼにより、粘着末端を埋め、平滑末端同志を連結
する。そしてE、coli H8101株を形質転換す
ることによりpBR322よりEcoR1部位を除去し
た。形質転換体の選択にアンピシリンを用いた。又、コ
ロニーは少量のプラスミドIINAを単離する(D、H
orowitz (1982) Mo1ecnlar 
Cloning。
C,S、H)ことにより選別した。そして、 pBR3
22−Rと呼ばれるEcoR1部位を持たないクローン
を選択した。
しJ−−1岬II I↓別植−逝茸聯工肥」η」しきq
クローニング P2O3(第42図)を単離し、匠II 1により分解
した。T−DNへの4.7 kbp(キロベースペアー
)の断片をアガロースゲル電気泳動により単離し、 p
BR322−RのBam II I部位に連結した。こ
のプラスミドをE、coli 118101株に形質転
換し、アンピシリン耐性及びテトラサイクリン感受性を
用いて選択した。陽性クローンが得られ、それをpks
 169と名ずけた。
pKs 169をに憇Iで分解した。8゜6 kbp(
キロベースペアー)の断片をアガロースゲル電気泳動に
より単離精製した。この断片は除かれた」印遺伝子中に
2個の小さな(0,36kbp及び0.2 kbp)断
片を持っていた。
1.4 ファセオリン遺伝子DNA断片及び、カナマイ
シン耐性遺伝子を含むEcoRI断片の単離pKS4−
KB(第7図)を精製し、EcoRIで分解した。
ネオマイシンフォスフオドランスフェラーゼ■(NPT
II)をコードしているカナマイシン耐性遺伝子を含む
、1.85 kbpのON^断片と3.0 kbpのに
列1 /Ram It Iファセオリン遺伝子断片をB
amHI部位で連結して用いる為に4.8 kbpの断
片を単離した。
ファセオリン/NPT I[断片を実施例1.3で記述
したEcoRI断片ζ竪oRI部位で連結した。連結し
たDNAを、 1(8101に形質転換し、コロニーを
アンピシリンとカナマイシンで選択した。pKS−B1
7−KB3.0(第43図)と名ずけたコロニーを選択
した。このコロニーは正しい配置(すなわち、ファセオ
リン遺伝子が、正しい方向とリーディングフレームでo
cs遺伝子へ連結されている)を持つプラスミドを保有
している。このことは、少数のコロニーからのプラスミ
ドの制限地図により確認した。適当な領域のDNA配列
を構造確認の為に決定した。
1、6 8PT II、ファセオリン、 びocs D
NAを広い宿主範囲をもつプラスミドであるpRK 2
90をガ1」で分解後、 T−DNA、NPTII遺伝
子、及びpMS−817−にB3.0からのファゼオリ
ンDNAを含む9.1kbpのBaa II I断片へ
連結した。上記のことは。
pKS−B17−KB3.Oを堕−■で部分分解後、ア
ガロースゲル電気泳動で他の6本のバンドから単離する
ことにより完遂した。連結し、 E、 coli K2
O2株へ形質転換後、コロニーをカナマイシン及びテト
ラサイクリンで選択した。要求される制限パターンを有
するコロニーを選択し、 pKS−os−に83.0と
名ずけた。
E、 colt (pMS−051−にB 3.0) 
、及びE、 coli (pRに2013)の三親交雑
により、我々はストレプトマイシン、カナマイシン、及
びテトラサイクリン耐性のコロニーを選択した。あるコ
ロニーをE、coli(pPHIJl)と交雑した。カ
ナマイシン及び、ゲンタマイシン耐性のコロニーを選択
した。これは。
p15955−12^、 pTi15955 (制限酵
素地図作成及び。
電気泳動的に分画した制限断片のフィルクーハイブリダ
イゼーション(実施例19)による」■遺伝子のEco
R1部位へ設計したファセオリン遺伝子及び、カナマイ
シン耐性遺伝子を持つ)をもつアグロバクテリウム・チ
ューメファシエンスを表している。
類似した三親交雑はアグロバクテリウム・チューメファ
シエンス(pTi A66)で行われている。結果とし
て生ずるプラスミドpA66−12Aにより形質転換さ
れたシュート(shoots)は、前述のようにフォセ
オリンを有することを示している。
1、8 クラウンゴールのノ び 設計されたTiプラスミドを、ヒマワリに接種した0組
織培養において、クラウンゴールが形成された。発現は
ランニングELISAs及び電気泳動的に分けられたm
RNAへのフィルターハイブリダイゼーション(“ノー
ザンプロット”;実施例19)らにより試験した0期待
される大きさのRNAをファセオリン及びオクトピンシ
ンセターゼの両方に対するハイブリダイゼーションプロ
ーブにより見つけた。又1期待される大きさのRNAは
全ポリ(^)5+4 RNAの約0.5%であった。ゴ
ールより単離したポリ(A)5+4 RNAでファセオ
リンに対する抗体により沈澱する期待される大きさのタ
ンパクのインビトロ合成を行った。
叉旅■1 実施例1に似た融合タンパクの遺伝子をファセオリンと
ツバリンシンターゼよりツバリンシンセターゼ遺伝子の
プロモーターの支配下において構成した。それは、ツバ
リンシンセターゼのプロモーター、ツバリンシンセター
ゼの最初の59個のアミノ酸(最後の残基は合成して加
えた)と1個のつぎ目のアミノ酸をコードしている部分
、及び最初の12個のアミノ酸を除くすべてのファセオ
リン構造遺伝子を有する。構成を開始するに先たち。
pTiC5BのT−DNA (pCF 44A、第6図
)のクローンを一番左のln部位から中はど0Hin 
d I[[部位(T−DNA tIJI域の外側)にか
けて配列決定を行った。
これは、すべてのJ■遺伝子を含んでいた(第4図)、
ツバリンシンセターゼの配列及びリーディングフレーム
は、後に示すように、制限酵素肛Iにより切断された部
位の近(に見つかった。
四凰I 5′・・・CCA/GG^/T*CG/ATC/TCA
・・・3′C1a Iによる切断で次のような末端を持
つ断片が生ずる。: 実施例1の場合と同様に、続(ファセオリンのEcoR
1部位は: 均摩且I 次に示す構造に切断することができる;はアニールし次
に示す構造を形成し得る。
これは該DNA断片と連なり次に示す構造を形成しこの
リンカ−の有するいくつかの機能を記す:新しいアミノ
酸が1つ導入される;ツバリンシンセターゼの欠失した
配列の一部分が再び構成されている;2つの相反する制
限部位が適合している;オープンリーディングフレーム
は保存されている。
つまり、ファセオリン遺伝子(7)EcoRI /Ba
g HI制限断片をリンカ−によりEcoR1部位を且
aI部位に変換した後ツバリンシンセターゼ遺伝子のC
1a I部位へ結合したのである。この融合遺伝子は、
ツバリンシンセターゼのプロモーター、ツバリンシンセ
ターゼの最初の58個のアミノ酸、リンカ−(これはツ
バリンシンセターゼ配列の一部分を再構成し、かつ、新
しいアミノ酸1個をそう人したもの)、及び最初の12
個のアミノ酸残基を省くすべてのファセオリンを含んで
いる。
2、1 リンカ−の人゛ 次に示す2個のリンカ−を合成した: これらを例17の方法により合成した。これらのオリゴ
クレオタイドa)とb)はアニールして次の構造を形成
する: pKS nop IV (構造は第6図に記述しである
)はpRK 290の旦LLI[部位にツバリンのT−
DNAをクローン化したものである。そのツバリンのT
−DNAは唯−C1a 1部位を有する。これはt n
os中の皿1部位と二遺伝子の外側下流部分のC1a 
I部位との間が欠失した結果である(第5図、第6図)
我々はpKS4−KB(第7図)を精製し、舷11で分
解した。4.8kbpのkan/bean耐性断片をゲ
ル電気泳動により精製した。この断片はTi5のカナマ
イシン耐性遺伝子(旦蛙のBag HI /EcoRI
断片にBamHI部位で連結しているEcoRI /D
am H1のファセオリンDNAの断片(kan/be
an中のbeanとして称される)を含んでいる。
我々は+ C1a Iにより直線化したpに5−nop
 IVをkan/bean断片及び1例2.1に示すリ
ンカ−を用いて連結した。 E、 coli K2O2
を形質転換し、カナマイシン及びテトラサイクリン耐性
コロニーを選択した。二通りの配置が存在し、その一つ
は、ファセオリンDNAがツバリンシンセターゼ遺伝子
に連結したものであり、もう一つは、カナマイシン耐性
遺伝子がツバリンシンセターゼの隣に連結したものであ
った。第8図に示した要求される配置を持ったプラスミ
ド、 pNNNl、を保有する細胞を決定する為に、制
限部位地図作成を用いた。
アグロバクテリウム・チューメファシエンスー5trR
C58,E、 colt (pRK 2013) *及
びE、 colt(PNNNI)の間の二組交雑(従来
技術のシャトルベクターの項を参照)を用いて、構成物
をTiプラスミドへ挿入した。
我々はストレプトマイシン、カナマイシン、及びテトラ
サイクリンに耐性なアグロバクテリウム・チューメファ
シエンス細胞を選択した。選択した形質転換体をL c
oli (pPHIJI)と交雑し、カナマイシン及び
ゲンタマイシン耐性コロニーを選択した。
2.4 クラウンゴールのノ び ヒマワリに接種し1組織培養中でクラウンゴールを形成
させた。発現の試験は、実施例17及び20で示したよ
うにELIS八及びmRNAへのハイブリダイゼーショ
ンにより行った。
実施例3 この実施例の目的は、 ATG翻訳開始信号から構造遺
伝子の残りの部分へ連結することができる閃可■部位ま
での完全なファセオリン遺伝子のコーディング配列の再
構成である。5′末端にC1a I部位を構成する。そ
うすれば該遺伝子を容易に復元することができる。次に
示す2個のオリゴ又りレオタイド配列を合成した: a) 5 ′ ^ATTCCCAGCAACAGGAG
TGGAACCCTTGCTCTCATCAT3’ b) 5 ’ CGATGATGAGAGC八八GGG
TTCCACTへへTGTTGCTGGG 3’ これらはアニールして次に示す構造を形成し得る:実施
例1の場合と同様1次に示すファセオリンのに列1部位
は: 次の構造へ開裂し得る: この末端を前述の合成二本鎖ヌクレオタイドリンカ−へ
連結するとコーディング配列の先頭のC1a I粘着末
端よりの完全なファゼオリンのポリペプチドをコードす
る遺伝子が生じる。
3.1 リンカ−の人゛ 実施例17の方法により次の2個のリンカ−を合成した
: a) 5′ へATTCCCAGC^へCAGGAGT
GGAACCCTTGCTCTCATb) 5 ’ C
GATGATGAGAGCAAGGGTTCCACTC
CTGTTGCTGGこれらはアニールし1次の構造を
形成する:5 ’ CGATGATGAGAGC八八G
GGTTCCACTへへTGTTGCTGGG3’ T
ACTACTCTCGTTCCCAAGGTGAGGA
CAACGACCCTT金蕉標底 C1a Iで直線化したpKS−nop IVを実施例
3.1で示した。アニールしたリンカ−とKS4−KB
 (実施例2.2を参照)由来の精製kan/bean
 EcoRI断片とを連結した。E、 coli K2
O2を形質転換し、テトラサイクリン及びカナマイシン
耐性コロニーを選択した。また、二種の配置が可能なの
であるが。
ファゼオリン遺伝子がツバリンシンセターゼ遺伝子の隣
に連結されたものはただ一つであった。正しい配置のク
ローンをエンドヌクレアーゼ地図作成後に選択した。
3.3 クラウンゴールノ び 実施例21に示す大要に従って、相同部位組み換え及び
クラウンゴール組織培養の単離を行った。
そして、クラウンゴールにおけるファセオリン遺伝子の
発現の試験は、実施例19及び20と同様に行った。
ス11吐( ここに示す構成の目的は、クラウンゴール細胞中での外
来遺伝子の発現の為のpTi方式に用いるシャトルベク
ターの構成方法を教えることにある。
そこでは、外来遺伝子はニプロモーターの支配下にあり
部分的に合成物を含む、又、ツバリンシンセターゼをコ
ードする部分は無くなっている。
構成を開始するに先たち、 pTic58T−DNA 
(pCF44A)クローンの配列をnosプロモーター
を見つけるべく決定した。(第4図) 4.1 nosプロモーターの5′部分の単離PCF4
4をXho Iで切り、再び連結し、それをpCF44
Bと名ずけた。それは次の構造をもつ:この新しいプラ
スミドのSst I[断片を欠失させる結果としてでき
たプラスミドpCF44Cは次のとおりである: 以下余白 これをhLIIで分解し、 3.6kbp断片をpRK
 290のln部位に挿入する。 Grunstein
−11ogness分析においてT−DNAをハイブリ
ダイゼーションする為に選択したコロニーをpus−n
op Vと名づける。それをC1a 1で分解し、再び
連結しpus−nop VIを形成する。
これをC1a IとSst nで分解すると22kbp
の直線化したビークル(Vehicle)と355bp
の断片が得られる。これらは塩勾配遠心分離により容易
に分けることができる。該外断片をl1inflで分解
後。
149bpの謀すュ■/肛nfl及び208bpの且虹
■/H4nfl断片をゲル電気泳動により単離する。
4.2 リンカ−の人 実施例17の方法により次の二つのリンカ−を合成した
; GAG 3’ これらは、たがいにアニールし1次に示す構造を形成す
′る: この配列は左側にHinf1部位を、そして右側にNc
o I及びC1a 1部位を有する。交互の配列はと見
」部位とC1a 1部位の間に+ Bcl 1部位を有
するであろう。この配列は下線で示したA−Tベースペ
アーとGLベースペアーの置換を除くとT−DNAにお
いて見つかったものと一致する。
4.3 NNN2の み立て 22kbpのC1al/顕見■ビークルを第9図に示す
ように149bpのSst n/I(in f l断片
及び合成リンカ−により連結すると次の構造を形成する
TATTAGACG GTAC*CTA GC*TA・
・・T−11NA・・・b4.4 ファセオリン゛ 云
 の び 実施例4.3で構成したプラスミドpNNN2 (第9
図)をC1a Iで切り、実施例4.2で合成したC1
a1 / EcoRIリンカ−及びpKS4−KBから
電気泳動的に精製したEcoRI/ C1a I ka
n/bean遺伝子の断片と混ぜ連結し、形質転換、単
離、制限地図作成を行う、適当なプラスミドpNNN4
を実施例21.19゜及び20に記述したように導入し
1発現の試験を行う。
実施例4.4に概略した手順をpcDNA31のpKS
4−KBあるいはpKS4−KBのpMC6−cDNA
由来のアナログについての交換により繰り返す。
4.6 ファセオリンcDN^の び この構成は+ cDNA、−重鎖−Pstlリンカ−及
びハt I kan 断片を使用することについて、実
施例10に類似している。又、半合成!プロモーターの
使用については実施例4.1.4.2及び4.3に類似
している。性格すけ、移入、及び発現試験については実
施例4.4に記述したものと同様である。
実施例4.3で構成したプラスミド、 pNNN2(第
9図)をC1a Iで切り、実施例4.2で合成した皿
■/ム吐■リンカ−、pKS4−KBから単離し、電気
泳動的に精製した1、7kbpのEcoRI /Pst
 I bean断片、電気泳動的に精製した0、93k
bpのPst rTn5 kan断片、及びすでに実施
例17の方法により合成した一本鎖且虹I/カリニ■リ
ンカー5 ’ CGAAT73′を混ぜ連結した。
大嵐史l この構成の目的は、IEcoR1部位からBamHI部
位までのファセオリン遺伝子をP2O3のHindI[
[部位にまたがる活性T−DNA遺伝子(このa+RN
^は、地図上、1.6と記されている第1図参照)へ連
結することである。この配列(第10図参照)をP2O
3の右側にC1a 1部位のあるHin d m部位か
ら決定した。(第11図参照)。1lin d m部位
とC1a 1部位の間から始まりHin d m部位へ
向かうオープンリーディングフレームがある。(第11
図に地図で示される1450bpのn+RNAを参照。
)このC1a 1部位は+ Htn d n[部位に広
がる遺伝子のmRNAの翻訳されないリーダーの中にあ
る。我々はP4O3の中央のC1a l断片を切り省く
ことによリプロモータービークルを作成した。これは、
中のC1a 1部位はE、 coli株中でメチル化さ
れていナイか、EcoRI部位の隣のりa1部位はメチ
ル化されているので可能である。
ここで、ファセオリン遺伝子をC1a 1部位に。
ATGをもったまま連結する。これはpKS4−3.0
KBを用いれば可能である。pBR322のC1a 1
部位からファセオリンのEcoR1部位にいたる塩基配
列を次に示す: ptlll 322 由来/ファセオリン ・・・オー
プンリーディングフレーム及びATGに留意の −こと
、すaj部位と翻訳開始信号(ATG)の間にはtsb
pがある。これをC1a I部位からT−DNA遺伝子
の開始までの12bpと比較する: 再び、オープンリーディングフレームと^TGに留意の
こと。このように、プロモータークローンのC1a 1
部位ヘファゼオリン遺伝子を連結すると。
T−DNA中で活性ファゼオリン遺伝子を作ることとな
る。ファゼオリン遺伝子は本来生ずる末端の12残基の
アミノ酸についての2個のアミノ酸が交換されたことと
なる。
5.1 プロモータービークルの ′ pKS m (T−DNAクローンp403 (第1図
参照)に対応すルpRK 290 りC1−7)をC1
a Iで分解し。
再連結する。連結混合物をに802に形質転換し、カナ
マイシン耐性により選択する。プラスミドは。
[ミニプレツブJ (minipreps) (少量の
培養細胞からプラスミドを調製すること)を行うことに
より単離する。又、構造を証明する為に制限地図作成を
行う。新ビークル、 pKS−Pro I + はHi
n d mでは分解できないが、 C1a Iにより線
状化することができる(第12図)。 pKs−Pro
 Iを精製し。
C1a Iによる分解で線状分子を作る。
5′側端を除く3′側への広範囲な部分のファセオリン
遺伝子を含むa、okbpの断片をP7.2 (第13
図) (ファセオリンゲノミンククローン177.4の
pBR322サブクローンで構造は実施例6.1に記述
している。)のHin d mとBamHI分解物をア
ガロースゲル電気泳動から溶出して得た。 これをpK
S4 (第18図)から同様に単離した。 3.0kb
pのカナマイシン耐性Hin d n[/Bag HI
断片及びHindnlで線状化したpBR322と混ぜ
連結した。アンピシリン耐性形質転換体から単離したプ
ラスミドの制限地図作成後、第7図に示す構造を持った
プラスミドをpKS4−KBとした。
5.3 KS4−3.0KBからのkan/bean 
の 盲!pKs4−KB(第7図)を且alで分解し、
 4.9kbp断片をアガロースゲル電気泳動により精
製した。
5、 4 C1a I kan/bean 主 のC1
a IpKS−Pro IをC1a I分解で線状化し
、実施例5.3からのカナマイシン耐性遺伝子/bea
n断片を一緒に連結し、 K2O2へ形質転換する。カ
ナマイシン耐性形質転換体を選び「ミニプレツブ」によ
り単離したプラスミドを適当な配置を持つものを見つけ
る為に制限地図作成を行った。 該プラスミドをpKS
−Pro I−にB(第14図)とした。
5、5 ノ 云 び。
pKS−Pro I−KBを持つ細胞をpTi 159
55. pTiA 60あるいは他の適当なTIPプラ
スミドを持つアグロバクテリウム細胞と交雑する。カナ
マイシンで組み換え体を選択後、植物に接種し9組織培
養でクラウンゴールを形成させた。ファセオリンの合成
の試験は実施例19及び20に示すとおりである。
大亀開工 この実施例は、他のさまざまな例に示す、ベクターへ、
ファセオリン遺伝子を挿入する進んだ操作に先だって、
豆(Phasealut+ ハ釦肛圏り、)の種子の主
要貯蔵タンパク質であるファセオリンの遺伝子の操作を
教える。
6、1 ファセオ盲ン゛ 云 のサフ゛クローニングシ
ャロン(Charon) 24A、 AG−PVPh 
177.4 (あるいは、 177.4 HS、M、S
un et、 al (1981) Nature28
9 : 37−41. J、L、Slightom e
t、 al (1983) Proc。
Natl、 Acad、 Sci、LISA 80 ;
第15図)中の、ファセオリンのゲノミッククローンを
」紅]1及びBamHIで分解した。ファセオリン遺伝
子及び隣接配列を持つ3.8kbpの断片をアガロース
ゲル電気泳動で単離し、BaLHIで線状化したpBR
322と混ぜ連結した。混合物をHBIOIに形質転換
し。
アンピシリン耐性、テトラサイクリン感受性コロニーを
選択した。
これらのクローンから単離したプラスミドの制限地図を
作成した。第16図に示す構造を持つプラスミドを選択
し、 AG−pPVPh 3.8 (あるいは9代わり
にP3.8)とした、1nとBam II I 部位カ
互’t’に連結したものは1両方の部位が消失する。
もう一つの177.4のサブクローンを次のように構成
した。まず、EcoRI分解し、ファセオリン遺伝子の
3”側配列および5′側端以外のすべてを含む7.2k
bpの断片を単離し、 IIBIOI形質転換体のアン
ピシリン選択したものを制限地図作成後車At1tル。
pBR322のHin d m部位がファセオリン遺伝
子の5′末端と3′末端の翻訳されない領域に隣接して
いるような配置の挿入を有するプラスミドをAG−pP
VPh 7.2 (あるいは、p7.2;第13図;S
un et 旦、 and SlightolIiet
 al。5upra )とした。
pRZ102 (R,^、Jorgenson et 
al、 (1979) Mo1ec。
gen、 Genet、 177 : 65−72) 
(これはトランスポゾンTn5を1コピー持つCo1E
 1プラスミドである)をBamHI及びHin d 
mで分解し、前もって同じ2つの酵素で線状化しである
pBR322と混ぜ、連結し、 K2O2へ形質転換し
た。アンピシリン及びカナマイシンの両方に耐性な形質
転換体から単離したプラスミドの制限地図を作成し、第
18図に示す構造をもつものをpKS−4とした。
P3.8をC1a IとBamHIで分解し、ファセオ
リン遺伝子とpBR322の一部分の配列を含む4.2
kbpの断片をアガロースゲル電気泳動より単離した。
これをpKS4 (第I8図)からのカナマイシン耐性
(ネオマイシンフォスフオドランスフェラーゼ■)遺伝
子を持ったTn 5のC1a I /Bam 11 I
断片及びC1a Iですでに線状化したpBR322(
第17図)と混ぜた。混合物を連結し、 K2O2へ形
質転換した。
アンピシリン及びカナマイシン耐性コロニーを選択し、
制限地図作成を行った。第19図に示す構造をもつコロ
ニーをpKS−KB 3.8とした。
もう一つの有用なプラスミド、 pKS4−KBの構造
は実施例5.2に示しである。
去隻桝工 この実施例は、ファセオリンのゲノミッククローンに対
するcDNAクローンの置換以外は、実施例5に述べた
構成に類似している。この構成によりイントロンを欠失
した遺伝子ができるだろう。
7、1 pKS4−KB 2.4 (KS4−KBに 
゛)の ′pMC6をム姐■と並m1llで分解した後
、 2.4kbpのフ1セオリンcDNA断片を塩勾配
遠心かゲル電気泳動により単離する。カナマイシン耐性
遺伝子を含む1.9 kbpの断片をpKS4 (第1
8図)の皿!及びハmH1分解から精製し、 cDN^
断片及び、匡■Iで線状化したpBR322と混ぜ、連
結し、 K2O2へ形質転換する。カナマイシン耐性コ
ロニーを選択し、プラスミドを単離し制限地図作成後、
第21図に示すプラスミドをpKS4−KB2.4とし
た。
pKS4−KB2.4を且虹Iで分解し、只とIで線状
化したpKS−pro I (第12図)と連結する。
形質転換。
選択、プラスミド単離そして性格ずけの後、希望の構造
(すなわち、ファセオリン配列がT−DNAプロモータ
ーへ隣接している)をTiプラスミドへ移入する。接種
及び試験は実施例21.19.及び20に述べるとおり
である。
ス五〇」1 この実施例は遺伝子からイントロンを除く方法を教える
。これは、ゲノミンクな環境にcDNAを配置すること
と同じことである。制限酵素部位は。
処理されていない転写物(transcript)の5
′及び3′末端の両方のエクソン中に見出されるかある
いは特異的変異により作られる。これらの部位はゲノミ
ッククロン及びcDNAの両方に存在する。
介在イントロンを含むDN^を除き、対応するイントロ
ンを含まないcDNAクローン断片を2つの部位に橋渡
しすることができる。逆の操作も可能である:イントロ
ンを含むゲノミック配列をcDNA環境に配置すること
もできる。
ゲノミッククローンの中の断片をcDNAクローンを切
り出した対応するすき間(gap)へ挿入する。
この後者の方法は類似しているが、イントロンがその変
換される断片を作るために選ばれる酵素に感受性な部位
を含むよりもしばしば、技術的にはより困難である。こ
の困難は部分分解の条件の注意深い選択とアガロースゲ
ル電気泳動による所望断片の精製により克服された。こ
の戦略をさらにねったものは、遺伝子内の個々のイント
ロンを他のイントロンとエクソンとに影響を及ぼさない
で操作すること、および不都合な介在する制限部位が上
述するようにイントロン内に存在するときの配列を段階
的に交換することを含む。
ファセオリン遺伝子及びその付近の配列のプラスミドク
ローンであるp3.8をEcoRIで部分分解。
Sac Iで完全分解し、pBR322ベクターと遺伝
子の5′及び3′の両末端を含む6.4kbpの断片を
アガロースゲル電気泳動により単離した。ファセオリン
mRNAから1乍ったcDNA(7) pBR322プ
ラスミドクローンであるpcDNA31をSac Iで
部分分解、に憇Iで完全分解し、5′及び3′末端を除
く全ファセオリンcDNAを含む1.33kbpの断片
をアガロースゲル電気泳動により単離した。これらの2
つの断片を連結して、■旧01へ形質転換した。コロニ
ーを選択し、細胞を増殖させ、プラスミドを単離し。
制限地図作成により希望の構造をもつプラスミドを決定
した。このプラスミドをp3.8− cDNAとした(
第22図)。
8.2 3.8−cDNAの1 次のことに留意のこと。p3.8−cDNAは他の実施
例で用いられているp3.8のようなゲノミックDNA
源(source)の代わりをすることができる。又。
そのように使用したとき、イントロンを欠いているとい
う相違をもつ類似した例となる。もしくは。
この戦略はすでに作った構造からイントロンを除くのに
使うことができる。
実施炎工 この実施例はイントロンのない遺伝子の発現を教える。
ファセオリンcDNAを実施例8に述べたように調製す
る。遺伝子はイントロンを欠いているがこれも又、使う
ことができる。
実施例8で教えたものと類似の構成を用いる。
pKS4−KB とpMC6を実施例8のようにEco
RIとSacユ■で分解し、そこで示したようにcDN
Aを挿入したものをベクター及びファセオリンの5′及
び3′末端部分を含むpKS4−KB断片に連結する。
新プラスミド+ pKS4−KBcをpKs4.KBと
類イ以した方法で構成に用いる。
去施桝刊 この実施例の目的はT−DNAの中にT−DN^遺伝子
のプロモーター支配下で、 Phaseolus 4レ
クチンのcDNAを設置し、その構成物を植物細胞へ移
入し、植物組織でのこの構成物の発現を見つけることで
ある。
この構成には、制限酵素PstI及び1lin d I
IIでの分解により生じた粘着末端を接続する一重鎖リ
ンカーが使われている。下記のPst 1部位とl1i
ndI[1部位 が開裂すると次の末端を形成する: そして適当な配列のリンカ−の存在下に混ぜる:3’ 
ACGTTCGA5’ これらは、互いに連結し1次に示す構造を形成し得る: 11in d I[[部位が再び構成されたことに留意
のこと。
レクチンのcDNAをプラスミドクローン、 pPVL
134及びATCC39181より得る。pPVL13
4及びATCC39181はポリC鎖をつけた2末鎖c
DNAをPsi Iで切りポリG鎖をつけたpBR32
2に挿入することにより構成した。このクローンはり、
 Hoffman et al。
(1982) Nucleic Ac1ds Res、
10ニア819−7822により記述されたものと同種
である。
10.1 リンカ−の合成 !J 7カー 5 ’ AGCTTGCA3 ’を実施
例17の方法により合成する。
10.2 レクチンcDNA1びカナマイシン(性遺伝
ヱ奎食U久旦二yo盪底 ppvt、 134を取[I及びハtlで分解し、レク
チンのコーディング配列、3′の翻訳されない領域及び
C/G鎖を含む中間の大きさの断片を電気泳動で分画後
アガロースゲル電気泳動から溶出することにより単離す
る。 pBR325を脂1工■及びl1in d II
Iで分解し、一番大きな断片を塩勾配を通して、沈降さ
せ単離する。舷1 1/担n d m pBR325断
片をBcl I/Pst I−レクチン断片及び例10
.1で調製したPst I /Hin d IIIリン
カ−と混ぜ連結する。
E、 coli K2O2を形質転換し、薬剤耐性及び
レクチン配列の存在で選択する。そのような、細胞から
単離したプラスミドをIlcとする。 ncを11in
 d m及びBamHI分解することにより生じた一番
大きな断片を前もってアガロースゲル電気泳動で単離し
たpKs−4のカナマイシン耐性遺伝子を持つHin 
d In/Bam HI断片(第23図)と混ぜ連結す
る。K2O2を形質転換し、コロニーをカナマイシン耐
性で選択する。プラスミドを単離し制限地図を作成し、
性格ずけをする。希望のプラスミドをPL−Bとする。
10、3 KS−ro IにおけるC1a16立のBa
mHI実施例5.1に示す構造をもつpKS−pro 
I (第12図参照)をC1a Iで分解する。この切
断点は1.6kbpの転写物のプロモーターとATG翻
訳開始信号の間にある(第1図参照)。粘着末端を、 
DNAポリメラーゼIで埋めることにより平滑末端に変
える。BamHIリンカ−をすき間に連結し、露出した
Bam111粘着末端を削り取り、連結し、 K2O2
へ形質転換する。望むプラスミドpMS−pro I 
A (第24図)を持つコロニーは「ミニプレツブ」に
よるプラスミド単離および制限酵素地図作成による性格
ずけの後選択される。
pL−B (実施例10.2)を匙上j及びハn+HI
で分解し、カナマイシン耐性遺伝子及びレクチン配列を
もつ断片を電気泳動で分直後、アガロースゲルから溶出
した。この断片をBamHIで線状化した。
pls−pro I Aと混ぜ連結した。連結混合物を
に802へ形質転換した。プラスミドをカナマイシン耐
性コロニーから単離し、制限地図作成により性格ずけを
行い、望みの構造をpLK−pro I Aとした(第
25図)。
10.5 での pLK−pro I A ’lc K2O2(pLK−
pro I^)+ E、 coli(2013)及びア
グロバクテリウム・チューメファシエンス(pTi 1
5955)(ストレプトマイシン耐性)の玉肌交雑(実
施例21)によりTiプラスミドへ移入する。 pPH
IJlのアグロバクテリウムへの付加的。
接合的移入の後、二重相同部位組み換え体をカナマイシ
ン、ストレプトマイシン、及びゲンタマイシン上で生育
する細胞から選択する。レクチンは適当な抗体を用いて
、 ELISAにより見つける。
大衡炎■ この実施例の目的は、 pTi 15955及び他のオ
クトピンTiプラスミドのtsis(rシューテイング
」ローカス(1ocus) )からts+r(rルーテ
ィング」ローカス(locus))まで欠失しているT
iプラスミドを生み出すことである。この誘導体は有用
である。なぜなら、これで形質転換した細胞の方が完全
な」Lとtmr遺伝子を持つpTi 15955で形質
転換したものより容品に完全な植物に再生するからであ
る。
tms−tIIIr欠失pTi 15955は結局2つ
の方法で変えられるe t+ws−t+wrの不活性化
及び外来遺伝子の挿入である。これらの2つの変化がT
−DNAの違う所にあるならば、各々の変化は異なるシ
ャトルベクターによって別々に挿入される。変化に依存
する各々のシャトルベクターを独立に選択するには。
少なくともアグロバクテリウム中で2つの選択マーカー
の使用が必要となるだろう。通常のカナマイシン耐性に
加えてこの例では、 pBR325由来のクロラムフェ
ニコール耐性も用いる。
pBR325を旧ncnで分解し+ Hin d l[
リンカ−と平滑末端結合する。調製物をBin d I
IIで分解し、再結合し、クロラムフェニコール耐性(
」煎で選択したものを、 pks−5とする。これは」
憇遣転子をもつHin d I[[/Bcl I断片の
源となる(第26図)。
P2O3の1lin d m完全分解Bas+H1部分
分解から9.2 kbpの線状DNA断片を単離する。
虱遺転子をもつ断片をpKS−5から単離し、 9.2
kbpの線状断片と混ぜ、連結し、 E、 coltに
形質転換する。そして、クロラムフェニコール耐性で選
択したものをpMS−Oct、 Can+ 203とす
る(第27図)。
pKS−oct、 Ca11203は現在、多数のpT
i 15955の欠失TL変異の構成に使えるプラスミ
ドである。それは、 TLの右手の腕及び右腕の左への
耐性遺伝子を含む。我々はTLの種々の左腕を(L遺伝
子の左(llin d m部位)へ付けることができる
。簡単に言えば、もし、 P1O2を付けたら、欠失は
5.2kbpで展と展のすべてを含むことになる。 も
し。
P1O3を付けたら欠失は3.2kbpとなり、田との
一部分とすべての」Lを含むことになる。第1図参照。
pKS−oct、 Cam 203をHin d II
で分解する。P1O2あるいはP1O3をHin d 
mで分解し、 2.2kbpあるいは2、0kbpのT
−DNA断片を単離し、線状化したpMS −oct、
 Ca111203と連結し、形質転換し、生ずるpK
S−oct、 delII (第28図)あるいはpK
S−oct、 del I (第29図)をそれぞれ単
離する。これらの構成を接合、相同部位組み換え及び、
クロラムフェニコール耐性の選択によりアグロバクテリ
ウム・チューメファシエンス移す。もしくは、 Bag
 HIで、もっているプラスミド構成を線状化し、 p
RK 290の虱I[部位に連結するという。確立され
た方法を使えば構成をpRK 290に移すことができ
る(第30図)。
去遡糎U この実施例において、 tar中のuI!L1部位から
tml中のS+wa I部への間のT−DNAの欠失に
よりTiプラスミドを変異させる。修飾され得るTiプ
ラスミドは+ pTi 15955+ pTiB6. 
pTiA66及びその他である。この組み立ては、第3
1図に図解しである。
12.1 ca1云の pMS−5(第26図)を肛ndll[ζBcl Iで
分解する。
実施例11で教えたように、最小の断片をアガロースゲ
ルで分画後、単離する。
T−DNAの右手の腕の欠失をP2O3のSea 1部
位にqn部位を挿入することにより構成する(第1図参
照)。P2O3をSma Iで分解し、 BJLLII
リンカ−を連結する。そしてl■で分解し、再連結する
。そしてに802へ形質転換する。(変化した構成にお
いては+ LLHIリンカ−をhLIlリンカ−の代わ
りに用いて適当なりamH1部分分解産物を単離する。
)生じたプラスミドをP2O34g上」とする。そして
それをhLIIとHin d mで分解する。断片を含
む大きなhLII / Hin d mベクターを実施
例12.1に示したクロラムフェニコール耐性断片と連
結する。に802へ形質転換後、クロラムフェニコール
耐性を選択する。結果として生じたプラスミドをp2f
とする。(第31図)。
12.3 T−DNAの の の したクロー乙■盪底 」匹1分解及びHin d mリンカ−との連結により
P2O2の展1部位にHin d m部位を挿入する。
Hin d m分解によりHin d m粘着末端を露
出させた後、 Hin d m末端を持つ2kbpの肛
とI断片を単離する。 胆ndl[Iで分解したBin
 d m末端の肛LI断片をに802へ形質転換する。
所望の構造をもつコロニーを単離し、性格ずけをした後
、そのプラスミドをp3eとした(第32図)。
12.4 T−DNA クローンの クローンの左手の腕を、電気泳動後、アガロースゲルか
ら溶出し+ p3eのl1in d m分解物の2kb
pの断片を精製することにより得た。p2fをHin 
d IIIで切りアルカリフォスファターゼ処理後、 
2kbp断片と混ぜ連結し、 K2O2を形質転換する
。そしてクロラムフェニコール耐性で選択する。プラス
ミドを個々のコロニーから単離し、制限地図作成により
性格ずけをした。望みの二つ連なった配置で2つの腕を
持っているプラスミドを選択し、 pKs −oct、
 del mとした(第33図)pKS−oct、 d
ell[lをアグロバクテリウム・チューメファシエン
スへ交雑により移し、相同部位組み換え体をクロラムフ
ェニコールで選択した。ヒマワリとタバコの根と葉茎に
他の例に示したものと同様に、接種し、腫瘍の生成をオ
パインについて試験した。
去施炭旦 この実施例は実施例12の変形例であり、 tmrと独
の欠失を構成することを教える。
を平滑末端連結しBgll1分離後、再連結する(第3
4図)。クロラムフェニコール耐性をに802あるいは
GM33の形質転換した後9選択する。結果として生じ
たプラスミド、 pKS−6cam遺伝子をもっ展■/
取[I断片の源となる。
13、2 tmr、 tml 失クローンの葺成p 2
03 ヲ掩LIξS’ma Iで分解する。Bgl I
Iリンカ−の平滑末端連結の後、 Bgl I[粘着末
端を露出させる為に、 堕LIIで分解する。再連結し
、 K2O2へ形質転換する。望みの構造を同定し+ 
p2とした(第35図ン。
二遺転子をもつln断片をpKS−6から単離し、 B
gl nで切ったp2へ連結する。K2O2の形質転換
後、クロラムフェニコール耐性を選択した。結果として
生じるプラスミドをpKS−oct、 deln[a(
第36図)とし、実施例12.4に記述しているように
試験する。
大施且U この構成の目的は、クロラムフェニコール耐性遺伝子の
挿入による。 tmrローカスの肛し■部位のみにおけ
る変異の例を与えることである。この遺伝子は、 pK
S−6からのBgl II/Bcl I断片として単離
し+ p203のHpa I部位をBgl 11部位に
変えた後でそこに連結する。
14、 I Hpa 1部位のBgl 11部位への変
ρ203をHPLiで分解し、 Bgl IIリンカ−
を連結する。lnで分解し、再連結する。K2O2を形
質転換後、コロニーhL11部位の挿入について制限地
図作成により選別し9選択する(第37図)。
月−I−一組mjjQkL東免除 pKS−6をBgl n及びBcl Iで分解する。最
小の断片をアガロースゲル電気泳動より単離する。
14.3 変、したT−DNAクローンの ゛実施例1
4.1で得た修飾されたp203をBgl nで分解し
、実施例14.2で精製した」憇遺転子と連結し。
K2O2へ形質転換する。クロラムフェニコール耐性を
選択し、プラスミドを単離し、制限酵素地図作成により
性格ずけを行い、 pMS−oct、 tmrとする(
第38図)。
去旅囲■ この実施例における再生は、R1に基礎をおくTIPに
より引き起こされるニンジンの腫瘍を含む。そしてこの
例は本質的にM、D、Chilton et al、 
(1982) Nature 295 : 432−4
34により示されたのと同様に遂げられる。
】5.1 毛 (hair root)における感仇ニ
ンジンの平板(disk)にO,1mlの水の中で10
594バクテリアを接種する。得られたルート(roo
t)の端の1.5cm部分を切りとりホルモンを欠く固
体(1〜1.5%寒天) Mon1er培地(D、A、
Tepfer and J。
C,Tempe (1981) C,R,Hebd、5
eanc、 Acad、 Sci。
Paris 295 : 153−156)に置く。 
そして25℃から27℃の暗所で成育させる。
バクテリアの混じっていない培養物を2〜3週間ごとに
移し、ホルモンと寒天を欠< Mon1er培地におい
てサブカルチャーとする。
15.2 根(root)の 物への再生実施例9.1
における培養根組織を0.36μM 2.4−D及び0
.72μNキネチン(kinetin)を含む固体(0
,8%寒天) Mon1er培地に置く。4週間後、生
じたカルス組織をホルモンを欠く液体Mon i er
培地に移す。振とう器(150rpm)で22℃〜25
℃にて保温している間にカルスは懸濁培養(ここから卵
が分化する)へ分離していく。これをホルモンを欠くM
on1er培地の入ったペトリ皿に移すと植物へ成長す
る。これらの小植物を徐々に、湿気の少ない環境にさら
して「鍛えた」後に、温室あるいは庭園の土壌へ移す。
(以下余白) 15.3 ではない(non−hair)のベクターの
使■ 機能する上遺転子を持たない+hが基礎となっているベ
クターを実施例15.1及び15.2に示したRiが基
礎となっているベクターのかわりに用いる。
適当な欠失の構成は実施例12.13及び14に示しで
ある。
実施■測 この例における再生は、Tiに基礎をおく TIPによ
り引き起こされたタバコの腫瘍を含む。又、この例は本
質的にに、A、Barton et al、 (198
3)Cellに示されたものと同様に遂げられる。
16.1 クラウンゴールの、染 タバコ組織を、最初+ A、C,Braun (195
6) Canc。
Res、16:53−56により表わされた転化した茎
の一部分を用いる方法により形質転換する。茎を7%市
販クりロソクス(Ch I oroχ)および80%エ
タノールの溶液で表面殺菌し、殺菌した蒸留水で洗い。
1cmの断片に切り端を上にして、寒天で固化したホル
モンを欠<MS培地(T、Murashige and
 F、Skoog(1962) Physiol、Pl
ant、旦: 473−497 )の入ったペトリ皿に
置く。切り取った茎の表面に注射器の針で穴をあけ、バ
クテリアを注入することにより接種を行う。茎を25℃
で1日あたり16時間光にあたるようにして、培養する
。発育したcalliを茎切片の表面から取り去り0.
2■/ll1lのカルベニシリンを含みホルモンを欠く
固体MS培地に置き。
続いて、約1ケ月の周期で3回、新しいカルベニシリン
入り耶培地に移す。そして、バクテリアに支配され続け
ているかどうか、確認する為の試験を行う。無菌の組織
を補足物を欠いた固体MS培地上で前述の培地条件で保
存する。(25℃、 16時間=8時間 明:暗)。
16.2 ノ 転 した組°の培養 A、 B1nn5 and F、Meins (197
9) Planta 145 : 365−369で示
されたようにして、形質転換した無菌組織からクローン
を得る。ナフタレン酢酸(NAA)0.02■/β入り
の液体MS培地で、2.3日間。
25℃、 135r、 p、m、で振とう培養すること
により。
カルス(calli )を懸濁細胞に変換する。そして
543及び213μmのステンレススチールメソシュで
、順番にろ過する。通過したろ液を濃縮し、0.5%溶
解した寒天(melted agar)+2.0 mg
/ II NAA+0.3mg/7! キネチン+ 0
.48/ 1Difco酵母エキスを含む5mlのMS
培地に、約8X10534細胞/mlの濁度でブレーテ
ィングする。直径1鶴になったコロニーを外科用メス針
5calpel pointで拾い。
2.0■/j! NAA、0.3■/βキネチンを含む
固体MS培地へ置き、成育させる。生じたカルスを小片
に分割し、形質転換した表現型について試験する。
16.3を物の再生 形質転換した植物を0.3■/Ilのキネチンを含む固
体MS培地に置き、実施例16.1に示したように培養
する。形成した葉茎(Shoot)をl/10強度のM
S培地塩、0.4■/lチアミンを含み、ショ糖及び、
ホルモンを欠く固体(1,0%寒天)培地(pH7,0
)に置き根を出させる。根が出た小植物を培養して成長
させ、実施例15.2のように鍛え、温室或いは、庭園
の土壌に移す。
16.4 ベタ − 実施例16.1.16.2及び16.3に示した方法は
1機能するtmr遺伝子を欠(Tiに基礎を置くベクタ
ーに適している。適当な欠失の構成は、実施例12゜1
3、及び14に示しである。これらの方法は+ Riに
基礎を置くベクターを用いる場合も効果的である。
実施例16.1に示したd 転化した茎の切片の感染に関する方法はしばしばTIP
で形質転換したセルライン(cell 1ine)を作
るのに有用である。
大息性U これまでの実施例で用いたDNA断片の化学合成の手法
は、 DNA合成の専門家によく知られた多くの手法を
利用している。ヌクレオシドの修飾は。
H,5challor et al、 (1963) 
J、^mer、 Chew。
SOc、81し3820及びH,Buchi and 
H,G、Khorana (1965) J、Amer
、 CheIIl、 Soc、87 : 2990らに
より示されている。デオキシヌクレオシドフォスフオル
アミダイトの調製はS、 L、 Beaucage a
nd M、II。
Caruthers (1981) Tetrahed
ron Lett、 2訂1B59により示されている
。固相樹脂の調製は、 S、P。
Adams et al、(1983) J、Amer
、 Chew、 Soc、により示されている。二本鎖
合成リンカ−の形成に有用なハイブリダイゼーション課
程は、 J、J、Rossi etal、 (1982
) J、Biol、 Chew、 257:11070
により示される。
去m ファセオリンはPhaseolis 旦几肛鎚、の最モ
豊富な貯蔵タンパクである(全種子タンパクの約50%
)。機能するファセオリン遺伝子のアルファルファへの
移入、及び貯蔵ファセオリンへのファセオリンa+RN
Aの翻訳は重要な経済的価値を持つ。
なぜなら、家畜飼料として、用いる葉に貯蔵タンパクを
導入することになるからである。アルファルファは牛の
飼料となり、生育も早く、リゾビウムの共生によりチッ
素固定が可能で、クラウンゴールの感染ができ、単細胞
或いはプロトプラストから植物体を再生することができ
る。これらのことから、アルファルファはファセオリン
遺伝子を移入し1発現されるのに価値ある植物だといえ
る。
この例は1発現し得るファセオリン遺伝子をアルファル
ファに導入することを教える。
18.1 シャトルベクターの 1 遺伝的に手を加えたアグロバクテリウムのプラスミド(
後述)を持つクラウンゴール組織からアルファルファを
再生させる。最初の段階として。
我々はT−DNAプロモーターの支配下にあるファセオ
リン構造遺伝子に連結しているt++r54及びto+
s 5−T−DNA変異を持つ「シャトルベクター」を
構成する。この構成を機能するネオマイシンフォスフオ
ドランスフェラーゼ(NPT n ) 構造遺伝子(カ
ナマイシン耐性)を下流に持つツバリンシンセターゼプ
ロモーター(M、D、Chilton、et al、 
(18January 1983 ) 15th Mi
an+i Winter Sy+IIposiumによ
り報告されている。 又、 J、 L、 Marx(1
983)Science 219 : 830及びR,
Horsch et al、 (18January 
1983 ) 15th Miasi Winter 
Syn+posium参照)に順に連結する。この構成
の形式は実施例1に示しである。
18.2 アグロバクテリウム び への入 “シャトルベクター”を型にはまった手法(実施例21
)によりpTi 15955のようなTiプラスミドを
もつアグロバクテリウム株へ形質転換する。組み換えプ
ラスミドを持つバクテリアを選択し、細胞壁を再生する
アルファルファプロトプラスト(Marton et 
al、 (1979) Nature 27L: 12
9−131:G、J、 Wulle+*s et al
、 (1981) Proc、 Nat’IAcad、
 Sci (U、S、A、) 78 : 4344−4
348 ; R,B。
Horsch and R,T、Fraley (18
January 1983) 15thMiami W
ir+ter Syn+posium )と−緒に培養
する。
培養中細胞は成長し、生じたカルスについてスーザンプ
ロッティング(実施例19)により適当なmRN^の存
在を、そしてI!LISA試験(実施例20) (J。
L、 Marx (1983)Science 219
 : 830 ; R,B、Horscl+and R
,T、Fraley (18January 1983
) 15th MiamiWinter Sympos
iuo+参照)により適当なタンパクの存在を試験する
刊工り一鼠隻再生 それから、^、V、P Dos 5antos et 
al、 (1980)Z、 Pflanzenphys
iol、 99 : 261−27(L T、J、Mc
Coyand H,T、Bingham (1977)
 Plant、Sci、Letters測: 59−6
6 and K、A、 Walker et al、(
1979)Plant Sci、 Letters 1
6 : 23−30らによりすでに用いられたのと同様
の方法によりカルス組織からアルファルファを再生させ
る。それからこれらの再生植物、を新しい商品変種につ
いての基礎を形成する型にはまった植物育種の手法によ
り栽培する。
(以下余白) ス[ 全ての例においてRNAを次に示す手順により抽出し分
画し発見する。
19、I RN Aの 1 この手順はSilflow旦 al、(1981) B
io−chea+1stry 13 : 2725−2
731の修飾型である。塩化セシウム遠心分離のかわり
に、塩化リチウム沈澱を代用するのは+ Murray
 et al、 (1981) J、Mol。
Evol、 17 : 31−42に示されている。
2M 塩化リチウムに加えて2M尿素を沈澱に用いるこ
とはRhodes (1975) J、Biol、Ch
em、25:8088−8097より採用した。
組織を、ポリトンあるいはグラウンドグラスホモジナイ
ザーを用いて、4〜5倍容量の冷50mMTrisC1
(pH8,0) (4%p−アミノサリシル酸。
1%トリイソプロピルナフタレンスルホン酸、10mM
ジチオスレイトール(新しく作る)および10mMメタ
バイ亜硫酸ソーダ(新しく作る)を含む)中でホモジナ
イズした。 オクタツールは泡立ちを制御するのに必要
に応じて用いられた。 1%8−ヒドロキシキノリンを
含む等量のトリス飽和フェノールをホモジェネートに加
え、乳濁するまで振る。そして20000〜30000
gで4℃15分間遠心分離した。上層の水層をクロロホ
ルム/オクタツール(24:1)で1回抽出し、上記の
ように遠心分離した。それから製塩化リチウムー尿素を
最終濃度がそれぞれ2Mとなるように加え、混合物を2
0℃で数時間静置した。そうしてRNA沈澱物を遠心分
離で落とし、ペレットを分散させる為に2M塩化リチウ
ムで洗浄した。沈澱物を70%エタノール−0,3M酢
酸ナトリウムで洗い、澄んだ溶液になるよう殺菌水に溶
かした。2分の1容量のエタノールを加え、混合物を氷
中1時間、放置した。その後、遠心分離し、余分な多糖
類を除いた。RNA沈澱物をそれから1回収し、水、あ
るいは殺菌情無塩、ポIJ(U)緩衝液に再び溶解した
19.2−水茎」旦ム/皇スL尤ヱ久入−久旦ヱ上久ラ
フイー 2つのポリ (U)セファデックス (商標:Phar
macia、 InclUppsala、 Swede
n)緩衝液を用いた。一つは、無塩で、 2On+M 
Tris、 1mM EDTAおよび0.1%SO5を
含んでいる。もう一つは一つめの緩衝液に0.1Mの塩
化ナトリウムを加えたものである。^42605におい
て、良好な会合を起こすために+ 2x貯藏緩衝液を作
ることが必要である。そして一部分に塩を加えるべきで
ある。最終濃度にあわせてから、緩衝液をオートクレー
ブにかける。
ポリ (U)セファデックスは+ Bethesda 
Re−5earch 1aboratoriesより得
た。100μgの期待さえるポリ (U)RNAについ
て1gのポリ (U)セファデックスを用いた。ポリ 
(U)セファデックスを、無塩のポリーU緩衝液に水和
し、ジャケットをつけたカラムに流し込む。温度を60
℃に上げ、カラムを無塩緩衝液で260mmにおけるベ
ースラインが平滑になるまで洗った。最終的には、カラ
ムを塩を含むポリ (U)緩衝液で40℃で平衡化する
濃度が500μg/m12以下のRNAを無塩緩衝液中
で65℃、5分間加熱した。その後、冷却し。
塩化ナトリウムを0.1Mの濃度になるように加えた。
それから光学濃度が安定なベースラインまで落ちるまで
、流速1mj!/min以下で流したカラムにRNAを
移ず。それから、カラム温度を60°Cまで上げ、RN
Aを無塩ポリ (U)緩衝液で溶出させた。
RNAは普通3倍のカラム容量で洗い出される。
溶出したRNAを用いやすい容量まで2級ブタノールで
濃縮し、 10mMになるように塩化ナトリウムを加え
た後、2倍容量のエタノールを加え沈澱させる。エタノ
ール沈澱物を水に溶かし、 NH445−酢酸塩を0.
1Mになるよう加える。そしてエタノールで再び沈澱さ
せる。最終的にRNAを殺菌水に再溶解し、−70℃に
おいて保存する。
19.3 ホルムアルデヒド RNA ゲル用いる方法
はThomas (1980) Proc、 Nat’
l。
Ac1d、 Sci、 (IJ、S、A、) 77 :
 5201およびtloffman。
et al、(1981) J、 Biol、 Che
m、256:2597によるものである。
20mMリン酸ナトリウム(pH6,8〜7.0 )を
含む0.75〜1.5%のアガロースゲルを固めた。も
し高分子の集合したバンドが現れたら、6%あるいは2
.2Mのホルムアルデヒド(36%の貯蔵溶液ヲ用いる
)を加えて、実験をやり直した。ホルムアルデヒドを、
アガロースに65℃まで冷やしてから加えた。ホルムア
ルデヒドを加えると臭化エチヂウムにより発見が困難に
なる。泳動緩衝液は10mMリン酸ナトリウム(pH6
,8〜7.0)である。
電気泳動に先だち、RNAを最終濃度6%ホルムアルデ
ヒド、50%ボルムアミド、 20mFリン酸ナトリウ
ム緩衝液および5mMEDTAの変性緩衝液で処理した
。RNAを緩衝液中60℃で10〜20分間保温した。
保温は、停止緩衝液の添加に停止した。
20μlのサンプルについて、4μ!50%グリセロー
ル、 10mME D T A 5 mMリン酸ナトリ
ウムそしてブロムフェノールブルーを加えた。
浸水した電気泳動を用いる。ゲルを浸す前に。
RNAをロードした。そして125mAで5分間ゲルの
中にいれた。それからゲルを水に浸し、電流を30mM
 (夜通し)あるいは50mM (6〜8時間)に下げ
る。
緩衝液を循環させ、低温室で電気泳動を行った。
19.4 “ノーザン”プロット もし、特異的なRNAを発見するためにプロットするゲ
ルならば、染色しなかった。しかし1分離したマーカー
のレーンは染色に用いた。染色は0.1M酢酸ナトリウ
ム中5μg / m It臭化ブロマイドで行い、脱染
は、 0.1M酢酸ナトリウム中数時間行った。染色の
前に、5〜10分間60〜70℃の水で処理すると視認
が容易になった。
プロットするゲルを15分間10x標準サリンクエン酸
(SSC) −3%ホルムアルデヒドに浸した。
もし、大きなRNAに切れ目を入れるために5(lnM
水酸化ナトリウム中10〜30分間処理した。もし。
基礎処理を用いたのなら、プロットする前に、ゲルを中
和し、5SC−ホルムアルデヒドに?l−べきである。
RNAのニトロセルロースへの転移は標準方法により行
った。
プレハイブリダイゼーションを42℃で最低4時間、5
0%ホルムアルデヒド、10%硫酸デキストラン+ 5
xSSC,5xデンハート、 100 、ljg / 
mi!変性キャリアーDNA、20μg/mllポリ 
(A)。
40mMリン酸ナトリウム(pH6,8〜7.0 > 
、 0.2%SDS中で行った。ハイブリダイゼーショ
ンをプローブと同じ緩衝液に加え、−晩保温して行った
プローブは大体5x10554 c、p、m、/ ra
i1以上の濃度で用いた。
ハイブリダイゼーション後、ニトロセルロースを、42
℃で2xS S C,25mMリン酸ナトリウム、 5
mMF、DTA、2mMピロリン酸ナトリウム溶液を用
いて何度も洗った。最後に、64℃で20分間1xSS
Cで洗った。
もし、オートラジオグラフィーに際して、フィルターが
乾燥していなくて、また、プローグ1mMEDTAによ
り64℃で広範囲に洗ったことで除かれているのなら、
最上の結果が得られた。
叉旌炭叉襄 “ウェスタン”プロット(SDSポリアクリルアミドゲ
ル電気泳動後、抗原を発見するために行う)は9本質的
にはR,P、Legocki and D、P、S、V
erma(i981)^nalyt、 Biochem
、111 : 385−392に示されているのと同様
に行った。
マイクロ−E L I S A (enzyme−1i
nked 1mmnno−5orbant assay
 )を96個のウェル(well)をもつIIIlmu
lon−2型プレートを用いて次に示すステップにより
行った。
20.1 プレートへのr体の結入 −日目、ウェルをコーティング緩衝液で1:1000に
希釈した。抗体(ウサギ抗ファセオリンIgG )でコ
ート(coat) シた。200 # 1. /wel
lで37℃で2〜4時間、保温した。プレートをサラン
ラップでおおった。それから、プレートをリン酸緩衝液
すリンーツィーン(P B S −Tt+een )で
3回洗った。各々の洗いのステップは5分間あけた。そ
れから1%のボバインセーラムアルブミン(B S A
)を洗いのために加え、20分間放置してから捨てた。
洗いはP B 5−Tneenを用いて5回以上1行っ
た。
20.2 ”のホモジェナイジング 組織を、小片に切ってから、ポリトロンによりIgの組
織/mβリン酸緩衝液サリす−ツィーン−2%ポリビニ
ルピロリドン−40(P B S −Tween−2%
P V P−40)の条件でホモジェナイズした。
すべてのサンプルは、破砕前後およびファセオリン標準
曲線の作成の前後に水中で保存した。組織のホモジェネ
ートで標準曲線を作成した。そして。
組織に依存するファセオリンの回収をチェックするため
に緩衝液で標準曲線を作った。ホモジェナイズしたサン
プルを遠心分離した後、各々のサンプルのうち100μ
lをウェルに入れ、4℃で一晩放置した。失敗を避ける
ために各々のサンプルについて2個同じことをした。保
温中、プレートはシールした。
昶バL」11列直企 一晩保温後、抗原を捨て、ウェルをPBS−Tween
で5回洗う。各々の洗いの間に5分間の間隔をおいた。
結合物(ウサギ抗ファセオリンIgGアルカリフォスフ
ァターゼ結合)をP B S −Tween−−2%p
vP (0,2% BSAを含む)テ1:3000ニ希
釈し、150μlを各ウェルに加えた。そして、37℃
で3〜6時間保温した。保温後、結合物を捨て、ウェル
をP B S−Tweenで5回洗う。各々の洗いの間
に5分間の間隔を置く。
匹」−分析 分析を始める直前に、p−ニトロフェニルフォスフエイ
トの5n+Hの錠剤(Sigmaより得た。そして暗所
で凍結保存)を、10mj!の基質に加え9錠剤が溶解
するまで攪拌する。200μlの室温溶液をすばやく各
ウェルに加える。反応を種々の時間(例えば、t=0.
10.20.40.60.90.120分)においてd
ynatech m1cro−elisa reade
r用いて測定する。
p−ニトロフェニルフォスフェート(無色)がアルカリ
フォスファターゼにより無機リン酸とp−ニトロフェノ
ールに加水分解されるとp−ニトロフェノールが溶液に
黄色を与える。それは、410nmにおけるスペクトロ
メトリカリ−によむことができる。
発見できる最小量は0. lngより小である。
大施洟1上 三組交雑は、一般的に2次に示すように行われた。当業
者に知られた他の変法も用いることができる。
旦、 coli K2O2(pRK290に基礎をお(
シャトルベクター)を旦、延(pRK2013 )およ
びストレプトマイシンに耐性な人、 tu+nefac
iens株と交雑した。pRK2013は、シャトルベ
クターを持つ株に移り、 Agrobacteridm
へ移入するためのシャトルベクターを作った。ストレプ
トマイシンおよびシャトルベクターが耐性である薬剤(
だいたいカナマイシンか、クロラムフェニコール)の両
方ヲ含む培地で成育するものの中からシャトルベクター
配列を有する。^grobac ter iumの細胞
を選択した。
これらの細胞とE、 colt (pPHIJl)との
交雑によりA robacterium細胞にpPHI
Jlが移った。pPHIJlとpRK290に基礎を置
くシャトルベクターは同一細胞内に長時間、共在するこ
とができない。ゲンタマイシン(ppH1J1が耐性遺
伝子をもつ)を含む培地で成育させれば、 pRK29
0配列の欠落した細胞を選択することができた。
ストレプトマイシンおよびゲンタマイシンおよびカナマ
イシンあるいはクロラムフェニコールに耐性な細胞のみ
がシャトルベクターと二重相同部位組み換えをおこした
Tiプラスミドを持ち、望みの構成をもっている。
(以下余白) 表2
【図面の簡単な説明】
第1図はpTi 15955のT−DNA領域を示す説
明図、第2図はオクトピシンセターゼ遺伝子の塩基配列
図、第3図(第3図−1と第3図−2として表示)はフ
ァセオリン遺伝子とcDNAの完全塩基配列図、第4図
はツバリンシンセターゼ遺伝子の完全塩基配列図、第5
図はpKS−nop Nの構造を示す説明図、第6図は
pKS−Nop 1VKB3.8 (7)作成と構造を
示す説明図、第7図はp)[54−Knの構造を示す説
明図、第8図はシャトルベクター pNNNlの構造を
示す説明図、第9図はpNNN2の作成とその構造を示
す説明図、第10図(第10図−1と第10図−2とし
て表示)はp401の右側にcla 1部位のある旧n
dl[[部位からの塩基配列図、第11図はpTi15
955の構造を示す説明図、第12図はp)[5−Pr
o Iの作成を示す説明図、第13図はp7.2の構造
を示す説明図、第14図はpKS−Pro I−KBの
構造を示す説明図、第15図はファセオリン貯蔵タンパ
ク遺伝子の構造を示す説明図、第16図はp3.8の構
造を示す説明図、第17図はpBR322の構造を示す
説明図、第18図はpMS−4の構造を示す説明図、第
19図はpMS−KB3.8の構造を示す説明図、第2
0図はpKS4−KB2.4の作成手順を示す説明図、
第21図はpKS4−KB2.4の構造を示す説明図、
第22図はファセオリンんの遺伝的環境へのファセオリ
ンcDNAのクローニングを示す説明図、第23図pL
−Bの作成を示す説明図。 第24図はpKs−Pro I Aの構造を示す説明図
、第25図はpLK−Pro I Aの構造を示す説明
図、第26図はpKS−5の作成を示す説明図、第27
図はpMS−oct。 Cam203の作成を示す説明図、第28図はpMS−
oct。 del mの構造を示す説明図、第29図はpKs−o
ct。 del Iの構造を示す説明図、第30図はpRK29
0の構造を示す説明図、第31図はp2fの作成を示す
説明図、第32図はp3eの作成を示す説明図、第33
図はpKS−oct、del mの作成を示す説明図、
第34図はpKs−6の作成を示す説明図、第35図は
p2の作成を示す説明図、第36図はpKs−oct、
del n[aの作成を示す説明図、第37図はp20
3のHpa I部位のBgl II部位への変換を示す
説明図、第38図はpKS−oct。 tmrの構を示す説明図、第39図は実施例11.12
゜14のプラスミドの構造を示す説明図、第40図は遺
伝子コードを説明する説明図、第41図は大腫瘍遺伝子
の塩基配列図、第42図はp203構造を示す説明図、
第43図はpKs−n+1−KB3.0の構造を示す説
明図である。 以上 代理人 弁理士 山本秀策 0 0 0 0 8 −88888 0o Oo 8 8 8 8 o g g g ε = X = 7 ffl m?、l”l we、ツ i ツ i 電
 i ツ i ツ iミ g よ こ た 丞 に 舌
 ミ 后 た g ミ 吉 よ−υ −u x u −
u −u + u −υ −8 888 8 0 8 m N M 璧 Ll’+ ψ ト ロ 8 0 8 8 8 。 co 小 −−−H o 8 8 8 8 FIG、5 8 。 o 8 Ll’l to N 8 8 8 8 8 8 0 8 基 FIG、 16 pBR322ρKS−4 FIG、 17 FIG、 18 FIG、 +9 の FIG、 24 Bcl r Bcl工 pKS−4Hind m7 BamH工断片 日I FIG、 28 FIG、 29 FIG、 30 ヒ エ 其 和 3号 ―+/+ j;F 蓄HHE イトム タナ ドラ41 0発 明 者 デニス ダブリュ、サ アメリカ合衆国
ットン ランド、アルベ ライスコンシン 53714 マジソン、し010 ライスコンシン 53558 マツクファー/ アベニ
ュー 5611 ライスコンシン 53703 マジソン、ウム ストリ
ート 138 手続補正書く方式) 昭和59年8月23日 昭和59年特許願第77452号 2、発明の名称 植物構造遺伝子の発現 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 アメリカ合衆国 コロラド 80301−224
4ボールグー、ミンチエル レーン 3375名称 ア
グリジェネティクス リサーチコーポレーション 代表者 ゾール ジェイ、ハンセン 国籍 アメリカ合衆国 4、代理人 〒530 住所 大阪府大阪市北区西天満4丁目3番17号6、補
正により増加する発明の数二〇 7、補正の対象 (1)願書の出願人の欄 (2)委任状 (3)明細書の発明の詳細な説明の欄 (4)図面 8、補正の内容 +l)願書および委任状については別紙のとおり(2)
明細書第132頁から134只の表1および135頁の
表2の浄書・別紙のとおり(内容に変更なし) (3)第2図、第3図、第4図、第i0図、第15図。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.7−DNAプロモーターの支配下で挿入された植物
    構造遺伝子をもつT−DNAを含むDNAベクター。 2、前記植物構造遺伝子はイントロンを持つ特許請求の
    範囲第1項に記載のDNAベクター。 3、前記植物構造遺伝子は、 tmr 、 tml +
     Lms +ツバリンシンセターゼ、オクトピンシンセ
    ターゼあるいは”1.6”転写物からなるT−DNA遺
    伝子の群から選択されたプロモーターの支配下にある特
    許請求の範囲第1項に記載のDNAベクター。 4、前記植物構造遺伝子はcDNAを含む特許請求の範
    囲第1項に記載のDNAベクター。 5、前記T−DNAが展あるいは」Lの変化あるいは欠
    失により修飾をうけている特許請求の範囲第1項に記載
    のDNAベクター。 6.7−DNAプロモーターの支配下で挿入された植物
    構造遺伝子をもつT−DNAを含むDNAベクターを有
    し、かつ複製するバクテリア株。 7、前記植物構造遺伝子はイントロンを持つ特許請求の
    範囲第6項に記載のバクテリア株。 8、前記植物構造遺伝子は、ハL、田し、旦と。 ツバリンシンセターゼ、オクトピンシンセターゼあるい
    は”1.6”転写物からなるT−DNA遺伝子の群から
    選択されたプロモーターの支配下にある特許請求の範囲
    第6項に記載のバクテリア株。 9、前記植物構造遺伝子はcDNAを含む特許請求の範
    囲第6項に記載のバクテリア株。 10、前記T−DNAが展あるいは展の変化あるいは欠
    失により修飾をうけている特許請求の範囲第6項に記載
    のバクテリア株。 11、アグロバクテリウム・チューメファシェンスある
    いはアグロバクテリウム・リゾゲネスを含む特許請求の
    範囲第6項に記載のバクテリア株。 12、前記DNAベクターはT−DNAを含みがつT−
    DNAプロモーター支配下で挿入された植物構造遺伝子
    を有し、そしてpKS 4 、 p3.8. pcDN
    A31あるいはpPVL 134の群から選択される特
    許請求の範囲第6項に記載のバクテリア株。 13、1alT −D N Aプロモーターを含むT−
    DNAへ植物構造遺伝子を挿入し、該プロモーターと該
    植物構造遺伝子はT−DNAプロモーターの支配下で植
    物細胞内で植物構造遺伝子が発現するような位置と方向
    にあり、それにより、T−DNAと植物構造遺伝子との
    結合を形成する工程1次いで。 (bl該T−DNA/植物構造遺伝子の結合物を植物細
    胞に移入する工程 を包含する植物細胞の遺伝的修飾方法。 14、前記工程(b)の実行後に、さらに、(C)前記
    T−DNAプロモーター/植物構造遺伝子結合物を含む
    植物細胞内での植物構造遺伝子の発現を検知する特許請
    求の範囲第13項に記載の方法。 15、前記植物構造遺伝子は1つあるいはそれ以上のイ
    ントロンを含む特許請求の範囲第13項に記載の方法。 16、前記植物構造遺伝子は種子貯蔵タンパクをコード
    している特許請求の範囲第13項に記載の方法。 17、前記植物構造遺伝子はフオセオリンをコードして
    いる特許請求の範囲第13項に記載の方法。 1B、前記T−DNAプロモーター/植物構造遺伝子結
    合物は前記工程(blに先立ってシャトルベクターの一
    部分として保存され複製される特許請求の範囲第13項
    に記載の方法。 19、前記工程(blのプロモーターは釦り、ハL。 虱、ツバリンシンセターゼ、オクトピンシンセターゼお
    よび”1.6”転写物からなる群から選択される特許請
    求の範囲第13項に記載の方法。 20、前記植物構造遺伝子はT−DNA構造遺伝子へ融
    合されており、そのことにより前記T−DNA構造遺伝
    子/植物構造遺伝子結合物がT−DNAにコードされる
    タンパクと植物のタンパク配列とを含む融合タンパクを
    特徴とする特許請求の範囲第13項に記載の方法。 21、前記細胞は双子葉植物からのものである特許請求
    の範囲第13項に記載の方法。 22、前記双子葉植物はコンポジテあるいはレグミノシ
    の一員である特許請求の範囲第21項に記載の方法。 23、 (alT−DNAプロモーターを含むT−DN
    Aへ植物構造遺伝子を挿入し、該プロモーターと該植物
    構造遺伝子はT−DNAプロモーターの支配下で植物細
    胞内で植物構造遺伝子が発現するような位置と方向にあ
    り、それにより、T−DNAと植物構造遺伝子との結合
    を形成する工程1次いで、(b)該T−DNA/植物構
    造遺伝子の結合物を植物細胞に移入する工程を包含する
    植物細胞の遺伝的修飾方法により作られた植物、植物組
    織あるいは植物細胞。 24、前記工程tblの実行後に、さらに、(C)前記
    T−DNAプロモーター/植物構造遺伝子結合物を含む
    植物細胞内での植物構造遺伝子の発現を検知する特許請
    求の範囲第23項に記載の植物、植物組織あるいは植物
    細胞。 25、前記植物構造遺伝子は1つあるいはそれ以上のイ
    ントロンを含む特許請求の範囲第23項に記載の植物、
    植物組織あるいは植物細胞。 26、前記植物構造遺伝子は種子貯蔵タンパクをコード
    している特許請求の範囲第23項に記載の植物、植物組
    織あるいは植物細胞。 27、前記植物構造遺伝子はフォセオリンをコードして
    いる特許請求の範囲第23項に記載の植物。 植物組織あるいは植物細胞。 28、前記T−DNAプロモーター/植物構造遺伝子結
    合物は前記工程(b)に先立ってシャトルベクターの一
    部分として保存され複製される特許請求の範囲第23項
    に記載の植物、植物組織あるいは植物細胞。 29、前記工程(b)(7)プロモーターはtmr 、
     tml 。 展、ツバリンシンセターゼ、オクトピンシンセターゼお
    よび1.6”転写物からなる群から選択される特許請求
    の範囲第23項に記載の植物、植物組織あるいは植物細
    胞。 30、前記植物構造遺伝子はT−DNA構造遺伝子へ融
    合されており、そのことにより前記T−DNA構造遺伝
    子/植物構造遺伝子結合物がT−DNAにコードされる
    タンパクと植物のタンパク配列とを含む融合タンパクを
    特徴とする特許請求の範囲第23項に記載の植物、植物
    組織あるいは植物細胞。 31、前記細胞は双子葉植物からのものである特許請求
    の範囲第23項に記載の植物、植物組織あるいは植物細
    胞。 32、前記双子葉植物はコンポジテあるいはレグミノシ
    の一員である特許請求の範囲第31項に記載の植物、植
    物組織あるいは植物細胞。 (以下余白)
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