JPS6181787A - 新規なプラスミドベクタ− - Google Patents

新規なプラスミドベクタ−

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JPS6181787A
JPS6181787A JP59201860A JP20186084A JPS6181787A JP S6181787 A JPS6181787 A JP S6181787A JP 59201860 A JP59201860 A JP 59201860A JP 20186084 A JP20186084 A JP 20186084A JP S6181787 A JPS6181787 A JP S6181787A
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JP
Japan
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plasmid
plasmid vector
gene
streptomyces
scissored
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JP59201860A
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English (en)
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Ryosaku Nomi
能美 良作
Hideki Yoshioka
秀樹 吉岡
Masanori Sugiyama
政則 杉山
Yoshikatsu Murooka
室岡 義勝
Osamu Niimi
新見 治
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Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/74Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora
    • C12N15/76Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora for Actinomyces; for Streptomyces

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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〕 本発明は新規なプラスミドベクターに関する。
〔従来の技術〕
近年遺伝子操作技術が開発され、大腸菌をはじめ種々の
、菌株が工業的あるいは遺伝生化学的研究のため利用さ
れている。
放線菌、特にストレプトミセス層は現在知られている抗
生物質の約60%を生産する工業的に極めて有用な微生
物である。これらのストレプトミセス層に遺伝子操作技
術を応用し、抗生物質の生産を増〃Dさせたり、新規な
抗生物質を生産させることが可能であると考えられる。
そのためには、抗生物質生産菌内で安定に保持発現でき
るクローニングベクターが必要である。放線菌内で発現
するプラスミドは、今までに幾つか発見され遺伝子クロ
ーニング用ベクターとしての改良がなされている。〔例
えば、トンプソンeシー・ジェイ、他、ジーン20巻、
51−62頁、 1982 (Thompson。
C−J、 et、 al、 Qcnc Voi 20、
pp51−62.1982)、カソッΦイー他ジャーナ
ルオプゼネラルマイクロバイオロジ−1129巻270
3−2714頁1983年(Katz、 E et、 
al−J、 Qene−ral Microbiol、
 Vol 129− pp2703−2714 。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、従来知られているプラスミドベクターは、その
ほとんどがもっばら抗生物質非生産株のストレプトミセ
ス・リビダンス(Streptomyces l1vi
dans )を宿主としていたりごく少数の宿主でしか
発現しないなど、宿主領域が狭いという欠点を有する。
C問題点解決のための手段〕 そこで本発明者らは上記欠点のない放線菌用プラスミド
ベクターを得るため種々検討した結果、ストレプトミセ
ス・カスタネオグロピスポラスHUT 6202 (S
treptomyces castane−oglob
isporus HUT 6202広島大学工学部醗酵
工学科保存株)より得たプラスミドpHY6202のB
am1〜II切断部位にチオストレプトン耐性遺伝子を
挿入したプラスミドを作製したところ、種々の広い範囲
の抗生物質生産放線菌に本プラスミドが発現することを
見い出した。さらにこのプラスミドを小型化したプラス
ミド及びこの放線菌プラスミドと大腸菌プラスミドとの
複合プラスミドを作製し、これらすべてのプラスミドが
広範囲の抗生物質生産放線菌に発現することを見い出し
、本発明を完成した。
即ち、本発明は、(atストレグトミセス・カスタネオ
グロビスポラス(Streptomyces cast
ane−oglobisporus ) HUT 62
02のプラスミドpHY6202のBam1−II切断
部位にチオストレプトン耐性遺伝子を挿入した約5.6
メガダルトンのグラスミドベクター、(bl該プラスミ
ドベクターからBC11制限酵素により約0.5メガダ
ルトンの遺伝子を除去した。BCII切断点を1ケ所有
する約5.1メガダルトンのプラスミドベクター、及び
(cl、上記(alのプラスミドベクターのXhoI切
断部位に、大腸菌プラスミドpBR,328をSal 
I切断部位で切断した遺伝子を挿入(、た約8.8メガ
ダルトンのプラスミドベクターに関する。
本発明の新規プラスミドとしてはpHY12、pHY 
13、pHY 14及びpsM 332などがあげられ
る。
pHY 12及びpI−IY 13は前記(atのプラ
スミドベクターの1 f!iI!lであり、チオストレ
プトン耐性領域及びpHY 6202 白米の複製開始
領域を有する。これらのプラスミドはプラスミドpI−
IY 6202のBamHi切断部位にプラスミドpI
J702から切り出されたチオストレプトン耐性を示す
23Sリボリームメチラーゼ遺伝子をT4 vガーゼを
用いて挿入することにより製造したもので9両者はチオ
ストレプトン耐性の遺伝子が第1図、第2図のごとく逆
になったものであり、実質上は何ら差異がない。
pI(y l 4は前記(blのプラスミドベクターの
1例であり、pHY12にBcl i制限酵素を作用さ
せてpHY 12から分子量約0.5 mdの遺伝子部
分(第1図の2部分)を除去したもので、pHY 12
と同様にチオストレプトン耐性領域及びpHY 620
2由米の複製開始領域を有する。
又、psM332は前記(clのプラスミドベクターの
1例である。このベクターはpHY 12のXhOI切
断部位に、大腸菌ベクタープラスミドpBR328に5
alI制限酵素を作用させて、線状化した遺伝子(複製
開始領域、アンピシリン耐性領域及びクロラムフェニコ
ール耐性領域を有する)を、T4DNhvガーゼにより
挿入したもので、pi328由来の上記領域の他、チオ
ストレプトン耐性領域及びpHY6202由米の複製開
始領域を有する。
これらのプラスミドの制限酵素地図を第1図〜第4図に
示した。図中、Th1orはチオストレプトン耐性遺伝
子の、Cmrはクロラムフェ二:7− # 耐性遺伝子
の、Aprはアンピシリン耐性遺伝子の存在部位を示し
たものである。
又、()中の数字は各プラスミド中の制限酵素による切
断部位の位置関係を示したものである。これらのプラス
ミドのうち、 pHY 12は微工研菌寄第7851号
として、又pHY 13は微工研菌寄第7852号とし
てそれぞれ寄託されている。
次に本発明のプラスミドの特性を表1及び表2に示す。
表1 Thior  チオストレプトン耐性 Apr   アンピシリン耐性 Cm’   クロラムフェニコール耐性分子量は、入フ
ァージDNAの)lind、[消化物を対照とする電気
泳動法により求めた。
各制限酵素による切断数は、過剰の制限エンドヌクレア
ーゼの存在下に各々pHY 12 、 pHYl 3 
、 pI−IY 14 、 p8M 332のプラスミ
ドを消化させて、1.0又は2.0%のいずれかのアガ
ロースゲル中で分離可能な断片の数から決定された。又
、コピー数の測定は抗生物質生産放線菌のストレプトミ
セスの対数増殖期後期の培養液から菌糸体を集め、溶菌
後温和なシェアリング(断片化)を行った。この試料を
1%アガロースゲルで電気泳動後写真撮影を行いそのネ
ガをデンシトメーターで測定することによって行った。
本発明のプラスミドは例えば次のようにして製造される
まずプラスミドpHY6202をBamHT制限酵素で
切断し線状DNAとする。次いでこのプラスミドにチオ
ストレプトン耐性コードを有するDNAを’I”4DN
AIJガーゼを用い常法によりリゲーションしてpHY
 12及びpHYl3を作製した後。プロトプラスト化
法により放線菌を形質転換し、チオストレプトン耐性を
選択マーカーとして形質転換株を得、それからpHY 
12及びpHY 13を単離すればよい。
ここでpHY 6202はストレプトミセス・カスタネ
オグロビスポラスHUT 6202 (Stre−pt
omyces castaneoglobisporo
us HUT 6202 :広島大学工学部醗酵工学科
保存株)を適当な液体培地で培養し、培養液より菌糸体
を収穫し、そして菌糸体を溶菌させ、次いで密度勾配遠
心法により容易に得ることが出来る。
又、チオストレプトン耐性コードを有するDNAは例え
ばストレプトミセス・リビp−yス3131 (Str
epomyces 1ividans 3131 )の
有するプラスミドpIJ702をBclI制限酵素によ
り切断することにより得ることができる。
得られたプラスミドp)iY12をBcl I制限酵素
で切断して2つのDNA断片とした後、大きい方の約5
.1 mdのD N A断片をT4 D N Aリガー
ゼを用い常法によりリゲーシゴンするとプラスミドpH
Y14が得られる。
又、プラスミドI)IIY 12をXhor制限酵素で
、又、プラスミドpBI(、328をSal T制限酵
素でそれぞれ切断して線状DNAとした後1両者をT4
DNAIJガーゼで常法によりリゲーションすることに
よりプラスミドpRM 332が得られる。ここで使用
するプラスミドpBR328はイー・コリー−1131
01(E、Co11I−IBIOI)から単離される。
以上の方法により得られた各種プラスミドがpHY 6
202由米の複製開始領域を有すること、及びpsM3
32には、さらにpBR328由米の複製開始領域を有
することは、本発明のプラスミドを有する放線菌にはチ
オストレプトン耐性が付与され、又、I)8M332を
有する大腸菌にはアンビンリン耐性が付与され、いずれ
も本発明のプラスミドの性質が発現していること(後記
実症例及び効果の欄参照)かられかる。
次に本発明のプラスミドの製法を実施例により説明する
。なお、本実症例では全酒造(作製の制限酵素を利用し
た。
実施例1.  pI−IY 12及びpi−IY 13
の製造法(11原料プラスミドpHY 6202の線状
化プラスミドpHY6202DNAは、TE緩衝液(0
,01Mトリス11HCL、  0.001 M ED
TA−Naz。
pH8,5)中のDNA(〜10μg)溶液〜45μl
を10×制限緩衝液5μ【及びBamF11酵素調製剤
15単位と混合することによって、BamHI制限酵素
で消化される。この混合物を37℃で1時間反応する。
次に等容量のフェノール(TE緩衝液で飽和)を加え、
酵素反応を停止させる。
次に、12,000XgS分間の遠心分離を行(・、上
澄液をピペットで注意深く回収する。TE緩衝液で二回
目のフェノール抽出を行う。二つの上澄液を一緒に取っ
ておき、エーテルによりフェノールを除去した後−20
℃で酢酸ナトリウムo、を容itと95%エタノール2
容量の添加によってエタノール沈殿させる。DNA沈殿
物を4℃、12.OOOXgで10分の遠心分離によっ
て集める。沈殿物をTrili緩衝液17μl甲に再溶
解する。この試料をリゲーション(連結)に用いろ。
(2)  プラスミドpIJ 702よりチオストレプ
トン耐性コードを有するDNAの取得 TE緩衝液中のpIJ 702 DNA (〜15μg
)溶液45μmと10XBciJ制限緩衝液5μmとB
clI制限酵素75単位を含有する反応混合物中でプラ
スミドpIJ702をBcl J 消化にかける。この
混合物を50°Cで1時間反応する。次に消化物を臭化
エチジウム(0,5μg/rnl)を含む1%アガロー
スゲルにかけ150■で電気泳動させた。
長波長紫外線照明によって4つのDNA断片が確認され
る。約0.7 mdのチオストレプトン抵抗性のコード
をもつDNA断片をDEAEメンブレンフィルターに吸
着させてとり出し、次に溶出予力 衝液 (20mM 
 ト リ ス −HCI、  1  mMEDTA −
Naz。
1、’5 MNaCI、 pH7,5) 400 μl
でDNAを溶出させる。前浴出液を一20℃で95%エ
タノール2倍容量の添刀日によってエタノール沈殿させ
る。
DNA沈殿物を4℃、12.OOOXg、10分の遠心
分離によって集める。沈殿物をTE緩衝液14μmに再
溶解する。
(31pHY 12及びpH’Y 13の作製上記(1
)で得られたpHY 6202の線状化DNA溶液17
μム及び上記(21で得られたチオストレプトン耐性コ
ードを有するDNA溶i14μI及び10 x TrD
 N Aリガーゼ用緩衝液(660mM トリス−HC
I、 66mMNgC12,pH7,6) 5 μm、
、100mMDTT 5 μl、 10 mMATP 
5 μlを一緒にする。
最後にT4DNAIJガーゼ1.0単位を加え、反応液
を15℃、1〜2日間保持し、以後の形質転換に用いる
リゲーション混合液とする。
(41pHY 12及びpHY13の単離ストレプトミ
セス・グリセウス(Strcptomyccsgris
cus ) I−JUT 6037 (広島大学工学部
醗酵工学科保存株)を表3の成分からなる培地中で28
℃、30時間生育させろ。
ブドウ糖      1 % 酵母エキス    0.2 ペプトン     0.4  % 牛肉エキス    0.2 Na CI        015 Mg S 04・7H200,025 グリシン     0.5 pH7,0 次いでその菌株をプロドプラ・スト化した後、(3)で
得られたリゲーショ/混合液を添加してpI−IY 1
2あるt・はpi(Y 13を保持する形質転換株を得
た。
形質転換及び再住方法はトンプソン等の方法によった〔
トンプソン他、ジャーナルオプバクテリオロジー(Th
ompson、 C,J、 et、 al、 JjBa
cteriOl)151巻、668−677 ページ、
1982年〕即ち、形質転換後のプロトプラストは、R
2YE再生培地(R2培地に酵母エキス0.5%添加し
たもの)に扁平培養する。28℃で24時間培養後、チ
オストレプトンを含む0.4%1)ifc。
NA、Jgar培地2.5mlを重層し、さらに28℃
で培養を続ける。生育したコロニーから菌をとり、表3
の組成の培地で培養し、集菌、洗浄する。
洗浄した菌体はリゾチーム(1m9/me)で処理され
た後、25%SDSにより溶菌される。次いで、0.3
6 N NaOHでアルカリ処理した後。
フェノールにより除タンパクし、その後エタノールを用
いてDNAを沈澱させる。得られた沈澱をTE緩衝液(
Tris −HCI−EDTA緩衝液)に溶解し、それ
にエチジウムブロマイドと塩化セシウムを加え、密度勾
配遠心法によりプラスミドを単離した。単離したプラス
ミドDNAに制限エンドヌクレアーゼを作用させて得ら
れたDNA断片を調食した結果、pi−IY 12とp
l−IY 13が別のコロニーから確認された。
なお、本実施例における原料プラスミドであるp)IY
6202及びpIJ702はそれを保有する菌株より、
オオムラ等の方法により単離した〔オオムラ・S他、ジ
ャーナルオプアンチビオチクス(Qmura、 S、 
et、 al、 J、Antibiotic ) 34
巻、478−482ページ、1981年〕 pIJ 702はストレプトミセス・リビダンス313
1 (streptomyces l1vidans 
3131 )の保有するプラスミドである〔カツツ・イ
ー他、ジャーナルオプジーンマイクロバイオロジー(K
atz。
E、 et、 al、 J、 Qen Microbi
ol) 129巻、2703−2714ページ、198
3年〕。
実施例2.  pHY 14の製造方法上記実施例1の
方法で製造単離されたプラスミドphy 12 を制限
エンドヌクレアーゼBcl I での消化により2つに
断片化する。大きいほうの約5.1メガダルトンのDN
A断片を実砲例1(2)に述べた方法でアガロースゲル
から単離する。この約5.1メガダルトンの線型DNA
は上記の実施例1(3)のとおりにT4DNAIJガー
ゼで連結し、次いで実姉例1(4)の方法によりストレ
プトミセス・グリウ セ索スHUT 6037のプロトプラストに導入し、再
生し、単離した。その結果pHY12の欠失プラスミド
pHY14が得られた。
実姉例3゜ (1)  プラスミドpSM332の作成7” ラスミ
ドpHY12 、!:、 pBR328(ヘ−IJ ン
ガー社製)をそれぞれ制限エンドヌクレアーゼXho 
■及びSal 7での消化によって線状にする。
即ち、プラスミドpH12DNAはTE緩衝液中のDN
A (〜1μg)溶液〜45μmを10×制限緩衝液5
μ!及びXho T酵素調製剤6単位と混合することに
よってXho T制限酵素で消化されろ。
この混合物を37℃で1時間反応する。
一方、プラスミドpBR328DNAは、TE緩衝液中
のDNA(〜0,5μg)il#液〜ノl 5 III
と10×制限緩衝液5μ■とSal T酵素6単位を含
有する反応混合物中で、プラスミドpnrt :+ 2
8をS;+I J消化にかける。この混合物を37℃で
1時間反応する。
pHY12  XhoJ消化物とpB几328SalJ
消化物は実施例1(11に示したようにフェノール処理
を行った後、エタノール沈澱される。このようにして得
られたpHY12の線状物とpBR328の線状物を実
施例1(3)に示したようにT4DNAIJガーゼによ
りリゲーションし、次の工程に用いるリゲーション混合
液を得た。
(2)  プラスミドpsM332の単離イー・コリ(
E、 coli) I−IB 101 (コールドスフ
IJ 7 クハ−バー (cold Jmg Harb
er )研究新製〕を20m1のS OmM Ca C
12水#液に0℃で20分間懸濁してCaCl2処理を
おこなった後集菌し再度CaC1z処理をおこなりた菌
含有液200μlに水浴上で上記リゲーション混合液1
00μlと0、1 M )リス・塩酸(pH7,2)2
00μmを加えた後、10分間静置し、次に37℃の水
浴上で2分間静置した後IInI!のI、B培地(1%
ディフコトリプトファン、0.5%ディフコ酵母エキス
0.5%NaC1)をWえ37℃で20分間培養する。
次いでこの培養液0.1 mlをアンピシリン50μg
/meを含むLB寒天培地に接種し、37℃で培養する
とコロニーが発生する。
発生したコロニーから菌を採取し、アンピシリン50μ
g/rn13を含むLB培地で一晩培養した後、その培
養液から菌体を遠心分離し、溶液■(50mMグルコー
ス、10mMエチレンジアミン4酢酸2 Na、 25
mM)リス塩酸緩衝液、pH8,0)で遠心洗浄後、再
び溶液l8rnlK懸濁する。次に20■のリゾチーム
を含む2 mlの溶ifを加え水浴にて30分間静置す
る。次に20nLeの溶液fl (0,2N  NaO
H,1%5DS)を塀え5分間静置後15mA!の溶液
IIT(3M酢酸す) IJウム。
pH4,8)加え水浴で60分間静置する。次いで0℃
で15分間遠心し、得られた上清液に2倍量のエタノー
ルを加え、−20℃で30分静置後、遠心によりDNA
沈殿を得る。得られた沈澱を適当量のTB緩衝液(’l
’ris−HC150mM 。
EDTA−Na 2.10 mM、 pH8,0)に溶
解後、エチジウムプロミド−塩化セシウム密度勾配遠心
法によりプラスミドpsM332を単離した。
上記方法で作成された98)(332は、ストレプトミ
セス・グリセウスHUT 6037のプロトプラストに
形質転換される。形質転換体は宿主にチオストレグトン
抵抗性を与える。
〔効 果〕
本発明のプラスミドは表3に示す如く広い範囲の抗生物
質生産菌を形質転換できろ。
(至)形質転換はプラスミド5μgを用い実施例1に示
したトンプリン等の方法によりおこなった。表中の結果
は、チオストレプトン50μg/ mlの培地に出限し
たコロニー数を示したものである。なお、出現したコロ
ニー中の菌より得られたプラスミドを電気泳動法により
調べた結果、本発明のプラスミドの泳動位置と同じ位置
にバンドが確認された。又、形質転換前の菌株はチオス
トレプトン5μg/解を含む培地では生育しなかツIS
表4から明らかなように本発明のプラスミドは広い範囲
の抗生物質生産菌を形質転換できるので、これら工業的
に重要な抗生物質の生産を増大させたり、又新規抗生物
質を作り出すためのベクターとして非常に有利である。
そして[)HY12、pHY13は選択マーカーとして
チオストレプトン遺伝子を保有しているので、これらプ
ラスミドが宿主内に存在していることを容易に調べるこ
とが出来る点で有利である。
又、その分子量は5.6メガダルトンと小さく第1図、
第2図からも明らかなようにBgl[。
Xho T 、 C1a 1などの制限酵素によ(よる
開裂部位を特定のしかも限られた位置に有しているため
ベクターとして利用する際に、挿入すべき異種遺伝子の
導入部位を有意に保持出来るとい5点で有利である。
プラスミドpHY14もpHY 12 、 pHY 1
3と同様な有利な点をもつとともにp)IY12の遺伝
子の余分な部分を取り除き小型化したので、ベクターと
し利用する際より大きな異種遺伝子の挿入を可能とした
点でより有利であり、又、制限酵素による開裂部位が特
定のしかも限られた位置をもつ制限酵素は、Bgl I
I、 Xh。
1、C1aJ に茄えBCITでも特定出来る点で更に
有利である。
プラスミドpsM332は放線菌のプラスミドと大腸菌
のプラスミドを結合させたものなので、放線菌と大腸菌
の双方を形質転換できるとい5特徴をもち、放線菌には
チオストレプトン耐性を与え、大腸菌にはアンピシリン
耐性及びクロラムフェニコール耐性を与える。
【図面の簡単な説明】 第1図へ第4図は本発明のプラスミドの制限酵素地図で
ある。 第1図:p)IY12 第2図:p)(Y13 第3図:pHY14 第4図 :98M332 第5図は原料プラスミドであるpHY6202の制限酵
素地図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ストレプトミセス・カスタネオグロビスポラス(
    Streptomyces castaneoglob
    isporus)HUT6202のプラスミドpHY6
    202のBamH I 切断部位にチオストレプトン耐性
    遺伝子を挿入した約5.6メガダルトンのプラスミドベ
    クター。
  2. (2)ストレプトミセス・カスタネオグロビスポラス(
    Streptomyces castaneoglob
    isporus)HUT6202のプラスミドpHY6
    202のBamH I 切断部位にチオストレプトン耐性
    遺伝子を挿入し、かつBcl I 制限酵素により約0.
    5メガダルトンの遺伝子を除去した、Bcl I 切断点
    を1ケ所有する約5.1メガダルトンのプラスミドベク
    ター。
  3. (3)ストレプトミセス・カスタネオグロビスポラス(
    Streptomyces castaneoglob
    isporus)HUT6202のプラスミドpHY6
    202のBamH I 切断部位にチオストレプトン耐性
    遺伝子を、又、Xho I 切断部位に、大腸菌プラスミ
    ドpBR328をSal I 切断部位で切断した遺伝子
    を挿入した約8.8メガダルトンのプラスミドベクター
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5877897A (ja) * 1981-10-15 1983-05-11 イーライ・リリー・アンド・カンパニー ストレプトマイセス属およびその類縁菌に使用するクロ−ニング・ベクタ−
JPS5879997A (ja) * 1981-10-19 1983-05-13 イ−ライ・リリ−・アンド・カンパニ− ストレプトマイセス属およびその類縁菌に使用するプラスミドpEL7および関連クロ−ニング・ベクタ−
JPS59166088A (ja) * 1982-12-22 1984-09-19 イ−ライ・リリ−・アンド・カンパニ− ストレプトマイセスへのクロ−ニング用ベクタ−

Patent Citations (3)

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