JPS61502166A - 植物細胞の形質転換のための改良された方法及びベクタ− - Google Patents

植物細胞の形質転換のための改良された方法及びベクタ−

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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】 植物細胞の形質転換のための改良された方法及びベクター 茨血光互 この発明は、高等植物の形質転換への組換DNA技法の通用の分野に関する。さ らに詳しくは、この発明は、高等植物の形質転換及びこれらへの所望の性質の付 与において有用なベクター、及びこのようなベクターを形質転換において使用す る方法に関する。
責員侠貨 最近10年間の組換DNA技法の分野における知識の増加の後、高等植物の遺伝 子構造の変更への組換技法の適用は所望の結果の予測可能性及びぎりぎりの達成 さえも困難なようである。かなり以前から、原核生物を形質転換しそしてそれら に外来性蛋白質の生産に関する所望の性質を運ぶことが可能となっており;さら に最近では、真核性生物、例えば酵母が、それらを所望の特性に適合させるため に好結果をもって形質転換され、そしておそらく最も最近においては、組織培養 物中のを椎動物細胞が組換発現ベクターによる形質転換のための宿主細胞として 使用されている。しかしながら、若干の成功が存在するとしても、植物細胞の好 結果の形質転換の技法はつかまえどころがないままである。少数の植物種、明ら かにタバコ、ペチュニア、及び棉を除き、“組織培養”において植物由来細胞を 維持しそして次に無傷の植物を再生することは今だ可能ではない。
植物細胞の好結果の再現性ある形質転換は、“正常な”植物への植物組織のその 後の再生(これらが通常の農業的再生産サイクルに従って機能することを可能に する)と相まって、幾つかの非常に効果的な結果の可能性をもたらす。例えば、 発現した場合に昆虫による略奪、除草剤、又は植物病による感染に対する耐性を 植物に付与するであろう遺伝子により形質転換された植物は、一層効果的な農業 及び林業体系をもたらすであろう。従って、外来性遺伝物質を植物組織に永久的 に導入することを保証する簡単な方法が長い間求められていた。
おそらく植物細胞壁の硬さ及び限定された透過性のため、“裸の”DNAによる 植物細胞の直接形質転換は不可能であることが明らかにされている。細胞壁を除 去しそして得られた原形質体を培養した後でさえ、植物細胞は外来性裸のDNA の組込1−抵抗するようである。従って、DNA挿入のためのすでに天然に存在 する方法に努力の焦点が絞られている。
これらの内、双子葉植物に感染しそしてそれらにクラウンゴール(crown  goll)腫瘍として一般に知られているものの増殖をもたらす遺伝的変化を付 与するアグロバクテリウム・チュメ77 ’/ :Lンス(八grobacte rium tumefaciens)の能力が注目に値する。
感染された植物へのアグロバクテリウムDNAの組込みに関連する幾つかの因子 は現在理解されている。第1に、感染された植物細胞を形質転換する細菌性DN Aは非染色体性少なくとも2種類のTi(腫wj誘発)プラスミドタイプ〔これ らは、これらと関連するオパイン(opine)に従って命名される〕がマフピ ングされており、そして広範に研究されている:1ツバリン(nopa 1 i  ne)”Tiプラスミド、例えばpTiT37 (Depicker、 A、 等、J、Mo1ec、A 1.Genet、(1982)上: 561;Bev an 、 M、等、Nucleic Ac1dc Res、(1983)11: 369)、及び“オクトピン(octopine)”プラスミド、例えばpTi B6S3(DeGreve % H,等、J、Mo1ec、Ap l Gene t、(1982)上: 499)。
これらは非常に大形〔例えばpTiC58については132 M dal又は約 200キロベース(kb)]であり、そして多数の重要な特徴を有する。それぞ れの場合において、好結果の感染及び宿主植物細胞へのあるDNA部分の組込を 可能にする機能と関連すると考えられる“ビルレンス(virulence;v ir)″領域が存在する。すわなち、この領域は、植物細胞への細菌の付着、植 物細胞へのプラスミドDNAの移送、又は感染のために要求されるその他の必要 な機能を行うなんらかの生成物をコードすることと関連する。意味のある第2領 域は、感染後植物ゲノムに実際に組込まれるプラスミドの部分を構成する“トラ ンスファー−DNA”又はT−DNA領域である。
野性型Tiプラスミドにおいては、このT−領域は、多数の重要な特徴を有する 。第1に、これは一般にオバイン合成酵素領域を含有し、この領域は、発現され た場合、特徴的なオバインーノバリン型プラスミドの場合はツバリン、そしてオ クトピン型プラスミドの場合はオクトビン−1の合成のために必要な酵素をもた らす、(ツバリンはアルギニンとα−ケトゲルタール酸との接合体であり、オク トビンはアルギニンとピルビン酸との接合体である。)おそらく、これらのオパ インの合成は感染の通常の過程における自然の機能に役立ち一一一プラスミドの 他の領域は、T−DNA領域の合成酵素によりコードされる特定のオバインの分 解及び代謝を可能にする酵素をコードする。従って、特定のプラスミドにより感 染された植物細胞は、特定のオバイン、すなわちツバリン又はオクトビンを合成 する能力を獲得し、この生成物は次に他の感染細胞の栄養となる。すなわち、特 定のオバインを代謝する能力は合成酵素コード領域と同じプラスミドにコードさ れているが、宿主細胞のゲノムには組み込まれない。
T −D N A 領域はまた、植物ホルモンであるサイトカイニン及びオーキ シンの内性(endogenous)レベルに影響を与えると考えられる遺伝子 をもコードする。これは2重に意義がある。積極的な面では、この機能は組織培 養における好結果の形質転換体を選択する場合に有用である。なぜなら、一般に 形質転換された細胞のみがこれらのホルモンを合成する能力を有し、そして培地 からのそれらの非存在下で再生することができるからである。他の面では、移行 したDNA中でのこれらの特異的な遺伝子の存在は感染の過程にそれなりの結果 を与え、そして植物ホルモンの増加した又は均衡の破れた量のために、形質転換 された植物細胞は完全な正常植物に再生しなくなり、そして感染された無傷の( intact)植物はクラウンゴールを発達させる。確かに、これらのホルモン のレベルに影響を与える特異的な変異がT −D N A領域に生じた場合、生 ずる腫瘍組織からの主として根の、又は主として芽の生長をもたらすのに十分な オーキシン−サイトカイニン比の不均衡が得られることが示されている。
最後に、T−DNAはその両端に“ボーダー”配列を有し、さの配列は約25ヌ クレオチドの直接反復を含有する。これらの配列の性質のために、これらの領域 は被感染細胞の染色体への介在T−DNAの挿入に関与することが、知られては いないが推定される。
T −D N A 9M域が宿主細胞の染色体に組み込まれるため、この領域を 外来性DNAによる植物宿主細胞の形質転換のためのビヒクルとして使用する試 みが行われてきた。正常な植物という面で発現される外来性遺伝子の好ましい組 合わせを得るという目的について評価した場合、これらの試みはいずれも十分に 成功していない。
Shaw、C,H,等、Gene(1983)23 : 315は、おそらく組 換られたTiプラスミドを含有するA、チュメファシエンス(A、 tumef aciens)をタバコ実生の無菌(axenic’)培養物に感染せしめるこ とによりそれらを形質転換することに成功した。
このプラスミドは、A、チュメファシエンス細胞中でのT−DNAの相同領域が 関与するインービボ組換(cross −oνer)から生じると考えられた。
この仮定的組換られたベクターは、ラビットβ−グロビン遺伝子が挿入されてい るツバリンプラスミドpTiC58の旧ndln 23右端T領域断片を含有す る広宿主域中間体ベクター、及びアグロバクテリウムに生来的なTiプラスミド (やはりpTiD58)から誘導された。感染された実生はβ−グロビンDNA を含有したが、その転写物をなんら作らなかった。
1(errera−Estrellas L、等、Nature(1983)3 03 :209は、アグロバクテリウム感染誘発されたタバコ実生腫瘍からの無 菌培養物においてクロラムフェニコール耐性を付与する異種性蛋白質のためのコ ード配列の発現を得ることに成功した。クロラムフェニコールアセチルトランス フェラーゼ(CAT)のコード配列がツバリン合成酵素遺伝子のプロモーター配 列に連結されてNOS −CATキメラ遺伝子が得られ、そして狭宿主域(E、 コリ(E、coli))複製開始点、T−DNA相同領域、及びアンピシリン耐 性付与(Amp” )配列を有する組換ベクター中に置かれた。このプラスミド が、pTiC58を1旦持するA。
チュメファシエンスに形質転換され、そして好結果の、J質転換体がA mpR について選択され、こうして細菌性ベクターとTiプラスミドとの間の組換が生 じたことが確認された。予想される組換えられたプラスミドを含有するアグロバ クテリウムを使用してタバコ実生に感染させた場合、組織培養において増殖した 生じた腫瘍細胞は植物に再生しなかったが、しかしCAT−コード蛋白質を生産 することができた。
Fraley、 R,T、等、Proc、Natl、Acad、Sci (US A) (1983)80:4803は、前項の研究と同様に、2種類のベクター :すなわぢ、第1の、ツバリン合成酵素プロモーターに連結されたネオマイシン 耐性を付与する蛋白質のコード配列を有するキメラ遺伝子を含有し、そして組換 を助長するためにpTiB6S3と相同の配列を有する狭宿主域プラスミドベク ター、及び第2の、生来的なTiプラスミドであるpTiB6S3のインービボ 組換のために選択されたA、チュメファシエンスとの同時培養によるペニチェア 原形質体の形質転換を開示している。植物細胞に対して通常は毒性であるアミノ グリコシド抗生物質カナマイシンに耐性を有する原形質体が得られた。耐性は挿 入された遺伝子により付与されると予想された。正常な植物は再生しなかった。
さらに、Framond SA、J、Biotechnolog (1983) 262−269、及びHoekema 、 A等、Nature (1983)  303 :179により、感染後に植物細胞を形質転換しそして腫瘍を好結果 に(生じさせるのであろうTiプラスミドのビルレンス機能及びT−DNA機能 は、2分節系(bipartite system)に分けることができること が示された。
最後に、Barton、 K、A、等、Cel! (1983)32 : 10 33は、Tiプラスミドの“ルーティー(rooty)”座に挿入された酵母由 来のアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)のDNA配列が、感染後に再生され た植物から単離されたDNA中に多数コピーとして見出される(但し、細胞は腫 瘍性ではない−すなわち、それらは増殖のためにサイトカイニンの添加を必要と する)ことを示す実験を開示する。これらの植物の自家授粉から得られる種子も 正常なタバコ植物を生じた。但し、おそらくそのI) N A中に約20コピー のADHコード配列を含有する。
A、 D Hは発現されなかった。形質転換後、腫瘍の形成に関して植物は正常 に維持されるので、形質転換に使用されたベクターは“無力化されている”(d isarmed)と称された。
前記の開示のいずれにおいても、同じ実験において発現及び正常植物の再生の両 者を示すことは不可能であった。この発明は、この好ましい結果を得る手段を提 供する。これはまた、インービボ組換現象についての選択の必要性を伴わないで 、好結果の形質転換ベクターを造成する場合に標準的組換D N 、A技法を使 用することを可能にすることにより2、得られる発現の性質に対する一層大きな 制御をもたらす。
褒則勿肌示 この発明は1つの観点において、植物M4織中で外来性遺伝子を発現するために 有利なベクターに関する。基本的な中間体キャリヤーベクターは、植物組織中で 作用可能なプロモーター及びポリアゾニレ−ジョンシグナル配列を利用するため に適切に配置されるように任意の所望の外来性遺伝子配列を導入することを可能 にrる受理ユニットとして機能する。広範囲の種類の外来性遺伝子を容易に導入 することができる。
さらに、このような所望の遺伝子配列が挿入された場合、生ずる発現キャリヤー ベクターを標準的組換DNA制限及び連結技法を用いてスプライスして、種々の 遺伝子のためにある望ましい数の発現力セントを含むようにすることができる。
これらのカセットの内、好結果に形質転換された細胞の容易な選択を可能にする であろうマーカーを含有することが好ましい。
前記の発現キャリヤーベクターは、植物細胞に直接形質転換された場合、標準的 Tiベクター形質転換技法において使用される組換えられたベクターと異り、腫 瘍を形成せず、そしてこれらのキャリヤーベクターのみにより形質転換された植 物細胞は、正常な再生、および目的遺伝子の発現の両者が可能である。
従って1つの観点において、この発明は、絹換植吻細胞中での外来性遺伝子のコ ード配列の発現に効果的な発現キャリヤーベクター、並びに中間体D N A配 列及びそれらの造成に有用なベクターに関する。このような発現キャリヤーベク ターは次のものを包含する。
1.1又は複数の発現カセットを含有する組換ベクターであって、これらの各発 現カセットが植物細胞中で正常に作用可能なプロモータ・−及び植物細胞中で作 用可能なポリ了デニシーシ3ンシグナルを含んで成り、両者が所望の外来性蛋白 質のためのコード配列に作用可能、一連結されているもの。
この発現ベクタ・−は複数のこれらの発現カセットを含むことができる。これら のベクターはさらに少なくとも1個のカセットユニーク制限部位を少なくとも1 個の発現カセットの末端に有する。このクラスのベクターは直接形質転換後に植 物細胞中で外来コード配列の発現を得るために有用である。
2、他のクラスの発現キャリヤーベクターは前項のそれらを含んで成るが、し7 かし発現カセットの1端、又はベクター中に複数の発現カセットが含まれる場合 はこれらの列の1端の近位に少なくとも1個のA、チ二メファシェンスT−DN Aボーダー配列を含有するように修飾されている。好ましくは1個の発現力セン ト、又は複数の発現カセットの列は2個のそのようなT−DNAボー・ダー配列 により囲まれている。
これらのベクターは、そのベクタ一部分上に、広宿主域細菌性複製開始点を含有 する。これらは、前記のベクターと関連して用いられる直接形質転換法により、 又はアグロバクテリウムTiプラスミドのビルレンス領域の介在が関与する形質 転換法において、外来性蛋白質の発現を得るように植物細胞を形質転換するのに 有用である。
他の観点において、この発現は、前記のベクターの造成において使用される中間 体プラスミド及びDNA配列、これらのベクターを用いる植物又は植物細胞の形 質転換法、このようなベクターにより形質転換された植物又は植物細胞、こうし て形質転換された植物を用いる外来性蛋白質の製造方法、及びこうして製造され た蛋白質に関する。
遷m0)P2υ1℃礼吸 第1図はpCMC59及びpcMc60の造成を示す。
第2図は四MC121の造成を示す。
第3図はpcMclolの造成を示す。
第4図はpcMc91の造成を示す。
第5図はpcMc71の造成を示す。
発明を 施する態様 ここで使用する場合、“植物細胞中で正常に作用可能な”プロモーター配列とは 、少なくともコード配列のmRNAへΦ転写を開始することができると言う意味 において植物細胞と適合性であるのみならず、同時に植物組織において遺伝子の 発現を本来的(natiνelのに行うことが見出されるブロモ・−ター・配列 を意味する。通常、この配列は細菌中では比較的静かであり、そして感染された 植物細胞中で特異的に機能するように設計される。例えば、この発明のベクター の多くはツバリン合成酵素のプロモーターを使用し、これはアグロバクテリウム ・チュメファシエンスのプラスミド上に担持されるが、しかし細菌中で発現する ことは知られていない。しかしながら、感染された植物細胞中にプラスミドが導 入された場合、これはこの関連においてツバリン合成酵素コ・−ド配列を発現す るために機能する。これらのプロモーターは、、植物に由来しないが、その中で “正常に作用可能”である。
“植物細胞中で作用可能なポリアゾニレ−ジョンシグナル”は、その転写、核か らのポリA −mRNAの輸送及び細胞質中でのその安定な蓄積に必要であり、 真核細胞におけるその後の翻訳を可能にすると考えられる、コード配列の3′に 通常見出される配列を意味する。最近、これらの配列の機能はコード配列から転 写されるメツセンジャーRNAのポリアデニル化を合い図することであると信じ られている。しかしながら、これらのシグナル配列の完全な機能は一義的には確 立されていない。従って、ここで使用する場合、この用語は、DNA中のコード 配列に後続し、そして真核細胞環境下でのその発現(翻訳を包含する)を保証す るシグナルを意味する。
植物中での発現を確実にするこの能力が天然において植物細胞中でそのように用 いられることが知られている配列に限定されるか否かは現在明らかでない。従っ て細胞中でこの機能を行う場合に実際に好結果をもたらす任意の配列がこの定義 に含まれる。
“ポリリンカー”は、受容体DNA配列に連結された後、少なくとも3個の接近 して組み合わされている制限酵素部位を含有するDNA配列を意味する。
“発現カセ−/ ト”は、含有されるコード配列を植物において発現せしめるこ とができるDNA配列を意味する。すなわち、典型的な発現力セントは、植物細 胞中で正常に作用可能な、コード配列に作用可能に連結されたプロモーター配列 、及び植物細胞中で作用可能でありやはりコード配列に作用可能に連結されてい るポリアゾニレ−ジョンシグナルを含有する。“カセット”なる語はまた、ユニ ットとして取り扱われるために設計され・る他のDNA配列に関しても使用され る。
例えば、一連の“発現カセットはまた“DNA配列カセットとも称される。
“カセット・ユニーク”制限部位は、言及されるカセット又は一連のカセット中 に1回のみ見出されるエンドヌクレアーゼ酵素開側認識部位を意味する。
“ベクター配列”又は“ベクターセグメント”又は“ベクター断片”は、発現カ セット、DNA配列カセット、又は他の“カセット″DNA配列の部分ではない プラスミド上のDNA配列を意味する。典型的な“ベクター配列”は複製開始点 及びT−DNAボーダー配列である。
“狭宿主域細菌性複製開始点”は、非常に限定された数の細菌種においてのみ機 能することができる複製開始点を意味する。典型的には、はとんどの組換研究に おいて、このようなレプリコンは、E5コリのごとき一般に使用される種牛での 機能に限定され、そしてこの発明に関して言えば、アグロバクテリウムのごとき 外来性宿主中では複製しない。逆に、“広宿主域細菌性複製開始点”は、それが 由来する様においてのみならず、他の細菌種においても機能するレプリコンに関 する。この発明に関して言えば、はとんどの意味ある例は、E、コリ、及びアグ ロバクテリウムの両者において複製することができる開始点であろう。
ここで、使用する場合、“T−DNAボーダー配列”は、A、チュメファシエン スのTiプラスミドのT−DNA部分を囲むそれと同一か又はそれに類似する反 復するDNA配列を意味する。野性型A、チュメファシェンスにおいては、これ らの反復配列は、感染された細胞の染色体に移送されるT−DNAを囲む。この 発明において使用されるボーダー配列の定義はこれらの特異的反復セグメントに 限定されず、Tiプラスミドのビルレンス領域の助けを伴って介在する物質を宿 主細胞ゲノムに移送するのを中介する機能をなお有する、その任意の変形物を包 含する。A、チュメファシェンスのプラスミドのT−DNAを囲むそれらの配列 を命名するために、略号“L B” (左側ボーダー)及び“RB″ (右側ボ ーダー)が使用される。
“植物”又は“植物細胞”は種子の形成によって再生産可能な植物タイプに関し 、そしてこれらの語は、植物それ自体、植物の細胞、植物細胞由来の原形質体、 他の植物由来細胞、例えば組織培養細胞、腫瘍細胞、カルス及び種子、並びにこ れらの子孫を包含する。子孫は数世代にわたって培養された場合自然的な又は意 図的な変化を経験することがあるものと理解され、そしてこのように変化した子 孫は、それらが言及される植物細胞又は植物に由来する限りにおいて包含される ことが意図される。
“作用可能に連結された”とは、その機能が維持される態様で並置されている配 列を意味する。従って、コード配列に“作用可能に連結された”プロモーターは 、この配列の転写及び翻訳を行うことができるプロモーターの配置を意味する。
同様に、コード配列に“作用可能に連結された”ポリアゾニレ−ジョンシグナル は、コード配列からの蛋白質の生産を可能にするこのシグナルの配置を意味する 。
B、一般的記絞叉艷殖iνU腹課 この発明の形質転換技法は、一般的用途の交換可能な一セットのベクター中での 遺伝子配列の容易な操作を許容するベクター造成物の系を用いる。
B、1. 中間体キャリヤーベクター 根本のベクターは、任意の所望のポリペプチドコード配列の便利な挿入を許容す るように設計された中間体キャリヤーベクターである。
このベクターは、センス鎖において5’−3’の順序で次のものを包含する“カ セット”DNA配列を含んで成る:(a) 第1のカセット−ユニーク制限部位 ;(b) 植物細胞中で正常に作用可能な(5’−3’に向けられた)プロモー ター配列; (C) ポリリンカー; (dl 植物細胞中で作用可能な(5’−3’に向けられた)ポリアゾニレ−ジ ョンシグナル;及ヒ (e) 第2のカセット−ユニーク制限部位。
ポリリンカーの存在がコード領域に関する容易な操作を可能にし、“成熟”蛋白 質をコードするAT、Gで始まる配列、。
又はプロモーターと共に作用可能に含まれる部分コード配列とリーディングフレ ームが整合する配列の挿入が可能となる。
このようなコード配列の挿入の後、このベクターは、植物細胞中に形質転換され た場合にコード配列を発現することができる発現キャリヤーベクターとなる。広 範囲の種類のコード配列、例えばAPI(−,1及びAPII−It (これは 、細菌細胞のほかに酵母、植物及び哺乳動物に毒性を有するアミノグリコシド抗 生物質G418又はカナマイシンに対する耐性を付与する蛋白質をコードする) ;β−インターフェロン(これは実際に、ウィルスの感染に対して植物及び哺乳 動物を保護することができる) (Orchansky 、 P、等、Proc 、Natl、Acad、Sci、 (LISA)(1,982)Lぜ:2278 ) ; B t −トキシン(植物組織のための内部農薬として機能する);及 びCAT (クロラムフェニコールのアセチル化修飾を触媒する)を含有するプ ラスミド。このリストはすべてでは全くなく、そしてそれ自体のATG開始コド ンを備えることができそして適当な制限部位により囲まれた任意のコード配列を 使用することができる。さらに、プロモーター配列を含有する中間体ベクターが さらに該プロモーターと作用可能に連結されたATG開始シグナルを含むコドン を含有する場合、このATGコドンとリーディングフレームを合わせて置(こと ができる任意の配列が融合蛋白質として発現され得る。例えば、β−ガラクトシ ダーゼコード配列の一部分がこのように連結されている。従って、多くの目的遺 伝子配列のためのキャリヤー発現ベクターの立派な装いを中間体キャリヤーベク ターから造成することができる。
B、2. 直t ) 1換のための キャリヤーベクター中間体キャリヤーベク ター−・のコード配列の挿入から生ずる最初の単一カセットキャリヤー発現ベク ターは、それらの中に含有される複数の発現カセットが交換可能であり、そして それらの組合わせが2個、3個又は任意の所望の個数のカセットを有するキャリ ヤー発現ベクターを形成するために使用され得ることを特徴とすることができる 。従って、例えば、目的遺伝子配列のためのカセットのみならず、好結果に形質 転換された細胞の選択を可能にする選択可能なマーカーの発現のためのカセット をも含有するベクターを造成することが可能である。
発現キャリヤーベクターの必須部分は1又は複数の発現カセットを含んで成り、 そのそれぞれは植物細胞中で正常に作用可能なプロモーター及び植物細胞中で作 用可能なポリアゾニレ−ジョンシグナルの両者に作用可能に連結された目的コー ド配列を含有する。好ましい具体例において、少なくとも1個の目的コード配列 が形質転換された植物細胞の選択を可能にする表現型特性をもたらす蛋白質−・ すなわち優性選択マーカーをコードする。さらに、単一発現力セントベクター中 の発現カセットの一端、及び複数カセットベクター中の一連の複数のカセットの 末端又は、2個のカセットの連結部にカセット・ユニーク制限部位が位置し、そ してこの場合にはその位置の特定の発現カセットに対してのみならず、全系列又 は“DNA配列カセット”に対してもユニー°りである具体例も好ましい。発現 キャリヤーベクターが受容体に追加の発現カセットを供給するための供与体ベク ターとして使用されるべき場合、発現カセットの他端に第2のカセットユニーク 制限部位が存在するのが一層好ましい。
1個より多くの発現カセットを含有する発現キャリヤーベクターの造成の好まし い方法においては、2個の発現カセットベクターが使用され、一方は単に発現力 セントを提供しく供与体)、そして他方はベクター配列と共に自らの発現力セン トを提供する(受容体)。この方法においては、受容体ベクターが、その発現力 セントの末端のカセットユニーク部位において切断する1つの制限酵素により開 裂され;供与体プラスミドを2種類の制限酵素(発現カセットの両端における各 カセットユニーク制限部位のためのもの)により処理することによって供与体発 現カセットが切り出される。次に切り出された発現カセ・ノド及び受容体プラス ミドが、生ずる複数発現カセットベクターを得るための標準的条件を用いて連結 される。
複数のカセット−ユニーク制限部位が、それらが適合性の(compatibl e)接着末端をもたらすように選択されれば(例えば、Xhol及び5ail) 、挿入された発現カセ7)は2つの方向のいずれかに方向ずけられることができ 、そして再構成されたカセット−ユニーク制限部位の位置は、いずれの方向付け が生じたかに依存するであろう。例えば、下記の例において、複数の発現カセッ トが、それぞれ5′及び3′端においてXhoI及び5ail制限部位により連 結される。受容体ベクターが5alIで処理され5ail接着末端を有する線状 DNAが生成する。切り出された供与体発現カセットはXhol及び5ail接 着末端を担持する。これらの状況下で、発現カセットが、6NA配列が受容体と 同一の方向にあるように方向付けられれば、5ail部位は生ずるDNA配列2 重カセットの末端に再構成され;逆の方向に方向付けられれば、カセット−ユニ ーク5ail部位は2個の発現カセットの間に位置するであろう。両方向付けが 機能的であり、そして両方共、この2重発現カセットベクターが追加の発現カセ ットの挿入のための受容体として機能することを許容するのに適当なカセットユ ニーク制限部位をもたらすであろう。
要約すれば、中間体キャリヤーベクターが造成され、そしてこの発明の部分であ る。このものは、センス鎖の5′から3′の方向に読んで、第1制限部位、植物 中で正常に作用可能なプロモーター、ポリリンカー、植物中で作用可能なポリア ゾニレ−ジョンシグナル、及び第2制限部位を有する。このポリリンカーが目的 コード配列の便利な挿入を可能にし、2個の制限部位により単一カセットがその 中に結合している単一カセット発現キャリヤーベクターを生成せしめる。これら の2個の制限部位において開裂された1つのそのようなベクタ・−の発現カセッ トを切り出し、そして受容体ベクターの制限部位の1個のみを用いてそれを他方 に挿入するとい・う、任意の所望の回数反復することができる方法により、多カ セット発現キャリヤーベクターを造成することができる。特に好ましい具体例に おいては、この方法は、2個の発現カセ・ノドの連結の後に部位の内の1つが再 構成されないような制限部位の組み合わせを用いることにより、一層効率的に行 われる。
適切な条件下での植物組織への直接形質転換のために適当なすぐ上に記載した発 現キャリヤーベクターの残りのベクタ・−断片部分の性質は、他の形質転換技法 のために必要とされるそれよりも臨界的ではない。すなわち、これらは、感染細 菌の介在を用いる形質転換のために必要とされるであろう配列を含有することを 必要としない。すなわち、これらのベクターは、A、チュメファシエンスからの T−DNAポーダ・−配列を含有し7ていても含有していなくてもよく、そして それらの復製開始点は狭又は広宿主域のいずれに適合してもよい。
言い換えれば、下記の8.33項に記載されるアグロバクテリウム−依存性キャ リヤー発現ベクターは、直接形質転換における゛通常の”発現キャリヤーベクタ ーとして使用され得る。
下記の例示項のすべてが直接形質転換に適当な発現キャリヤーベクターを記載す る。00項において造成されるベクターの例は、直接形質転換及びアグロバクテ リウム−介在形質転換の両者に適当なベクターを記載する。
B63. アグロへ優」」訣二子作m狽寥J炒ど(旬2用−蕉衾叉凸」ヨ!二さ 久久二 上記の発現キャリヤーベクターは、これらが細菌により介在される植物細胞形質 転換における使用に適合するように、それらのベクターセグメントにおいて変形 することができる。
A。チュメファシエンスが怒染剤として使用されるべき場合、変形されたベクタ ーは、発現カセット又はそれらの列の末端の近位に配置された少なくとも1個の A、チーエメファシエンスがT−DNAボーダー配列を有するであろう。好まし くは、発現カセット又はその列は1対のそのようなボーダー配列により囲まれて いる。ベクターが例えばE、コリ中で造成されることを許容しながら、ベクター がA、チュメファシエンス宿主中で複製することを可能にするために、ベクター セグメントは広宿主域細菌性複製開始点を含有する。これらの変形は発現キャリ ヤーベクターが植物細胞を直接形質転換する能力を害さないが、これらは中間体 細菌のオフィスを用いながら形質転換を許容することを必要とする。
変形されたベクターの造成において、好ましい重要なベクターは、A9チュメフ ァシエンスと関連する右側ボーダー(RB)及び左側ボーダー(LB)に囲まれ た、植物中で正常に使用可能なプロモーター及び植物中で作用可能なポリアゾニ レ−ジョン配列の両者に作用可能に連結された目的コード配列(好ましくは優性 選択マーカーをコードする)を含有する発現カセットを含んで成る。カセットユ ニーク制限部位はボーダー配列の1つと発現力セントの末端との間に配置される 。ベクターセグメントは広宿主域細菌性複製開始点を含有する。
この基本的な発現キャリヤーアグロバクテリウム−適合ベクターは、pcMc9 1により下に例示される。pc11c91においては、コード配列G418及び カナマイシンに対する耐性を付与する優性選択マーカー、変形されたAPI−n をコードする。基本造成物の誘導体は追加の発現力セント含有し、これらの誘導 体は形質転換された植物細胞中で任意の目的外来性遺伝子のコード配列を発現せ しめるのに有用であり、そしてさらにもとのカセットの選択可能なマーカーの特 徴をなお維持している。これらの発現力セントはB、20項においてすでに記載 したベクターから便利に誘導することができる。これらは、カセットのいずれか の末端の2個のカセット−ユニーク制限部位の使用、及び受容体ベクター中のボ ーダー配列はAPI−I[カセットの末端との間のカセット−ユニーク制限部位 におけるカッ七トの連結により切り出される。
この発明のすべての発現キャリヤーベクターが植物細胞を直接形質転換するため に使用され得る。この方法においては、細菌感染は使用されない。そうではなく 、植物細胞は適切な条件下で裸のDNAにより、すなわち該当するベクターの懸 濁液により、直接処理される。現在、この形質転換を行う1つの実施可能を方法 は、例えばポリエチレングリコール(PEG)のごとき適当な促進剤の存在下で 植物細胞原形質体をプラスミドDNAと共に懸濁することである。この技法は下 記のH0項において非常に詳細に記載される。ま泪こ使用されている他の方法は 個々の植物細胞への微量注射を用しする。この方法は一層退屈であるが原形質体 の調製を必要としない。いずれにしても、この発明のベクターは実施可能な直接 形質転換技法のために適当であり、そしてこの発明は前記の特定の方法における それらの使用に限定されないことを理解すべきである。
B、4.b、夷皿九夜展覧翫換 B、30項に記載されるベクターは、植物宿主の細菌介在形質転換において使用 するのに適する。このような方法の2つの変法が一般に使用される。両者は、同 一の初期段階−・ビルレンスコード領域を担持するTiプラスミドを有する適当 な細菌宿主の形質転換−を共有する。細菌細胞は、今や発現キャリヤーベクター 及びビルレンス含有プラスミドの両者を含有し、組織改善において植物細胞と共 に、好ましくは原形質体と共に同時培養され、あるいは傷つけられた植物組織に 直接注射される。代替可能なこれらは後で一層詳細に記載される。
いずれの方法が使用されるにしても、感染するか又は同時培養されるアグロバク テリウムは、発現キャリヤーベクター、及び腫瘍誘発プラスミドと通常関連する ビルレンス領域を担持するプラスミドの両者を含有するであろう。生ずる形質転 換された細胞が腫瘍性になるのを防止するため、そのT−DNA領域に通常担持 されている腫瘍誘発機能を欠(プラスミド上にビルレンス領域が存在することが 好ましい。このような無力化されたビルレンス領域を含有するプラスミドは後で 例において詳細に記載するように宿主細菌細胞中にすでに存在し、あるいは、お そらく便利ではないが、腫瘍誘発プラスミドを欠く細菌宿主がキャリヤー発現プ ラスミド及び無力化されたピルレンスコードベクターの両者により同時に又は逐 次に形質転換される。好ましい態様においては、無力化されたTiプラスミドを すでに含有するA、チュメフ1シェンス宿主が発現キャリヤー・ベクターのため の受容体として使用される。
要約すれば、形質転換の4つの例示的方法は次の通りである。
(1) キャリヤー発現ベクターを植物細胞原形質体と共に直接形質転換を可能 にする適当な条件下で懸濁せしめる。
(2)微量注射。
方法(1)又は(2)が使用される場合、レプリコンが狭宿主域のものであるか 広宿主域のものであるか、及びボーダー配列が存在するか否かは重要でない。B 、2.及びB、3゜の両者のベクターを使用することができる。
(3)キャリヤー発現ベクターをまず無力化Tiベクターを含有するアグロバク テリウム中に形質転換又は接合せしめ、そして次にこのアグロバクテリウムをM i織培養において植物原形質体と共に同時培養する。
(4) キャリヤー発現ベクターをまず上記のようにしてアグロバクテリウムに 形質転換し、そしてこのアグロバクテリウムを傷つけられた植物組織に直接適用 する。
方法(3)及び(4)は、B、3.0ベクターについてのみ適当である。
C,ベクターの造成に使 される 法 所望のコード配列及び制御配列を含有する適当なベクターの造成は、当業界にお いてよく理解されている標準的連結及び制限技法を用いる。単離されたプラスミ ド、DNA配列、又は合成されたオリゴヌクレオチドが開裂され、仕立てられ、 そして所望の形に再連結される。
当業者において一般に理解されている条件(その具体的事項はこれらの商業的に 入手可能な制限酵素の製造者により定特さている)下で適当な制限酵素(1又は 複数)で処理することにより部位特異的DNA開裂が行われる。例えば、ニュー イングランドビオラプスの製品カタログを参照のこと。一般に、約1μgのプラ スミド又はDNA配列が1ユニツトの酵素により約20μEの緩衝液中で開裂さ れ;この明細書の例においては、DNA基質の完全な消化を保証するために過剰 の制限酵素が使用される。場合によっては部分消化が挙げられる。約37℃での 約1〜2時間のインキュベーションが実施できるが、変更することも可能である 。各インキュベーションの後、フェノール/クロロホルムによる抽出によって蛋 白質が除去され;この段階に続いてエーテル抽出を行うことができ、そしてエタ ノールを用いる沈澱により水性画分から核酸が回収され、次にセファデックスG −50スピンカラムに通される。所望により、標準的方法を用いるポリアクリル アミドゲル又はアガロースゲル電気泳動により、開裂された断片のサイズ分離を 行うことができる。サイズ分離の一般的記載はMethods in Enzy mology (1980)65 : 499−560中に見される。
制限開裂された断片は、50mM Tris(pH7,6) 、50mMNaC 1、6mM l’1gc1z、6mMDTT及び0.1 mM dNTP中、2 0〜25℃にて、約15〜20分間のインキュベーション時間を用いて、4種類 のヌクレオチドトリホスフェート(dNTP)の存在下でE。
コリDNAポリメラーゼの大断片(Klenow)で処理することにより、平滑 末端化することができる。このKleno−断片は、5′接着末端をフィル−イ ンするが、4種類のdNTPが存在する場合でさえ3′接着末端をチューバック する。所望により、1種のdNTPのみ、又は接着末端の性質により指示される 限界内で選択された複数のdNTPを補給することにより、選択的修復を行うこ とができる。Klenowで処理した後、混合物をフェノール/クロロホルムで 抽出し、そしてエタノール沈澱を行い、次にセファデックスG−50スピンカラ ムに通す、S1ヌクレアーゼによる適当な条件下での処理が単鎖部分の加水分解 をもたらす。
合成オリゴヌクレオチドは、Ma+1eucci等、J、An、Chem、So c。
(1981) 103 : 3185−3191のトリエステル法により調製さ れる。
アニーリングに先立つ、又はラベル化のための単鎖のキナーゼ処理は、過剰の、 例えば1 n moleの基質に対して約10ユニツトのポリヌクレオチドキナ ーゼを用いて、50mM Tits(pH7,6) 、10mM MgCLz、 5mMジチオスレイトール、1〜2o+M ATP % 1.7pmole T  32P ATP(2,9mci/m mole) 、0.151Mスペルミジ ン、0.1. ra?1BDTAの存在下で達成される。 連結は次の標準的条 件及び温度のもとで15〜301容積において行われる: 20mM Tris −HCI(pH7,5) 、10n+M MgC1z、及び10mM DTT、  33 II g/mA BSA 、 10mM〜50mM NaC1;及び4 0 p M ATP、 0.01〜0.02(Wefss)ユニットのT4DN Aリガーゼ、0℃(“接着末端”連結のため);又は1 n+M ATP、0、 3〜0.6 (Weiss)ユニットのT4DNAリガーゼ、14℃(“平滑末 端”連結のため)。分子間“接着末端”連結は通常33〜100 p g /  mlの合計D N A濃度(5〜1100n合計末端濃度)において実施される 。分子間平滑末端(通常10〜30倍過剰のリンカ−を用いる)は1μM合計末 端濃度において行われる。
“ベクター断片”を用いるベクターの造成において、5′リン酸を除去しそして ベクターの再連結を防止するため、ベクター断片は一般に細菌アルカリホスファ ターゼ(BAP)により処理される。BAP消化はpH8において約150mM  Tris中で、Na”及びM g−2の存在下にて、ベクターμg当り約1ユ ニツトのBAPを用いて60℃にて約1時間行われる。
核酸断片を回収するため、調製物をフェノール/クロロホルムで抽出し、そして エタノール沈澱せしめ、そしてセファデックスG−50スピンカラムに適用する ことにより脱塩する。
別法として、不所望の断片の追加の制限処理により2重消化されたベクターにお いて再連結を防止することができる。
下記の造成において、プラスミド造成のための正しい連結が、E、コリーゼネテ インクストソクセンター(Genetic StockCenter) −2C GSC” 6135から得られるE、コリ1294株(Talmadge、 K 、等、Gene(1980)12 : 235 ; Meselson、M、等 、N!勲憇(1968) 217 : 1llo) 、又は他の適当な宿主を連 結混合物で処理することにより確認される。好結果の形質転換体が、当業界にお いて理解されているように、アンピシリン、テトラサイタリンもしくは他の抗生 物質耐性により、又はプラスミド造成の態様に依存して他のマーカーを使用する ことにより選択される。次に、可能な場合にはクロラムフェニコール増幅(C] ei+ell、D、B、、 J、Bacterjol、(1,972)韮667  )の後、形質転換体からのプラスミドが、Clewe11.、D、B、等、P roc、Natl、Acad、sci、(1969)62 :1159の方法に 従って調整され、そして制限処理により分析され、そして/又はSanger、  F、等、ジブトキシ法により、又はMaxa+w等、Methods in  Enzymology(1980)65 : 499の方法により、配列決定さ れる。
次の例は、適当な中間体キャリヤーベクター、単−及び2重カセット発現キャリ ヤーベクター、並びに前記されている形質転換技法のために適当なそれらの細菌 適合誘導体を例示する。これらのベクターにおいて、pTiT37のツバリン合 成酵素(NO3)ブロモ−・ター・がこの遺伝子のポリアゾニレ−・−ジョンシ グナルと共に使用される。言うまでもなく、植物細胞中で正常に作用可能な他の プロモータ配列を、植物中で作用可能な他のポリアゾニレ−ジョンシグナルと同 様、使用することができる。適当な他のプロモーターには、アルコールデヒドロ ゲナーゼ−1又はアルコールデヒドロゲナーゼ−2のためのトウモロコシプロモ ーター(Geriach、W、L、等、匡匹8Nat1.Acad、Sci、  (tlsA) (1982)79 : 2981) 、カリフラワーモザイクウ ィルスプロモーター(Daubert、 S、等、u皿u用(1982)122  : 444 ) 、及びリブロースビホスフエートカルポキシラーゼの小サブ ユニットと関連する小麦プロモーター (Broglie。
R7等、Biotechnology(1983)上:55〕が包含される。前 記のものは当業界において容易に入手可能であるが、しかし言うまでもなく、他 の適当なプロモーターを使用することができる。現在入手可能な他のポリアゾニ レ−ジョンシグナルには、上記の遺伝子のいずれかに見出されるもの、又は5c huler等(Schuler、 M、S、等、Nucleic Ac1d R es、(1982) 10 : 8225)が含まれる。下記の挿入されるコー ド配列もまた限定的ではない。任意の適当なコード配列が、成熟蛋白質をもたら すようにATG開始コドンと共に、又はNO3配列の部分とリーディングフレー ムを合わせて、置換され得るであろう。
中間体キャリヤーベクターpcMc60の造成が第1図に要約される。このプラ スミドは、A。チュメファシエンスTiプラスミドpTiT37 (Bevan 、M、等、Nucleic Ac1d Res、(1983) 11 :369  ; Depicker、A、等、J、Mo1.A pl、 Genet (1 982)土:56]、3)のT−DNA領域中の3.2キロベース(k b)  HindlI[−23DNAに由来するツバリン合成酵素(NO3)を操作する ことによって造成される。pTiT37から得られた、完全なNO3遺伝子を含 有する旧ndII[23断片を、pBR325(Bolivar。
F、等、Gene (1978) j: 121 :lの旧ndl[I部位にク ローン化することにより出発プラスミドpcMc1 (8,9k b)を得た。
pCMC1は、NOSプロモーター、ポリアゾニレ−ジョンシグナル、及び細菌 適合プラスミド誘導体においては“右側”T−DNAボーダー配列の入手源とし て役立った。
pcMc60の造成は第1図及び下記に示す多数の中間体プラスミドを用いる。
これらは、その3′末端に旧ndII[部位を含むように変形されたN OSブ ロモ−クーをもたらすpcMc30、その5′末端にXholを含むように変形 されたNOSプロモーターをもたらすpCM39 、並びにポリリンカー、ポリ アゾニレ−ジョンシグナル及び細菌宿主レプリコンをもたらすpCMC49であ る。
D、11匹匹並 pcMc30は、3′末端にHind II[部位を含有するように変形された NOSプロモーターを含有するように造成された。この変形を行うためにMes sing+J、…江り且竺社吐Ln丘竺旦り匹Macromolecules  : Recon binant DNA(1981)、A、Wiseton Q 、エルゼビル、アムステルダム、143−153頁に概説されているのと本質上 同じプライマー修復反応を用いた。これは次のようにして行った。pCMC1を 5au3AIで消化してNOSプロモーターを含有する346 bp断片を切り 出した。この断片を単離し、そして単鎖M13バクテリオファージ11p l  ORF (Messing、J。
Gene (1982) 19 : 269 )のBamHI部位にクローン化 して7.57kbバタテリオフア一ジmcMc10生成せしめ、この構成を、S st■及び)lindI[Iで消化して予想される260bp断片を放出せしめ ることにより確認した。
5au3A I挿入部の配列がNOSプロモーターを含有することが確認され、 そしてこのプロモーターの3′末端を囲む配列がジブトキシ配列決定法により、 Depicker、 A、等、J、Mol。
紅且匹enet、 (1982)Vol I 、566頁に開示されているよう に予想される配列と一致することが確認された。このプロモータ7の3′末端を 、A、 T Gコドンの最初のA及び14個の上流のヌクレオチドを含むように この断片を補充する合成オリゴヌクレオチド5 ’ −pTTGCAGATTA TTTGG−Of(3’とのアニールよりプライマー修復反応を用いて変形した 。プライマー修復においては、50重gの単鎖mcMc10DNAをHaeI[ [で消化し、そして597bp断片を単離した。1重gの単離された断片を15 マー(前記)とアニールせしめ、そして標準的条件下dNTPの存在下で74D NAポリマーラーゼエを用いて延長した。3′末端の残りの単鎖領域をアニール されたプライマーの5′末端まで同時に分解した。従って、生じたプライマー修 復された2本鎖断片は、NOSコード配列の位置1のATGコドンのAの後の3 ′末端で終る。この2本鎖断片をEcoRIで消化し、そして320 bpEc oRI /平滑DNA断片を精製し、そしてpUc13 (ポリリンカーを含有 する自由に入手できるpBR322誘導体; Messing、 Jo等、Ge ne (1982) 19:269を参照のこと〕に、次のようにしてクローン 化した。
pUc13 (10p g)を旧ndI[Iで消化し、そして次にdNTPの存 在下でDNAポリメラーゼI (Klenow断片)で消化し、そして次にEc oRIで消化した。ベクター断片を上記の320bpEcoRT /平滑プロモ ーター断片と連結し、そして連結混合物をE、コリMM294に形質転換した。
好結果の形質転換体をA mp”により選択し、そして必要なプラスミドpcM c30を5stII /Hind mで制限分析することにより確認して予想さ れる188bpDNA断片を得た。
正しい造成物はさらにジデオキシ配列決定により、挿入部と puc 13との 連結部に再形成された旧ndll1部位を含有することが確認された。このプラ スミドはされにプロモーター配列に対して5′にEcoRI 、 Sst I  、及びSmaI/XmaT部位を備える。従って、pcMc30は便利なEco RI 、 Sst i s又はS m T (Xma I ) /H4ndn[ カセットとしてNOSプロモーターを提供する。
D・2・ R鼎暮ニー pCMC39は他の中間体グラスミドであり、これは5′末端においでXhoi 部位を含有するように変形されたNOSプロモーターを含有する。XhoT部位 をpBWi 4 (4375bp)から切り出した。pBWi4は、pBR32 2のKlenol、I修復された旧ndllN消化物4、::、Xhol含有、 tクタEクレ:tチi’ (5’−CCT(、GAGG−3’)が連結されたp BR322の誘導体である。pBWi4をXbolで消化し、dNTPの存在下 でDNAポリメラーゼI (Klenow断片)で消化し、そして次にEeoR Iで処理した。約4obpのEcoRI /XhoT(平滑)断片を単離し、そ して2段階連結においてpCMC29のS ma I / EcoRIで消化物 に連結した。pCMC29は、pCMClをSau 3A Iで消化しそしてp uc13のBan部位に挿入することによりpcMllから最初に得られた未変 形のNOSプロモーターを含有する。連結混合物を用いてE、コリMM 294 を形質転換し、そしてAl11pl′コロニーを選択した。好結果の形質転換体 を目的とする3、 1 kbプラスミドについて選択し、pCMC39と命名し た。
従って、pCMC39は、第1図に示すようにすぐ上流にXhoI部位を含有す るように5′末端において変形されたNOSプロモーターを含有する。この構成 は制限分析により確認された。
D。3゜ がアル柊 pCMC49は中間体プラスミドpcl’1c20を介して、NOSポリアゾニ レ−ジョンシグナル及びポリリンカーセグメントを含有するように造成され、今 度はpcMc20は、発現プラスミドのためのポリリンカー源として使用される rsai03と組合わされた、該当配列の源とし、てのpcMllの消化物を用 いて造成された。
pCMC1を5au3A Xで消化し、そしてNO3遺伝子からのポリアゾニレ −ジョンシグナルを含有する5bp断片を単離した。
単離された断片を、BamH1消化されたpuc8 (自由に入手できるpBR 322の誘導体であって便利な造成のためのポリリンカーを含有する; Mes sing、J、等(前掲)を参照のこと〕と連結し、そして連結混合物をE、コ リNN 294に形質転換した。好結果の(A、mpR)形質転換体を予想され る3、0kbプラスミドについてスクリーニングし、そして造成物を制限分析に よって確認した。pcMc20はポリリンカーシグナルに対して5′にユニーク 5stl及びSmal (Xmal)を、そして該シグナルに対して3′にSa t I 、 Pst T 、、Haen、旧ndlll及びBs5H]’I部位 を含有する。
pCMC49を与えるため、pcMc20をXmalで消化し、Kleno−断 片及び4種類のdNTPにより平滑末端化し、そして次に5ailにより消化し た。 260bpの目的とするターミネータ−シグナル断片を精製し、そしてB amHI (Klenow修復)/5alI消化rsa103精製ベクター+ポ リリンカー断片に連結し、そして連結混合物をE、コリMM294に形質転換し た。Amp”形質転換体を選択し、そして目的プラスミドpCMC49について スクリーニングした。このpCMC49は、旧ndI[[、Xhal、Bglm 、Pstl 、BamHT及びXmaI/ (Smal)部位を含有する5′ポ リリンカーと3’5a11部位とに囲まれたシグナル断片、並びにrsa103 からの複製開始点を含有する。(rsa103は、BR322の誘導体であって 、この誘導体においては(i)Vχ(5eed、B、、Nucleic Ac1 d Res、 (1983)旦二2427)がらの小HindI[I −Bam HI断片をpBR322の大胆nd III −BamHI断片中に挿入するこ とによって、旧ndlII、XbaISBglII、Pst I 、Bam)l  I、及び5allを含有するポリリンカーがテトラサイクリン耐性領域中の6 21bp Hind m / S al Iベクター断片の代りに置き換えられ ており、そして(ii )複製開始点を含有するバクテリオファージM13RF からの514bp Rsa I DNA断片が旧ndlIIリンカ−と適合され 、旧ndlIIにより切断されそしてHindlI[部位に挿入されている。r sa103においては、M13RF複製開始点はpBR322部分のbla遺伝 子と同じ方向に向けられている。)D、4.且CMC60の完成 pCMC39からの3′が変形されておらず5′にXhoが補充されているNO Sプロモーターと、pCMC49からのポリリンカー−シグナル配列及びrsa 103ベクター断片を連結してpCMC59、すなわちpcMc60の調製にお ける後から2番目のプラスミドを得る。これはまた(変形された)中間体キャリ ヤーベクターである。これを行うため、pCMC39をEcoRI及び旧ndl lIで消化し・、消化物をEcoRI / Hind m消化されたpCMC4 9に連結し、そして連結混合物を用いてE、コリMM 294を形質転換した。
AmpHコロニーを、ユニークEcoRI及び旧ndI[[部位並びに他の予想 される制限部位を含有する4、48kbプラスミドの存在についてスクリーニン グした。
選択されたプラスミドpCMC59は、幾つかの5′制限部位に先行され3′が 変形されていないNOSプロモーターを含有し、このプロモーターはポリリンカ ー及びポリアゾニレ−ジョンシグナルより上流にあり、このシグナルの3′末端 に続き追加の制限部位及びrsaLO3のベクター断片が存在し、この断片はA mp”遺伝子及びレプリコンを含有する。pCMC59は別の形の中間体キャリ ヤーベクターであり、目的コード配列の挿入を許容し、この配列が適切なリーデ ィングフレーム内に挿入されればNO3配列の最初の約15アミノ酸との融合蛋 白質をもたらす。 変形されたプロモーターによって与えられる旧ndn[の前 に成熟蛋白質のためのコード配列を挿入することを許容する一層便利な中間体キ ャリヤーベクターpcMc60を、pCMC59及びpcMc30を用いて造成 した。3′が変形されたNOSプロモーターを含有するpchc3oを5stI 及び旧ndI[[で消化し7、そして1ssbpプロモ一ター含有断片を単離し た。
pCMC59もSst及び旧ndIIIで消化し、そしてベクター断片を精製し た。これら2種類の精製された断片の連結混合物をE6コリMM 294に形質 転換し、そして100μg、/mlのアンピシリン及び40μg / m pの X−galを含有する培地上で、白色の篩p7コロニーについて選択した。(不 所望のpcI’1c30形質転換のためにAmp″であるコロニー青色である;  pcMc30はMM294中でβ−ガラクトシダーゼの抑制をもたらすlac オペレーシーーを含有し、従ってもし存在すればX−galプレーシーのコロニ ーに青色を与える。)白色Ampl′コロニーを、目的造成物pcl’1c60 を含有する形質転換体についてスクリーニングした。
従って、pcMc60はrsa103からの狭宿主域細菌宿主ベクターセグメン ト及び遺伝子制限配列カセットを含有し、このカセットは、5′から3′の方向 に、カセット−ユニーク制限部位(特にXho1部位)、Tiプラスミドのツバ リン合成酵素遺伝子中のATG開始コドンであるかもし、れないものにすぐ先行 するHind III部位を含有するようにその3′において変形されているN OSプロモーター、ポリリカーセグメント、及びNO3遺伝子由来のポリアゾニ レ−ジョンシグナル、そして最後にこれに続く第2のカセット−ユニーク制限部 位Sal■を含有する。
E。単一カセット発現キャリヤーベクター・の造成制御配列及び複製配列のため の中間体キャリヤーベクターとしてpcMc60を用いて、次のようにして、単 一カセット発現ベクターを造成した。
pcMc70は、トランスポゾンTn60]、 (Tn903としても知られて いる) C3hsrp、P、A、等1.1.Mo1. Bio I (1973 )75 : 235 ; Oka。
A、等、J、Mo1.Biol、 (i981)L47 : 217 )由来の 、アミノグリコシダーゼホスホトランスフェラーゼをコードする、切断されそし て変形されたAPI−、i蛋白質(ここでmtAPH−Iと称する)のためのコ ード配列を含有する。この配列によりコードされる蛋白質は抗生物質G 418 又は方丈マイシンに対する耐性を付与することができる。
pcMc71ば、トランスポゾンTn 5 (Jorgensen、 R,A、 等、 Mol。
Gen、Genet、 (1979)177 : 65)上にコ・−ドされてい る、同様の抗生物質耐性を付与する酵素APR−,Hのためのコード配列を含有 する。
さらに次のものが造成された: pcMc102 (挿入配列がβ−インターフェロンをコードする)。
pcMc103 (挿入部が、クロラムフェニコールに対する耐性を付与するク ロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)をコードする〕。
pcMc121 (ある種の昆虫の幼虫に対して致命的な、バシルス・チュリン ジェンシス(Bacillus thuringiensis)からのエンドト キシンであるBt−1−キシンをコードする〕。
次の記載は、いうまでもなく単なる例示として意図される。
以下の項は、種々のコード配列源及びそれらのpchc6oへの挿入を記載する 。
E。1゜匹剋副 pDG144は切断され変形されたAPR−1蛋白質(mtAPH−f )のた めの変形されたコード配列を含有する。この配列は、プロリン(93)をコード するCCCコドンをやはりプロリンをコードするOCTに転換することによって アミノ酸93/94のコドンにおけるXis(Ams I )部位を破壊するこ とにより、及びリジンをコードするコドンA、 A Cをやはりリジンをコード するAAAに転換することによってアミノ酸175/176のHindI[I認 識部位を破壊することにより変形されている。さらに、ATG開始コドンのすぐ 前の野性タイプ配列をGGTGTTからAAGCTTに変え、アミノ酸2〜10 のコドンを除去しそしてATG開始コドンをアミノ酸11のコドンと融合せしめ ることによって、N−末端配列が切除されそして旧ndI[I認識部位のすぐ下 流に置かれている。従って、HindII[認識部位に直接先行されるN−末端 配列は、今やAAGCTTATGTCGAGGである。
pDG144を旧ndIII及びPvuI[で消化して、mtAPH−Iの3′ 非翻訳配列中で終る1、21kb断片を切り出し、そして接着末端連結条件及び 次に平滑末端連結条件のもとでの2相連結において、旧ndII[及びSmaI 消化されたpcMc60と連結した。次に、連結混合物を用いてE、コリ財29 4を形質転換し、AmpRコロニーを選択し、そして目的の5.6kb組換プラ スミドpcMc70の存在についてスクリーニングした。制限分析により正しい 配列が確認された。
E、2、a、pcMc71 APR−IIをコードするpc?Ic71を同様にして造成した。APR−II 遺伝子は、カナマイシン耐性を付与するプラスミドであるpAMI [de F rammond、A等、Biotechnolo 2(1983)土: 262 −269 )をBglI[及びSmaIで消化して、目的のAPI−IIコード 配列及び翻訳開始コドンに先行する追加の36bpを含む1.0kbDNA断片 を得ることにより得た。pc?Ic60中のポリリンカー配列はBgln及びS maI認識部位を、生ずるAPI−II断片を許容しそして発現せしめるために 正しい方向に含有し、そしてそれ由にこの断片をpcMc60のBgl II  /Sma I消化物に連結し、そして混合物をBamHIで消化して不所望の断 片を不活性化し、そしてE、コリMM 294を形質転換するために用いた。A  mp”及びクロラムフェニコール感受性コロニーを、5.35kbプラスミド の存在についてスクリーニングした。pcMc71は制限分析により分析され、 そしてSma1部位を喪失していることが示され;構造の残りの部分は予想通り であった。
E、2.b、pCMC72の造成 第5図に記載するようにしてpcMc71がらpCMC72を造成した。
コノa成ハAPH−II mRNAの5′−非コード領域中のフレーム外ATG コドンを除去し、そしてそれ由にpcMc71に比べて上昇したレベルのAP) l−n蛋白質生産をもたらす。
pcMc71をPs口により部分消化して、APR−IIコード領域内の、アミ ノ末端ATCから177bpに位置するPstI部位を開いた。次に、このプラ スミドをBgllTで完全消化し、そしてN−末端コード配列及び5′非翻訳領 域を含有する207bpのBgllI/Pstl断片、並びにほとんど完全な長 さのベクター断片(この207bp断片を欠いている)の両者を単離した。次に 207bp断片を5au3A Iで消化した。これは、8glll末端がらの追 加の24ヌクレオチドを除去したが、Bglff接着末端と適合性の4個のヌク レオチド接着末端(GATC)を残した。次に、生ずる5au3A I /Ps t l断片をpcMc71の単離されたBglII/Pstlベクター断片と連 結し、そしてE、コリに形質転換してAmpRにした。正しいプラスミドpCM C72を制限分析により確認した。
90月C72はpcMc71と同じであるが、但し、APR−、IIの5′末端 においてフレーム外A T Gコドン及び細菌性リボゾーム結合部位を除去する 24bpの欠失を有する。
E、39匹迎卸、L pcMc102は、キャリヤー・カセットの構成成分と作用可能に連結したβ− インターフェロン遺伝子を含有するやβ−インター7f−ロン遺伝子の入手源と して、trpプロモーターの制御のもとにβ−IFNコード配列を含有するプラ スミドpβ1trp3−4−1を用いた。これを旧ndI[I及びX)IOII で消化し、そして成熟β−インタ〜・フェロンコ・−ド配列を含有する502b p断片を単離した。pchcsoを旧ndm及びBglI!で消化し2、そして この断片を精製されたβ−インターフェロン断片と混合し、連結し、そして次に Xbalで処理して不所望の連結生成物を除去した。連結混合物を用いてE。コ リ聞294を形質転換し、そしてA mp”ついて選択した。好結果の形質転換 体を目的とする4、89kbプラスミドについてスクリーニングし、そして正し い造成物pc11c102を制限分析により確認しまた。
E、4. pcMc103 クロラムフェニコ・−ル耐性を付与する蛋白質をコードする、クロラム2エニコ ールアセチルトランスラーゼ(CAT) をコードする遺伝子をpBR325( Boliver 、 F、等、Gene(1978) j:121〕から、Ta gIによる消化によって生成した775bp断片を単離することにより切り出し た。このTagl断片をpLlc13中のポリリンカーのAccI部位にサブク ローン化することにより、ATG開始コドンの45bp上流の旧ndI11部位 とTAA終止コドンの100bp 3 ’のXmaI部位との間のACTコード 配列を含有する中間体プラスミドを得た。この中間体プラスミドから旧nd m  /Xma l断片を切り出し、そして精製した。
pcMc60をXmaI及びHindI[[で消化し、そしてこの線状DNAを 前記の断片と連結し、次にBgln消化して不所望の生成物を不活性化した。連 結混合物をE、フリ聞294に形質転換し、そして好結果のコロニーをA、mp ”について選択した。目的ベクターpcMc103を制限分析により確認した。
E、S、西回121 Bt−)キシンのための単一カセットキャリヤー発現ベクターであるpcMc1 2]を、pc11c60を用いて、前記の造成と同様にして造成した。この造成 を第2図に要約する。
組換プラスミドpESI (Wong等、J、Biol、Chem、(1983 )258 :1960 ;並びに5chnepf及びWhitelay、Pro c、N5t1.Acad、Sci。
孤旦)(1981)78 : 2893)は、挿入部としてBt−トキシンのコ ード配列を含有するpBR322の誘導体である。さらに、ヨーロッパ出願公開 N110063949(1982年11月3日)を参照のこと。
E。コリに12/)IBIOI中のpEsIは、ブタペスト条約のちとに阻31 995としてATCCに寄託されている。 pEsIを細菌性トランスポゾンT n5により、Guyer+M、S、等、Methods Bnz mol、(1 983)101 :362の方法に従って変異処理して、Bt−トキシンに対し て5′にXhol認識配列を挿入した。pESI−Tn5プラスミドから5.8  kb Xho l断片を単離し、そしてpUC9のSci1部位に挿入した。
連結混合物を使用してE9コリK]、2 JM83(BRLから入手することが できる)を形質転換し、そして好結果の形質転換体をAmp”及びLac”によ り選択した。好結果の形質転換体を目的とする8、6kbプラスミドの存在につ いてスクリーニングし、そして目的pSYC823の構成を制限分析により確認 した。
コード配列の末端に適切な制限部位を置くことによって、psYc823をさら に変形した。5′末端に旧ndlI[を形成するため、pSYC823をNde lにより完全消化し、そしてdATP及びdTTPの存在下でKleno−によ り平滑末端化した。BindlI[による完全消化の後、このDNAを、Sma !及び旧ndI[Iで消化されたファージベクターM13mp8に連結した。B t−トキシンのジ(中間体■)をミニブレブDNA分析(t(olmes、D、 S、等、江、L旺匹垣狸、 (1981)旦4:193)により同定した。
次に示すようにA ”r c開始コドンの5′側配列の1塩基挿入ミスマツチ及 び旧nc1111部位を含有する次のプライマー、5 ’ GAGGTAA C T丁ATGG 3 ’ (Bt−トキシン配列)3 ’ CTCCATTCG旦 TACC5’ (プライマー)旧ndlll を用いて、Mo1ler、 M、F、等、Nucleic Ac1ds Res 、 (1982)10 :6487に記載されているようにして、目的ファージ の単鎖DNA型を変形してATG開始コドンのすぐ5′側に旧ndll[部位を 得た。生じた形成されたベクターをn+p8BtRFと命名した。
次のようにして、pSYC823中のBt−)キシンコード領域に隣接して3  ’ HindllI部位を置いた。pSYC823の他のサンプルをNdeIよ り部分消化し、Pstlにより完全消化し、そして4種類すべてのdNTPの存 在下でKleno−を用いて平滑末端化した。7.Okb断片を精製し、自己連 結し、そして次にE、コリ聞294に形質転換した。目的とする中間体プラスミ ドはpcnc120と命名され、そしてベクターのユニークPstI部位からB t−)キシンコード領域までのバシルス(Baci 11us)配列の1、6  kbの欠失を伴うpSYC823を代表する。この除去が、ptlc9ベクター の旧ndnl’部位をトキシンコード領域の3′末端に直接隣接して配置し、そ してPst1部位を破壊した。
Bt−トキシンコード配列をpcMc60中間体プラスミドに、2つの部分、す なわちmp8B tRFの旧ndIII変形セグメントからの5′部分及び上記 の中間体プラスミドのpcMc1203 ’ Hind■変形Bt−)キシンコ ード配列からの3′部分として挿入した。
mp8B tRFを旧ndI[[及び5st4により完全消化し、そして1.4 kb断片を単離した。pcMc120を5stlにより完全消化し、次に旧nd mにより部分消化し、そしてpUc9ベクタ一部分のHindI[1部分から遺 伝子内に位置する5st1部位までの2.3kbDNA断片を精製することによ り第2断片を得た。前記の2個の断片を、HindIII消化されBAP処理さ れたpcMc60と連結し、そしてE、コリMM 294に形質転換した。A  mpHコロニーを選択し、そしてpcMc121の存在についてスクリーニ、ソ ゲした。 pcMc121は、NOSプロモーター及びポリアゾニレ−ジョンシ グナル配列の制御のもとにBt−)キシンの完全フ・−ドを含有する。
E、6. 量査l皇lユ1碧pL矛に適当な中間体及礎黄已」先−p ’Jヤー プラスミドの造成pcMc101はpcMc60に類似するが、但し、成熟コ・ −ド配列の挿入のために適当な便利な旧ndI11部位中で終るNOSプロモー ターの代りに、pcMc10] はβ−ガラクトシダーゼのためのコード配列と 融合したN OSプロモーターを伴うキメラセグメントを有する。β−ガラクト シダーゼコドンとリーディングフレームを合わせた、目的コード配列のその後の 挿入が、β−ガラクトシダーゼ配列及び挿入されたコドンに対応するアミン酸配 列の両者を含有する融合蛋白質をもたらす。これはまた発現キャリヤーベクター であって、NO3−β−ガラクトシダーゼ融合の効果的な発現を行うことができ る。造成を第3図に要約する。
プラスミドpMc1403 (Casadaban、Ml、等、J、Bacte riot。
(1,980)143 : 971〕は5′末端にポリリンカーを伴うβガラク トシダーゼコー ド配列を含有する。便利な3′末端制限部位を得るため、pM c1403の1ac−Z部分を、EcoRT (ボリンカー中を開裂する)及び 1ac−z遺伝子[Buchel、D、E、等、Nature(1980)28 3 : 541)のちょうど3′を開裂するC1.alで消化することにより切 り出した。このEcoRI /C1a I 3.4 kb断片を、EcoRI  /C1,a I消化さたpOG2326 (E 、 コリ及びB、ズブチリスの 両者くおいて複製することができそしてpBR322に由来する2機能性レプリ コン)中にクローン化してpDH5425を得た。
pDH5425をBamHIで消化して、1ac−Zの11番目のコドンにおけ るポリリンカー配列のBam)l I部位からベクタープラスミドのTet”遺 伝子のBamHIにわたる3゜8kb断片を得た。BamH■をpUc13のB an)l I部位にサブクローニングしてpcMc9163を得た。従ってpc Mc9163は、1ae−Z遺伝子上に次のような5′末端ポリリンカーを有す る。
アミノ酸#:(? +0 1+ 12 13xdal Bam)l I キメラプロモーター/コード配列を造成するため、変形されていないNOSプロ モーターを含有するpCMC29中間体プラスミド(D、2.項)を使用した。
このプラスミドは、もとのNOSコード配列のコドン16の次に次のようなポリ リンカー領域を有する。
アミノ酸# : 16 17” 18” 19” 20” 21” 22“23 ” 24” 25” 26“5au3A I /BamHT zba I Hi ndIII融合 ここで、*は天然NO3配列の代りに置き換えられたコドンを表わす。
pcMc29及びpCMC91,63のXbaI部位は同一のリーディングフレ ーム内にある。さらに、pCMC29中のポリリンカーの3′末端及びpcMc 9163中のβ−ガラクトシダーゼコード配列の3′末端にユニーク旧ndln 部位が存在する。従って、両プラスミドを旧ndIII及びXhalで完全消化 し、断片を連結し、そして連結混合物をE、コリMM294に形質転換した。好 結果のコロニーをA m p ”について選択した。
従って、生ずるプラスミドpcMc17は、ptlc13ポリリンカーの制限部 位EcoRI 、、Sst I、SmaI (Xmal)、、NOSプロモータ ー、及びIac−Z遺伝子に正しいリーディングフレームで融合したNO3のア ミン末端コード領域、コドン18がら下流のβ−ガラクトシダーゼコード領域、 及びこれに続(Hind m部位を含んで成る。
キメラNO5/1ac−Z配列を含有する中間体(そして発現)キャリヤーベク ターpcMc101の造成を完結するため、pcMc60をEcoRI及び旧n dlIIで消化し、そしてこのベクター断片を、EcoRT及び旧ndIIIで 消化することによりpcMc17から得られたNOSプロモーター及びアミノ− 末端コドン並びに融合した1ac−Z遺伝子を含有する3、4kb断片と連結し た。生じたベクターpcMc101 ハ、A mp”について選択された好結果 のE、コリMM 294から、目的とする7、9kbプラスミドについてスクリ ーニングしそして制限分析によって確認することによって得各発現キャリヤーベ クターは発現力セントの5′及び3′の両方に便利なカセットユニーク制限部位 を担持するため、これらのカセットを簡単な方法で複数カセットベクターに組み 換えることができる。API−nのためのpcMc71中のコード配列は選択可 能なマーカー特性をもたらすので、pcMc71を上記の他のキャリヤー発現ベ クターの発現カセットの受容体ベクターとして使用した。言うまでもなく、造成 された種々のキャリヤーベクターの任意のものの間で交換を行うことが可能であ る。
pCMC77は、pcMc102からのβ−インターフェロン配列及びAPH− IIコード配列を含有する。このベクターを造成するため、pcMc102をX hoI及び5allIにより完全消化し、そして目的とする1、1kb DNA 断片を精製した。この断片を、5alI消化されBAP処理されたpcMc71 と連結し、そして連結混合物をE、コリMM294に形質転換した。A+++p ”コロニーを目的とする6、5kbプラスミドpCMC77の存在についてスク リーニングした。制限分析により正しい構成を確認した。XhoI及び5all 接着末端の連結は5all又はXho1部位のいずれも再生しないので、もし供 与体発現力セントが受容体ベクターDNA配列と単一方向的(unidirec tional)であれば、生ずるベクターは列の5′及び3′末端において“カ セット・ユニーク”のままのXhoI及び5all部位を有し;もし逆の方向付 けが生ずれば発現カセ7)間に5all部位が存在する(前記の8.29項を参 照のこと)。
pCM(JO3からCATカセットを、pcFXc7oからmtAPH−Iカセ ットを、そしてpcMc121からBt−)キシンカセットを調製するために同 様のXho I / Sat I消化を用いた。これらの断片を5ail消化p cMc71に連結して次の2重カセット発現キセリャーベクターを形成しまた。
 、 APR−II カセ−/ )及びCAT力(! ソトを含有するPCMC78、 API−I[力(=ノド及びmtAPH−Iカセットを含有するPCMC79、 AP帽■カセット及びBt−)キシンカセットを含有するPCMC75゜遺伝子 に対して5′側にXhoI部位がないのでその代りにEcoRI(5’力セフト ーユニーク部位)、及び5alIで消化することにより、pcMclolからN 0S−1ac−Z融合カセットを得た。この5 ’ EcoRI /’3 ’  Sal Iガラクトシダーゼキメラを、EcoRI及びXholにより消化され たpcl’1c71に連結し、ミニブレブに従って選択して2重カセット&ll 換プラスミド(pCMCT6)≦2i二亘観 PCMC90、pc11c91及びPCMC92は、ボーダー配列により囲まれ たn+tAPH−1又はAP旧旧道遺伝子ための、そして広宿主域細菌性複製開 始点を有する単一カセット発現ベクターである。これらの造成が第4図に要約さ れる。第4図に示されるごとく、PCMC91は、mtAPH−1コード領域を PCMC71からのAPH−■コード領域で置き換え、ることによってPCMC 90から造成される。pc?1c92は、pc?Ic71 f17)代りニpc Mc72を用イT pMcl’IC90がら造成される。これらのプラスミドは アグロバクテリウムに介在される形質転換において使用するために適当である。
G、19匹匹観q遺底 PCMC90を下記の中間体ベクターから、右側ボータ゛−(RB)T−DNA と共に適切な制御セグメントを有するmtAPH−Iコード配列を含有するpc Mc80からの2.8kbEcoRI / S al 1カセツトを、左側ボー ダー(LB)領域を担持する広範囲複製宿主プラスミドpCMC25に挿入する ことGこより造成した。
G、1.a、PCMC80の観 E、1項において記載したようにして調製さね、たPCMC70Lよ、変形され 切断された(mt)優性選択マーカーmtAPH−1のためのキャリヤー発現ベ クターである。これしよ、コート配タリに直接先行するEeoRI / )fi nd InカセントとしてNOSプロモーターを含有する。PCMC80中では 、このカセ:ノト番よより大きなEcoRT / HindIIIカセットによ り置き代えられ、このカセットは、PCMC70中のように翻訳開始のための部 位に直接光1テするPCMC70中のようにプロモーターの3′末端Gこ)Ii ndI[1部(立を有するように変形されたNOSプロモーターと共に、pTi 737カ1らのRB配列を含有する。
pcMclを)iindII[で消化し、dNTPの存在下でP ol I k leno−断片で処理し、そして次に5stlIで消化した。 1.1kb H indln(平滑)/5stII断片を単離し、そしてPCMC70をXhol でt肖化し、Kleno−及びdNTPで処理し、そして次に5stI[でン肖 イヒすることによって得られたDNA断片と連結した。連結混合物からの約20 0ngのDNAを用いてE、コリMM294を形質転換してA mp”にした。
好結果のコロニーを目的とする6、55kb組換プラスミドpCMC80につい てスクリーニングした。pcMc80は、Ti T−DNA RB 。
NOSプロ9モーター、mtAPH−1コ一ド配列、並びにNOSポリアゾニレ −ジョンシグナル及びこれに続<5alI部位を含有する。Po1.I処理され たXhoI及びHindIII部位の融合はHind■部位を再生すると予想さ れるとしても、選択されたプラスミドpcMc80はこの部位を失っている。前 記の配列は2゜8kbEcoRI/5alI DNA断片として得られ、PCM C70の5 ’ Xh。
1部位は喪失している。従って、pcMc80は、転写カセットに対して適切に 配置された右側ボーダー配列を含有し、狭宿主域細菌性複製開始点を有する外来 性遺伝子のためのキャリヤー発現ベクターを例示するものである。
G、1.b、PCMC25の造成 pCM(:25を次のようにして造成した。LB配列を、pTiT37か7ら、 標準的方法を用いてEcoRIで消化しそして1.6kb断片29を単離するこ とにより得た。この断片をpAMlのEcoRI部位にクローン化した。pAM lはpBR325の誘導体であり、これにはAPI−II抗生物質耐性遺伝子を 含有するトランスポゾンTn5からの1.5kb Htnd III / S  al I D N A断片がTet”遺伝子の旧ndIII / Sat T  ’55域に代って存在する。
こうして変形されたpAM1ベクターを含有する連結混合物をE、コリMM29 4にクローン化し、そしてA mpRについて選択した。好結果のコロニーを、 API−n遺伝子に隣接するT−DNAのLB領領域含有する、目的とする8、 1kbプラスミドpCMC5についてスクリーニングした。
スルホンアミド耐性(Su”)遺伝子を含有しそしてE。
コリ及びA、チュメファシエンスの両者において複製することができる広宿主域 多数コピープラスミドであるRSF 1010(Bagdlolo(Ba、 M 、等、 Gene (1981) 16 : 237 )のベクタ一部分を用い ることにより、pCMC5をさらに変形して広宿主域細菌性複製開始点を与えた 。これを行うため、pCMC5をBgl■により部分分解し、そして次に5al Iによりさらに消化して、T−DNA LB配列及び隣接するAPR−nを含有 する目的とする3、4kb Bgl II / Sal I断片を調製した。こ の断片をKlenow及びN ′r P ニより修復して、配列5 ’ −GA TCT−LB−API−II −GTCGA−3′を有する平滑末端断片を得た 。この平滑末端断片を、5stIで消化されKlenowで修復されたR5FI OIO(従ってこれは5’C及び3’G末端ヌクレオチドを有するベクター配列 をもたらす)と連結した。この連結混合物をE、コリMM294に形質転換し、 そして好結果の形質転換体をK an”及びSu”により選択し、そして好結果 の形質転換体を適切な12.7kbプラスミドについてスクリーニングした。p cMcl5の正しい構成を制限分析により確認した。目的とする造成物はAPI −nの連結点において1個の5alI部位を含有するがSst T及びBgl■ 部位を失っている。
pcMcl5をさらに変形してT−DNA−LB上セグメント隣接してポリリン カー領域を挿入した。ポリリンカーはI)UCl3から、EcoRIにより消化 、Klenoev及び4種類すべてのNTPによる修復、及びそれに続くSal ■による消化によってgH−した。
このことが5stl、SmaI (Xmol) 、BamHI、XbaI、及び Sal1部位を含有する32bp EcoRI (平滑)/5ail断片をもた らし、この断片を標準的方法により単離した。この断片を、pcMc15をEc oRIにより部分消化してLBとAP)I−IIとの間のEcoRI部位を開き 、Kleno−で修復し、そしてさらに5alIにより消化することにより調製 された単離された10.2kb断片と連結し7た。連結混合物をE、コリ聞29 4に形質転換してSu”とし、そして次に形質転換体をカナマイシン感受性につ いてスクリーニングした。この形質転換体を、L、 B配列に近位にポリリンカ ー領域を含有する目的とする10.2kbプラスミドpc?1c25についてス クリーニングした。
G・1・C= 匹匹刈p】滅 目的とするpcMc90を次のようにして造成した。PCMC25をEcoRT 及び5aiNにより消化してポリリンカー領域に次ぐベクターを開いた6pcM c80をEcoRI及び5a11で消化してmtAPH1発現カセットを遊離せ (−め、これを精製しそして開かれたpCMC25ベクターと連結した。連結混 合物を使用しでE、コlj MM294をSu”&:形質転換し、そしてAmp ’形質転換体を目的とする12.9kb発現主ヤリャーブラスミドpcMc90 についてスクリー・ニングした。
要約すれば、pcMc90は広宿主域プラスミドR3FIOIOの多コピー性S u’Amps誘導体であって、T −D N A右側及び左側ボーダー配列に囲 まれた、変形されたmtAPH−i配列のための発現カセットを含有する。挿入 されたカセットは、ポリ7デニ、シーションシグテルと1.B配列との間のその 3′にユニーク5aiN部位を含有Aる。
G、2. 90MC91の瀘U茗 pc?1C91を得るため、pcMc90を旧ndln及び5alIで消化し、 そして約11.5kbのベクター断片を精製した。pc′FIC71をH4nd lI[及び5allで消化し、そしてAPI−、IIコード領域及びNO3停止 領域を含有する1、3kb断片を精製した。次に、11.5kbベクター及び1 ゜3kbAPH−It断片を連結し、そしてE、コリ財249に形質転換して3  u Rとした。p(JC91の正しい構成を制限分析により確認し、そして9 0MC91を1985年4月10日ごろ、受託番号−とし、7てATCCに寄託 した。
G、3.が貰り力l流床 PCMC92を、90MC91について記載したのと正確に類似する方法で造成 し7た。世しAPI−11遺伝子源としてPCMC71ではなくρCM C72 を使用しだ。従って、PCMC92は、フレーム外ATG及・び細菌性リポゾー ム結合部位を欠(AP)l−IT遺伝子のための変形された5′非翻訳領域を有 する。PCMC92は1985年4月10日ごろ受託番号隘−としてATCCに 寄託された。
G、4. 211E遣±二士広宿主墳二エニ旦N人二±ニダニ溌ユ土土去笠ゴぜ l二Δl底 pcMc112は、広宿主域レプリコンを有するベクター上にAPRl、[及び β−IFNのためのT−DNAボーダー2重発現カセットを含有する。これは、 PCMC91を5alIで消化し、BAPで処理し、そしてこの線状化DNAを 、pcMc102のXho I / Sal I消化の後に単離される1、、1 kb断片と連結することによって調製した。連結混合物をE、コリ聞294に形 質転換し、そしてS u IIコロニーを目的とする13.8kb pcMc] 、]、2についてスクリーニングした。このものはIFNカ七ソトとLB配列と の間にユニーク5aiN部位を含有する。
正確に同様の方法において、発現キャリヤーベクターpCMC70(E、1.、 項) 、pcMc103(E、4.項)、及びpcMc121 (E、5.項) がらXho T / Sal T発現カセットを切り出し、そしてpCMC9] のSal r部位?、こ連結した。こうして、アグロバクテリウムにより介在さ れる形質転換に適合する下記の2重カセット発現キャリヤーベクターを製造した 。
AP)I−U 、’y (? −/ ト及びmtAPH−1カセットを含有すル pCMC1141APH−IIカセント及びCATカ七ノドを含有するpcMc 113 ;APH−nカセット及びBt −)キシンカセットを含有するpcM c123゜pcMc123 ?!:、1985年4月io日ごと受託番号患−一 −としてATCCに寄託された。
上記のすべてにおいて、カセット列は右側ボーダー及び左側ボーダーT−DNA 配列に囲まれており、広宿主域複製開始点を含有するプラスミド上にあり、そし てほとんどの場合にカセット列のポリアゾニレ−ジョンシグナルとLB配列との 間にカセット・ユニーク(SalI)部位を含有する。しかしながら、8.2に 記載したように、供与体力セ7)の逆の方向付けが複数の発現力セント間への5 aiN部位の配置をもたらすであろう。
さらに、EcoRI (平滑)/5ai1カセットをpcMclol (E、6 ゜項)から単離し、そしてSat I / Sma I消化pC)’IC91ニ 連結することができる。他方、pcMclolを5allで消化し、そしてこの プラスミドを5alI消化した90MC91と連結して一体化(co i n  tegra te)プラスミド(pcMc91/101)を生成せしめることが でき、ξのプラスミドにおいては完全ガラクトシダーゼ発現ベクターがベクター pcMc91に挿入されている。
以下の例は、上に調製した発現キャリヤーベクターの使用及びその結果を例示す る。H6項においては、pcMc71、PCMC91、及びPCMC77を用い る植物細胞の直接形質転換が例示される。言うまでもなく、同じ態様で、他のす べてのベクターを使用することができた。
19項は、アグロバクテリウム介在形質転換におけるPCMC91、pcMcl ll 、及びPCMC123の使用を例示する。09項においてその造成を例示 したすべてのベクターを同様に使用することができた。
H,96MC71、C?IC91、墾西回77を用いる直−豫診!藝換コノ項の 方法を用いてpcMc71.90MC91、及びPCMC77により植物細胞を 形質転換した。この項において使用する場合“発現キャリヤーベクター”なる語 はこれら3種類のプラスミドのそれぞれを意味する。
N、タバクム(N、tabacum) var、 H425の原形質体を無菌の 芽からKrens等、X凹旦(1982) 296 : 72の方法により調製 し、そして0.4Mシュークロース、0.1■/lのナフタレン酢酸(N A、  A )及び0.2 rrg/ I!のカイネチンを含有するに3培地中に懸濁 した。原形質体(1mA’中5X10’細胞)を、]、440mMNaC1,、 5mM NaC1、5mM KCI、 0.75mM NazPOa 、5mM グルコース及び125mM CaC+、’ 2HzOがら成る取り込み(upt ake)コール6000 (0,5m7りと混合した。この混合物に、i〜、t 。
μgの発現キャリヤーベクター及びO〜50μgの精製されたN、タバクムνa r、H425のDNA(分解に対し7て保護するために添加される)を含有する 溶液50μβを加えた。(精製された植物DNAの存在Fで一層効率の形質転換 が観察される。) 原形質体を、非常に穏和に振とうしながら25℃にて30分間インキュベートし た。この後5分間隔でUB培地の2mβの了りコートを、10m!の新たなU  B培地が添加されるまで、溶液に滴加した。原形質体を低速遠心Gこよりペレ・ /ト化し、そL7てと清液を除去した。ベレットを10m!!のに3培地に再懸 濁し、そして無菌のワットマン#2(定性用)濾紙ディスク上に置き、そして濾 紙の追加の層により野性タイプN9タバクムvar、H425Q、濁細菌から分 離した。植物ホルモンを含有する標準M3栄養培地Charton等4、Nat ure(1979) 277:129〕上で細胞を増殖せしめた。
細胞を、10cmベトリブL/−ト当り102〜10’の密度でプ1/ −)=  L、た。細胞を暗中で24時間インギュベートし1、ぞして次己こ25°Cに して12時間の光期間で、2.000ルクスにて2週間増殖せしめた。この期間 の後、細胞の住存は約50%であった。次に、上に小さい細胞塊が増殖している 濾紙上層を、植物ホルモン(0,1my/ I! NAA及び0.2 m、6  / 1.カイネチン)及びG41B (25w/ e )又はカナマイシン(1 00+ng/β)を補充したM3培地に移し、そして25℃にて12時間の光期 間でインキュベーションを続けた。細胞は2通間で個々の小塊に効果的に増殖し 、そしてこれらのカルスを所望の密度で選択培地上にプレートした。前記抗生物 質に対して耐刷のカルスは拡大し続け、他方プラスミドマーカーDNAAPR− Hにより形質転換されなかったと考えられるカルスは増殖を停止し、そして次の 2〜4週間にわたって徐々に褐色に変った。
上記の条件のもとで増殖したカルスが約1鶴の直径に達した時、これらを収得し 、そして次のようにして幼植物に再生した。カルスをピンセントで拾い上げ、そ して植物ホルモン及びカナマイシン000■/jlりを含有し0.4%寒天で固 化したM3培地上に置いた。これらのカルスが直径2uに達したとき、小片を、 0゜1■/lのNAA及び0゜5■/l〜1■/βのカイネチンを含有するM3 培地6ご移して新芽形成を誘導した。次に芽を切り取り、そして発根培地〔シュ ークロース又は植物ホルモンを含まない1/104度のM3培地、0.4■〆根 した幼植物を高湿度のもとて数日闇土壌中に置き、次に通常のグリーンハウム生 長条件下に置いた。
H81,バユ虹国」j」I1秀の結果 H,1,a。ゲノムへのDNAの挿 H0項に記載したようにして調製された植物の若葉から、C’、hilton、  M、D、等、Nature (1982) 295 :432により記載され ているようにして高分子量DNAを単離する。CsCl−エチジウムグラジェン ト中でDNAをバンド化した後、3MNaC!、0.3Mクエン酸すl−リウム で平衡化したイソプロピルアルコールにより色素を抽出する。透明な水性相を3 容量の10mMTris−HCI (pH7,4) 、1mM EDTA T: 稀釈し、そして無水エタノールを最終濃度70%に添加することによりDNAを 沈澱せしめる。
形質転換された植物細胞及び形質転換されない植物細胞並びにカセットベクター pcMc71 (対照として)からのDNAをHindlII及び5alIによ り完全消化する。標準p CM C71消化を、キャリヤーとしてのウェル当り 5μgのウシ胸腺DNAの存在下で行う。消化されたDNAを、Tris−酢酸 緩衝液中に調製された水平0.6%アガロースゲル中1×8X8mmのウェル中 に負荷する(Chilton、 M、D、等、如旦(1977)旦:263)。
アガロースゲル電気泳動及びゲル画分されたDNAのニトロ −セルロースへの 移行を、Thomasha−等、Proc、 Natl、 Acad。
をIよ−(USA) (1980) 77 : 6448に記載されているよう にして行う。植物DNAサンプルはウェル当り5μgで負荷し、そしてpcMc 71のDNAは1〜100ゲノム相当に対応する種々の深度で負荷する。
ハイブリダイゼーションプローブは、Maniatis、、 T、等、Proc 、 Natl、cad、 Sci、 (USA) (1975) 72: 11 84の一般的方法に従って、プラスミドpf、Ic71からの精製された旧nd lTI/Sal 1 1.3kbD N A断片のニック−トランスレーション により生成せしめる。このプローブを、約10”cpm/μg DNAの比活性 で、ニトロセルロース結合DNA画分のサザンプロット分析[Chirgwin 、 T、等、 Biochemistry (1979) 18 : 5294 )のために使用する。このサザン分析の結果は、APR−n蛋白質をコードする pcMc71からのDNA断片に大きさにおいて相当する、形質転換され再生さ れた植物からのD N A中の旧ndI[I/Sal I 1.3kbD N  A遺伝子断片の存在を示す。正常の(形質転換されていない)タバコ植物のDN A中には同様の大きさのDNA断片は観察されない。
H,1,b、pcMc71の転写 若い形質転換された植物及び正常植物からの全RNA画分を、Bevan等によ り改変されたChirgwin(前掲)の方法、JoMol、 Ap l、 G enet、(1982)上:539に従って単離する。若植物の葉及び茎(1抽 出当り5〜50g)を液体窒素中で凍結し、粉砕し、そして凍結乾燥する。組織 を、4Mグアニジンチオシアナート、25mM Tris−HCI (pH7, 0)、0.5%サルコシル及び0.03%アンチホームA(シグマ)を含有する 抽出溶液中に均一化する。サルコシルはラウリルサルコシン酸ナトリウムの商標 であり、シグマから入手した。ホモジネートを、最初の組織重量1g/ml抽出 液の濃度に調製した。ホモジネートをチーズクロスを通して濾過し、次に500 0Xgにて10分間遠心分離して沈澱物を除去し、そして上清液を1M酢酸にて pH5,0に調整し、1容量の無水エタノールを加えて核酸を沈澱せしめた。− 20℃にて1時間の後、5000Xgにて30分間遠心分離することにより沈澱 物をペレット化し、そして25mffの7.5M塩酸グアニジン、25 mM  Tris−HCI(pH7,0)中に再溶解する。1M酢酸によりpHを5.0 に調整し、そして18m!lの無水アルコールを加える。−20℃にて12時間 後に生成する沈澱を遠心分離により集め、70%エタノールにて2回洗浄し、そ して25ml1の25mM EDT^、0暑%ジエチルピロカーボネート(pH 8゜0)中に溶解する。
この溶液を、水飽和フェノール:クロロホルム混合′jjyJ(6:5)で抽出 し、そして2容量のエタノールで沈澱せしめる。
次に、ペレットを、0.1%ジエチルピロカーボネートを含有する2 5 d  Tris−HCI (pH8,0) 8 m/に再懸濁する。2mlの10 M  LiClを加えてRNAを選択的に沈澱せしめ、そして遠心分離から得られる RNAベレットをオリゴ−dTセルロースクロマトグラフノーにより分画する[ Bantle等、 −展、 肛9−hem、−(1978) 72 : 413  )。
ポリアデニル化RNA(ポリA RNA)を1Mグリキサールを用いて50″c  (、ごて1時間変性する(McMas ter等、上皿。
Natl、 Aead、 Sci、 (USA) (4Q77) 74 : 4 835:) 、、RNAを電気ン永動し・そ(、−てBevon等、J、 Mo 1. Appl、−Genet、、 (1982)上:539に記載されている ようにしてナサンブロソト分析にかける。H,1,a、項に記載されるように( 、で調整され、約10 ’epm/μgの比活性にラベルされた二ツクトランス レー1− D N 、Aを用いて+1PH−II rn RN Aを探知する5 、ゲルーヒでの分子量標準とL7てタバコリボゾームRNAを用いる。
pcMc71プローブ屋1、正阜(形質転換されていない)タバコ中のポリAR NAへのハイブリダイゼ・−ジョンを示さないが、pcMc71で形質転換され た組織培養から再生された植物から単離されたmRNA中にはハイブリダイゼー ションバンドが観察される。APH−IN m RN Aの算定されたサイズは 1000ヌクレオチドより過剰である。
H,1,c、一覧転換体中での^P止工現pす翅、択形質転換された植物細胞に 対するG418 (又はカナマイシン)耐性に・ついての効果的な選択は、導入 された遺伝子が発現されることを意味する。このことは、形質転換された植物細 胞中でのAP)I−II蛋白質の存在をイムノアフセイにより示すことにより確 認される。
再生された植物からの組織サンプルを、3Hグリシンを用いる短時間の放射性ア ミノ酸ラベル化条件のもとで増殖せしめる。植物上清蛋白質をBort、on、  K、等、J、 Riot、−リ+em、 (1982)257 : 6089 の方法により抽出する。形質転換された植物又は正常植物からの上清蛋白質(5 00μg/ml)を、標準的方法で調製された免疫前又は免疫した抗−APH〜 ■ラヒ!フト血−清の0.1容量と混合する。37℃にて4時間免疫沈澱を行・ う。
免疫沈澱吻を遠心分離によりベレット化17、ドデシル硫酸す1・り勺ム(S  l) S )中に?容解し、そして5O3−PAGEにより分析する。放射性バ ンドバタ・−ンをフルオログラフィーにより決定するCLa5key、 R,A 、等、 、Eur、 、T、一旦匹ハem、 (1,975) 56 :335  :] 。
低分子に(27,OOQダルト)・未満)の微量の放射性ノくンドが、免疫前血 清及び抗−APH−Ti血清の両者を用いて、正常植物及び形質転換された植物 の両者に存在する。放射能の明瞭なバンドが、形質転換された細胞に由来する上 滑蛋白質中に、APR−IIの見かけ上の分子量に相当する約27,000ダル トンにおいて観察されるが、形質転換されていない植物組織からの上清には観察 されない。このポリペプチドはAPI−IIに対して調製された抗血清とのみ免 疫沈澱した。
H,2、匹ごy」」■と紀豚買1丑換の結果pcMc91を用いて挿入されるコ ード配列はpcMc91を用いて挿入されるそれと同じであるから、ゲノムへの DNAの組み込み、コード配列の転写、及びメツセンジャーの翻訳を確認する場 合と全く同じ方法が用いられ、そして同じ結果が得られる。
H・3・ 回道p77f[、、へ杢ゑ箕飢標の結果好結果の形質転換及び2重カ カセントベクターpCMC77からゲノムDNAへの−組み込みがpCMC72 についての前記の方法と同様の方法で確認される。しかしながら、)!、1.a 、項の方法に従ってサザンブロソト分析を行う場合、pcMc102からの0. 5kb Hind m / B gl Hβ−TFN遺伝子断片をニックトラン スレートしてプローブを調製し、そして形質転換された植物細胞からDNAを抽 出EcoRT及び5ailの両者により消化する。2重消化が1.1kb断片と してβ−IFN遺伝子を放出せ同様に17で、この発明の他のベクターからのコ ー ド配列の組み込みの確認が、発現キャリヤーベクターを制限酵素で消化する ことによってコード配列DNAのためのニックトランスレートプローブを造成し 、そして標準的サザンブロソト技法を用いて対応して消化されたゲノム性DNA 中の口約断片の存在を検出することによって行われる。
■。アグロバクテリ」Xメ」庶作瀘土擾N、タベLムーQ−Ml翫泉 アグロバクテリウム関与形質転換を仲介するT−DNAボーダー配列を含有する この発明の発現キャリヤーベクターのすべてを、このI。項の方法において使用 することができる。
このようなベクターの造成は前記のG。項に例示されている。
この項の記載はpcMc91について行うが、T−DNAボーダー配列及び広宿 主域細菌性複製開始点を含有するこの発明の記載されたベクター又は他のベクタ ーの任意のものを使用することができる。この方法は、ビルレンス領域を供給す るための無力化されたTiプラスミドを含むアグロバクテリウム変異株の使用を 例示する。しかしながら、TiプラスミドのT −D N A 61域中に腫瘍 形成配列を欠く、このような配列を供給する他の手段、例えば、無力化Tiプラ スミド及びこの発明の発現キャリヤーベクターの両者による“空の”アグロバク テリウムの同時形質転換を用いることができる。
1.1. pcMc91を堆公4A、−チーん/1工之玉Z五曳肛腎(逸使用さ れる無力化Tiベクターは、ライデン大学Paul)1ooykaas博士から 入手されるA、チュメファシエンス株LBA4404により担持されているそれ である(Ooms、 G、、 Hooykaas。
P、J、J、等、販憇(1981) 14 : 33 )。この株はpAL44 04のみを担持するf;め非腫瘍性である。このpAl、4404はオクトビン TiプラスミドpTiAcl+5の非毒性(av iru len t、)欠失 変異誘導体であって、SamI断片3A中にTn904挿入部を有し、6そして この点からSmal断片6に右に延びる欠失を有する。従って、このプラスミド は完全なオクトピンT−DNA及びオクトピン代謝機能を欠くが、T−DNAの 左側上に無傷のビルレユ/ス領域を保持している(de Fram+nd、 A 、 、J。等、旦とtechnology (1,983年5月) 262−2 69 ; Hoekema、 A、等、と4.t u些(1983) 3部:1 79を参照のこと〕。A、チュメファシエンスをHo1sters等、1o1. Gen、Genet、(1978) 163 、 : 181の凍結−解凍法に よりpcMc91で形質転換し、そしてSuRについて選択することによって、 pcMc91及び無力化TiプラスミドpAL4404の両者を担持するA、チ ェメファシエンスを得バクテリ欠に臣呵ゑH−、yαツメ6【丸、m泉ニコチア ナ・タバクムー(Nfotja1〕atabacum) var Harana 425(H425)の茎を、市販の7%クロロツクス(Chlorox)及び8 0%エタノールにより表面殺菌し、次に無菌水ですすぎ、そしてl c+nの長 さの切片に切断した。この切片を、2mg/βのナフタレン酢酸(NAA)及び O53■/Cのカイネチンのホルモン補充を伴う完全MS培地(Binns、  A、等、Planta(1979)−145,: 365 )を収容するベトリ 皿中に基部端を上にして置いた。各茎切片の基部端に注射器の針を反復して刺し 込み、そしてpCMC9]で形質転換されたA5チュメファシ、エンスL B  A 4404を接種した。接種された茎切片を25℃にて毎日16時間光を照射 し7ながら5〜8日間インキュベートした後、茎切片の種々の位置からカルスが 発達した。茎切片からカルス領域を取り、そして完全MS培地(2,0■/I! のNAA及び0.3■/I!、のカイネチンが補充されたMSi礎培地)に移し た。培地はさらに接種細菌を殺すために200■/lのカルベニシリン及び50 0■/ρのバンコマイシンを、そして形質転換された植物細胞を選択するために 抗生物質を含有した。
抗生物質の選択は日常的にカナマイシン(100■/β)又はG418 (25 mg/β)を含んだ。但しネオマイシン又はリビドマイシンも適用可能な代替物 である。カナマイシン又はG418に対して耐性の生存細胞の小塊を3回(およ そ4週間隔で)移した後、非形質転換細胞に対する形質転換された細胞について カルスが十分に?MIIされ、細胞中外来性DNAの存在、この外来性遺伝子の 転写、及び外来性D N A遺伝子発現の測定が可能となる。
上記の条件下で生長したカルスが直径約1flに達した時、これらをピンセット で拾い上げ、そして植物ホルモン及びカナマイシン(100■/1)を含有し0 .4%寒天で固化されたM3培地上に置いた。カルスが直径2u以上に達した後 、小片を0.1■/βのN A A及び0.5■/β〜1■/Cのカイネチンを 含有するM、培地に移して新芽形成を誘導する。次に芽を切り取り、次に発根培 地(シュークロース又は植物ホルモンを含有しない1/10濃度のMS培地、0 .4■/rチアミン、1%寒天、pl(7,0)中に置く。発根した幼植物を、 数日間高湿度のもとで土壌中に置き、次に通常のグリーンノλウス生育条件に置 く。
i、3、pcMc91及び無力化TiプラスミドCよ硅−峙虞目1膝N、タバク ムvar )t425の実生を無菌条件下で生育せしめ、そして若葉をH610 項に記載したようにして処理して生存原形質体を生じさせた。この原形質体を、 O,]、 rrg / /!のNAA及び0.2mg/6のカイネチンを補充し たに3培地中で暗中で24時間、そして次に2000ルクスにて48時間培養し た。再生する細胞壁を有する細胞を1.ClIC91で形質転換されたA。
チェメファシエンスLBΔ4404と、mβ当り105個の植物細胞及び101 個の細菌細胞として混合した。
細胞を上記のように植物ホルモンが補充されたに3培地中で20℃、2000ル クスにて約24時間インキュベートし、この後反復洗浄により細菌を除去した。
最終洗浄は、上記の植。
物ホルモン、並びに200■/2のカルベニシリン及び250■/βのバンコマ イシンを補充したに、培地中で行った。次に、細胞を、植物ホルモン、200n v/7!のカルベニシリン及び250■/βのバンコマイシンを含有するM、培 地中フィーダ一層(単細胞クローニングについて上記したように)上のワフトマ ン#2フィルター上に置いた。植物細胞密度を10■ベトリ皿当り102〜10 5細胞の範囲で変え、高稀釈は単細胞からのコロニーを生じさせた。このような フィーダープレート上で4週間以下の間、直径約0.5■の細胞塊が見えるよう になるまで、細胞にカルスを形成せしめた。次に上部フ、イルターを、200■ /lのカルベニシリン及び100■/2のカナマイシン(又はこれに代えて25 ■/lのG418)を含有するM3培地の新鮮なプレートに移した。この方法の もとで、カナマイシン抗生物質に対する体性に基く連続的増殖により形質転換さ れたカルスが急速に選択され、他方非形質転換カルスは増殖を停止しそして褐変 した。カルスが直径1〜2顛に達した後、カルスを新鮮なプレートに移し、そし て上記の1.2.及び1項に記載したようにして、植物の直接再生のために細胞 数を増加せしめた。
■。4、星亘転求q時呆 好結果の形質転換を、pcMc71による植物細胞の形質転換についてtl、1 .a、〜H,1,b、項において示したのと正確に同じ方法により確認する。言 うまでもなく、やはり結果は同じである。
同様にして、同じ方法であるが対応するプローブ及び抗体を用いて、任意の遺伝 子配列コードカセットを用いる好結果の形質転換をモニターすることができる。
下記のプラスミドが、特許手続のための微生物の寄託の国際的承認に関するブタ ベスト条約及びその規則(ブタベスト条約)に基きアメリカン・タイプ・カルチ ュアー・コレクション、ロックビル、メリーランド、米国(ATC6)に寄託さ れており、そして従って、ブタベスト条約に基いて維持されそして入手可能にさ れる。これらの菌株の入手可能性は、いずれかの政府の権威のもとにその特許法 に従って許可された権利に違反してこの発明を実施する承諾と解釈してはならな い。
寄託されたプラスミドには表示されたATCC寄託番号が割り当てられた。プラ スミドはまた、この出願の承継人であるシタス・コーポレーション、エメリービ ル、カリホルニア、米国のマスター・カルチュアー・コレクション(CMCC) に寄託され、そして表示されたCMCC寄託番号が割当てられた。
プラスミド び宿主 印並!丘\ ATCC寄託11hpβl trp3−1− 1 (E、コリに−12/MM294中) 1730 39646pcMc1  (E、コリに42/財294中’) 1985 39641pcMc15 (E 、コリに一、12/聞294中) 2002 39654pDG144 (E、 コリに−12/MM294中) 1960 39579pDH5425(E、コ リに一12/MC100O中) 1503 39645pOG2326 (E、 コリに一12/C5412中)1577 39600pSYC823(H、コリ [42/JM103中) 2020 39657pTiT37(A、 チ1メフ ァシエシス A208中) 1773 39423pC門C123(E、コリX −12/肘294中)pC)’IC91(E、コリに一、12/T市294中) pCMC92(E、コリに一12/聞294中)〜nq pm 手続補正書 昭和61年5月G日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示 PCT/US85100659 2、発明の名称 植物細胞の形質転換のための改良 された方法及びベクター 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 アグラシタス 4、代理人 住所〒105 東京都港区虎ノ門−丁目8番10号5、補正の対象 (1)明細書 (2)請求の範囲 6、補正の内容 (1)■ 明細書第52頁第8行目、日付の後の「ごろ」を「に」に補正する。
■ 同第52頁第9行目「番号−一」を「番号53094 Jに補正する。
■ 同第52頁第16行目「ごろ」を「に」に補正する。
■ 同第52頁第16行目「&−」を r 53093 Jに補正する。
■ 同第53頁第12行目「ごろ」をrに」に補正する。
■ 同第53頁第12行目rA Jt−r53095Jに補正する。
■ 同第67頁第12〜14行目を次のように補正する。
以下余白 pcMc123(E、コリに一12//′NM294中) 2305 5夏ル5 pcMc91 (E−=7!jK−12/MM294中) 2307 5309 4pCMC92(E、コリに一12/MM294中) 2306 53093( 2)暫Hすのよシ1−頴正する。 」7、添付書類の目録 (1)補正請求の範囲 1通 (2)受託証の写し及びその抄訳 各15通請求の範囲 1゜センス鎖において5’−3’と進む屓序で。
(、) 第1のカセット−ユニーク制限部位;(b) 植物細胞中で正常に作用 可能な(5’−3’に方向付けられた)fロモーター配列; (c) ポリリンカー; (a) 植物細胞中で作用可能な(5’−3’に方向付けられた)ポリアゾニレ −ジョンシグナル;及び (、) 第2のカセット−ユニーク制限部位:金含有するDNA配列カセッ)k 含んで成る中間体キャリヤーベクター。
2、(c)の2リリンカー中に含有され、(b)のプロモー ター 及ヒ(ωの ホリアデニシーションシグナルに作用可能に連結された目的コード配列をさらに 含む請求の範囲@1項に記載のベクター。
3、広宿主域細菌性複製開始点を含んで成るベクター・配列金さらに含む請求の 範囲第1項に記載のベクター。
4− (a)の第1の制限部位及び(、)の第2の制限部位のいずれか又は両方 に近位にT−DNAボー/ −配列金さらに含む請求の範囲第3項に記載のベク ター。
5、(a) (b)の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中で正 常に作用可能なプロモーター配列; (b) 目的コード配列; (C) (b)の目的コード配列に作用可能に連結されており、植物細胞中で作 用可能なポリアゾニレ−ジョンシグナル;及ヒ (d) カセットの一端に近位のカセット−ユニーク制限部位; 全含有する発現カセットを含んで成る発現キャリヤーベクター。
6、前記発現カセットが各カセット末端に近位にカセット−ユニーク制限部位を 有する請求の範囲第5項に記載のベクター。
7、広宿主域細菌性複製開始点金含んで成るベクター配列をさらに含んで成る請 求の範囲第5項記載のベクター。
8、前記発現カセット末端のいずれか又は両方に近位にT −DNA 、1=P −グー配列をさらに含む請求の範囲第7項に記載のベクター。
9、(a) (b)の第1の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞 中で正常に作用可能な第1プロモーター配列; (b) 第1の目的コード配列; (c) 前記第1の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中で作用 可能な第1のポリアゾニレ−ジョンシグナル; を含有するDNA配列カセット;並びに。
(d) ce>の第2の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中で 正常に作用可能な第2のプロモーター; (、) 第2の目的コード配列: (f) 前記目的コード配列に作用可能に連結された、第2のポリアゾニレ−ジ ョンシグナル; 全含んで成る少なくとも1個の追加の発現配列:並びに (g) DNA配列カゼット末端に近位のカセット−ユニーク制限部位; を含んで成る発現キャリヤーベクター。
10、広宿主域細菌性複製開始点金倉んで成るベクター配列をさらに含む請求の 範囲第9項に記載のベクター。
11、前記DNA配列カセット末端のいずれか又は両方に近位にT−DNAボー ダー配列をさらに含む請求の範囲第10項に記載のベクター。
12、(a)第1のカセット−ユニーク制限部位;(b) (c)の目的コード 配列に作用可能に連結された、植物細胞中で正常に作用可能なプロモーター配列 ; (c) 目的コード配列; (d) (e)の目的コード配列に作用可能に連結された、植物細胞中で作用可 能なポリアゾニレ−ジョンシグナル;及び (、) 第2のカセット−ユニーク制限部位;を含んで成る、形質転換された植 物細胞中で作用可能な発現カセット。
13、(a)植物細胞中で正常に作用可能なプロモーター及び植物細胞中で作用 可能なポリアゾニレ−ジョンシグナル(この両者は目的コード配列に作用可能に 連結されている);及び (b) カセットの5′又は3′末端における。カセット−ユニーク制限部位; 全含有する発現カセットを含んで成る発現キャリヤーベクター。
14、(i)植物細胞中で正常に作用可能なプロモーター及び植物細胞中で作用 可能なポリアゾニレ−ジョンシグナル(両者H目的:r −ト配列に作用可能に 連結されている)及び、(b)カセットの5′又は3′末癩における。カセット −ユニーク制限部位、全含有する発現カセット金倉んで成る発現カセットベクタ ーであって; 前記カセットがT −DNA ff−グー配列により囲まれておシ; 前記キャリヤーベクターが広宿主域細菌性複製開始点を含有する; 発現キャリヤーベクター。
15、(a) (b)の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中で 正常に作用可能なプロモーター配列; (b) 目的コード配列; (c) (b)の目的コード配列に作用可能に連結されており、植物細胞中で作 用可能なポリアゾニレ−ジョンシグナル;及ヒ (d)カセットの一端に近位のカセット−ユニーク制限部位; を含有する発現カセット金倉んで成る発現キャリヤーベクターによシ形質転換さ れた植物(その細胞及び種子を包含する)。
16、前記ベクターが、広宿主域細菌性複製開始点金倉んで成るベクター配列、 及び前記発現カセット末端のいずれか又は両方に近位にT −DNAボーダー配 列をさらに含む請求の範囲第15項に記載の植物(その細胞及び種子全包含する )。
17、(a) (b)の第1の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細 胞中で正常に作用可能な第1プロモーター配列: (b)第1の目的コード配列; (c)前記第1の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中で作用可 能な第1のポリアゾニレ−ジョンシグナル; を含有するDNA配列カセット;並びに。
(d) (、)の第2の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中で 正常に作用可能な第2のプロモーター; (、)第2の目的コード配列; (f)前記目的コ゛−ド配列に作用可能に連結された、第2のポリアゾニレ−ジ ョンシグナル; 金含んで成る少なくとも1個の追加の発現配列:並びに (g) DNA配列カセット末端に近位のカセット−ユニーク制限部位; を含んで成る発現キャリヤーベクターにより形質転換された植物(その細胞及び 種子を包含する)。
18、前記ベクターが、広宿主域細菌性複製開始点を含んで成るベクター配列、 及び前記DNA配列カセット末端のいずれか又は両方に近位にT−DNAゴーグ ー配列をさらに含む請求の範囲第17項に記載の植物(その細胞及び種子を包含 する)。
19、植物細胞中で正常に作用可能なプロモーター及び植物細胞中で作用可能な ポリアゾニレ−ジョンシグナル(両者は目的コード配列に作用可能に連結されて いる)全含んで成る発現キャリヤーベクターにより宿主植物細胞を直接形質転換 することを含んで成る植物(その細胞及び種子を含む)の形質転換法。
2B(a) (b)の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中で正 常に作用可能な!ロモーター配列; (b) 目的コード配列; (c) (b)の目的コード配列に作用可能に連結されており、植物細胞中で作 用可能なポリアゾニレ−ジョンシグナル;及ヒ (a カセットの一端に近位のカセット−ユニーり制限部位; を含有する発現カセットを含んで成る発現キャリヤーベクターにより宿主植物細 胞を直接形質転換することを含んで成る植物(その細胞及び種子を包含する)の 形質転換法。
ム、(λ)(b)の第1の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中 で正常に作用可能な第1、プロモーター配列; (b)第1の目的コード配列; (c)前記第1の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中で作用可 能な第1のポリアゾニレ−ジョンシグナル; 金含有するDNA配列カセット:並びに。
<a) (−)の第2の目的コード配列に作用可能に連結された、植物細胞中で 正常に作用可能な第2のノロ屯−ター: (8)第2の目的コード配列; (f)前記目的コード配列に作用可能に連結された、第2のポリアゾニレ−ジョ ンシグナル; を含んで成る少なくとも1個の追加の発現配列;並びに (ω DNA配列カセット末端に近位のカセット−ユニーク制限部位; を含んで成る発現キャリヤーベクターにょシ宿主植物細胞を直接形質転換するこ とを含んで成る植物(その細胞及び種子を包含する)の形質転換法。
22、植物細胞の形質転換法であって、(i 植物細胞中で正常に作用可能なプ ロモーター及び植物細胞中で作用可能なポリアゾニレ−ジョンシグナル(両者は 目的コード配列に作用可能に連結されている)を含んで成る発現キャリヤーベク ター(前記発現カセットは少なくとも1個のT−DNA&−グー配列に近位にあ シ:そしてベクター断片は広宿主域細菌性複製開始点を含有する)によシA、チ ュメファシェンス(A、tumafaaens)を形質転換し: (b) A、チュメファシエンス宿主にTlfラスミドのビルレンス領域を含ん で成るグラスミドを与え;そして (c) 感受性植物細胞を、得られたA、チュメ7アシエンスと接触せしめる; ことを含んで成る方法。
23、 A、チュメファシエンス感受性植物細胞を。
(A)Tlfラスミドのビルレンス領域を含んで成るプラスミド;及び (B)(a) (b)の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中で 正常に作用可能なプロモーター配列; (b) 目的コード配列; (c) (b)の目的;−ド配列に作用可能に連結されており、植物細胞中で作 用可能なポリアゾニレ−ジョンシグナル; (d、) カセットの一端に近位のカセット−ユニーク制限部位; (、) 広宿主域細菌性複製開始点:及び(f) 前記発現カセット末端のいず れか又は両方に近位のT−DNAボーダー配列;を含有する発現キャリヤーベク ターを含有するA、チュメファシエンスの細胞と接触せしめる、ことを含んで成 る植物細胞の形質転換法。
24、発現キャリヤーベクターのDNAカセットの各端にT−DNA配列が存在 する請求の範囲第23項に記載の方法。
5゜前記発現キャリヤーくフタ−がDNA配列カセット内に形質転換された植物 細胞のための優性選択可能なマ・−力−をコードするコード配列を含んで成る請 求の範囲第23項に記載の方法。
26、(a)のプラスミドが無力化されたTtプラスミドである請求の範囲第2 3項に記載の方法。
27、A、チュメファシエンス感受性植物細胞を。
(A) Tiプラスミrのビルレンス領域金倉んで成るプラスミド;及び CB)0 (b)の第1の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中 で正常に作用可能な第1プロモーター配列; (b) 第1の目的コード配列: (c)前記第1の目的コーP配列に作用可能に連結された。植物細胞中で作用可 能な第1のポリアゾニレ−ジョンシグナル;を含有するDNA配列カセット−並 びに、(d) (e)の第2の目的コード配列に作用可能に連結された、植物細 胞中で正常に作用可能な第2のプロモーター; (、) 第2の目的コード配列; (f) 前記目的コード配列に作用可能に連結された、第2のポリアゾニレ−ジ ョンシグナル: を含んで成る少なくとも1個の追加の発現配列;並びに (ω DNA配列、カセット末端に近位のカセット−ユニーク制限部位;並びに (h)広宿主域細菌性複製開始点;及び(i) 前記DNA配列カセット末端の いずれか又は両方に近位のT −DNA 、y−ダー配列:を含有する発現キャ リヤーベクター全含有するA、チュメファシエンスの細胞で感染させ又はこれと 共に同時培養すること金含んで成る植物細胞の形質転換方法。
詔、(、)のシラスミドが無力化Tiプラスミドである請求の範囲第27項記載 の方法。
29、前記発現キャリヤーベクターがDNA配列カセット内に形質転換された細 胞のための優性選択可能なマーカーをコードするコーに配列を含んで成る請求の 範囲第27項に記載の方法。
30、 (a)のプラスミドが無力化Tiプラスミドである請求の範囲第27項 記載の方法。
31、植物細胞又はその原形質体の懸濁液を、植物細胞中で正常に作用可能なプ ロモーター及び植物細胞中で作用可能なポリアゾニレ−ジョンシグナル(両者は 目的コード配列に作用可能に連結されてAる)全含有する発現キャリヤーベクタ ーの有効量と混合することを含んで成る植物細胞の形質転換法。
32、植物細胞中で正常に作用可能なプロモーター及び植物細胞中で作用可能な ポリアゾニレ−ジョンシグナル(両者は目的コード配列に作用可能に連結されて いる)を含んで成る発現キャリヤーベクターによシ宿主植物細胞全直接形質転換 することにより得られた植物(その細胞又は種子を含む)。
33、(&) (b)の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中で 正常に作用可能なプロモーター配列; (b) 目的コード配列; (−) (b)の目的コード配列に作用可能に連結されておシ、植物細胞中で作 用可能なポリアゾニレ−ジョンシグナル;及ヒ (d)カセットの一端に近位のカセット−ユニーク制限部位; を含有する発現カセット末端んで成る発現キャリヤーベクターにより宿主植物細 胞を直接形質転換することによシ得られ′fc植物(その細胞又は種子を含む) 。
34、(a) (b)の第1の目的コード配列に作用可能に連結された一*物細 胞中で正常に作用可能な第1fロモーター配列; (b)第1の目的コード配列; (c)前記第1の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中で作用可 能な第1のホリアデニシーションシグナル; を含有するDNA配列カセット−並びに。
(ω (e)の第2の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中で正 常に作用可能な第2のプロモーター; (、) 第2の目的コード配列; (f)前記目的コード配列に作用可能に連結された。第2のポリアゾニレ−ジョ ンシグナル; を含んで成る少なくとも1個の追加の発現配列;並びに (ω DNA配列カセット末端に近位のカセット−ユニーク制限部位; を含んで成る発現キャリヤーベクターにより宿主檜物細胞金直接形負転換するこ とによシ得られた植物(その細胞又は種子を含む)。
35、A。チュメファシエンス感受性植物細胞を。
(ト) Ttプラスミドのビルレンス領域を含んで成るプラスミド;及び (B)(−) (b)の目的コード配列に作用可能に連結された、植物細胞中で 正常に作用可能なプロモーター配列: (b) 目的コード配列; (c) (b)の目的コード配列に作用可能に連結されており、植物細胞中で作 用可能なポリアゾニレ−ジョンシグナル; (d) カセットの一端に近位のカセット−ユニーク制限部位; (、) 広宿主域細菌性複製開始点;及び(f) 前記発現カセット末端のいず れか又は両方に近位のT −DNAゴーダ−配列;金含有する発現キャリヤーベ クターを含有するA、チュメファシエンスの細胞と接触せしめる。ことにより形 質転換された植物(その細胞又は種子を含む)。
36、 A、チュメファシエンス感受性植物細胞を。
(A) Ttプラスミドのビルレンス領域を含んで成るプラスミド;及び (at(、) (b)の第1の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細 胞中で正常に作用可能な第1fロモーター配列: (b) 磯1の目的コード配列; (c) 前記第1の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中で作用 可能な第1のポリアゾニレ−ジョンシグナル;と含有するDNA配列カセット; 並びに。
(d) (、)の第2の目的コード配列に作用可能に連結された。植物細胞中で 正常に作用可能な第2のプロモーター; (、) 第2の目的コード配列; (f) 前記目的コード配列に作用可能に連結された、第2のポリアゾニレ−ジ ョンシグナル; を含んで成る少なくとも1個の追加の発現配列:並びに (ω DNA配列カセット末端に近位のカセット−ユニーク制限部位;並びに (b) 広宿主域細菌性複製開始点;及び(i) 前記DNA配列カセット末端 のいずれが又は両方に近位のT −DNAボーダー配列;を含有する発現キャリ ヤーベクターを含有する人、チュメファシエンスの細胞で感染させ又はこれと共 に同時培養することによシ形質転換された植物(その細胞又は種子を含む)。
37、パシルス・チュリンジェンシスのエンドトキシンの発現についてコードす るキメラ遺伝子を含んで成るゲノムを有する植物(その原形質体、種子、細胞、 子孫、及び該子孫の種子を含む)。
ア、前記エンドトキシンがバシルス・チュリンジェンシスHD−1株由来のBt −トキシンでちる請求の範囲第37項に記載の植物。
39、その形質転換がA、チュメファシエンスにより介在されたものでおり、そ して組織培養から生じたものである請求の範囲第37項に記載の植物。
40、前記キメラ遺伝子の発現が前記エン−トキシン遺伝子に5′のノパリンシ ンサーゼプロモーターにより活性化される請求の範囲第37項に記載の植物。
41、その形質転換が1発現キャリャーベクターpcMc121 により形質転 換されているA、チュメフプシエンスにより介在されたものである請求の範囲第 39項に記載の植物。
国際調−f刊失 、1.、□eatl Mmmm#お、PCT/US 85100659ANNE X To 部 XNTEFtkJkTIONAL 5EARCHREE’ORT  0NUS−A−440795604/10/133 None

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.センス鎖において5′−3′と進む順序で、(a)第1のカセットーユニー ク制限部位;(b)植物細胞中で正常に作用可能な(5′−3′に方向付けられ た)ブロモーター配列; (c)ポリリンカー; (d)植物細胞中で作用可能な(5′−3′に方向付けられた)ポリアデニレー ションシグナル;及び(e)第2のカセットーユニーク制限部位;を含有するD NA配列カセットを含んで成る中間体キャリャーベクター。 2.(c)のポリリンカー中に含有され、(b)のプロモーター及び(d)のポ リアデニレーションシグナルに作用可能に連結された目的コード配列をさらに含 む請求の範囲第1項に記載のベクター。 3.広宿主域細菌性複製開始点を含んで成るベクター配列をさらに含む請求の範 囲第1項に記載のベクター。 4.(a)の第1の制限部位及び(e)の第2の制限部位のいずれか又は両方に 近位にT−DNAボーダー配列をさらに含む請求の範囲第3項に記載のベクター 。 5.(a)(b)の目的コード配列に作用可能に連結された、植物細胞中で正常 に作用可能なプロモーター配列;(b)目的コード配列; (c)(b)の目的コード配列に作用可能に連結されており、植物細胞中で作用 可能なポリアデニレーションシグナル;及び (d)カセットの一端に近位のカセットーユニーク制限部位; を含有する発現カセットを含んで成る発現キャリャーベクター。 6.前記発現カセットが各カセット末端に近位にカセットーユニーク制限部位を 有する請求の範囲第5項に記載のベクター。 7.広宿主域細菌性複製開始点を含んで成るベクター配列をさらに含んで成る請 求の範囲第5項記載のベクター。 8.前記発現カセット末端のいずれか又は両方に近位にT−DNAボーダー配列 をさらに含む請求の範囲第7項に記載のベクター。 9.(a)(b)の第1の目的コード配列に作用可能に連結された、植物細胞中 で正常に作用可能な第1プロモーター配列; (b)第1の目的コード配列; (C)前記第1の目的コード配列に作用可能に連結された、植物細胞中で作用可 能な第1のポリアデニレーションシグナル; を含有するDNA配列カセット;並びに、(d)(e)の第2の目的コード配列 に作用可能に連結された、植物細胞中で正常に作用可能な第2のプロモーター; (e)第2の目的コード配列; (f)前記目的コード配列に作用可能に連結された、第2のポリアデニレーショ ンシグナル; を含んで成る少なくとも1個の追加の発現配列;並びに(g)DNA配列カセッ ト末端に近位のカセットーユニーク制限部位; を含んで成る発現キャリャーベクター。 10.広宿主域細菌性複製開始点を含んで成るベクター配列をさらに含む請求の 範囲第9項に記載のベクター。 11.前記DNA配列カセット末端のいずれか又は両方に近位にT−DNAボー ダー配列をさらに含む請求の範囲第10項に記載のベクター。 12.(a)第1のカセットーユニーク制限部位;(b))(c)の目的コード 配列に作用可能に連結された、植物細胞中で正常に作用可能なプロモーター配列 ;(c)目的コード配列; (d)(c)の目的コード配列に作用可能に連結された、植物細胞中で作用可能 なポリアデニレーションシグナル;及び (e)第2のカセットーユニーク制限部位;を含んで成る、形質転換された植物 細胞中で作用可能な発現カセット。 13.(a)植物細胞中で正常に作用可能なプロモーター及び植物細胞中で作用 可能なポリアデニレーションシグナル(この両者は目的コード配列に作用可能に 連結されている);及び (b)カセットの5′又は3′末端における、カセットーユニーク制限部位; を含有する発現カセットを含んで成る発現キャリャーベクター。 14.(a)植物細胞中で正常に作用可能なプロモーター及び植物細胞中で作用 可能なポリアデニレーションシグナル(両者は目的コード配列に作用可能に連結 されている)及び、 (b)カセットの5′又は3′末端における、カセットーユニーク制限部位、を 含有する発現カセットを含んで成る発現カセットベクターであって;前記カセッ トがT−DNAボーダー配列により囲まれており; 前記キャリャーベクターが広宿主域細菌性複製開始点を含有する; 発現キャリヤーベクター。 15.請求の範囲第5項に記載のベクターにより形質転換された植物(その細胞 及び種子を包含する)。 16.請求の範囲第8項に記載のベクターにより形質転換された植物(その細胞 及び種子を包含する)。 17.請求の範囲第9項に記載のベクターにより形質転換された植物(その細胞 及び種子を包含する)。 18.請求の範囲第11項に記載のベクターにより形質転換された植物(その細 胞及び種子を包含する)。 19.植物細胞中で正常に作用可能なプロモーター及び植物細胞中で作用可能な ポリアデニレーションシグナル(両者は目的コード配列に作用可能に連結されて いる)を含んで成る発現キャリャーベクターにより宿主植物細胞を直接形質転換 することを含んで成る植物(その細胞及び種子を含む)の形質転換法。 20.請求の範囲第5項に記載のベクターにより宿主植物細胞を直接形質転換す ることを含んで成る植物(その細胞及び種子を包含する)の形質転換法。 21.請求の範囲第9項に記載のベクターにより宿主植物細胞を直接形質転換す ることを含んで成る植物(その細胞及び種子を包含する)の形質転換法。 22.植物細胞の形質転換法であって、(a)植物細胞中で正常に作用可能なプ ロモーター及び植物細胞中で作用可能なポリアデニレーションシグナル(両者は 目的コード配列に作用可能に連結されている)を含んで成る発現キャリャーベク ター(前記発現カセットは少なくとも1個のT−DNAボーダー配列に近位にあ り;そしてベクター断片は広宿主域細菌性複製開始点を含有する)によりA、チ ュメファシエンス(A.tunefaciens)を形質転換し;(b)A.チ ュメファシエンス宿主にTiプラスミドのビルレンス領域を含んで成るプラスミ ドを与え;そして(c)感受性植物細胞を、得られたA.チュメファシエンスと 接触せしめる; ことを含んで成る方法。 23.A.チュメファシエンス感受性植物細胞を、(a)Tiプラスミドのビル レンス領域を含んで成るプラスミド; (b)請求の範囲第8項に記載の発現キャリャーベクターを含有するA.チュメ ファシエンスの細胞と接触せしめる、ことを含んで成る植物細胞の形質転換法。 24.発現キャリャーベクターのDNAカセットの各端にT−DNA配列が存在 する請求の範囲第23項に記載の方法。 25.前記発現キャリャーベクターがDNA配列カセット内に形質転換された植 物細胞のための優性選択可能なマーカーをコードするコード配列を含んで成る請 求の範囲第23項に記載の方法。 26.(a)のプラスミドが無力化されたTiプラスミドである請求の範囲第2 3項に記載の方法。 27.A.チュメファシエンス感受性植物細胞を、(a)Tiプラスミドのビル レンス領域を含んで成るプラスミド;及び (5)請求の範囲第11項に記載の発現キャリャーベクター を含有するA.チュメファシエンスの細胞で感染させ又はこれと共に同時培養す ることを含んで成る方法。 28.(a)のプラスミドが無力化Tiプラスミドである請求の範囲第27項記 載の方法。 29.前記発現キャリャーベクターがDNA配列カセット内に形質転換された細 胞のための優性選択可能なマーカーをコードするコード配列を含んで成る請求の 範囲第27項に記載の方法。 30.(a)のプラスミドが無力化Tiプラスミドである請求の範囲第27項記 載の方法。 31.植物細胞又はその原形質体の懸濁液を、植物細胞中で正常に作用可能なプ ロモーター及び植物細胞中で作用可能なポリアデニレーションシグナル(両者は 目的コード配列に作用可能に連結されている)を含有する発現キャリャーベクタ ーの有効量と混合することを含んで成る植物細胞の形質転換法。 32.請求の範囲第19項に記載の方法により形質転換された植物(その細胞又 は種子を含む)。 33.請求の範囲第20項に記載の方法により形質転換された植物(その細胞又 は種子を含む)。 34.請求の範囲第21項に記載の方法により形質転換された植物(その細胞又 は種子を含む)。 35.請求の範囲第23項に記載の方法により形質転換された植物(その細胞又 は種子を含む)。 36.請求の範囲第27項に記載の方法により形質転換された植物(その細胞又 は種子を含む)。
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