JPS6047685A - 改良された抗生物質耐性遺伝子 - Google Patents

改良された抗生物質耐性遺伝子

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JPS6047685A
JPS6047685A JP59151943A JP15194384A JPS6047685A JP S6047685 A JPS6047685 A JP S6047685A JP 59151943 A JP59151943 A JP 59151943A JP 15194384 A JP15194384 A JP 15194384A JP S6047685 A JPS6047685 A JP S6047685A
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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】 産業上の利用分野 本発明は、改良された)1イグロマイシンB耐性付与遺
伝子に関するものである。本発明の改良遺伝子は、プロ
モーターのクローニング、単離および識別、並びに適当
な宿主内で優勢な選択マーカーとして機能する遺伝子融
合物(gene Eu5ion)の組立てに有用である
。本発明はまた、上記DNAを含むベクターおよび形質
転換体に関するものでもある。
イギリス特許出願公開節2.1’ OO,735号には
、△ 本発明に有用な出発物質(プラスミドp K C222
およびハイグロマイシンB剛性付与DNAセク゛セ伝子
を開示するものでないばかりか、選択可能な遺伝子融合
物の主要な成分としてのその有用性を示唆するものでも
ない。
発明の目的および構成 優勢で選択可能なマーカーとの遺伝子融合は、転写また
は翻訳1こ関する活性素配列を単離し、外来性の系内で
この優勢な選択マーカーを発現せしめるのに有用な方法
である。広範な微生物類がアミ/ブリコンラド系抗生物
質のハイグロマイシンBK感受性を有するので(Abm
adら、1980、Antirnicrob、Agen
ts Chemothcr、 18 ニア89 :Ma
nnら、1953、Antil〕iot、 and に
hemo−tber、3 : 1279 ; Pet、
tir+gerら+1953、Antil)iot、 
and (1;hemother、3 : ] 268
 :およびSingbら、1979、Na1.ure 
277 : 146)、本発明の改良されたハイグロマ
イシフB耐性付与遺伝子は、種々の宿主系に有効に用い
得る優勢な選択マーカーである。
本発明に於いて、ハイグロマイシンBホスホトランスフ
ェラーゼの後方の338.339または340個のアミ
ノ酸群とは、天然に存在するハイグロマイシンBホスホ
トランスフェラーゼ分子のN末端から、第1番目、第1
と第2番目、または第1、第2および第3番目のアミノ
酸を除く天然の配列の、ハイグロマイシンBホスホトラ
ンスフェラーゼの全アミノ酸配列を含むポリペプチドを
意味するものとする。更に、本明7¥llI書で使用す
る用語は以下の定義に従うものとする。
組換えDNAクローニングベクター7カまたは1以上の
追加のDNAセグメ゛ントを付加せしめることができる
、あるいは付加せしめたDNA分子であって、自律的自
己複製能力を有する全ての本のを指し、プラスミドを含
むがこれに限定されるものではない。
形質転換−DNAを受容体宿主に導入し、その遺伝子形
質を変化させ、その結果、受容体細胞に変化をもたらす
ことをいう。
機能的ポリペプチド−回収可能な、生物学的に活性であ
りかつ全体がヘテロローガス(外来性)なポリペプチド
または前駆体、あるいはヘテロローガスなポリペプチド
とホモローガス(内性)なポリペプチドの一部または全
部とから成る1回収可能で生物学的に活性なポリペプチ
ド、あるいはヘテロローガスなポリペプチドと生物学的
に不活性な、特異的)こ開裂できるホモローガスなポリ
ペプチドとから成る、回収可能な生物学的に不活性な融
合ポリペプチド。
融合遺伝子産物−ホモローガスなポリペプチドの一部ま
たは全部と融合した、回収可能な、ヘテロローガスなポ
リペプチド。
構造遺伝子−機能的ポリペプチドを暗号化している遺伝
子であるが、転写または翻訳に関する活性素配列は含ま
ないもの。
本発明は、PKC222の〜1.45kb Eco R
1制限フラグメントをE c o RI−消化プラスミ
ドplT122 lこライゲーション(結合)させてプ
ラスミドPIT123 を得ることからなる、ハイグロ
マイシンBホスホトランスフェラーゼの後方の338個
のアミノ酸配列を、単独で、あるいは翻訳解読相内;こ
おいて転写および翻訳活性素配列−含有遺伝子または遺
伝子部分と共に暗号化しているDNA配列を含有してい
るプラスミドの調製法を提供するものである。本発明は
更に、上記DNAを含有している形質転換体を提供する
ものである。
さらに詳しくは、本発明のDNAは、デオキシリボヌク
レオチド配列翻訳活性素配列含有−遺伝子または遺伝子
部分を含有するものである。さらに本発明は、上記DN
Aを含有する組換えDN、Aクローニングベクターおよ
び形質転換体を提供するものである。 R+n 工り具体的には、本発明は、式:1シ Yj l Ll:、1,1−U LYb I’l比 Δ51’
 5EIt VΔLSE艮Δ51’ LIiU ME’
r GLN Llil’L’CC,GACCCCGAA
 GAA コ’C丁CG′rGC丁TrCAGC’I’
l’CGAI’ G1’ACGA C+CG CG−1
’ GGA TAI−G’l’C; CYG CGG 
G’l’Δ AΔ’l’ AGCIY;CGCG(X:
A ’IcG GCCG+′、G O’CGCG Ar
l’ CCG GAA GIGCI’l’ GACA’
l’IGGG GAA T1’CAGOGACACCC
IG ACG −1ΔU’ ]Y;CΔ’I’Cl’I
 C1G(:CGT GCA GAC66丁 CIC八
CG 1−ITz CへAGΔCC1’G ににl’ 
GAA 八(尤Abl′ 八LA ILI!、AI−A
 Al−A Al−A ASP LIiLI 5llt
 Gi、N −ITIRSERGい′1−1’c (X
;C: C:CA T]’CGGA CCら C八人 
GGA 八’I’G GCT C八人 TACへC3円
圧GLY 円t01’1−11シGl−Y I’ROG
LN Gl−Y ll−1ζGLY Gl−N TYR
’1−11RA(:A ’YG(しく;Gi’ GA−
]”ITc ATA ’IGCGf:G AIT Gσ
l’ GA’l−CCCC;Δ丁′ロ11ζ1−R1’
 ARに ASI’ I’l圧 JLI!、CYS A
++Δ 1.1−1已A1−ΔASP 円trills
(、I’G Th’l’ CAC,’]’GG CΔΔ
Act’ GTG A’1℃GACGAに ACCc’
rc A<;−rGGに ’I’CCG’lに GCG
 CACG(]’ CI’CGにI’ GAG CIG
 A’lGσ1丁’1l−GGGC(:l GAG G
Ac ’IGCCにに GAA GTC,CGG CA
CC1℃G’l’G CACGCGIll Ill I
ll Ill Ill III Ill Ill Il
l Ill Ill Ill l1lCGG C1’C
CIG ACG GGG に1丁CCCGCCG−1’
G GAG CACに−ICGCGGGA八 GLU 
ASI’ CYS l’RIJ GLIJ VAL A
RG lll5 LliLJ VAL Ill S 八
LΔ(、A’l’ −1−1’に GGC’11:CA
AC八A’l’ GrCCIG ACCGAC: AA
T GGCCf;CA−1’A A(:A GGG G
TC八TT GAC’lI’GG AGCGAG GC
G A’lG ’1−1’CGCG(;Δ’I’ l’
cc にAA TAC; GAG GI’CGCCΔA
CA’l’C’I’l−(: TIC’]−GG八CG
Cへ’A AG(、G’lT Δ′1て; Gl−c 
CAG (X;G −1′I′G TACAAG 八人
G ACC’]’CにASI’5IiltG1.N’l
’Ylt(H,1%l’l’Ylt’I’YltGl−
UVALAl−八ASNILI−11111i1’1l
ETRI’Δl(GしくじCIX;G−1’l”C,G
CI”IG−1−AICGACCAC(’、AG Δし
G (f、C’lACG−1−1’C(ンAGCGGA
GG(:ΔI’CCGGAGCITGにΔGGA’I’
CGCにGにGGσIGGAA R’ 〔式中、Aはデオキシアデニル、Gはデオキシクアニン
ル、Cはデオキシンチシル(deOXYCγtis−Y
l)、Tはチミジルであり、 l(およびR2は、独立してリジンを暗号化して0るデ
オキシリボヌクレオチドトリプレットであり、R1およ
びに3は、その含窒素塩基が、それぞれkおよびに2の
対応する塩基と相補的であるデオキシリボヌクレオヂド
トリプレットであり、+11おJ:び11は0または1
であり(ただしnが0のときはmもOてあり、Inが1
のときはnも1である)、 1(4は翻訳停止コドンを暗号化しているデオキソリボ
ヌクレオヂドトリプレットであり、it5はその含窒素
塩基か、R4の対応する塩基と相r由的であるデオキシ
リボヌクレオチドトリプレ′ントである。〕 て示されるデオキシリボヌクレオチド配列からなるDN
Aである。
上記DNAによって暗号化されている、適当なヌクレオ
チドトリプレットに対応するアミノ酸はり、下の記号で
表わされる。即ち、M E Tはメチオニン、LYSは
リジン、PROはプロジン、G I−Uはグルタミン酸
、LEtJはロインン、T HRはスレオニン、ALA
はTラニ/、SERはセリ/、VALはバリン、PI4
Eはフェニルアラニン、lLEはイソロイシン、C,L
Yはグリソノ、ASPはアスパラギン酸、GLNはグル
タミン、A RGはアルギニン、CYSはンスティ/、
TI(Pはトリプトファン、ASNはアスパラギン、l
−115ハヒスチジンそしてTYRはチロシンを表わす
そのI(、I(1、R2、R3、餅および節が遺伝暗号
(WaLson、J、Do、1976、Mo1ecul
ar Biologyof ube Gene、W、A
+Benjamin Inc、、Me n l 。
I’ark、 Cal i[ornia)1コ従−)’
?T定められる本発明7)DNA配列は、完全シこ保護
されたトリデオキシリボヌクレオチド組立てブロックを
用いて、改良ホスホトリエステル法により、常法lこ従
゛つて合成することかできる。その様な合成法は当該技
術分野て周・知てあり、ILak’uraら(1977
,5cience198:1056珀よびCrcaら(
1978、Proc、NaL。
Acad、 Sci、 USA75 : 5765 )
の方法を実質」二踏襲して行うことができる。当業者な
らば、先に例示したDNA配列によって暗号化されてい
るアミノ酸と同じアミノ酸を暗号化している他のDNA
配列も合成することができるということが理解できよう
。この様な他のDNA配列は遺伝暗号の縮重を反映する
ものであり、それらもまた本発明に包含されるものであ
る。
上で定義したDNAにおいて、mが0、R47)i T
AGそして節がATCであるものは、プラスミドp K
 C222を適轟に消化することによっても組立てるこ
とができる。この目的のためには、p KC222のハ
イグロマイシンBホスホトランスフェラーゼ遺伝子の暗
号領域の開始部位に近接したE−1p II!制限サイ
ト(部位〕が極めて有用である。
即ち、プラスミドl) K C: 222をHphI−
Pstl消化することにより、325bP(塩基対)(
プラス−末鎖延長部)からなり、ハイグロマイシフBホ
スホトランスフェラーゼポリペプチドの4−112アミ
ノ酸を暗号化している、先端を切断さレタハイグロマイ
ソンBホスホトランスフェラーゼ遺伝子が得られる。H
phl制限酵素によって生成したこの3′方向伸長部を
除去した後、このフラグメント1こBamH1分子リン
カ−を結合させ、EcoRI制限酵素で消化した後、B
aml−11−Ec。
RI消化プラスミドp B R322と結合させること
ができる。こうして得たpIT122と呼称されるプラ
スミドは、ハイグロマイソンBボスホトラノスフエラー
ゼ遺伝子の一部分のみを含有しており、出発物質として
用いられる。
ハイグロマイシンBホスホトランスフェラーゼの113
〜341番目までのアミノ酸のための暗号情報は、プラ
スミドpKC:222の〜1,45 k 1)EcoR
I 7ラグメントを、適切に切り開いたプラスミl’p
 ITI 22にライゲート(結合)することにより得
られる。こうして得られたplT123と呼称されるプ
ラスミドは、最初の9個のヌクレオチド対がB a m
■−I Iリンカ−で置換されていることを除いて、全
てのハイグロマイシンBホスホトランスフェラーゼ構造
遺伝子を含むものである。
即ち、この頭部切断遺伝子は、天然の遺伝子によって暗
号化されている最初の3個のアミノ酸を欠くハイグロマ
イシンBホスホトランスフェラーゼを暗号化している。
このプラスミドplT12’3の制限サイト地図(制限
酵素切断地図〕を添付の第1図に示す。
本発明のDNAを調整するのに使用することができるプ
ラスミドp K C222は、〜5,8kbであり、プ
ラスミドP’KC203ノ〜2.75 k bSa7?
1−Bgp IIフラグメントを、プラスミドp K 
C7の〜4.]、 k b Sa、/ I −B g 
l II7 ラクメントにライゲートすることにより得
ることができる。このプラスミドPKC203は〜15
kbであり、ノmerican Type Cu1tu
re Co11ection。
Rockville、Marylandに寄託されてお
り、その永久ストック・カルチャーコレクションの一部
となっている菌株E、 co目JR225から常法に従
って単離することができる。この菌株は、寄託番号AT
CC31912ノ下、プラスミドPK(:203の好ま
しい供給源並びに保管源として、誰もが利用できる。プ
ラスミドp K C7は当業者によく知られており(A
、TCC37084)、コレもまた、RaoおよびRo
gersの方法(1979、Gene 7:79)に従
って組立てることができる。プラスミドp K C22
2およびpKc20317)各々の制限サイト地図を添
付の第1図並びに第2図にそれぞれ示す。
本発明のDNAは、転写および翻訳活性素配列含有遺伝
子または遺伝子部分と翻訳読みとり相内で融合させるこ
と1こより、優勢で選択可能なマーカーとして役立つ。
この遺伝子または遺伝子部分によって暗号化されている
アミノ酸の数は、本発明の目的を達成するのに臨界的な
ものではない。
細菌性遺伝子の場合には、上記の様な融合は、プラスミ
ド1T123の先端を欠< ”Ph(4)遺伝子をプラ
スミドpUC7にライゲートすることによって行なわれ
る。プラスミドpuc7は市販品から入手可能であり、
VieiraおよびMessing(1982、Gen
e 9 : 259 )の示した方法と実質的1こ同様
5こして組立てられるが、E、coli。
のlac Z 遺伝子の1部分およびそのIacオペレ
ーターおよび翻訳開始信号の下流に単一のBaml−1
1制限部位を有している。このIacZ 遺伝子フラグ
メント内のBamH1部位における解読枠ハ、プラスミ
ドp I T ] 23の先端切断aplt(4)遺伝
子に必要とされる解読枠と同じである。従って、プラス
ミドp I T 123の〜1.3 k b BamH
I −Bg、/ nフラグメントを、BamI−II消
化プラスミドpUC7+こライゲートしてこれら2個の
遺伝子をBamH1部位で連結すると、ハイグロマイシ
ンB耐性を付与することができる雑種遺伝子が得られる
。この例示組立て物は、先端切断aph(4)遺伝子と
融合したlac Zの最初の12個のアミノ酸に関する
暗号配列を含有している。こうして得られた遺伝子含有
プラスミド(PIT144と命名)の制限サイト地図を
添付の第2図に示す。
平滑末端を有するHphl−消化プラスミドpIT10
4を、同じく平滑末端を有するHinc II−消化プ
ラスミドPUC81こライゲートすることにより、同様
のプラスミド(pKc307と命名)を組立てた。プラ
スミドptrcBはptrc7と類似しており、これも
また市販されており、VieiraおよびMessin
g(1982)の方法に従って組立てられる。
本発明のDNAは真核性遺伝子または遺伝子部分、例え
ばIngol ia ら(1982、Mo1.andC
ellular Biol、2 : 1388 )が開
示したイースト(酵母)・ヒート・ショック遺伝子(Y
Glol)と融合することもできる。YGlolの転写
および翻訳活性素配列をプラスミドI) I T 11
8の75 Q bp BamHI−BglII フラグ
メント上に移動させることができるので、この融合は特
に有用である。そのためには、まず前述の転写および翻
訳活性素配列含有フラグメントをBam1(1制限プラ
スミドルMc1587にライゲートした中間体プラスミ
ドplT207 を組立てる。次いでプラスミドpIT
123の〜1.3 kb Bam1−11− Bgl 
117 ラグメ71−をBamHI−消化プラスミドP
IT207にライゲートし、2機能性プラスミドル I
 T 208を得る。プラスミドplT208はIE、
 col i内で選択可能であり、酵母に抗生物質ハイ
グロマイシンBに対する耐性を付与することができる。
この様に、このプラスミドは本発明の代表例である。こ
のプラスミドPIT208の制限サイト地図を添付の第
3図に示す。
同じ< Ingoliaらの開示(1982)L、たヒ
ート、ショック遺伝子(YGloo)も、同様に有用な
翻訳融合物の組立てに用いることができる。
これは、プラスミドplT120の、転写および翻訳活
性素配列含有〜1 k b BamHI −Bgj’ 
IIフラグメ/I−を、BamHi−消化プラスミドp
lT2131こライゲートすることによって行われる。
後者のプラスミドは、既知のプラスミドpRJ35、カ
ナマイシン耐性遺伝子、および前述したプラスミFpl
T123の先端切断ハイグロマイシンB耐性遺伝子含有
〜1.3 k b BamHI −Bg、I!II 7
ラグメントを含有している。また、bscloO転写お
よび翻訳活性素配列を得ることができるプラスミドp 
I T 120は、Northern Regiona
lResearch Laboratory+Peor
ia、 l1linoisに寄託されその永久ストック
カルチャー・コレクションの一部となっている菌株E、
col i K12 JA221/P ITI 20か
ら常法通りに単離することができる。この菌株は、該プ
ラスミドの好ましい供給源および保管源として寄託番号
NRRLB−15603の下に誰でも入手することがで
きる。
上記の、p l T 120とplT213フラグメン
トとのライゲーションによって代表的プラスミドである
2機能性プラスミドル I T 2 i 7が得られる
。このプラスミドpIT217はE、coli内で選択
可能であり、酵母にハイグロマイシン13耐性を付与す
ることができ、かくしてこれもまた本発明を例示するも
のである。
当業者ならば、前述のB a ml−11−消化プラス
ミドp I T 213とプラスミドp ITI 18
の750bp Bam1(I −BgJ n フラグメ
ントのライゲーションによっても、本発明の技術的範囲
内lこある代表的な融合物が得られるということが理解
されよう。こうして得られたplT215と呼称される
プラスミドはE、COI i内で選択可能であり、酵母
にハイグロマイシンB耐性を付与する。さらに様々な遺
伝子を用いて組立てを行うことができる。
例えば、プラスミドpIT143の転写および翻訳活性
素配列−含有230 bp BamHIフラグメントを
BamHI−消化プラスミドp IT213にライゲー
トすることにより、真核性ホスホグリセレートキナーゼ
遺伝子(PGK)と本発明の先端切断ハイグロマイシン
B耐性付与DNAとを融合することができる。PKG転
写および翻訳活性素配列の供給源であるプラスミドpl
T143は、プラスミドpIT141の958bpC1
!aI −HlHcII フラグメントを制限酵素Mb
oIIで消化し、生じた延長部分をDNAポリメラーゼ
のフレナラ(Klenow)フラグメントで切断し、配
列:TC,GATCCAを持ったBamHIリンカ−を
結合させ、次いで、このリンカ−含有フラグメントをB
 a mHI−消化プラスミドpUC3にライゲートす
ることによって組立てられる。プラスミドptT143
の組立てに用いられるこの全PGK遺伝子を持ったプラ
スミドp ITI 41は、NorthernRegi
bnal Re5earch Laboratory+
Peoria。
111inoisに寄託され、その永久ストック・カル
チャー・コレクションの一部となっている菌株、E、c
oli K12 JA221/plT141 から常法
通り、分離することができる。この菌株は、該プラスミ
ドの好ましい供給源および保管源として、寄託番号N1
tRL B−15602の下、誰でも利用することがで
きる。
以上の各側で示した細菌性1ac Z、並びに真菌性の
PGK、YGI 00およびYGIOI遺伝子を、広範
な種類の遺伝子または遺伝子部分と置き換えることがで
きるということは、当業者には理解されよう。その様な
遺伝子または遺伝子部分に暗号化されているアミノ酸の
数は本発明の目的を達成する上で重要な問題ではない。
その他の遺伝子には、以下の供給源から得られる遺伝子
が含まれる: l) E、co目から、例えばtrpE
遺伝子お裏びリポタンパク遺伝子; 2) Sacch
armyces cere−visiaeから、例えば
α因子遺伝子: 3)Bacillusから、例えばα
−アミラーゼ遺伝子および5poVG遺伝子; J S
treptomyCesから、例えばチオストレプトン
耐性遺伝子、ネオマイシン耐性遺伝子、およびバイオマ
イシン耐性遺伝子;5ンウイルスまたはバタテリオファ
ージから、例えばλPL プロモーターおよびλPRプ
ロモーターによって転写される遺伝子;6)@乳動物か
ら、例えはチミジン・キナーゼ遺伝子およびジヒドロフ
オレート・リダクターゼ遺伝子;7)植物から、例えば
オクトピン合成酵素遺伝子およびツバリン合成酵素遺伝
子。
上記の遺伝子群は、適当な制限酵素および/またはBa
l!31ヌクレアーゼで処理して先端を切断し、次いで
、便利さおよび所望する融合に応じて、分子リンカ−を
結合させる。分子リンカ−は市販品から入手できるが、
特殊な、または一般的でない遺伝子融合を希望する場合
には、ILakura ら(1977)、およびCre
aら(1978)(7)方法【こ従って組立てることが
できる。特に有用な融合産物は、プラスミドpIT12
3の〜1.3kb先端切断aPh(4)遺伝子含有フラ
グメントを、プラスミドp IA7Δ4△1の〜4,5
 kb−BamHI−Bgl!II フラグメントにラ
イゲートすることによって得られる。後者のフラグメン
トは、転写および翻訳活性素配列、並びに細菌性Urp
LE’遺伝子の15個のアミノ酸の暗号領域を含有して
いる。上記のライゲーションにより、代表的な〜5,8
kbプラスミドpIT12.5が得られる。
前述の、その他の先端切断遺伝子を、分子リンカ−を使
用、または使用することなく、本発明の先端切断aPh
(4)遺伝子と融合させると本発明の範囲に含まれる代
表的なベクターが得られることは、当業者ならば理解で
きるであろう。
本発明のDNAを含有するベクター類は以下の条件を満
たす限り、あらゆるハイグロマイシンB感受性宿主細胞
に使用することができる:1)該ベクターが宿主細胞内
で複製されるか、もしくは宿主細胞の染色体に組み込ま
れること;2)先端切断apb(4)遺伝子と融合した
遺伝子が宿主細胞内で発現されること:および3)宿主
細胞が形質転換され得ること。代表的な、特に重要な宿
主細胞には、例えば、児、五隻すュ、占、−!すj工に
12、丑!1±に12 JA221、上、−8月工に1
2 HBIOI 、互、coli K12咄乳類の#1
胞および植物細胞、特にAngiosper−mous
細胞が含まれる。さらに、本発明のDNAを含むベクタ
ー類で形質転換されたその他の宿主細胞もまた本発明に
包含されることは、当業者ならば容易に理解し得るであ
ろう。
本発明においては、あらゆる態様が有用であるが、その
内いくつかのDNA配列、クローニングベクター、およ
び形質転換体が特に好ましい。すなわち、好ましいDN
A配列はプラスミドpIT123の〜l、 3 k b
 BamHl −BgjII フラグメントであって、
式: (式中、Aはデオキソアデニル、Gはデオキソアデニル
、Cはデオキシシチジル、Tはチミジルを表わす) で示されるものであり、好ましいプラスミドは、プラス
ミドp lT123、plT125、pKc307、p
lT208、pIT215、plT217、・P汀21
9、およびpl″r144てあり、好ましい形質転換体
は、E、col±に12 JΔ221/PIT123、
愚、−鵠月ユに12 JA221/PIT125、ム、
col尤に12 JA221/pKc307、亙、−9
月−に12JA221/PIT208、しμm上に12
 JA221/PIT215、ム、col i K12
JA221/PIT217、見通ヅエに12 JA22
1/PIT219、易、2旦K]2 JA221/PI
T144およびSaccllaromyces cer
eviリド7p lT2O8、である。
本発明のDNAは、ホモローガス(E、coli)な系
、並びにヘテロローガス(非E、coli )な系のい
ずれにおいても選択マーカーとして有用であり、従って
、これにより種々の異なる性質の宿主細胞に遺伝子をク
ローンするための選択可能なビヒクル(vehicle
) を組立てることができる。本発明に係るDNAの、
抗生物質ハイグロマイシンB耐性を付与し得る能力は、
形質転換体を選択するための機能テストに役立つ。この
ことは、ベクターDNAを獲得した特定の細胞を決定し
、選択するという実用上の必要性から、重要な点である
。その存在に関する機能試験法のない他のDNAセグメ
ントをベクターに挿入し、この非選択性のDNAを含有
する形質転換体を抗生物質ハイ10フ42フ8選別法に
従って分離することができる。その の様な非選択的なりNA上セグメントは、以下物△ 質を指定している遺伝子が含まれる:ヒトインソユリン
A鎖、ヒトインシュリンB鎖、ヒトプロインシュリン、
ヒトプレプロインシュリン、ヒト成長ホルモン、ウシ成
長ホルモン、ブタ成長ホルモン、鳥類成長ホルモン、ヒ
トインターフェロ/並びに非−ヒトインターフェロン(
ただしこれら薔こ限定されるものではない〕。
より詳しくは、ある遺伝子を含む選択不可能なりNA上
セグメントプラスミド、例えば代表的なプラスミドであ
るP ITI 44またはp I T2O8に挿入する
。選択不可能なりNAは、plT144をSal!lテ
部分消化した後、該p I Tl 44のEC0RI 
部位に挿入するか、あるいはP]T2O8のSma I
 部位に挿入することができる。所望の形質転換体の同
定は、ライゲーション混合物によって形質転換された細
胞を、ニック翻訳プローブを用いたコロニーハイブリダ
イゼーションによって行なう。選択不可能なりNAの存
在を確認した後、該ベクターをE、 col i内でさ
らに増幅させ、次いで、例えばプラスミドpIT20B
の場合には、酵母に導入する。酵母形質転換体は、抗生
物質ハイグロマイシンBの選択によって容易に同定する
ことができる。従って、この抗生物質耐性に基づく選択
能により興味の対象である特定の選択不可能なりNAを
含有する極めて稀有な細胞を効果的に単離することがで
きる。
上記のハイグロマイシンB耐性についての機能試験は、
遺伝子の発現を指令するためのコントロール要素として
作用し得るDNAセグメントの同定ニモ利用することが
できる。その様なセグメント類は、プロモーター、アテ
ニュエイター、リプレッサー、インデューサー、リポソ
ーム結合部位などを含み(ただしこれらに限定されない
)、経済的に重要性のある遺伝子の発現をコントロール
するのに使用される。加えて、本発明は、複製起源の単
離並びに同定にも有用である。この利用方法は、DNA
フラグメントを本発明のaph(4)遺伝子融合物を含
有するベクターにクローニングし、次いでハイグロマイ
シンBを選別しつる条件下で、適当な宿主細胞に形質転
換することによって実施される。ハイグロマイシンB耐
性細胞を選択することができ、かくして、E、coli
の形質転換に用いたこのDNAは、事実上懸案のどの様
な微生物の中からも、レプリコンを容易に単離せしめる
のに役立つ。
本発明の耐性付与ベクターは、結合したI)NΔフラグ
メントがE、co目、イースト、その他の形質転換体中
に安定に保持されていることを保証するのにも有用であ
る。本発明のapH(4)遺伝子融合物に共有結合によ
って結合したこれらの遺伝子またはDNAフラグメント
は、その形質転換体を、形質転換されていない細胞にと
っては毒性を示す様な濃度のハイグロマイシンBにさら
すことによって保持される。それ故、このベクターを欠
く形質転換体、従って共有結合で結合しているこのDN
Aを失なったものは増殖できず、培地から消失してしま
う。このことは、最大限の生産発現効率が望まれる大規
模発酵の場合に、特に重要である。
発明の作用効果 本発明のDNA、クローニングベクター、並びに形質転
換体は、例えば、ヒトインシュリン1m、ヒトインシュ
リンB鎖、ヒトプロインツユリン、ヒトプレプロインシ
ュリン、ヒト成長ホルモン、非ヒト成長ホルモン、ヒト
および非ヒトインターフェロンなど;商業的1こ重要な
行程または化合物を生ぜしめるような代謝経路における
酵素様機能物質;遺伝子の発現またはベクター類の複製
を改良するコントロール要素:あるいは、学問上のまた
は商業上の価値ある、生理的に活性な酵素類、などの、
特定の機能を有するポリペプチドまたは遺伝子融合物を
直接または間接的に暗号化している遺伝子をクローニン
グするのに、特fこ有用である。酵素様機能物質を暗号
化しているDNA配列の例として、セファロスポリン系
抗生物質、アクタプラニン、ペニシリン、ペニシリン誘
導体およびチロシンの合成において触媒作用を示す酵素
類の暗号配列などが含まれる(ただしこれらに限定され
るものではない)。当業者ならば、本発明は広範囲に適
用し得るものであり、上て明示した特定の遺伝子のクロ
ーニングに限定されるものでないということを容易に理
解するであろう。以下に実施例を挙げて、本発明をさら
に詳細に説明する。
本発明の解説並びにその組立て方法は、それぞれ適当な
箇所に記述されている。
実施例1 プラスミドp K C222出発物質ノ組立
て A、プラスミドpKc:203の単離、並びにl1co
ti K12 BE827/pKc203 c7)組立
てバクテリアの1!、、col i JR225(AT
CC/K 31912)を、100μf//mt の抗
生物質ハイグロマイシンBを含んだTYブロス(1%ト
リプトン1.5%酵母エキス1,5φ塩化す計すウム、
p147)中、通常の微生物学的手法に従って培養した
。18時間インキュベートした後、培養物約、5iを1
.5−のエッペンドルフチューブに移し、約15秒間遠
心した。特に明記しない限り、全ての操作は周囲温度で
行なった。生成した上澄液を先端の細いTスピレーター
を用いて注意深く取り除き、細胞ペレットを、2■/d
のりゾチーム、5QmMグルコーヌ、10 mM GD
TA (シクロヘキサンジアミンテトラアセテート〕お
よび25mM トリスfjAe (pH8,0)を含有
する調製したはかりのりゾチーム溶液約100μlに懸
濁した。0℃で約30分間インキュベートした後、アル
カリ性5DS(ドデシル硫酸ナトリウム)溶液(,2N
 NaOH21チ5DS)約200μeを加え、チュー
ブをゆっくり回転させ、15分間O℃に保った。次いで
、酢酸ナトリウム3モルを最少量の水に溶かし、氷酢酸
でpH4,8に調節し、容量を11に調節することによ
り調製した3M酢酸ナトリウム15〇−を加え、次いて
チューブの内容物を、該チューブを数秒間静かに転倒さ
せることにより混合した。
この間にDNAの固まりが形成した。
チューブを60分間0℃に保ち、5分間遠心するとほと
んど澄明な上澄液が得られた。この上澄液約、4m/を
第2の遠心管に移し、それに冷エタノール1−を加えた
。遠心管を30分間、−20℃に保った後、生成した沈
殿を遠心分離して(2分間)集め、上澄液をアスピレー
タ−で除去した。
この様にして集めたペレットを1.1M酢酸ナトIJ’
7ム/、05M )IJス塩酸(pH8> 100μf
f +c溶かし、2倍量の冷エタノールを加えて再沈殿
させた。20℃で10分間保った後、生した沈殿を遠心
して集めたところ、上記の、所望のE、coliJl’
!−225プラスミドDNAが得られた。
とのE、coli JR225プラスミドD N Aペ
レットを水または希釈した緩衝液約40μe1こ溶かし
、次イテ、これをW(4nBink(1974、C:e
l13:315)の形質転換法と実質的に同様lこして
、E。
coli K12BEB27の形質転換に用いた。E、
coliK12 BE827はAmerican Ty
pe C:ul cureCol l ecL ion
 、 Rockvil l e %Marylandに
寄託されてその永久ストックカルチャーコレクションの
一部となっており、寄託番号ATC:C31911の下
で誰でも利用できる。得られた形質転換体を、抗生物質
ハイグロマイシンB200μg/mtを含有しているT
Y寒天(1%トリプトン1.5%酵母エキス1.5 q
bの塩化ナトリウム、1.5%の寒天 p H7,4)
上で選別した。形質転換体のうちあるものは、ゲル電気
泳動分析法(RaoおよびRogers、1978、G
ene 3:247)やその他のテストの結果、大きい
プラスミドと小さいプラスミド(〜15kb)の両方を
持ち、抗生物質のアンピンリ/およヒハイクロマイソン
Bの両方に耐性を有していることがわかった。その他の
形質転換体は、小さい〜15kbプラスミドのみを持ち
、抗生物質ハイグロマイシンBとG418には耐性を有
するがアンピシリンには感受性を示すことがわかった。
後者の型の形質転換体を抗生物質ノ・イグロマイシンB
1〜/rn1.を含有するTY寒天平板上にのばし、微
生物学上の標準的手法に従って培養した。得られた細胞
を、以後プラスミドPKC203と命名した、上記の〜
15kbハイグロマイシンBおよびG414耐性−付与
プラスミドの単離に用いた。
プラスミドPKC203上に抗生物質ハイグロマイシン
BおよびG418耐性遺伝子が存在していることは、形
質転換法、および選択分析法によって確認した。
B6 プラスミドpKC222および形質転換体E、c
oli K12 JA221/pKC222の組立て1
) 〜2,75kb Sal I/Bgl IIフラグ
メツドブラスミドpKC:203の単離 約5μgのプラスミドpKC2Q3DNAを、供給7の
明記した指示に従い、同じく明記されている条件の下で
Sal!l およびBgl!II 制限酵素で処理した
。有用な制限酵素による消化法は、Ma n i a 
t i sら(1982、Mo1ecular Clo
ning。
Co1d Spring l−1arbor Labo
ratory、GoldSpring Harbor+
New York )((よって開示されている。抗生
物質ハイグロマイシンBおよびG418に対する耐性遺
伝子、およびコントロール要素を含有するN2,75k
bフラグメントを常法に従って回収した(Maniat
isら、1982)。
X特に明記しない限り、制限酵素類、T4DNAリガー
ゼ、DNAポリメラーゼおよびフレナラフラグメント(
それらの使用方法を含めて月よ、次の供給者から入手で
きる。
New England Biolabs、 32 T
ozer RoadBeverly、 MA O191
5 2) ライゲーションおよび最終的な組立てRaOおよ
びRogers (1979、Gene 7 ニア9)
の教示に従って組立てられるプラスミドpKC,7(A
TCC37084)約5μ9を、SaI!IおよびBg
lII制限酵素で処理した。70℃で5分間加熱して酵
素を不活化した後、このDNA約1μFをPKG203
の〜2.75kb 5aj21/Bg/IIフラグメン
トと1=1の比率で混合した。これらのフラグメントを
、実施例IB−11こ記載した如く供給者の教示した方
法および規定条件の下でT 4. D N A リガー
ゼを用いて連結した。制限酵素による消化並びにライゲ
ーションの両者に関する有用す方法がManiatis
ら(1982)lこよっても開示されている。得られた
プラスミドPKC;222により、実施例IAと実質的
に同様にしてE、coliK12 JA221(NRR
LB−15211) を形質転換した。得られた形質転
換体を、抗生物質アンピシリン50μg/ffl/を含
んだTY寒天(1%トリフトン1.5%酵母工+:y、
1.5%NaCj7.1.5%実天〕上で選択した。次
いで、形質転換体を所望のプラスミドに関してスクリー
ニングした。
3)プラスミドp K C222の単離純化(精製)形
質転換体を、50μy/−の抗生物質アンピシリンを含
むTYブロス(1%トリプトン1.5%酵母エキス2,
5%の塩化ナトリウム、pi−17,4)中、通常の微
生物学的手法lこ従って培養した。18時間インキュベ
ートした後、約、5−の培養物を1.5m1.のエツペ
ンドルフチューブに移し約15秒間遠心した。特に明記
しない限り、全ての操作は周囲温度で行なった。生成し
た上澄液を先端の細いアスピレータ−を用いて注意深く
除き、細胞ペレットを、2μg/rn!のりゾチーム、
5QmMのグルコース、lQmMのCI)TA(シクロ
ヘキサンジアミンテトラアセテート)および2’5mM
のトリス塩酸(pi(s )を含有する調製したばかり
のリゾチーム溶液約100μlに懸濁した。0℃で30
分間インキュベートした後、アルカlJ性5Ds(ドデ
シル硫酸ナトリウム)溶液(,2NNaOI−1,1%
SDS )約200μlを加え、チューブをゆっくり回
転させ、15分間0°Cに保った。次いで、酢酸ナトリ
ウム3モルを最少量の水)こ溶かし、氷酢酸でp144
.8に調節し、容量を17?に調節することにより調製
した3M酢酸す計すウム約150μlを加え、チューブ
の内容物を数秒間転倒させることにより混合した。する
とDNAのかたまりが生成した。次いでこの混合物を0
°Cで60時間保った後、5分間遠心すると、殆んど澄
明な上澄み液を得た。この上澄み約、4rntを第2の
遠心管に移し、それに冷エタノール1dを加えた。遠心
管を30分間−20°Cに保った後、得られた沈殿を遠
心分離(2分間)して集め、上澄液をアスピレータ−で
除去した。この機船こして集めたペレットを1.IM酢
酸ナトリウム乙05 Mトリス塩酸(p)18)100
μlに溶かし、2倍量の冷エタノールを加えて再沈殿さ
せた。10分間、−20℃に放置した後、上記の如(沈
殿を遠心して集めたところ、これはアガロースゲル電気
泳動分析(RaoおよびRogers、1978)によ
って所望のpKC2:j2DNAであることがわかった
実施例2 プラスミドPIT123およびI乞、col
iK12 JA221/plT123 の組立てA、プ
ラスミドp K C222の1−1ph I ” Ps
t Iフラグメントの単離 プラスミドPK(:222DNA約50μgを1×1−
(plsI 塩類(5mM Kcj2.1mMトリス塩
酸、1)I−17,4−10mM MgCl!2.1m
M ジチオl−L/イツト)中に入れ、全量100μl
とし、2ONew England Biolab単位
(7)l(phI制限エンドヌクレアーゼで消化した。
完全に消化されたことを、アガロース上に反応混合物(
2%)を置き電気泳動分析にかけて調べた。適量の5M
NaC/を加えてNaC,j7濃度を5 Q mMに調
節した後、PSLI 制限エンドヌクレアーゼ約20単
位を加えた。この場合もアガロースゲル電気泳動分析に
よって消化の完了を監視した。所望の325 bp(プ
ラス1本鎖延長部分) l−1ph I −Ps t 
I フラグメントを常法(S’chliefおよびWe
nsink。
1981、Practical Methods in
 MolecularBiology、 Spring
er −Verlag、 NY) ニ従ってアクリルア
ミドから精製した。
純化325 bpフラグメントをE、coli DNA
ポリメラーゼlラージフラグメント(New’ Eng
l −and Biolabs)で処理した。すなわち
、約1.5μr(1μy)のフラグメント5μlの10
×緩衝液(,5M トリス、pH7,55,IM Mg
Cl21各々、5μlの200 mM dCTP 、 
dATP 、 TTP オヨ0:dC,TP、並びlこ
1μl (1単位含有)のDNAポリメラーゼlラージ
(フレナラ)フラグメントを37℃で15分間、インキ
ュベートした。ポリメラーゼを熱不活化処理した後、R
obertsとLauer(1979,Methods
 in Enzymology 68:473)の方法
と実質的に同様にしてBamHIリンカ−含有DNAを
加えた。得られたBamI且リンカ−含有DNAをl 
X Bam14I 塩(,15MNaCj7.6mM 
トリス塩酸、PH7,9,6mM MgC12)中、B
arnHI制限酵素で常法通り消化した。次いで、適量
の2 M 17 !Jス塩酸、pH7,4を加えてトリ
ス塩酸の濃度を100mMに高めた後、]) N Aを
ざらにEcoRI制限酵素で消化した。得られた消化D
NAを7%アクリルアミドゲルにのせて電気泳動し、所
望の250 bpフラグメントを前記と同様にして精製
した。
B、プラスミドplT122とE、 col i K1
2JA221/PIT122の組立て PBR322DNA約2μgを、実施例2Aiこ記載し
た方法と実質上同様1こしてBamtllおよびEco
RI制限酵素で順次消化した。70℃で5分間加熱して
酵素を不活化した後、p B R322DNA約1μ6
(1μg)を、純化250bPフラグメント約1μ6(
1μy)、水37μ/、ATP(LOmM)5μで、ラ
イゲーソヨンミックス(,5Mトリス塩酸、pl−17
,81,I Mジチオトレイブト1、IM Mg、C/
2ン5μl、およびT4DNA リガーゼ1μl(約1
00,000 New Er5g1and Biola
bs単位)と混合した。この混合物を15℃で約2時間
インキュベートした後、70℃で5分間インキュベート
することにより反応を終結させた。氷上で冷却した後、
このライゲートして得た混合物を、Wensink(1
974) の形質転換法に実質上従って、アンピシリン
200μg/rnlを含んだTYプレート上でE、co
li K12 JA221(NRRL B−15211
)を形質転換するのに用いた。所望の形質転換体である
ことは、予想される発現形質(AmPR,Te【5)を
テストすること、並びに適切なE’coRI −Bam
1−11挿入をテストすることによって常法通り確認し
た。得られたE、coli K12 JA221/pl
T122形質転換体を、続いてプラスミドPIT122
を生産し、単離するために通常の方法で培養した。
Cプラスミドp K C222の〜1.45kbEco
RIフラグメントのEcoRI 消化プラスミドp r
Tl 22へのライゲーション 約20tt9のPKC:222とp I T 222と
を全く別個に、反応容量200μgで、]XEcoRI
反応ミックス(,1Mトリス塩酸、pH7,51,05
MNaC1!1.005MMgc12)中、EcoRI
制限酵素40単位を用いてそれぞれ開裂させた。所望の
〜l、45 kb EcoRIフラグメントを通常通り
、7%アクリルアミドゲルで精製し、EC0RI消化p
IT122にライゲートした。p I T 123と命
名されたこのライゲート産物のり、NAを、E、col
iK12 JA221(NRRL B=15211)の
形質転換に用いた。これら、ライゲーションおよび形質
転換における操作はいずれも、実質上、実施例2Bの方
法に従って行なった。アンピッリン耐性形質転換体を、
その構成プラスミドの制限酵素分析並びにアガロースゲ
ル電気泳動分析により、〜1.45kb EcoRI 
フラグメントの存在とその正しい方向性(オリエンテー
ション)に関してスクリーニングした。最初の9塩基対
を除く全aph(4)遺伝子を含有するプラスミドが、
所望のプラスミド123である。この様にして同定した
E、coliK12 JA221/plT123形質転
換体を、以後のプラスミドP ITl 23の生産およ
び単離のために培養した。プラスミドpIT123制限
サイト地図を添付の第1図に示す。
実施例3 プラスミドplT144およびE。
col i K12 RR1△M15/pIT144の
組立てA、プラスミドplT123の〜1.3kbBa
m Hl −Bg 7311フラグメントの組立ておよ
び単離 所望の消化、および単離は、HPIIIおよびPstI
制限酵素および塩類の代りに、BamHIおよびBg、
g IJ制限酵素および塩類を用いることを除き、実施
例2Aて示した方法と実質上同様にして行った。
13、プラスミドpUC7のBam1−II消化Ram
HI リンカ−含有DNAの代りにプラスミ ド p 
U C7(Betbesda Re5earch La
borat−ories、 3717 Grove、m
cnL Clrcle%P、00BOX 6009、G
aitbersburg、 MD 20877から入手
可能)1μgを用いることを除き、実施例2人の方法と
実質的に同様にして所望の消化を行った。
C,ライゲーションと形質転換 プラスミドpIT123の〜l、 3 k b Bam
H1−BgpHフラグメント約1μダを、B a m 
I−I I消化pUC7約1μgにライゲートした後、
得られた混合物をE、col i K12 RR1△M
15 (NationalRegional Re5e
arch Laboratory、 Peoria。
111inoisに寄託され、その永久ストックカルチ
ャーコレクションの一部となっており、寄託番号NRR
L−B 15440の下に入手することができる)の形
質転換に用いた。上記の操作はいずれも実施例2Bで示
したライゲーション並びfこ形質転換の方法と実質的に
同様にして行った。形質転換細胞を、5011g/−の
アンピシリン、100mMイソプロピルチオ−β−D−
ガラクトンッド(1,PTG)および、02%5−ブロ
モ−4−クロロ−3−インドリル−β−D−ガラクトシ
ド(X−ガル)を含んだTYプレート上においた。白色
のアンピシリン耐性コロニーを、アンピノリ/(501
1fl/ml)、ハイグロマイシンB(200μg/m
l)およびI P T G (100mM )を含んだ
TY上においた。ハイグロマイリンB耐性株が所望のり
col i K 12 RRI△Mls/pIT144
形質転換体であり、これは、構成プラスミドの制限酵素
分析並びにアガロースゲル電気泳動分析で確認した。
得られたE、col i Kl 2 RR]△Ml 5
/p I T]44形質転換体を、引き続きプラスミド
p ITI 44の生産、単離のために常法に従って培
養した。プラスミドp ITI 44は、実施例2Bで
示した形質転換法と実質的に同様にして通常のE、 c
ot i菌株、例えばE、coli K12、E、co
li K12 RRl、E、coli K12 JA2
21およびE、coli K121jB101を形質転
換することができる。プラスミドPIT144の制限サ
イト(部位)地図を添イ」の第2図に示す。
実施例4 プラスミドPIT208およびE。
coli K12 JA221/PIT208の組立て
A、プラスミドpIT207の組立て 1) プラスミドpIT11Bの〜750 bpBam
l−II −Bgj7 II フラグメントの組立てお
よび単離 a) プラスミドp ITI 18の単離プラスミドp
IT118は、実施例IAに示した方法に実質上従って
、E、coli K12 JA221/PIT11’8
 から単離することができる。上記の菌株はNortl
>ern Regional Re5earch La
bora−tory、Peoria、 l1linoi
s ((−寄託番号N RRl−13−15441の下
に寄託され、その永久ストックカルチャーコレクション
の一部となっている。
b)消化 Hp b 1およびPsLI制限酵素の代りl(B a
 mH1および13gjl’ll制限酵素を用いて、実
施例2Aで示した方法と実質的に同様にして、所望の消
化および単離を行った。
2)プラスミドl)MC,1587のBamtII消化
B a mHI リンカ−含有DNAの代りにプラスミ
ドPMCI587 2μダを用いて、実施例2Aの方法
と実質的に同様にして所望の消化を行った。
プラスミドpMc1587は、Nortltern R
egi−onal Re5earch Laborat
ory、 Peoria 1lli−nois (c、
寄託番号NRRL B−15442の下に寄託され、そ
の永久ストックカルチャーコレクションの一部となって
いる菌株、E、coli K12JA221/PMC1
587から、実施例IAに示した方法と実質的に同様に
して常法通り単離できる。
このプラスミドpMc1587は1個のB a mH1
部位を有するので、その消化を、アガロースゲル電気泳
動分析により、容易に監視できる。約15kblこ現わ
れたシングルバンドは、消化の完了を意味する。
3) E、co目に12 JA221のライゲーショ/
および形質転換 プ5xミドpIT118の〜750 bp BamHl
−Bgl!IIフラグメント約1/jgをBamHI消
化プラスミドPMC1587約1μgにライゲートし、
次いで、得られたライゲーション混合物をE、coli
 K12 JA221(NRRL B−15211)の
形質転換に用いた。これらの操作は実施例2Bの方法と
実質的に同様にして行った。アンピシリン耐性形質転換
体を、構成プラスミドの制限酵素分析およびアガロース
ゲル電気泳動分析により常法通り、〜750 b’pフ
ラグメントの存在並びに正しい方向性に関してスクリー
ニングした。1eu2遺伝子に極めて接近した位置にB
am1−11/Bg/■接続部(ジャンクション)(〜
750 bpフラグメントのライゲーションで形成され
た)を持ったプラスミドが所望のプラスミドPIT20
7である。このE、co目に12 JA221/PIT
207形質転換体を引き続き、プラスミドPI丁207
の生産および単離のために培養した。
B、プラスミドpIT208の最終的な組立て1、プラ
スミドplT207のB a mtl I消化B a 
m I−I I リンカ−含有D N Aの代りにプラ
スミドPIT207 1μgを使用するほかは、実施例
2人と実質的に同様にして所望の消化を行った。
2、E、coli K12 JA221/pIT208
のライゲーションおよび組立て プラスミドplTI’23の〜l、 3 k b Ba
Bam1−1l−B!II フラグメント(実施例3A
で調製)約2μgをBamHI−消化プラスミドPIT
207約2μgにライゲートし、次いで、得られたライ
ゲーション混合物をE、cal i Kl 2 JA2
21 (NRRL B−15211)の形質転換に用い
た。これらの操作は、いずれも実施例2Bのライゲーシ
ョンおよび形質転換の方法と実質的に同様にして行った
。このアンピシリン耐性形質転換体を、構成プラスミド
の制限酵素分析およびアガロースゲル電気泳動分析によ
り常法通り、〜1,3kbフラグメントの存在および正
しい方向性に関してスクリーニングした。leu 2遺
伝子に極めて接近した位置に〜1,3kbフラグメント
の内性E、coR1部位を持ったプラスミドが所望のp
lT208プラスミドである。E、coli K12 
JA221/plT208形質転換体を、プラスミドp
IT208の生産および単離のために培養した。
プラスミドplT208は、1)翻訳解読相内で本発明
のDNAに融合している先端を切断されたYGIOI遺
伝子、り酵母1eu2遺伝子(leu2栄養要栄養要求
元することにより、このプラスミドを選択可能なものと
する)3)酵母2ミクロン配列(酵母内での自律的自己
複製を容易にする〕、優プラスミドpBR322の複製
起源(E、coli内での自律的自己複製を容易にする
〕、および5)p B R322からのβ−ラクタマー
ゼ遺伝子(E・coli内でのプラスミドの選択を容易
にする)の各成分を含有している。プラスミドPIT2
08の制限サイト地図を添付の第3図に示す。
実施例5 Saccbaromyces cerevi
siac/PIT208の組立て Hi n n e nら(1978、Proc 、Na
t、Acad、Sci。
USA 75 :1929)の方法と実質的に同様にし
てプラスミドp I T 2081cよりSaccha
romy−ces cerevisiae 細胞を形質
転換した。あらゆる酵母を用いることができるが、本明
細書では、特にSaccbaromyces cere
visiae DBY746を例示の菌株とする。この
菌株は、Yeast Genet−ics 5tock
 Center+Department of Bio
ph−ysics and Medical Phys
ics%Universityof Ca1iforn
ia+Berkley、 Ca1ifornia947
20から、誰でも入手することができる。
所望の組立ては、酵母細胞約1oorn!、をYPD培
地(1チバクトー酵母エキス、2%バタトーペプトンお
よi2% D−グルコース)中、30’Cにおいて、A
600が約1となるまで増殖させて行なった。無菌条件
下で細胞を遠心分離し、1.2Mソルビトール15m/
内で2回洗浄し、次いでソルビトール溶液15−中に再
懸濁した。2.511tg/dのザイモリエース’(5
mM kPO4、pH7,6,1,2Mソルビトール中
に60.Ooo単位〕約100μlを加えた後、この細
胞を30’Cでインキュベートした。プロトプラスト化
の程度を、10%5DS180μl を、20rn!部
に加えて位相差顕微鏡で観察することによって監視した
。約90%の細胞が黒く見えるようになれば、穏やかに
遠心分離して細胞を集め、1.2Mソルビトール15−
で2回洗浄し、1.2Mソルビトール−,5X Y P
 D溶液1〇−中に再懸濁し、室温で40分間インキュ
ベートした。再び穏やかに遠心分離して細胞を集め1.
5XYPD、1.2Mソルビトール、10mMCaCj
7およびI Q mM トリス塩酸(PH7,5)から
なる溶液600μl中に再懸濁した。これらの細胞のう
ち一部(,2m1.)をとり、1.2Mソルビトール中
にDNAを含有する20μlの溶液に加エタ。この混合
物を室温で10分間インキュベートし、その時点で20
%のPEG4,000°、10 mM CaCj72、
10mM トリス塩酸(PH7,5)からなる溶液1−
を加えた。この混合物を室霊で60分間インキュベート
した後、4つに分けた。
それぞれを、3チの寒天1.67%Dirco酵母窒素
塩基(アミノ酸を含ます)、1.2Mソルビトーノペ2
チグルコース、2%YPD、その他通常の栄養源を含む
25rn!、を入れたチューブに加えた。
さらに、ロイシンプロトトロフィーを選別するためにヒ
スチジン、ロイシンおよびトリプトファンをも加えた。
細胞を静かに混合し、即座に空の無菌ペトリ皿に入れ、
寒天が固化した後、加湿条件下、30℃でインキュベー
トした。約3日後、ロイシンプロトトロフを拾い上ケ、
500μg/rnlのハイグロマイシンBを含んだYP
Dプレート」二に画線接種した。得られたハイグロマイ
シンlへ耐性酵母細胞が所望のSaccharomyc
es cervisiae/PIT208形質転換体で
あった。この形質転換体を一構成プラスミドの制限酵素
およびアガロースゲル電気泳動分析法で同定した。
Miles Laboratory P、O,Box 
2000 Elkbart、lN46515 xxPEG400は下記の供給者から得られる:Bak
er Biochemicals 222 Red 5
chool LaneI’billipsburg、N
J 08865実施例6 プラスミドpKc307およ
びE。
coli K12 RRI△M15/PKC307の組
立てA・ プラスミドpiT104およびE、col 
1K12 RR1/pIT104 の組立てSac I
カット(切断)プラスミドPKC222約1.5μt!
(1μg)、10×バツフアー(,5Mトリス、PH7
,51,IM MgCj?2) 、5μl、各+5μl
の20 QmM dCTP、dATP、TTPおよびd
GTP、およびフラグメント[:DNA、t?リメラー
ゼ■ラージ(フレナラ)1単位含有〕1μlを37℃で
15分間インキュベートした。ポリメラーゼを熱的に不
活化した後、BamHI +)ンカーXをRobert
sおよび1.auer(1979)の方法と実質的に同
様にして加入L0得られたB a mHI IJンカー
含有DNAを常法通りBamHI制限酵素で消化し、次
いで実施例2Bの方法と実質的に同様にしてライゲート
した。親プラスミドの数を減少するために5acI制限
酵素で消化した後、得られたプラスミドpIT104D
NAを用いてWe n s −1nk(1974)の方
法と実質的に同様+c LテE、coli換を行なった
。形質転換体細胞をアンピンリン50△ μg/rnlを含んだLBプレー) (Rosenbe
rg andCourL、1979、Ann、Rev、
Genet 13 :319)上においた。得られたア
ンピシリン耐性E、coli K12 RR1/plT
104 細胞を、pi”r104を生産、単離するため
に、常法通り単離し。
培養した。プラスミドplT104の構造を形質転換法
、選択法、制限酵素分析および配列分析により確認した
X−B amHIリンカ−[d (CCGGATCC:
GG)1)は、下記の供給者から入手することができる
:Co11aborative Re5earch、 
128 Spring 5treet、Lexingt
on 、Massac’husetts Q2173B
、プラスミドpIT104のuphi消化プラスミドp
KC222の代りにプラスミドPIT104を用いるこ
と、および、その後のPs【I消化を行なわないこと、
を除き、実施例2Aと実質的に同様にして所望の消化を
行なった。得られたプラスミドルlT104HpHI消
化物は、精製せずにそのまま使用した。
C,プラスミドpU(,3のHincn消化プラスミド
PKC222、HphlおよびpsTI制限酵素、並び
に塩類の代りにプラスミドPUCB (Betlles
da Re5earch Laboratories、
 8717Grovement Clrcle%P、0
0Box 5QQ9、Gaithe−rburg、MD
20877 から市販ノモノを入手テキる)、およびH
incII制限酵素並びに反応ミックス7を用いること
を除き、実施例2Aと実質的に同様にして所望の消化を
行なった。得られたプラスミドp U C8Hi nc
 n消化物は、精製せずにそのまま使用した。
HHincu制限酵素用の反応ミックスは以下の成分で
調製した+ 59 mM NaC1!、10mMトリス
塩酸(P’H7,5)、 1o mM MgCl2およ
びl mMジチオトレイット D、T4DNAポリメラーゼによる3′延長鎖の除去 実施例6Bの1−IphI消化によって残存した3′延
長鎖を、続いて平滑末端ライゲーションするために除去
した。すなわち、プラスミドpIT104HpbI消化
物約1μmを%33mMトリス塩酸(pH7,8) 6
7 mM酢酸カリウム、lQmM酢酸マグネシウム2,
5mM ジチオトレイット1.1m9/−のB S A
、各150μMのdCTP、dA−rl”、dGTI)
およびTTP並びにT4DNAポリメラーゼ3単位を含
有する溶液10μe中、37℃で約5分間インキュベー
トした。反応を、50mM E D T A約1μlを
加えた後、65℃でインキュベートすることにより常法
通り終結させた。
E、 E、col i K12 RRIΔMl 5/p
KC307のライゲーションおよび組立て 平滑末端を有するプラスミドPIT104とプラスミド
pUC8消化物とを、Maniatisら(1982)
の方法に実質的に従って、常法通りライゲーションさせ
た。こうして得たp K C307(!:E、col 
i K12 RR1△M15/PKC307形質転換体
を、プラスミドpKc307の生産および単離のために
常法通り培養した。プラスミドp K C307は通常
のE、col i菌株、例えばE、coli K12、
E、col i K12 RRl、E、col i K
12 JA221およびE、coli K12 HBI
OI などを、実施例2Bの形質転換法に実質的に従っ
て形質転換することができる。プラスミドPKC307
の制限サイト地図を添付の第4図)こ示す。
前述したプラスミドから〜1,7 kb Hind I
IIフを ラグメント常法に従って欠失(欠落)せしめるこ△ とにより、プラスミドPKC307と機能的に同等であ
る誘導体を得た。このプラスミドはp K C308と
命名され、E、col i K12 JA221の形質
転換に用いられており、本発明を例示するものである。
実施例7 プラスミドP ITI 25およびE。
coli xi2 JA221/PITI25の組立て
1、 プラスミドpIA7△4△1の組立てA、プラス
ミドpBRHtrpの組立てプラスミドpGMlはΔL
E1413欠損を含むE、C011トリプトフアンオペ
o 7 (Miozzariら、1978、J、Bac
teriology、1457〜1466)を相持して
おり、従って、trp リーダー配列の最初の6個のア
ミノ酸およびLrpEポリペプヂドの終りの3分の1を
含んでいる融合蛋白質(以後これらを合せてLE’とい
う)、並びにLrpDポリペプチドの全配列を、いずれ
もtrpプロモーター/オペレーター系のコントロール
の下で発現せしめルノテある。E、coli K12 
W3110 ”a2trpΔ102/pGMlは、/1
unerican Type Cu1−ture Co
11ection jC寄託され(AT CCA316
22におり、pGMlはこの菌株から下記の如く、常法
に従って分離することができる。
約20μgのこのプラスミドを、このプラスミドを5箇
所で切断する制限酵素Pvu uで消化した。次いでこ
の遺伝子フラグメントを、後にEc。
RI開裂部位を含有するプラスミドヘクローンするため
に、EcoRIリンカ−(配列式:pCATGAATT
CATGで示される自己相補性(self compl
ementary)オリゴヌクレオチドンとでE c 
o R1開裂部位を作成した。pGMlから得たDNA
フラグメント20μgを、5′−リン酸化合成オリゴヌ
クレオチドp CA T G A A T T CAT
G(200ピコモル〕の存在下、20μlのT 4 D
 N Aリガーゼ緩衝液(20mM I−リス、p−1
7,61,5mMATP、10mM MgCj72.5
mMジチオトレイット)中、4℃で一夜、T 4 D 
N Aリガーゼ(10単位)で処理した。次いで、溶液
を70℃で10分間加熱してライゲーションを停止させ
た。このリンカ−をE c ORI消化によって開裂し
、そのEC0RI末端を有するフラグメントを5多ポリ
アクリルアミドゲル電気泳動法(以後「PAGE Jと
呼称)で分離した。まず最初にエチジウムブロマイドに
より染色し、次いで紫外線によってフラグメントの位置
を定め、所望の部分をゲルから切り取る−ことにより、
3つの最も大きいフラグメントをゲルから分離した。各
ゲルフラグメントを300μlの1.IXTBEと共に
透析袋に入れ1.1XTBE緩衝液中(TBE緩衝液:
水11!中にトリス塩基10.8!、ホウ酸5.5gお
よびN a 2 E D T A 、09 fを含有)
1時間、100Vにおける電気泳動に付した。透析袋中
の水溶液ヲ集メ、フェノール抽出並びにクロロホルム抽
出を行ない、塩化ナトリウム濃度を、62M1こ調節し
た。次いで、エタノール沈殿の後、DNAを水中に回収
した。このEcoRI粘着末端を持ったLrpプロモー
ター/オペレーター−含有遺伝子は後述する方法で同定
した。この方法は、テトラサイクリン耐性プラスミドに
フラグメントを挿入し、これにより、プロモーター/オ
ペレーターの挿入によってテトラサイクリン耐性プラス
ミドをテトラサイクリン耐性プラスミドにするのである
。以後に述べるDNAフラグメントの単離は全て上記の
如く、PAGEを行ない、次いで電気溶出する方法で行
なった。
B、Trp フロモーター/オペレーターのコントロー
ル下でテトラサイクリン耐性を発現するプラスミドp 
13 R11trpの組立て、並びに」1記rAJで単
離したTrpプロモーター/オペレーター含有DNAフ
ラグメントの同定および増幅 プラスミドp B RHl (Rodriguez ら
、1979、Nucleic Ac1ds Re5ea
rch 5.3267−3287およびWe s t 
ら、1979、Gene 7 :271−288、に記
載された方法で組み立てられたもの。これは、A+ne
rican Type Cu1ture Co11ec
tionに、寄託番号ATCC37070の下に寄託さ
れている)は、アンピシリン耐性を発現すると共に、テ
トラサイクリン耐性遺伝子を含有しているが、これはプ
ロモーターを伴なっていないので、その耐性を発現する
ことはない。従って、このプラスミドはテトラサイクリ
ン感受性である。そのEcoR1部位にプロモーター/
オペレーター系を導入してこのプラスミドをテトラサイ
クリン耐性にすることができる。
プラスミドpBRH1(ATCC37070)をEc。
R1で消化した。酵素をフェノール抽出、次いでクロロ
ホルム抽出することにより除去し、エタノール沈殿の後
、DNAを水中に回収した。得られたDNA分子を、実
施例7Aで得た3種のDNAフラグメントの各々と、別
々の反応混合物で混合し、前述の如くにしてT4DNA
IJガーゼでライダ−1した。この反応混合物中のDN
Aを用いて標準的手法(Hershfieldら、19
74、Proc、 Nat。
Acad、Sci、USA71 :3455−3459
)に従い、コンピテントE、coli K 12菌株2
94 (Backmanら、1976、Proc、 N
at、 Acad、 Sci、 USA 73:417
4−4198、ATCC黒31446 )を形質転換し
、次いでこの細菌を、アンピシリン20μg/m14お
よびテトラサイクリン5μg/−を含んだLBプレート
上においた。
数個のテトラサイクリン耐性コロニーを選択し、そのプ
ラスミドDNAを分離してpBRHtrpと命名した。
所望のフラグメントの存在を制限酵素分析で確認した。
プラスミドpBRHLrpはβ−ラクタマーゼを発現し
、アンピシリン耐性を与え、さらにtrpプロモーター
/オペレーターを含むDNAフラグメントを含有してい
る。このDNAフラグメントはまた、trplJ−グー
配列の最初の6個のアミノ酸とtrpEポリペプチドの
後方のおよそ3分の1の融合物である第1番目のタンパ
ク質(L、E’と呼称)、LrpDポリペプチドのおよ
そ前半分に対応する第2番目のタンパク質(D’と呼称
)、およびテトラサイクリン耐性遺伝子によって暗号化
された第3番目のタンパク質、をも暗号化している。
C,プラスミドpsOM7△2の組立てプラスミドp 
B RHLrpをEcoRI制限酵素て消化し、得られ
たフラグメントをPAGEおよび電気溶出法で単離し、
EcoRI消化プラスミドPS OM l l (It
akuraら、1977、Sci、 、 198 :1
056、イギリス特許出願公告番号第2,007,67
6A号)と混合した。この混合物をT4DNAUガーゼ
でライゲートしそのDNAで前述の如くにしてE、co
li K 12菌株294を形質転換した。形質転換し
た細菌をアンピシリン含有プレート上で選択し、得られ
たアンピシリン耐性コロニーを、コロニーハイブリダイ
ゼーション(Gruensteinら、1975、Pr
oc、 Nat、Acad、Sci、 U S A 7
2 :39513965 )によってスクリーニングし
た。PBRHtrpから単離し、32Pで放射活性を示
すべくラベルしたtrpプロモーター/オペレーター含
有フラグメントを上記の実験でプローブとして用いた。
コロニーハイブリダイゼーションで陽性を示した数個の
コロニーを選択した。プラスミドDNAを単離し、Bg
l ■およびBamH1酵素を用いて二重消化して行な
う制限酵素分析により、挿入フラグメントの方向性を決
定した。適切な方向性のtrpプロモーター/オペレー
ターフラグメントを持った所望のプラスミドを含むコロ
ニーを10μQ/meのアンピシリンを含んだLB培地
で増殖させた。所望のプラスミドをpsOM7△2と命
名し、以下に述べる組立てに用いた。
D、プラスミドpTrp24の組立て 1) LE/ポリペプチドの遠位領域に関するコドンを
含む遺伝子フラグメントであって、その暗号鎖の5′並
ひに3′末端にそれぞれBgl IIおよびEc。
R1制限部位を有するフラグメントの組立てプラスミド
psOM7△2をHind lll消化した後、LE’
暗号領域内のBgl[制限部位を越えて消化が行なわれ
る様な条件を選んでラムダエキソヌクレアーゼ(5′か
ら3′へのエキソヌクレアーゼ)で消化した。約20 
NのHind N消化psOM7△2を緩衝液(2Qm
Mグリシン緩衝液、pH9,6,1m MMgC12,
1mMβ−メルカプトエタノール)に溶かした。得られ
た混合物をラムダエキソヌクレアーゼ5単位により、室
温で60分間処理した。得られた反応混合物をフェノー
ル抽出、クロロホルム抽出した後、エタノール沈殿を行
なった。
LE/遺伝子フラグメントの遠位末端にEcoRI残分
(residue)を形成するために、改良ホスホトリ
エステル法(Crea ら、1978)に従ってプライ
マー、32PccTGTGcATGATを合成し、ラム
ダエキソヌクレアーゼ消化によって生成したLE’遺伝
子フラグメントの一本鎖末端にハイブリダイズさせた。
このハイブリダイゼーションは、エキソヌクレアーゼ処
理したプラスミドpsOM7△2の1(ind l[消
化物20 ttll を水20 ttl に溶解し、上
記の5′−りん酸化オリゴヌクレオチドを約80ピコモ
ル含有する6μlの溶液と混合することにより行なった
。合成フラグメントはLE’暗号配列の3′末端に結合
し、残るLE/フラグメントの1本鎖を、dATP、T
Tp、dGTPおよびdCTPを用いてタレナウボリメ
ラーゼエで充填した。クレナウボリメラーゼエはDNA
ポリメラーゼエのタンパク分解的開裂で得られるフラグ
メントである。これは5’T 3’ (5’から3′へ
の)ポリメラーゼ作用および3′→5′工キンヌクレア
ーゼ作用を有するが、親酵素の有する5′→3′工キソ
ヌクL/7−ゼ作用は持たなイ(Kornberg 、
 1974、W、HoFreeman、and co、
、San Fransisco 。
Ca1ifornia )。
すなわち、反応混合物を50℃に加熱し、徐々に10℃
まで冷却し、その後4μ召のフレナラ酵素を加えた。室
温で15分間インキュベーションした後、37℃で30
分間インキュベーションし1.25MEDTA 5μl
を加えて反応を停止させた。
反応混合物をフェノール抽出、クロロホルム抽出した後
、エタノール沈殿に付した。次いでDNAを制限酵素B
gl ■で開裂させ、フラグメントをPAGEで分離し
た。ゲルをオートラジオグラムにかけたところ、約47
0 bp という予測された長さの32Pラベル−フラ
グメントが存在することがわかった。これを電気溶出法
で回収した。概説した様に、このフラグメン)LE’(
d)はBglli末端と、プライマーの開始点に符号す
る平滑末端とを有している。
2)プラスミドpTbctlの組立て プラスミドpThα1は、チモシンアルファ1のための
合成遺伝子をプラスミドPBR322に挿入することに
より、組立てた。チモシンアルファ1暗号DNAは、添
付の第5図において両頭矢印(0)で指示した16個の
オリゴヌクレオチド(1゛1〜T□6)の合成、および
それらのライゲーションにより合成した。N末端にMe
t(メチオニン)コトンATGを挿入し、5′末端を、
EcoRIとBamHIで開裂したプラスミドに結合し
易くするために、−重鎖粘着末端を持つ様に調整した。
容易に理解されるであろうが、組換えプラスミドの分析
(同定)には、遺伝子の中心にあるBgl ■部位が役
立つ。
オリゴデオキシリボヌクレオチドT0〜T16は、完全
に保護されたトリデオキシリボヌクレオチド組立てブロ
ックを用いて、改良ホスホトリエステル法(I tak
uraら、1977およびCreaら、1978月こ従
って合成された。種々のオリゴデオキシリボヌクレオチ
ドを表1に示す。
上記の化合物の合成は、添付の第6図に総括した、下記
のフラグメントT□5に関する合成方法で代表される。
”15の合成に用いた種々のヌクレオチドフラグメント
を、図面に数字で表わした。また、採用した略号は次の
通りである:TPSTe =2.4.6−)リイソプロ
ピルベンゼンスルホニルテトラゾール1BsA−ベンゼ
ンスルホン酸1TLC−薄層クロマトグラフイー逼HP
LC=高速液体クロマトグラフィーiDMT=4.4’
−ジメトキシトリチル;cE=2−シアンエチルi ”
 = P −クロロフェニル;BZ−ベンゾイル; A
 n−アニソイル;1Bu=インブチリル1Py−ピリ
ジン;Ac0H−酢酸; Et3N=l−リエチルアミ
ン。
完全に保護されたトリデオキシリボヌクレオチド(4)
(85〜1.Q5mM )および(2)(180#、。
1mM)を、7 : 3 (V/V)のクロロホルム/
メタ/−ル中の2%BSA(それぞれ10および20を me )により、0℃で10分間処理し、5′の水酸へ
脱保護した。重炭酸アンモニウム飽和水溶液(2wg 
)を加えて反応を止め、クロロホルム(25d)で抽出
した後、水洗した(2X1011Ll)。有機層を硫酸
マグネシウムで乾燥し、少量(約5−)になるまで濃縮
した後、石油エーテル(35°〜60℃留分)を加えて
沈殿させた。無色の沈殿を遠心分離して集め、真空デシ
ケータ−内で乾燥すると、いずれもシリカゲルT L 
C(Merck 60 F254、クロロホルム/メタ
ノール、9.:1)でホモジーニアス(均一)な(6)
および(8)を得た。
トリマー(三量体)(1)および(3) (270mg
l、15mM114511W 、、075mM )をト
リエチルアミン/ピリジン/水(1:3:1、v / 
v、10Il+Iりにより室温で25分間処理すること
により、ホスホジエステル、(5)および(7)に変換
した。ロータリーエバポレーターを用いて反応剤を留去
し、残留物を無水ピリジンと共に繰返し蒸留することに
より(3X10s+/)乾燥した。トリマー(8)(,
95mM)とトリマー(7)とを無水ピリジン(3wg
 )中でTPSTe (50Mg、15mM)と混合し
、この反応混合物を、減圧下に、室温で2時間放置した
。TLC分析の結果、トリマー(8)の95鴨かヘキサ
マー生成物に変換していることがわかった(10悌硫酸
水溶液を噴霧し、60℃に加熱することにより、DMT
基を検出して観察した)。
この反応物に水(1m/)を加えてクエンチングし、溶
媒を減圧蒸留した。トルエンと共に共沸蒸留してピリジ
ンを除いた後、トリマー(4)および(2)に関して記
述した如く、2%BSA(8d)でこのヘキサマーの5
′位を脱保護した。この生成物(10)ヲシリカゲルf
)ラム(Merck 5QH,3,5x5α)にカケ、
クロロホルム/メタノール(98:2〜95:5、■/
v)による段階的傾斜溶出により精製した。生成物(1
のを含む両分を蒸発乾固した。
同様に、トリマー(5)を(6)につなぎ、完全に保護
された生成物を直接、シリカゲルで精製した。
この生成物の3′末端を、トリエチルアミン/ピリジン
/水を用いて前述の如く脱保護してフラグメント(9)
を得た。
i後に、ヘキサマー(9)と(1のとを、無水ピリジン
(2d)中、TPSTe (75W1.225mM )
を縮合剤として用いて結合させた。反応完了後(周囲温
度で4時間)、混合物をロータリーエバポレーターで蒸
留し、残留物をシリカゲルクロマトグラフィーにかけた
。石油エーテルを加えると生成物(u)(16o#)が
析出した。こうして得たものハT L Cてホモジーニ
アスであった。化合物(11)の一部(2oq)をピリ
ジン(,5d)に入れ、濃水酸化アンモニウム処理(7
mJ、8時間、60℃)および80%酢酸処理(15分
間、周囲温度)をこの順序で行なうことにより、完全に
脱保護した。
酢酸を留去した後、固型残留物を4%水酸化アンモニウ
ム水溶液(v/v 、 4trrl )に溶かし、エチ
ルエーテル(3X2m/)で抽出した。水層を1〜2r
glに濃縮し、その一部をI−IPLcにかけて(12
)を精製した。主ピークに相当する両分をプールしく0
゜0.254約2,0単位)、約5−に濃縮した。この
最終生成物(12)を、Bio−gel P −2(1
,5X100cm)にかけ、20%エタノール水溶液で
溶離して脱塩処理し、蒸発乾固した後、水(200μm
りに再懸濁してA254 = 10の溶液とした。化合
物(12)の配列は2次元配列決定法で確認した。
ソマトスタシン(Itakuraら、1977)および
成長ホルモン(Goeddelら、1979 、 Na
ture281:544)lこ関して既に詳細に述べら
れている方法に従って、16個の合成オリゴヌクレオチ
ドから、完全なチモシンα1遺伝子を組立てた。10μ
fづつのオリゴヌクレオチドT2〜T15を、T4ポリ
ヌクレオチドキナーゼ(Goeddelら、1979)
の存在下、C7−”2P) −ATP (New En
glandNuclear )で定量的にリン酸化し、
比活性的ICi/mmol のものを得た。この放射性
同位元素でラベルしたフラグメントを20係ポリアクリ
ルアミド/7M尿素ゲル電気泳動法で精製し、溶出した
フラグメントの配列を、二次元電気泳動法/部分的ヘビ
毒消化物のホモクロマトグラフィー法(Jayら、19
74 、 Nucleic Ac1ds Res、 1
 :331)に従って確認した。フラグメントT□およ
び”16は、以後のライゲーション反応に伴なう望まし
くない重合反応を最少限度にとどめるため、りん酸化せ
ずにおいた。これらのオリゴヌクレオチド(各2ttf
)ヲ、公知の手法(Goeddelら、1979)に従
い、T4DNAリガーゼによって、4フラグメントから
なる4つのグループに組立てた(第7図参照)。こうし
て得た生成物を7Mの尿素を含んだ15%ポリアクリル
アミドゲルによるゲル電気泳動法で精製した( Max
am and G11berL、1977、Proc、
Nat、 Acad、 Sci、 USA 71:34
55)。単離した4種の生成物をライゲートし、反応混
合物を10%ポリアクリルアミドゲル電気泳動法で解析
シタ。チモシンアルファ1遺伝子の大キサ(90〜10
5塩基対)のDNAを電気溶出して得た。
プラスミドpBR322(,5μg)をBam1−I 
IおよヒEco RI 制限エンドヌクレアーゼで処理
し、生成したフラグメントをポリアクリルアミドゲル電
気泳動法で分離した。大きいフラグメントを電気溶出し
てゲルから回収し、組立てた合成りNAとライゲートし
た( Goeddelら、1979)。この混合物をE
、COI i K 12菌株2g4 (ATCC塵31
446)の形質転換に用いた。この形質転換混合物の5
哄を20μg/−のアンピシリンを含んだLBプレート
上においた。得られたアンピシリン耐性コロニーはテト
ラサイクリン感受性であり、テトラサイクリン耐性遺伝
子への挿入を示唆した。これらのコロニーから得られた
プラスミドを分析した結果、どの場合にも、このプラス
ミド(pThα1と命名)は、(すpBR322自身に
は含まれていないBgl lI部位を含んでおり(従っ
て第5図に示す如くチモシンアルファ1遺伝子の存在を
示唆している)、(b) Bam HI / Eco 
RI開裂で生じた約105個の塩基対から成るフラグメ
ントを含んでいた。プラスミドpThα1の組立て図(
縮尺通りでない)を添付の第7図に示す。図中、黒点(
、)は5′−ホスフェート基を表わしている。
3)処理p’Thα1とLE’(d)フラグメントの反
応 プラスミドpThα1は、アンピシリン耐性を指定する
遺伝子と、その5′暗号鎖末端がEcoR1部位に、ま
たその3′末端がBamHI部位にクローンされた、チ
モシンα1を指定する構造遺伝子を含有している。この
チモシン遺伝子はBgl II部位をも有している。先
に調製したLE’ (d)フラグメントを受け入れるこ
とができるプラスミドを調製するために、このpThσ
1をEcoRI消化し、次いで、TTPおよびdATP
を加えてタレナラポリメラーゼI反応に付し、EcoR
1残分を平滑化した。
得られた生成物をBgl II消化すると、アンピシリ
ン耐性に関する遺伝子と、その両方の末端に、Bgl■
粘着残分と平滑末端とを有する直線状DNAフラグメン
トが得られた。得られた生成物を14リガーゼの存在下
、Bgl II粘着末端と平滑末端とを有するLE’(
d)フラグメントと反応させることにより再環化し、プ
ラスミドpTrp24を得ることができた。この様にし
て、平滑末端結合が行なわれた箇所にEcoRI部位が
再生成される。
E、プラスミドpsOM7へ2△4の組立てpTrp2
4をBgl ]IとEco RIで順次消化し、次いで
pAGEにかけ、電気溶出することにより、LE’ (
d)ポリペプチドのコドンであって、その暗号鎖の3′
末端に隣接するEcoRI粘着末端と、 Bgl■粘着
末端を有するコドンを持ったフラグメントを得た。この
LE/ (d)フラグメントをプラスミドpSom7△
2のBgl ■部位にクローンして、トリプトファンプ
ロモーター/オペレーターのコントロール下に発現され
るLE’ポリペプチド/ソマトスタチン融合タンパク質
を形成させることができる。そのためには、(1)トリ
プトファンプロモーター/オペレーターから遠位のEc
oR1部位を開裂せしめるためにpsom7△7の部分
的EcoR1消化を行なう、(2)コドンの解読枠を適
切に保持すると共にEcoRI開裂部位を再生成する様
なプライマー配列の適切な選択が必要である。
すなわち、プラスミドpsom7△2(16μg)を、
20mM)リス(PH7,5)、5 rnMMgc5z
 1.02NP40洗浄剤およびl Q Q mMNa
cJJを含む緩衝液200μgで希釈し1.5単位のE
coRIで処理した。37℃で15分経過した後、反応
混合物をフェノール抽出、クロロホルム抽出およびエタ
ノール沈殿に付し、次いでBgl I[で消化した。得
られたフラグメントの大きい方をPAGE法および電気
溶出法で単離した。このフラグメントはLE’ポリペプ
チドの近位の末端(proximal end)部分、
即ち、Bgl (1部位の上流部分に関するコドン「L
E′(P)」を含んでいる。次いでこのフラグメントを
、T4DNAリガーゼの存在下、上記LE’ (d)に
ライゲートし、プラスミドpSom7△2△4を形成さ
せる。これをE、 col i菌株294に導入すると
、トリプトファンプロモーター/オペレーターのコント
ロール下に、完全に再構成されたLEポリペプチドとソ
マトスタチンから成る融合タンパク質が効率良く生産さ
れた。
F、テトラサイクリン耐性を特定する遺伝子を囲んで3
′末端にPstI残基を、またその5′末端にBgl 
l[残基を有する直線状DNAの組立てプラスミドpB
R322をHind l[消化し、突出したHind 
1[末端を51ヌクレアーゼで消化した。
この81ヌクレアーゼ消化は、10μfの1(ind■
開裂pBR322をs1緩衝液(,3M NaC1、1
mMZncd2.25mM酢酸ナトリウム、pH4,5
)30μβ中、300単位の51ヌクレアーゼで、15
℃において30分間処理することにより行なつた。30
×51ヌクレアーゼ停止溶液(,8Mトリス塩基、5 
QmMEDTA)1μβを加えることにより反応を終了
させた。この混合物をフェノール抽出、クロロホルム抽
出、およびエタノール沈殿に付し、次いで既述した様に
してEcoRI消化した。PAGE法、次いで電気溶出
法を適用して得られたフラグメントは、EcoR1粘着
末端と平滑末端を有し、その暗号鎖がヌクレオチド、チ
ミジンから開始されるものであった。この、チミジンか
ら始まるS1消化Hind l[残分をタレナラポリメ
ラーゼ1処理Bgl ■残分と混合し、ライゲーション
することによってBgl ■制限部位を再構成すること
ができる。
そこで、実施例7−ICで得たプラスミドPSOM7△
2をBgllI消化し、得られたBgl ■粘着末端を
、4種のデオキシヌクレオチドトリホスフェート全てを
使用し、クレナウポリメラーゼエで処理することにより
二重鎖とした。この生成物をEcoRIで開裂し、PA
GEにかけ、小さいフラグメントを電気溶出すると、ト
リプトファンプロモーター/オペレーターと、Bgl 
■部位がら上流の、LE’ 「近位」配列に関するコド
ン(r LE’(p)J )を持った直線状DNA片が
得られた。この生成物はEcoRI末端と、Bgl I
I部位の充填により生成した平滑末端とを有する。しか
しながら、このBglli部位は、該平滑末端を上記S
1消化Hind■フラグメントの平滑末端にライゲート
することにより再構成される。すなわち、これら2種の
フラグメントをT4DNAリガーゼの存在下にライゲー
トシて再環化したプラスミドpHKY10を形成させ、
これを形質転換によりコンピテントE、coli菌株2
94細胞に導入した。組換えプラスミドP■月(Ylo
を担持しているテトラサイクリン耐性細胞を選択し、そ
のプラスミドDNAを抽出した。
Bgl [およびPst:[消化、次いてPAGE法お
よび電気溶出法による大きいフラグメントの単離、によ
って、PstlおよびBgl [両粘着末端を有する所
望の直線状DNA片を得た。こうしてp HK Ylo
から調製されたDNAフラグメントは複製起源を有して
おり、従って、trpLE’ポリペプチド融合クンノ(
りりの暗号遺伝子およびテトラサイクリン耐性に関する
暗号遺伝子の両方がLrpプロモーター/オペレーター
でコントロールされる、プラスミドplA7△4△1の
組立て要素の1つとして有用である。
G、Trpプロモーター/オペレーターを有する直線状
DNAの組立て 実施例7−ICで得たプラスミドpsOM7△2△4を
EcoR1部分消化、次いでPst:[消化に付した。
得られたフラグメントはtrpプロモーター/オペレー
ターを含有しており、PAGE法にかけ、電気溶出する
ことにより単離した。ソマトスタチン遺伝子の5′末端
に隣接した部位で開裂され、アンピシリン耐性遺伝子と
trpプロモーター/オペレーターとの間にあるEco
R1部位では開裂されていないフラグメントを得るため
に、EcoRl 部分消化が必要であった。アンピシリ
ン耐性遺伝子中のPsti部位を切断することにより失
なわれたアンピシリン耐性は、上記実施例7−IFで得
た最終的なpHKYIQ直線状DNA誘導体とのライゲ
ーションによって回復することができる。
H,インシュリンA鎖構造遺伝子の単離インシュリンA
鎖構造遺伝子は、Goeddelら(1979、Pro
c、 Nat、 Acad、 Sci、 USA76 
: 106 )の開示した方法で組立てられるプラスミ
ドplA lのEcoRIおよびBamHI消化により
得られた。
このプラスミドはE、coli K 12菌株94/p
 IA 1(ATCC31448)からも得ることがで
きる。所望のフラグメントをPAGEおよび電気溶出に
より精製した。このものはEcoRIおよび13aml
−11末端を有していた。
■、インシュリンA鎖構造遺伝子、Trpプロモーター
/オペレーター、並ひにPstiおよびBgl■末端を
有するpHKYIQ直線状DNAフラグメントのライゲ
ーション インシュリンA鎖構造遺伝子、trpプロモーター/オ
ペレーターを含有する直線状DNAフラグメント(実施
例7−IGで調製)、およびp HK Y10直線状D
NAフラグメント(実施例7−IFで調製)を、第8図
に示す如く、適切な方向性でライゲートし、所望のプラ
スミドplA7Δ4Δ1を得た。プラスミドpIA7△
4△1は、アンピシリンおよびテトラサイクリン耐性が
回復しているので容易に選択できる。
2、 プラスミドplT123 の〜1.3 k b 
BamHI−Bgl[フラグメントとプラスミドplA
7△4△1の〜4.5 kb Bam HI −Bgl
 IIフラグメントのライゲーション A、プラスミドpIA7△4△1のBamHI −Bg
l■消化、並びに〜4,5kb フラグメントの単離プ
ラスミドplT123 並びにHph工およびPst工
制限酵素、および塩類を用いる代りにプラスミドplA
7△4△1並ひにBgl ■およびBamHI制限酵素
、および製造業者指定の塩類を使用したほかは、実施例
2Aの方法と実質的に同様にして表記の消化および単離
を行なった。
B、ライゲーションおよび形質転換 プラスミドpUc7およびE、coli K12 RR
1△M15 の代りにプラスミドplA7△4△1の〜
45kb BamHl −Bgl ’flフラグメント
およびE、coliK12 JA221(NRILL 
B−15211)を用いるほかは実施例3Cの方法と実
質的lこ同様にして表記のライゲーションおよび形質転
換を行なった。形質転換された細胞を、アンピシリン5
0μQ/meを含んだTYプレート上におき、次いでハ
イグロマイシンB200μf/Neを含んだプレート上
に貼付(paLched) した。次いで所望のハイグ
ロマイシンB耐性E、coli K12 JA221/
PIT125形質転換体を、プラスミドpIT125の
生産および単離のために常法通り培養した。プラスミド
plT125は、通常のE、coli菌株、例えばE、
col i Kl 2、E、coli K12 RRI
およびE、coli K121(BIQlを、実施例2
Bの方法と実質的に同様の方法に従い、形質転換するこ
とができる。プラスミドplT125 の制限部位(サ
イト)地図を添付の第4図に示す。
前述の方法に従って組立てられた、その他の代表的なプ
ラスミドおよび形質転換体を、次の表2および表3に示
す。
表3 代表的な形質転換体 E、 cot i /R E、coli K12/R E、coli K12 JA221/”E、 col 
i K12 HB I Q l /RE、 coli 
K12 RRI/R 3accharomyces cerevisiae 
/R1上記において、kはプラスミドplT143、P
IT212、plT213、p IT215、plT2
17およびpIT219からなる群から選ばれるもので
あり、K1はプラスミドpIT212、pIT213、
pIT215、P 1:T217およびpl、T219
からなる群から選ばれるものである。
【図面の簡単な説明】 第1図はプラスミドplT123およびpKC222の
制限サイト地図、第2図はプラスミドpKc203およ
びPIT144の制限サイト地図、第3図はPIT20
8およびplT207の制限サイト地図、第4図はプラ
スミドp K C307およびplT125の制限サイ
ト地図、第5図はチモシンアルファ1遺伝子のアミノ酸
およびヌクレオチド配列を示す模式図、第6図はフラグ
メン)T□5の合成工程図、第7図はプラスミドpTh
α1の組立て経路を示す模式図、第8図はプラスミドp
IT215およびpIT217の制限サイト地図、第9
図はプラスミドplT219の制限サイト地図である。 特許出願人 イーライ・リリー・アンド・カンパニー化
 理 人 弁理士 青白 葆 外1名FIG、 1 一!噛!13 ptccgat FIG、 2 Kczoa lT144 FIG、 3 寥珈雪T!!07 FIG、4 lT118 FIG、7 FIG、 8 pffil17 第1頁の続き ■Int、CI、’ 識別記号 庁内整理番号優先権主
張 6198319月26日[相]米国(U S)[株
]昭55梠手続補正書 昭和59年9月25日 昭和59年特許願第 15’1943 号2発明の名称 改良された抗生物質耐性遺伝子 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 アメリカ合衆国インディアナ州インディアナポリ
ス市、イースト・マツカーティ・ストリート307番名
称 イーライ・リリー・アンド・カンパニー4、代理人 住所 大阪府大阪市東区本町2−10 本町ビル内6補
正の対象;明3細書の[発明の詳細な説明]の欄 、〈
T7、補正の内容 ■、明細書中、以下の箇所を補正致します。 ゛ゝ°7頁下15〜16行、「デオキソ・ ・・ ・「
デオキシノトンル」と訂正。 2)34頁T1行、「デオキシシトノル」を「デオキシ
シトノル」七訂正。 3)61頁9行、「I80μσを、」をr18011Q
をこの細胞液」と訂正。 4)61頁17行、rcacI2JをrcacILJと
訂正。 5)62頁11行、「ロイシン」を「ウラシル」と訂正
。 以」ニ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ハイグロマイソ7Bホスホトランスフェラーゼの後
    方の338個、339個または340個のアミノ酸配列
    を、単独で、あるいは翻訳解読相内において転写および
    翻訳活性素配列−含有遺伝子または遺伝子部分と共に暗
    号化している新規DNA配列。 2、式: (:1丁]’GG GCCCAG GAC1C;CCC
    CGAA G−1”CCGG CACCrCG11l;
    CAに GにG GA’l’ −ffc GGCTcc
     AACAAT (m; GIG A(:G CACA
    ACAA’l’ GGCCGCATΔ ACA GCG
     GTCAU丁GAC’1−GG 八GC; GAG 
    GCGA−1’G T]’CGGG GA丁丁CG C
    AA ’l’ΔCGAG G’l’(: GO(: Δ
    ACΔTCTrCTA(1; AAG CCCCTA 
    AGG GTrATG CTCCAG CGG丁丁丁A
    G AAGt−i−c−仄ス)ΔC;C,CCG TC
    CTl”GGCコ゛%T N1−G C,へGCへG 
    CACΔCGAGC八cc 丁CCGGCAC,CAA
    CCC,A ACA−1’八CGコ゛CCTCG’l’
    C−ICCCGC’rΔC’1丁CC,ACC:C,G
     AGG CAT (j)CGAG C1]−GCA 
    CGA コ゛CGIll III Ill Ill I
    ’ll Ill III目I Ill Ill Ill
     Ill IIIにCG A′]G AAG CI’C
    GCCTC:CG1’A GGCσic GAA (×
    :ff CC1’ AGCccc ccc C1−CC
    GG GCG TAT AlG CTCCGCA’lT
     C;C,T CI−r GA(:CAA C’T’G
     TAT CAG AGCTTG G’17r GAC
    GGCAAT ’171−CGΔTGΔ]”GCA G
    Cl” ’1’GG GCC; (:AG CG’l’
     CGA TGCGACGCA A−IT; GTCに
    G八へI’CCGGA G(T、C(1;G ACrσ
    rCGGG CG丁丁GA CAA Δ1−Cccc 
    cacACG CCI’ CGCGGO’1℃A CA
    G (:l:CGOA ’IGT G’lT ’1’A
    G CGG C;CGAGA AGCGCG GCCG
    TC’IGG AQ: GA−r GGC1CI’ G
    TA GAA Gl’AAC;G CGA AAG G
    AA R4−1’(:GCGT−ITにC1−1’夏(
    5(式中、Aはデオキシアデニル、Gはデオキシグアニ
    ジル、Cはデオキシシチジル、Tはチミジル、Rおよび
    に2は独立してリジンを暗号化しているデオキシリボヌ
    クレオチドトリプレット、RおよびR3は、それぞれ対
    応するKおよびR2の塩基に対し相補的な窒素塩基を含
    有するデオキシリボヌクレオチドトリプレット、mおよ
    び11はOまたは1、R4は翻訳停止コドンを暗号化し
    ているデオキシリボヌクレオチドトリプレット、N5は
    対応する餅の塩基に対し相補的な窒素塩基を含有するデ
    オキシリボヌクレオチドトリプレットを表わす。ただし
    、n二〇のときはm = Qであり、m = 1のとき
    はn=1である。) て示される配列からなる第1項に記載のI)NA。 3転写および翻訳活性素配列含有遺伝子または遺伝子部
    分と共に翻訳解読相内にある、第2項に記載のDNA0 4、R4がTAGであり節がATICである第3項に記
    載のDNA0 5、遺伝子または遺伝子部分が細菌性の遺伝子または遺
    伝子部分である第4項に記載のDNA06、遺伝子また
    は遺伝子部分が15個までのアミノ酸を暗号化した遺伝
    子である第5項に記載の1) N A 0 7、遺伝子または遺伝子部分がE、coli 1acZ
    遺伝子の一部債喘一啼1=である第6項に記載のDNA
    0 8遺伝子または遺伝子部分が真核性遺伝子または牛舎遺
    伝子部分である第4項に記載のDNA09、遺伝子また
    は遺伝子部分が酵母ヒートショック遺伝子またはその遺
    伝子部分である第8項に記載のDNA0 10、 n = 1でありm=0である第2項〜第9項
    のいずれかに記載のDN八へ 11、m−=lでありn=1である第2項〜第9項のい
    ずれかに記載のDNA0 12、m=Oでありn = Qである第2項〜第9項の
    いずれかに記載のDNA0 13、式: %式% : ( lll5 ALA ASP I’HE GLY SER
    ASN ASN VAL LEU TOIL kSP 
    ASNGLY ARG ILE ’II(艮ALA V
    AL ILE ASI’ T艮P 5ELL C,Uυ
    ALA !a丁1’14E GLY ASI’ SER
    GLN TYRGLtJ VAL ALA ASN I
    LE pHE PHE1゛艮l) 八RG l’Ro 
    TRP LEU ALA GYS MET GLU G
    LN GLN 11uL ARGTYRI’lllシG
    LU Altc ARG [IIS 1)]tOGLU
     LEU ALA GLY SE技PROARG LE
    U ARG ALA TYRMET LEU ARG 
    ILE GLY LEU ASI’ GLNLEU T
    YRGLN SERLEU VAL ASP GLY 
    ASN I’1−LE ASP ASP ALAALA
     ’17(11ALA GLN GLY ARG (:
    YS ASP ALA ILE VAL ARG 5E
    1tにLY ALA Gl−Y −n(RVAL GL
    Y ARG I’m−IRGLN ILE ALA A
    RG A、RGSERAl−A ALA VAL TI
    LI’ TIIRASP GLY CYS VAI−G
    LU VAL LEUALA ASII 5EIL G
    LY ASN AItG ARG PIのSERT]−
    1RARG IIROARGALA LYS CLU (式中、METはメチオニン、LYSはリジン、PRO
    はプロリン、GLUはグルタミン酸、LEUはロイツン
    、THRはスレオニン、ALAはアラニン、SERはセ
    リン、VALはバリ′・ PHEはフェニルアラニン、
    ILEはイソロイシン、G L Yはグリシノ、ASP
    はアスパラギン酸、GLNはグルタミン、ARGはアル
    ギニン、cysはシスティン、TRI’はトリプトファ
    ン、ASNはアスパラギン、HI Sはヒスチジンそし
    てTYkはチロシンを表わす) で示されるアミノ酸配列を暗号化している第12項に記
    載のDNA。 14.7’ ラスミドp I T 123 (7)〜1
    .3kbBaml−11−8glll制限フラグメント
    である第2項に記載のDNA。 15、第1項〜第14項のいずれかに記載のI) N 
    Aを含有する組換えDNAクローニングベクター。 16、プラスミドである第15項に記載のベクター。 17、プラスミドplT123、p I T125、p
    lT144、p I T 208、pKC3Q7または
    p K C308である第16項に記載のベクター。 18、プラスミドI) I T 212、plT21.
    3、plT215、plT、217およびp l T 
    219である第16項に記載のベクター。 19第15項〜第18項のいずれかに記載の組換えDN
    Aクローニングベクターを含有する形質転換体。 20、 E、 col iである第19項に記載の形質
    転換体〇21、Saccharomyccs c:er
    evisiaeである第19項に記載の形質転換体。 22、プラスミドp l T 141、p I T 1
    43またはpi”r207゜ 23宿主細胞がE、coliであり、第22項に記載の
    プラスミドを含有している形質転換体。
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