JPWO2019156152A1 - Nucleic acid containing arabinose-dependent gene expression control sequence - Google Patents

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Abstract

本開示は、コリネ型細菌において目的遺伝子の発現を制御し得る遺伝子制御配列を含む核酸、該核酸が導入された細菌、該細菌を用いた目的遺伝子の発現方法、並びに該細菌を用いた物質の生産方法に関する。上記核酸は、任意のプロモーター配列と、所定のヌクレオチド配列によって特定されるAraR結合配列とを少なくとも一部に有する。加えて、上記核酸は、コリネ型細菌に導入されると、アラビノース未添加の場合には上記プロモーター配列のプロモーター活性が抑制され、アラビノース添加の場合にはプロモーター活性が誘導される性質を示す。The present disclosure describes a nucleic acid containing a gene control sequence capable of controlling the expression of a target gene in a coryneform bacterium, a bacterium into which the nucleic acid has been introduced, a method for expressing the target gene using the bacterium, and a substance using the bacterium. Regarding the production method. The nucleic acid has at least a portion of an arbitrary promoter sequence and an ArarR binding sequence identified by a predetermined nucleotide sequence. In addition, when the nucleic acid is introduced into a coryneform bacterium, the promoter activity of the promoter sequence is suppressed when arabinose is not added, and the promoter activity is induced when arabinose is added.

Description

本発明は、コリネ型細菌においてアラビノース又はそのアナログに依存した遺伝子発現制御を可能にする核酸配列に関する。より詳細には、本発明は、コリネ型細菌においてプロモーターとして機能し得るヌクレオチド配列と所定のヌクレオチド配列からなるAraR結合配列とを有する遺伝子発現制御配列を含む核酸に関する。 The present invention relates to nucleic acid sequences that allow arabinose or analog-dependent gene expression control in coryneform bacteria. More specifically, the present invention relates to nucleic acids comprising a gene expression control sequence having a nucleotide sequence capable of functioning as a promoter in a coryneform bacterium and an AraR binding sequence consisting of a predetermined nucleotide sequence.

我が国において1950年代にコリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebacterium glutamicum)がグルタミン酸産生菌として単離されて以来、同種を代表とするコリネ型細菌は、各種アミノ酸、有機酸、エタノールを含むアルコール類等を含む化学品の生産に幅広く利用されている。加えて、コリネ型細菌は、ゲノム解析や遺伝子発現解析等の基礎研究も精力的に行われており、コリネ型細菌の遺伝子組換え技術もほぼ確立されている。このように基礎研究が進展し、遺伝子組み換え技術も確立していることから、コリネ型細菌により生産され得る化学品の種類も増加しており、しかもそれら化学品の大量生産も可能になりつつある。
その結果、化学品や有用物質の生産におけるコリネ型細菌の利用は産業界において益々注目を集めている。
Since Corynebacterium glutamicum was isolated as a glutamic acid-producing bacterium in Japan in the 1950s, Corynebacterium-type bacteria represented by the same species have been chemicals containing various amino acids, organic acids, alcohols including ethanol, and the like. Widely used in the production of goods. In addition, basic research on coryneform bacteria such as genome analysis and gene expression analysis has been energetically carried out, and gene recombination technology for coryneform bacteria has been almost established. With the progress of basic research and the establishment of gene recombination technology in this way, the types of chemicals that can be produced by coryneform bacteria are increasing, and mass production of these chemicals is becoming possible. ..
As a result, the use of coryneform bacteria in the production of chemicals and useful substances is gaining increasing attention in the industry.

ところで、各種遺伝子を導入したコリネ型細菌を利用して物質を生産する場合、コリネ型細菌において導入される各種遺伝子の発現を人為的に制御できれば、効率的なバイオプロセス並びに物質生産が可能になることから、コリネ型細菌において機能し得るプロモーター等を利用した遺伝子発現制御技術の開発が重要になってくる。 By the way, when a substance is produced using a coryneform bacterium into which various genes have been introduced, if the expression of various genes introduced into the coryneform bacterium can be artificially controlled, efficient bioprocess and substance production will be possible. Therefore, it is important to develop a gene expression control technique using a promoter or the like that can function in coryneform bacteria.

コリネ型細菌において機能するプロモーターの一例として、ブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacterium flavum)MJ−233株から単離されたアスパルターゼコード遺伝子のプロモーター配列を利用した技術が挙げられる(特許文献1)。特許文献1には、上記所定のプロモーター配列とクロラムフェニコールアセチル転移酵素(CAT)遺伝子とを含むレポータープラスミドが導入された上記菌株では、上記プロモーター配列の存在しないネガティブ・コントロールのプラスミドのみ導入した菌株と比較すると25倍のCAT活性が確認されたことが記載されている。As an example of a promoter that functions in a coryneform bacterium, there is a technique using a promoter sequence of an aspartase coding gene isolated from the Brevibacterium flavum MJ-233 strain (Patent Document 1). In Patent Document 1, only the negative control plasmid in which the promoter sequence does not exist was introduced in the strain into which the reporter plasmid containing the predetermined promoter sequence and the chloramphenicol acetyltransferase (CAT) gene was introduced. It is described that 25 times the CAT activity was confirmed as compared with the strain.

更に別の例としては、ブレビバクテリウム・フラバムMJ−233株のゲノムDNAから単離された幾つかのDNA断片であって、コリネ型細菌においてtacプロモーターよりも強いプロモーター機能を発揮するものが知られている(特許文献2)。特許文献2には、これらのDNA断片によるプロモーター活性は、ホストとなるコリネ型細菌を培養する培地の炭素源(各種糖類、エタノール、蛋白質分解物等)組成に依存することから、該培地中の炭素源組成を変更することにより目的遺伝子の発現を制御できると記載されている。 As yet another example, it is known that some DNA fragments isolated from the genomic DNA of the Brevibacterium flavum MJ-233 strain exhibit a stronger promoter function than the tac promoter in Corynebacterium. (Patent Document 2). According to Patent Document 2, the promoter activity of these DNA fragments depends on the composition of the carbon source (various sugars, ethanol, proteolytic products, etc.) of the medium for culturing the host corine-type bacterium. It is described that the expression of the target gene can be controlled by changing the carbon source composition.

更に別の例としては、コリネバクテリウム・グルタミカムに由来する、伸長因子遺伝子の1つであるEF−TUのプロモーター(PEF−TU)、スーパーオキシドジムターゼ遺伝子のプロモーター(Psod)、シャペロニンタンパク質GroES遺伝子のプロモーター(Pgro)、伸長因子遺伝子の1つであるEF−TSのプロモーター(PEF−TS)を利用した発現ユニット等が知られている(それぞれ特許文献3から6)。加えて、コリネバクテリウム・グルタミカムATCC13032株に由来するCgl1565遺伝子(遺伝子座NCgl1504)及びCgl1360遺伝子(遺伝子座NCgl1305)それぞれのプロモーター配列を利用した遺伝子発現技術も知られている(特許文献7)。
特許文献3から7には、上記各プロモーター配列と所定のレポーター遺伝子や酵素遺伝子とを導入してなるプラスミド構築物を構築すると共に、該プラスミド構築物が導入されたコリネバクテリウム・グルタミカム形質転換体を取得し、該形質転換体を用いたレポーターアッセイ又は酵素活性の測定により、上記の各プロモーター配列についてプロモーター活性が認められたことが記載されている。
As yet another example, the promoter of EF-TU ( PEF-TU ), which is one of the elongation factor genes, the promoter of the superoxide dimethase gene (P sod ), and the chaperonin protein derived from corynebacterium glutamicum. There are known expression units using the promoter of the GroES gene (P gro ) and the promoter of EF-TS (P EF-TS ), which is one of the elongation factor genes (Patent Documents 3 to 6 respectively). In addition, a gene expression technique using the promoter sequences of the Cgl1565 gene (locus NCgl1504) and the Cgl1360 gene (locus NCgl1305) derived from the Corinebacterium glutamicum ATCC13032 strain is also known (Patent Document 7).
In Patent Documents 3 to 7, a plasmid construct obtained by introducing each of the above promoter sequences and a predetermined reporter gene or enzyme gene is constructed, and a corynebacterium glutamicum transformant into which the plasmid construct is introduced is obtained. However, it is described that the promoter activity was confirmed for each of the above promoter sequences by the reporter assay using the transformant or the measurement of the enzyme activity.

更に、特許文献8には、ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス(Brevibacterium ammoniagenes)CJHB100株に由来するプロモーター配列を利用した発現カセットないしベクターが記載されている。これらプロモーター配列は、同菌株を培養し、各培養フェースにおいて過剰発現されるタンパク質を同定し、それらタンパク質をコードする遺伝子の5’非翻訳領域をクローニングすることにより同定されたプロモーター配列である。特許文献7では、pcj1ないしpcj7と命名された合計7つのプロモーター配列を取得し、それらのプロモーター配列のプロモーター活性について、ブレビバクテリウム・アンモニアゲネスにおいてGFP遺伝子を利用したレポーターアッセイにより評価しており、その結果、pcj3及び4を除く5つのプロモーター配列は、典型的なプロモーターであるtacプロモーターに対して、より強力なプロモーター活性を示し、特にpcj1及びpcj4は10倍を超えるプロモーター活性を示すことが示唆されている。加えて、特許文献7では、これらプロモーター配列が大腸菌(エシェリキア・コリ;Escherichia coli)においても機能し得ることが確かめられており、とりわけpcj1はコリネ型細菌及び大腸菌の双方で高い活性を示すことも示唆されている。Further, Patent Document 8 describes an expression cassette or vector using a promoter sequence derived from the Brevibacterium ammoniagenes CJHB100 strain. These promoter sequences are promoter sequences identified by culturing the strain, identifying proteins overexpressed in each culture face, and cloning the 5'untranslated region of the gene encoding those proteins. In Patent Document 7, a total of 7 promoter sequences named pcj1 to pcj7 are obtained, and the promoter activity of these promoter sequences is evaluated by a reporter assay using the GFP gene in Brevibacterium ammoniagenes. As a result, it is suggested that the five promoter sequences except pcj3 and 4 show stronger promoter activity with respect to the typical promoter tac promoter, and in particular pcj1 and pcj4 show more than 10-fold promoter activity. Has been done. In addition, Patent Document 7 confirms that these promoter sequences can also function in Escherichia coli ( Escherichia coli ), and in particular, pcj1 may exhibit high activity in both coryneform bacteria and Escherichia coli. It has been suggested.

更に、特許文献1から8に開示されるプロモーター配列はコリネ型細菌の野生型プロモーター配列であるが、野生型プロモーター配列に対して変異導入を施すことによりプロモーター活性を向上させた変異型プロモーター配列も知られている。このような変異型プロモーター配列としては、例えば、コリネバクテリウム・グルタミカムに由来する、ジアミノピメリン酸デヒドロゲナーゼ(ddh)遺伝子、LysC−asdオペロン遺伝子、及びアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(aspB)遺伝子の各プロモーター配列に対して所定の変異を導入することにより取得された変異型プロモーターが挙げられる(特許文献9から11)。特許文献9から11に記載されるプロモーターに関する一連の技術は、リシン生合成経路に関与する酵素遺伝子の発現量を増加させることによりリシンの産生量を向上させることを狙いとするものである。 Further, although the promoter sequences disclosed in Patent Documents 1 to 8 are wild-type promoter sequences of coryneform bacteria, mutant promoter sequences in which the promoter activity is improved by introducing mutations into the wild-type promoter sequences are also available. Are known. Such mutant promoter sequences include, for example, the promoter sequences of the diaminopimelic acid dehydrogenase (ddh) gene, the LysC-asd operon gene, and the aspartate aminotransferase (aspB) gene derived from corynebacterium glutamicum. Examples thereof include mutant promoters obtained by introducing a predetermined mutation (Patent Documents 9 to 11). A series of techniques relating to promoters described in Patent Documents 9 to 11 aims to improve the production amount of lysine by increasing the expression level of an enzyme gene involved in the lysine biosynthesis pathway.

更に、特許文献12には、特許文献3から6に記載されるコリネバクテリウム・グルタミカムに由来のPEF−TU、Psod、Pgro、及びPEF−TSのうち2つ以上のプロモーター配列をタンデムに連結してなる多重プロモーターが開示されており、これらプロモーターそれぞれを単独で利用した場合よりも多重プロモーターの方が目的遺伝子の発現が向上した結果も示されている。Further, Patent Document 12 contains two or more promoter sequences of PEF -TU , P sod , P gro , and PEF -TS derived from Corynebacterium glutamicum described in Patent Documents 3 to 6. Multiple promoters linked in tandem have been disclosed, and the results show that the expression of the target gene is improved in the multiple promoters as compared with the case where each of these promoters is used alone.

更に、誘導型プロモーターを利用した技術としては、例えば特許文献13に開示される遺伝子発現制御技術が挙げられる。特許文献13に開示の技術は、嫌気条件下において誘導促進又は誘導抑制されるコリネバクテリウム・グルタミカムの遺伝子プロモーターを網羅的に解析することにより取得したプロモーター配列を利用したものである。特許文献13には、このように嫌気条件により遺伝子発現を促進又は抑制できるプロモーター配列を利用すれば、コリネ型細菌を用いて嫌気条件下で目的物質を生産するに際し、目的物質産生に必要な各種遺伝子の発現を向上させることができ、かつ目的物質産生には不要な各種遺伝子の発現を抑制させることが可能となるから、より効率的な目的物質の生産が可能となることが示唆されている。 Further, as a technique using an inducible promoter, for example, a gene expression control technique disclosed in Patent Document 13 can be mentioned. The technique disclosed in Patent Document 13 utilizes a promoter sequence obtained by comprehensively analyzing the gene promoter of Corynebacterium glutamicum, which is induced or suppressed under anaerobic conditions. In Patent Document 13, if a promoter sequence capable of promoting or suppressing gene expression under anaerobic conditions is used in this way, various substances necessary for producing a target substance when producing a target substance under anaerobic conditions using a coryneform bacterium are used. It is suggested that more efficient production of the target substance is possible because the expression of the gene can be improved and the expression of various genes unnecessary for the production of the target substance can be suppressed. ..

更に、コリネバクテリウム・グルタミカムにおいて機能可能な異種性のプロモーターを利用した発現システムは古くから知られており、このような発現システムしては、例えばtac、trc、LacUV5、P、P等を利用したエシェリキア・コリ発現システムが挙げられる(例えば、非特許文献1〜3を参照)。これらのプロモーターは、ラクトース又はそのアナログのイソプロピルチオガラクトシド(IPTG)等の誘導物質の添加によりプロモーター活性の発現が誘導される。Furthermore, expression systems that use the functions available heterologous promoter in Corynebacterium glutamicum has been known for a long time, is in such expression systems, e.g. tac, trc, LacUV5, P R , P L , etc. Examples thereof include an Escherichia coli expression system using the above (see, for example, Non-Patent Documents 1 to 3). The expression of promoter activity of these promoters is induced by the addition of an inducer such as lactose or its analog isopropylthiogalactoside (IPTG).

加えて、λPLプロモーターとコリネバクテリウム・アンモニアゲネスから単離された潜在性プロモーターCJ1及びCJ4とを組み合せた熱誘導型発現ベクターが知られており、この熱誘導型発現ベクターはコリネバクテリウム・アンモニアゲネスのみならずコリネバクテリウム・グルタミカムにおいても機能することが確かめられている(非特許文献4)。 In addition, a heat-induced expression vector that combines the λPL promoter with the latent promoters CJ1 and CJ4 isolated from Corynebacterium ammonia Genes is known, and this heat-induced expression vector is Corynebacterium ammonia. It has been confirmed that it functions not only in Genes but also in Corynebacterium glutamicum (Non-Patent Document 4).

加えて、エシェリキア・コリに由来するアラビノース調節因子のAraC遺伝子、araBADオペロンのPBADプロモーター及びL−アラビノーストランスポーターのAraE遺伝子を組み合せることによりコリネバクテリウム・グルタミカムにおいてアラビノースに依存した目的遺伝子の発現制御を可能とした発現システムも知られている(非特許文献5)。非特許文献5には、基底下の非特異的発現も示すことなく目的遺伝子の発現を厳密に制御できたと記載されており、更にこの発現システムを用いてコリネ型細菌においてα−ケトグルタル酸脱水素酵素の阻害因子をコードするodhI遺伝子の発現を調節したところ、高いレベルのグルタミン酸産生を実現できたと記載されている。In addition, the expression of the arabinose-dependent target gene in corynebacterium glutamicum by combining the AraC gene of the arabinose regulator derived from Escherichia coli, the P BAD promoter of the araBAD operon and the AraE gene of the L-arabinose transporter. An expression system that enables control is also known (Non-Patent Document 5). Non-Patent Document 5 describes that the expression of the target gene could be strictly controlled without showing subbasal non-specific expression, and further, α-ketoglutarate dehydrogenation in coryneform bacteria using this expression system. It is stated that regulation of the expression of the odhI gene, which encodes an inhibitor of the enzyme, resulted in high levels of glutamate production.

更に加えて、非特許文献6には、コリネバクテリウム・グルタミカムATCC31831株において、LacI型の転写調節因子であるAraRタンパク質が、L−アラビノース異化作用を担うaraBDA遺伝子、アラビノース吸収を担うaraE遺伝子、及び当該転写調節因子AraR遺伝子の発現を抑制することが示唆されている。より詳細には、AraRタンパク質がaraBDAの各遺伝子領域とGalM/araRの遺伝子領域との間にある特定配列(BS)、並びにaraE遺伝子の上流に存在する2箇所の特定配列(BSE1及びBSE2)の合計3つの配列に結合し得ることが示されており、L−アラビノースによる上記遺伝子発現抑制の解除におけるAraRタンパク質及び上記AraR結合配列の役割について示唆がされている。なお、非特許文献6には、galM及びaraRのプロモーター領域についてLacZレポーターアッセイにより評価した結果も示されており、AraRのプロモーター領域についてはDグルコースを添加して培養した細胞とL−アラビノースを添加して培養した細胞との間でプロモーター活性の違いは見られなかったこと、並びにgalMプロモーターについてはL−アラビノースの添加に反応してLacZの発現レベルが増加したことが記載されている。Furthermore, in Non-Patent Document 6, in the Corinebacterium glutamicum ATCC31831 strain, the AraR protein, which is a LacI-type transcriptional regulator, has the araBDA gene responsible for L-arabinose catabolism, the araE gene responsible for arabinose absorption, and It has been suggested that the expression of the transcriptional regulator AraR gene is suppressed. More specifically, a specific sequence (BS B ) in which the AraR protein is located between each gene region of araBDA and a gene region of GalM / araR, and two specific sequences (BS E1 and BS) located upstream of the araE gene. It has been shown that it can bind to a total of three sequences of E2 ), suggesting the role of the AraR protein and the AraR binding sequence in releasing the suppression of gene expression by L-arabinose. Non-Patent Document 6 also shows the results of evaluating the promoter regions of galM and araR by the LacZ reporter assay, and for the promoter region of AraR, cells cultured with D glucose added and L-arabinose were added. It is described that no difference in promoter activity was observed between the cells cultured in the above-mentioned cells, and that the expression level of LacZ increased in response to the addition of L-arabinose for the galM promoter.

特開平7−31478JP-A-7-31478 特開平7−95891JP-A-7-9591 特表2007−514425Special table 2007-514425 特表2007−514426Special table 2007-514426 特表2007−536908Special table 2007-536908 特表2008−506400Special table 2008-506400 特表2010−515453Special table 2010-515453 特表2008−523802Special table 2008-523802 特表2011−510651Special table 2011-510651 特表2011−510625Special table 2011-510625 特表2011−182779Special table 2011-182779 特表2008−523834Special table 2008-523834 WO2006/028063WO2006 / 028063

Gene.1991 Jun 15;102(1):93−8.Gene. 1991 Jun 15; 102 (1): 93-8. Appl Environ Microbiol.1997 Nov;63(11):4392−400.Appl Environ Microbiol. 1997 Nov; 63 (11): 4392-400. Nat.Biotechnol.6:428−430Nat. Biotechnol. 6: 428-430 J.Microbiol.Biotechnol.(2008),18(4),18(4),639−647.J. Microbiol. Biotechnol. (2008), 18 (4), 18 (4), 639-647. Appl Environ Microbiol.2012 Aug;78(16):5831−5838.Appl Environ Microbiol. 2012 Aug; 78 (16): 5831-5838. J Bacteriol.2015 Dec;197(24):3788−3796.J Bacteriol. 2015 Dec; 197 (24): 3788-3996.

上述の通り従来からコリネ型細菌において利用可能な各種遺伝子発現システムが知られている。しかしながら、従来技術のうち単にコリネ型細菌において機能し得る構成的プロモーター(constitutive promoters)を単独で利用したものについては、遺伝子発現スイッチとしてオン/オフの切換え制御は事実上不可能であり、例えば厳密な遺伝子制御が必要不可欠となるバイオプロセスにはそもそも不向きである。 As described above, various gene expression systems that can be used in coryneform bacteria have been conventionally known. However, in the prior art, in which only constitutive promoters capable of functioning in coryneform bacteria are used alone, on / off switching control as a gene expression switch is practically impossible, for example, strictly. In the first place, it is not suitable for bioprocesses in which various gene regulation is indispensable.

加えて、IPTG等の発現誘導物質や温度等の所定のストレス環境下に組換えコリネ型細菌を暴露することにより目的遺伝子の発現を制御する発現システム(例えば非特許文献1から4)については、誘導物質の毒性やコストの問題及び目的遺伝子の発現制御プロセスが煩雑になる問題がある上、発現を誘導していない基底下においても一定レベルの非特異的発現が見られることもあり厳密な遺伝子発現の制御がしばしば困難となる状況も生じる。加えて、目的遺伝子の性質によっては、このような基底下での非特異的発現によりコリネ型細菌の生育が阻害されると言う問題もある。 In addition, regarding an expression system (for example, Non-Patent Documents 1 to 4) that controls the expression of a target gene by exposing a recombinant coryneform bacterium under a predetermined stress environment such as an expression inducer such as IPTG or temperature. There is a problem of toxicity and cost of the inducer, a problem that the expression control process of the target gene becomes complicated, and a certain level of non-specific expression may be observed even under the basal in which the expression is not induced, so that the gene is strict. There are also situations in which it is often difficult to control expression. In addition, depending on the nature of the target gene, there is also a problem that such non-specific expression under the basal inhibits the growth of coryneform bacteria.

更に加えて、非特許文献5に記載される、エシェリキア・コリに由来するAraC遺伝子、PBADプロモーター及びAraE遺伝子を組合せた遺伝子発現システムについては、本発明者によりコリネ型細菌を用いて効果確認試験を行ったところ、アラビノース未添加に対してアラビノース添加の場合に10倍程度のプロモーター活性は認められたものの、非特許文献5に記載されるような顕著なプロモーター活性は認められなかった。つまり、非特許文献5に記載の遺伝子発現システムは、再現性に乏しく実用に耐え得るものとは言えない。なお、そもそも非特許文献5に記載される遺伝子発現システムは、上記のとおりエシェリキア・コリ由来のプロモーター配列や遺伝子を利用するものである点で、本発明に係る遺伝子発現システムとはヌクレオチド配列及びアミノ酸配列のレベルで全く構成が異なるものである。Furthermore, regarding the gene expression system that combines the AraC gene, P BAD promoter, and AraE gene derived from Escherichia coli, which is described in Non-Patent Document 5, the effect confirmation test by the present inventor using a coryne-type bacterium. When arabinose was added, about 10 times as much promoter activity was observed as compared with the case where arabinose was not added, but no remarkable promoter activity as described in Non-Patent Document 5 was observed. That is, the gene expression system described in Non-Patent Document 5 has poor reproducibility and cannot be said to be practically usable. In the first place, the gene expression system described in Non-Patent Document 5 utilizes a promoter sequence or gene derived from Escherichia coli as described above, and the gene expression system according to the present invention is a nucleotide sequence and an amino acid. The composition is completely different at the sequence level.

なお付け加えると、非特許文献6には、コリネバクテリウム・グルタミカムATCC31831においてAraRタンパク質が、araBAD遺伝子、araE遺伝子及び当該転写調節因子AraR遺伝子の発現を抑制すること、並びにAraRタンパク質がアラビノース遺伝子群の遺伝子間領域における所定の配列に結合し得ることは示唆されてはいるものの、これら遺伝子群及びAraRタンパク質結合配列を利用した遺伝子発現制御システムの具体的な構成を実現可能なレベルで記載するものではない。実際に、以下実施例の比較試験例1に示されるとおり、本発明者がAraRタンパク質結合配列を含むaraE遺伝子のプロモーター領域を確認したところ、該araE遺伝子のプロモーター領域をそのまま利用しても、遺伝子発現制御は不可能であり、そもそも遺伝子発現システムとしてプロモーター活性さえ示さなかった。つまり、非特許文献6は、コリネバクテリウム・グルタミカムのアラビノース遺伝子発現調節機構におけるAraRタンパク質の役割に関する分析結果を単に示した学術論文であり、人工遺伝子発現システムにおけるアラビノース遺伝子群及びAraRタンパク質結合配列の利用可能性を示唆するものでは無い。 In addition, in Non-Patent Document 6, the AraR protein suppresses the expression of the araBAD gene, the araE gene and the transcriptional regulator AraR gene in the corynebacterium glutamicum ATCC31831, and the AraR protein is a gene of the arabinose gene group. Although it has been suggested that it can bind to a predetermined sequence in the interregional region, it does not describe the specific configuration of a gene expression control system using these gene groups and the AraR protein binding sequence at a feasible level. .. Actually, as shown in Comparative Test Example 1 of the following examples, when the present inventor confirmed the promoter region of the araE gene containing the AraR protein binding sequence, the gene was found even if the promoter region of the araE gene was used as it was. Expression control was impossible, and even promoter activity was not shown as a gene expression system in the first place. That is, Non-Patent Document 6 is an academic paper simply showing the analysis results on the role of the araR protein in the arabinose gene expression regulation mechanism of corynebacterium glutamicum, and is an academic paper showing the arabinose gene group and the AraR protein binding sequence in the artificial gene expression system. It does not imply availability.

そこで、本発明の目的は、コリネ型細菌において目的遺伝子の発現を厳密に制御でき、かつ目的遺伝子の発現誘導時には良好な発現量を確保できる遺伝子発現システムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a gene expression system capable of strictly controlling the expression of a target gene in a coryneform bacterium and ensuring a good expression level when inducing the expression of the target gene.

上記目的を達成するために、本発明の第1の態様によれば、以下の核酸が提供される。
[1]プロモーターとして機能し得るヌクレオチド配列(X)と以下の(a)又は(b)に記載のヌクレオチド配列(Y)とを少なくとも一部に有する遺伝子発現制御配列(R)を含み、
遺伝子発現制御配列(R)が以下の条件(I)を充足する、核酸:
(a)配列番号5から12並びに配列番号17及び18の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(b)上記(a)に記載のヌクレオチド配列において1又は複数の塩基が欠失、置換若しくは付加されたヌクレオチド配列、
但し、核酸がRNAの場合は、ヌクレオチド配列中のチミン(t)をウラシル(u)に読み替えるものとする、
条件(I):コリネ型細菌において、アラビノース未添加の場合にヌクレオチド配列(X)のプロモーター活性が抑制されること。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the following nucleic acids are provided.
[1] A gene expression control sequence (R) having at least a part of a nucleotide sequence (X) capable of functioning as a promoter and the nucleotide sequence (Y) described in the following (a) or (b) is included.
Nucleic acid: The gene expression control sequence (R) satisfies the following condition (I).
(A) The nucleotide sequence according to any one of SEQ ID NOs: 5 to 12 and SEQ ID NOs: 17 and 18;
(B) A nucleotide sequence in which one or more bases are deleted, substituted or added in the nucleotide sequence according to (a) above.
However, when the nucleic acid is RNA, thymine (t) in the nucleotide sequence shall be read as uracil (u).
Condition (I): In a coryneform bacterium, the promoter activity of the nucleotide sequence (X) is suppressed when arabinose is not added.

[2]ヌクレオチド配列(Y)がヌクレオチド配列(X)の3’末端に直接又は間接に連結されている、[1]に記載の核酸。
[3]ヌクレオチド配列(X)が構成的プロモーターである、[1]又は[2]に記載の核酸。
[2] The nucleic acid according to [1], wherein the nucleotide sequence (Y) is directly or indirectly linked to the 3'end of the nucleotide sequence (X).
[3] The nucleic acid according to [1] or [2], wherein the nucleotide sequence (X) is a constitutive promoter.

[4]ヌクレオチド配列(X)が、trcプロモーター、tacIプロモーター、tacIIプロモーター、T5プロモーター、T7プロモーター、lacプロモーター、trpプロモーター、tetプロモーター、EFTuプロモーター、groESプロモーター、SODプロモーター、P15プロモーター、ldhAプロモーター、gapAプロモーター、dapAプロモーター、metEプロモーター、及びtufプロモーターから選択される、[1]から[3]の何れか1つに記載の核酸。 [4] The nucleotide sequence (X) is trc promoter, tacI promoter, tacII promoter, T5 promoter, T7 promoter, lac promoter, trp promoter, tet promoter, EFTu promoter, groES promoter, SOD promoter, P15 promoter, ldhA promoter, gapA. The nucleic acid according to any one of [1] to [3], which is selected from a promoter, a dapA promoter, a metE promoter, and a tuf promoter.

[5]ヌクレオチド配列(X)が、コリネ型細菌のゲノムDNAに存在する遺伝子の5’上流に由来するプロモーター配列、コリネ型細菌に内在するプラスミドに由来するプロモーター配列、又はコリネ型細菌に感染し得るファージのゲノムに由来するプロモーター配列からなる、[1]から[4]の何れか1つに記載の核酸。
[6]遺伝子発現制御配列(R)は、コリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に、アラビノース未添加の場合と比較して少なくとも10倍高いプロモーター活性を示すものである、[1]から[5]の何れか1つに記載の核酸。
[5] The nucleotide sequence (X) is infected with a promoter sequence derived from 5'upstream of a gene present in the genomic DNA of a coryneform bacterium, a promoter sequence derived from a plasmid inherent in the coryneform bacterium, or a coryneform bacterium. The nucleic acid according to any one of [1] to [4], which comprises a promoter sequence derived from the genome of the obtained phage.
[6] The gene expression control sequence (R) shows at least 10-fold higher promoter activity in coryneform bacteria when arabinose is added than in the case where arabinose is not added, from [1] to [1]. 5] The nucleic acid according to any one of.

[7]遺伝子発現制御配列(R)は、コリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に、アラビノース未添加の場合と比較して少なくとも15倍高いプロモーター活性を示すものである、[1]から[6]の何れか1つに記載の核酸。
[8]遺伝子発現制御配列(R)は、コリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に、アラビノース未添加の場合と比較して少なくとも20倍高いプロモーター活性を示すものである、[1]から[7]の何れか1つに記載の核酸。
[7] The gene expression control sequence (R) shows at least 15-fold higher promoter activity in coryneform bacteria when arabinose is added than in the case where arabinose is not added, from [1] to [1]. 6] The nucleic acid according to any one of.
[8] The gene expression control sequence (R) shows at least 20 times higher promoter activity in coryneform bacteria when arabinose is added than in the case where arabinose is not added, from [1] to [1]. 7] The nucleic acid according to any one of.

[9]遺伝子発現制御配列(R)は、コリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に、アラビノース未添加の場合と比較して少なくとも35倍高いプロモーター活性を示すものである、[1]ら[8]の何れか1つに記載の核酸。
[10]遺伝子発現制御配列(R)は、コリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に、アラビノース未添加の場合と比較して少なくとも50倍高いプロモーター活性を示すものである、[1]から[9]の何れか1つに記載の核酸。
[11]遺伝子発現制御配列(R)は、コリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に、アラビノース未添加の場合と比較して少なくとも70倍高いプロモーター活性を示すものである、[1]から[10]の何れか1つに記載の核酸。
[9] The gene expression control sequence (R) shows at least 35 times higher promoter activity in coryneform bacteria when arabinose is added than when arabinose is not added, [1] et al. [ 8] The nucleic acid according to any one of.
[10] The gene expression control sequence (R) shows at least 50-fold higher promoter activity in coryneform bacteria when arabinose is added than in the case where arabinose is not added, from [1] to [1]. 9] The nucleic acid according to any one of.
[11] The gene expression control sequence (R) shows at least 70-fold higher promoter activity in coryneform bacteria when arabinose is added than when arabinose is not added, from [1] to [1]. 10] The nucleic acid according to any one of.

[12]ヌクレオチド配列(Y)が、以下の一般式(I)で表される、[1]から[11]の何れか1つに記載の核酸:
5’−NTGTNAGCGNTNAN−3’・・・一般式(I)
式中、N、N、N、N、N、N及びNは、それぞれ、独立にA(アデニン)、G(グアニン)、C(シトシン)若しくはT(チミン)を示し又は欠失し、核酸がRNAの場合は、T(チミン)はU(ウラシル)と読み替えるものとする。
[12] The nucleic acid according to any one of [1] to [11], wherein the nucleotide sequence (Y) is represented by the following general formula (I):
5'-N 1 TGTN 2 AGCGN 3 TN 4 AN 5 N 6 N 7 -3'... General formula (I)
In the formula, N 1 , N 2 , N 3 , N 4 , N 5 , N 6 and N 7 independently indicate A (adenine), G (guanine), C (cytosine) or T (thymine), respectively. Or, if it is deleted and the nucleic acid is RNA, T (thymine) shall be read as U (uracil).

[13]遺伝子発現制御配列(R)が以下の(l)から(o)の何れかのヌクレオチド配列を含む、[1]から[12]の何れか1つに記載の核酸:
(l)配列番号22から61並びに配列番号96から102の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(m)(l)に記載のヌクレオチド配列において1又は複数の塩基が欠失、置換若しくは付加されたヌクレオチド配列;
(n)(l)に記載のヌクレオチド配列に対して相補であるヌクレオチド配列とストリンジェントな条件でハイブリダイズするヌクレオチド配列;及び
(o)(l)に記載のヌクレオチド配列と少なくとも80%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列、
但し、核酸がRNAの場合は、塩基配列中のチミン(t)をウラシル(u)に読み替えるものとする。
[13] The nucleic acid according to any one of [1] to [12], wherein the gene expression control sequence (R) contains any of the following nucleotide sequences (l) to (o):
(L) The nucleotide sequence according to any one of SEQ ID NOs: 22 to 61 and SEQ ID NOs: 96 to 102;
(M) A nucleotide sequence in which one or more bases are deleted, substituted or added in the nucleotide sequence according to (l);
(N) A nucleotide sequence that hybridizes with a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence described in (l) under stringent conditions; and a sequence of at least 80% or more of the nucleotide sequence described in (o) (l). Nucleotide sequences with identity,
However, when the nucleic acid is RNA, thymine (t) in the base sequence should be read as uracil (u).

[14]遺伝子発現制御配列(R)が更にSD配列を含む、[1]から[13]の何れか1つに記載の核酸。
[15]SD配列がヌクレオチド配列(Y)の3’末端に直接又は間接に連結されている、[1]から[14]の何れか1つに記載の核酸。
[16]araEタンパク質及びaraRタンパク質のうち少なくとも1つをコードするヌクレオチド配列を更に含む、[1]から[15]の何れか1つに記載の核酸。
[14] The nucleic acid according to any one of [1] to [13], wherein the gene expression control sequence (R) further contains an SD sequence.
[15] The nucleic acid according to any one of [1] to [14], wherein the SD sequence is directly or indirectly linked to the 3'end of the nucleotide sequence (Y).
[16] The nucleic acid according to any one of [1] to [15], further comprising a nucleotide sequence encoding at least one of the araE protein and the araR protein.

[17]コリネ型細菌に由来のaraEタンパク質及びaraRタンパク質のうち少なくとも1つをコードするヌクレオチド配列を含む、[1]から[16]の何れか1つに記載の核酸。
[18]複製起点、選択マーカー遺伝子、クローニング部位、制限酵素認識部位、及びターミネーターからなる群から選択される1種以上のヌクレオチド配列を更に含む、[1]から[17]の何れか1つに記載の核酸。
[19]細菌において自律複製可能なプラスミドとして提供される、[1]から[18]の何れか1つに記載の核酸。
[17] The nucleic acid according to any one of [1] to [16], which comprises a nucleotide sequence encoding at least one of an araE protein and an araR protein derived from a coryneform bacterium.
[18] One of [1] to [17] further comprising one or more nucleotide sequences selected from the group consisting of an origin of replication, a selectable marker gene, a cloning site, a restriction enzyme recognition site, and a terminator. The nucleic acid of the description.
[19] The nucleic acid according to any one of [1] to [18], which is provided as a plasmid capable of autonomous replication in bacteria.

[20]発現ベクターとして提供される、[1]から[19]の何れか1つに記載の核酸。
[21]目的遺伝子をコードするヌクレオチド配列(Z)を更に含み、ヌクレオチド配列(Z)は、コリネ型細菌において上記目的遺伝子の発現が遺伝子発現制御配列(R)によって制御されるように遺伝子発現制御配列(R)と直接又は間接に連結されている、[1]から[18]の何れか1つに記載の核酸。
[22]DNAである、[1]から[21]の何れか1つに記載の核酸。
[20] The nucleic acid according to any one of [1] to [19] provided as an expression vector.
[21] A nucleotide sequence (Z) encoding a target gene is further contained, and the nucleotide sequence (Z) controls gene expression so that the expression of the target gene is controlled by the gene expression control sequence (R) in coryneform bacteria. The nucleic acid according to any one of [1] to [18], which is directly or indirectly linked to the sequence (R).
[22] The nucleic acid according to any one of [1] to [21], which is DNA.

更に、本発明の第2の態様によれば、以下の細菌が提供される。
[23][1]から[22]の何れか1つに記載の核酸が導入された細菌。
[24]エシェリキア属菌である、[23]に記載の細菌。
[25]コリネ型細菌である、[23]に記載の細菌。
Furthermore, according to the second aspect of the present invention, the following bacteria are provided.
[23] A bacterium into which the nucleic acid according to any one of [1] to [22] has been introduced.
[24] The bacterium according to [23], which is a bacterium belonging to the genus Escherichia.
[25] The bacterium according to [23], which is a coryneform bacterium.

[26]コリネ型細菌に由来するaraEタンパク質及びaraRタンパク質をそれぞれコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を有するDNAがゲノムDNAに組み込まれており、かつ該ゲノムDNAは上記araEタンパク質及びaraRタンパク質を発現可能に構成されている、[23]から[25]の何れか1つに記載の細菌。 [26] A DNA having at least one nucleotide sequence encoding an araE protein and an araR protein derived from a coryneform bacterium is incorporated into the genomic DNA, and the genomic DNA can express the araE protein and the araR protein. The bacterium according to any one of [23] to [25], which is composed.

更に、本発明の第3の態様によれば、以下の目的遺伝子の発現方法が提供される。
[27][23]から[26]の何れか1つに記載の細菌をアラビノース又はそのアナログに暴露することにより目的遺伝子を発現させることを含む、目的遺伝子の発現方法。
[28]上記細菌がコリネ型細菌である、[27]に記載の方法。
Furthermore, according to the third aspect of the present invention, the following method for expressing the target gene is provided.
[27] A method for expressing a target gene, which comprises expressing the target gene by exposing the bacterium according to any one of [23] to [26] to arabinose or an analog thereof.
[28] The method according to [27], wherein the bacterium is a coryneform bacterium.

更に、本発明の第4の態様によれば、以下の目的物質の生産方法が提供される。
[29][23]から[26]の何れか1つに記載の細菌をアラビノース又はそのアナログに暴露することにより目的遺伝子を発現させることを含む、目的物質の生産方法。
[30]上記細菌がコリネ型細菌である、[29]に記載の方法。
Further, according to the fourth aspect of the present invention, the following method for producing the target substance is provided.
[29] A method for producing a target substance, which comprises expressing the target gene by exposing the bacterium according to any one of [23] to [26] to arabinose or an analog thereof.
[30] The method according to [29], wherein the bacterium is a coryneform bacterium.

更に、本発明の第5の態様によれば、以下の核酸断片が提供される。
[31]コリネ型細菌において目的遺伝子の発現制御に用いるための核酸断片であって、
以下の(a)又は(b)に記載のヌクレオチド配列(Y)を含む、核酸断片:
(a)配列番号5から9、11及び12並びに配列番号17及び18の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(b)上記(a)に記載のヌクレオチド配列において1又は複数の塩基が欠失、置換若しくは付加されたヌクレオチド配列、
但し、
核酸がRNAの場合は、ヌクレオチド配列中のチミン(t)をウラシル(u)に読み替えるものとし、
ヌクレオチド配列(Y)として配列番号10、20及び21それぞれに示されるヌクレオチド配列は除外され、かつヌクレオチド配列(Y)は以下の条件(II)を満たすものとする、
条件(II):配列番号80に示すプラスミドベクターpGE728−1のヌクレオチド配列における第2913番目から第2928番目までのヌクレオチド配列を上記ヌクレオチド配列(Y)と入れ替えたプラスミドベクターで形質転換されたコリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に対してアラビノース未添加の場合にPtacIのプロモーター活性が抑制される。
Furthermore, according to the fifth aspect of the present invention, the following nucleic acid fragments are provided.
[31] A nucleic acid fragment for use in controlling the expression of a target gene in a coryneform bacterium.
Nucleic acid fragment containing the nucleotide sequence (Y) according to (a) or (b) below:
(A) The nucleotide sequence according to any one of SEQ ID NOs: 5 to 9, 11 and 12 and SEQ ID NOs: 17 and 18;
(B) A nucleotide sequence in which one or more bases are deleted, substituted or added in the nucleotide sequence according to (a) above.
However,
When the nucleic acid is RNA, thymine (t) in the nucleotide sequence shall be read as uracil (u).
It is assumed that the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 10, 20 and 21 as the nucleotide sequence (Y) are excluded, and the nucleotide sequence (Y) satisfies the following condition (II).
Condition (II): Corine-type bacterium transformed with a plasmid vector in which the nucleotide sequences from the 2913th to the 2928th positions in the nucleotide sequence of the plasmid vector pGE728-1 shown in SEQ ID NO: 80 are replaced with the above nucleotide sequence (Y). In, the promoter activity of PtacI is suppressed when arabinose is not added as opposed to when arabinose is added.

本発明によれば、効率的かつ厳密な遺伝子発現制御が可能となり、効率的なバイオプロセスを提供できる。加えて、本発明によれば、形質転換体をアラビノースに暴露すれば目的遺伝子の発現抑制状態が解除され、目的遺伝子の発現を促進することができることから、バイオプロセスにおける操作及び作業が容易となる。
以下、本発明の態様において更に採用し得る実施形態ないし変形例を以下に例示すると共に本発明の利点及び効果についても詳述する。
According to the present invention, efficient and strict gene expression control becomes possible, and an efficient bioprocess can be provided. In addition, according to the present invention, when the transformant is exposed to arabinose, the expression-suppressed state of the target gene is released and the expression of the target gene can be promoted, which facilitates operations and operations in the bioprocess. ..
Hereinafter, embodiments or modifications that can be further adopted in the aspects of the present invention will be illustrated below, and the advantages and effects of the present invention will also be described in detail.

実施例において構築したプラスミドベクターの構造を模式的に示す図である。(a)は試験例1において構築したプラスミドベクターpGE728−1の構造を示し、(b)は試験例3において構築したプラスミドベクターpGE716の構造を示す。It is a figure which shows typically the structure of the plasmid vector constructed in an Example. (A) shows the structure of the plasmid vector pGE728-1 constructed in Test Example 1, and (b) shows the structure of the plasmid vector pGE716 constructed in Test Example 3. 試験例3において構築したプラスミドベクターの構造を模式的に示す図である。(a)はプラスミドベクターpGE837の構造を示し、(b)はプラスミドベクターpAra1の構造を示す。It is a figure which shows typically the structure of the plasmid vector constructed in Test Example 3. (A) shows the structure of the plasmid vector pGE837, and (b) shows the structure of the plasmid vector pAra1. 試験例3において実施したレポーターアッセイの結果を示す図である。図3において「未添加」はアラビノース未添加のサンプルを指し、「添加」はアラビノース添加のサンプルを指し、「誘導率」はアラビノース添加のサンプルが示したプロモーター活性値/アラビノース未添加のサンプルが示したプロモーター活性値の比率(フォールド)を示す。It is a figure which shows the result of the reporter assay performed in Test Example 3. In FIG. 3, "non-added" refers to the sample without arabinose, "added" refers to the sample with arabinose added, and "induction rate" indicates the promoter activity value / sample without arabinose shown by the sample with arabinose added. The ratio (fold) of the promoter activity value is shown. 試験例3において実施したレポーターアッセイの結果を示す図である。図4において「未添加」はアラビノース未添加のサンプルを指す。It is a figure which shows the result of the reporter assay performed in Test Example 3. In FIG. 4, “unadded” refers to a sample without arabinose added. コリネバクテリウム・グルタミカムATCC31831株ゲノムDNAにおけるaraE遺伝子のプロモーター領域を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the promoter region of the araE gene in the genomic DNA of Corynebacterium glutamicum ATCC31831 strain.

〔核酸〕
本発明の第1の態様によれば、以下の核酸が提供される。
プロモーターとして機能し得るヌクレオチド配列(X)と以下の(a)又は(b)に記載のヌクレオチド配列(Y)とを少なくとも一部に有する遺伝子発現制御配列(R)を含み、
遺伝子発現制御配列(R)が以下の条件(I)を充足する、核酸:
(a)配列番号5から12並びに配列番号17及び18の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(b)上記(a)に記載のヌクレオチド配列において1又は複数の塩基が欠失、置換若しくは付加されたヌクレオチド配列、
但し、核酸がRNAの場合は、ヌクレオチド配列中のチミン(t)をウラシル(u)に読み替えるものとする、
条件(I):コリネ型細菌において、アラビノース未添加の場合にヌクレオチド配列(X)のプロモーター活性が抑制されること。
[Nucleic acid]
According to the first aspect of the present invention, the following nucleic acids are provided.
A gene expression control sequence (R) containing at least a part of the nucleotide sequence (X) capable of functioning as a promoter and the nucleotide sequence (Y) described in (a) or (b) below.
Nucleic acid: The gene expression control sequence (R) satisfies the following condition (I).
(A) The nucleotide sequence according to any one of SEQ ID NOs: 5 to 12 and SEQ ID NOs: 17 and 18;
(B) A nucleotide sequence in which one or more bases are deleted, substituted or added in the nucleotide sequence according to (a) above.
However, when the nucleic acid is RNA, thymine (t) in the nucleotide sequence shall be read as uracil (u).
Condition (I): In a coryneform bacterium, the promoter activity of the nucleotide sequence (X) is suppressed when arabinose is not added.

本発明に係る「核酸」は、より詳細にはコリネ型細菌を含む細菌類において目的遺伝子の発現制御に用いるための核酸である。本発明に係る核酸は、DNA(デオキシリボ核酸)及びRNA(リボ核酸)の何れの形態で提供されてもよい。更に、本発明に係る核酸は、一本鎖又は二本鎖の形態であってもよい。なお、核酸は、具体的には単離された核酸、cDNA又はcRNAである。
細菌類の細胞内において目的遺伝子の発現制御因子として機能し得る形態としては通常DNAであること、RNAよりもDNAの方が化学的に安定であること等を考慮すると、本発明の核酸はDNAの形態で提供されることが好ましい。しかしながら、RNAの形態で提供される場合であっても、イン・ビトロ又はイン・ビボにおいてRNAからDNAに変換されれば本発明所定の遺伝子発現制御機能は発揮されることから、DNAの形態に限定されずRNAの形態でも提供されてもよい。逆転写酵素等を用いてRNAからDNAに変換する技術等は当業者に知られている。加えて、本発明において核酸は、メチル化等の化学修飾を受けたものであってもよい。
More specifically, the "nucleic acid" according to the present invention is a nucleic acid for use in controlling the expression of a target gene in bacteria including coryneform bacteria. The nucleic acid according to the present invention may be provided in any form of DNA (deoxyribonucleic acid) and RNA (ribonucleic acid). Further, the nucleic acid according to the present invention may be in the form of a single strand or a double strand. The nucleic acid is specifically an isolated nucleic acid, cDNA or cRNA.
Considering that DNA is usually a form that can function as an expression regulator of a target gene in bacterial cells, and that DNA is chemically more stable than RNA, the nucleic acid of the present invention is DNA. It is preferable that it is provided in the form of. However, even when provided in the form of RNA, the gene expression control function prescribed in the present invention is exerted if RNA is converted to DNA in in vitro or in vivo, so that the form of DNA is used. It is not limited and may be provided in the form of RNA. Techniques for converting RNA to DNA using reverse transcriptase or the like are known to those skilled in the art. In addition, in the present invention, the nucleic acid may be chemically modified such as methylation.

加えて、本発明に係る核酸は、遺伝子発現制御配列(R)が、後述のとおりレポーターアッセイ等によりプロモーター活性を測定した場合に、上記(I)を満たすものであればよく、本発明に係る核酸においては目的遺伝子をコードするヌクレオチド配列の有無は問わない。目的遺伝子をコードするヌクレオチド配列を含まない実施形態に係る核酸は、具体的には、コリネ型細菌を含む細菌類において目的遺伝子の発現に供試される発現プラスミド構築物(目的遺伝子をコードするヌクレオチド配列が導入されたもの)の構築に用いるための発現カセット又は発現ベクター(即ち、目的遺伝子を所定のクローニング部位に挿入する前のもの)である。 In addition, the nucleic acid according to the present invention may be any nucleic acid as long as the gene expression control sequence (R) satisfies the above (I) when the promoter activity is measured by a reporter assay or the like as described later. The nucleic acid may or may not have a nucleotide sequence encoding the target gene. The nucleic acid according to the embodiment that does not contain the nucleotide sequence encoding the target gene is specifically an expression plasmid construct (nucleotide sequence encoding the target gene) to be tested for expression of the target gene in bacteria including coryneform bacteria. Is an expression cassette or expression vector (ie, before the gene of interest is inserted into a given cloning site) for use in the construction of (introduced).

本発明において「コリネ型細菌」とは、バージーズ・マニュアル・デターミネイティブ・バクテリオロジー(Bargeys Manual of Determinative Bacteriology,第8巻,p.599、1974年)に定義されている一群の微生物を指す。
より詳細には、コリネ型細菌として、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属菌、ブレビバクテリウム(Brevibacterium)属菌、アースロバクター(Arthrobacter)属菌、マイコバクテリウム(Mycobacterium)属菌、マイクロコッカス(Micrococcus)属菌、マイクロバクテリウム(Microbacterium)属菌等が挙げられる。
In the present invention, the "coryneform bacterium" refers to a group of microorganisms as defined in Bergey's Manual of Determinative Bacteriophage, Vol. 8, p. 599, 1974.
More specifically, as coryneform bacteria, Corynebacterium spp., Brevibacterium spp., Arthrobacter spp., Mycobacterium spp., Micrococcus spp. ) Bacteria, Microbacterium spp. And the like.

コリネバクテリウム属菌としては、例えば以下のような種及び菌株が挙げられる。
コリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebacterium glutamicum)(例えば、FERM P−18976株、ATCC13032株、ATCC31831株、ATCC13058株、ATCC13059株、ATCC13060株、ATCC13232株、ATCC13286株、ATCC13287株、ATCC13655株、ATCC13745株、ATCC13746株、ATCC13761株、ATCC14020株);
コリネバクテリウム・アセトグルタミカム(Corynebacterium acetoglutamicum)(例えばATCC15806株);
コリネバクテリウム・アセトアシドフィラム(Corynebacterium acetoacidophilum)(例えばATCC13870株);
コリネバクテリウム・メラセコラ(Corynebacterium melassecola)(例えばATCC17965株);
コリネバクテリウム・エフィシエンス(Corynebacterium efficiens);
コリネバクテリウム・アルカノリティカム(Corynebacterium alkanolyticum)(例えばATCC21511株);
コリネバクテリウム・カルナエ(Corynebacterium callunae)(例えばATCC15991株);
コリネバクテリウム・リリウム(Corynebacterium lilium)(例えばATCC15990株);
コリネバクテリウム・サーモアミノゲネス(コリネバクテリウム・エフィシエンス)(Corynebacterium thermoaminogenesCorynebacterium efficiens))(例えばAJ12340株、FERM BP1539株);
コリネバクテリウム・ハーキュリス(Corynebacterium herculis)(例えばATCC13868株)。
コリネバクテリウム・アンモニアゲネス(コリネバクテリウム・スタティオニス)(Corynebacterium ammoniagenesBrevibacterium ammoniagenes)(例えばATCC6871株、ATCC6872株)。
Examples of Corynebacterium spp. Include the following species and strains.
Corynebacterium glutamicum (eg, FERM P-18976 strain, ATCC13032 strain, ATCC31831 strain, ATCC13058 strain, ATCC13059 strain, ATCC13060 strain, ATCC13232 strain, ATCC13286 strain, ATCC13287 strain, ATCC1375 strain, ATCC1373 strain , ATCC13761 strain, ATCC14020 strain);
Corynebacterium acetoglutamicum (eg, ATCC15806 strain);
Corynebacterium acetoacidophilum (eg, ATCC13870 strain);
Corynebacterium melassecola (eg, ATCC17965 strain);
Corynebacterium efficiens ;
Corynebacterium alkanoliticum (eg, ATCC21511 strain);
Corynebacterium carlunae (eg, ATCC15991 strain);
Corynebacterium lilium (eg, ATCC15990 strain);
Corynebacterium thermoaminogenes ( Corynebacterium efficiens ) (eg, AJ12340 strain, FERM BP1539 strain);
Corynebacterium herculis (eg, ATCC13868 strain).
Corynebacterium ammoniagenes ( Brevibacterium ammoniagenes ) (eg, ATCC6781 strain, ATCC6782 strain).

ブレビバクテリウム属菌の具体例としては、例えば以下の種及び菌株が挙げられる。
ブレビバクテリウム・ディバリカタム(Brevibacterium divaricatum)(例えばATCC14020株);
ブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacterium flavum)[例えば、MJ−233(FERM BP−1497)株、MJ−233AB−41(FERM BP−1498)株、ATCC13826株、ATCC14067株、ATCC13826株];
ブレビバクテリウム・イマリオフィラム(Brevibacterium immariophilum)(例えばATCC14068株);
ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム(コリネバクテリウム・グルタミカム)(Brevibacterium lactofermentumCorynebacterium glutamicum))(例えばATCC13869株);
ブレビバクテリウム・ロゼウム(Brevibacterium roseum)(例えばATCC13825株);
ブレビバクテリウム・サッカロリティカム(Brevibacterium saccharolyticum)(例えばATCC14066株);
ブレビバクテリウム・チオゲニタリス(Brevibacterium thiogenitalis)(例えばATCC19240株);
ブレビバクテリウム・アルバム(Brevibacterium album)(例えばATCC15111株);
ブレビバクテリウム・セリナム(Brevibacterium cerinum)(例えばATCC15112株)。
Specific examples of Brevibacterium spp. Examples include the following species and strains.
Brevibacterium divaricatum (Brevibacterium divaricatum) (for example ATCC14020 shares);
Brevibacterium flavum [for example, MJ-233 (FERM BP-1497) strain, MJ-233AB-41 (FERM BP-1498) strain, ATCC13826 strain, ATCC14067 strain, ATCC13826 strain];
Brevibacterium imariophyllum (eg, ATCC14068 strain);
Brevibacterium lactofermentum (Corynebacterium glutamicum) (Brevibacterium lactofermentum (Corynebacterium glutamicum) ) ( for example ATCC13869 shares);
Brevibacterium roseum (eg, ATCC13825 strain);
Brevibacterium saccharoliticum (eg, ATCC14066 strain);
Brevibacterium thiogenitalis (eg, ATCC19240 strain);
Brevibacterium album (eg, ATCC15111 strain);
Brevibacterium cerinum (eg, ATCC15112 strain).

アースロバクター属菌の具体例としては、例えば以下のような種及び菌株が挙げられる。
アースロバクター・グロビフォルミス(Arthrobacter globiformis)(例えば、ATCC8010株、ATCC4336株、ATCC21056株、ATCC31250株、ATCC31738株、ATCC35698株)等が挙げられる。
Specific examples of the genus Earthrobacter include the following species and strains.
Examples thereof include Arthrobacter globiformis (for example, ATCC8010 strain, ATCC4336 strain, ATCC21056 strain, ATCC31250 strain, ATCC31738 strain, ATCC35698 strain) and the like.

マイクロコッカス属菌の具体例としては、マイクロコッカス・フロイデンライヒ(Micrococcus freudenreichii)[例えば、No.239(FERM P−13221)株];マイクロコッカス・ルテウス(Micrococcus luteus)[例えば、No.240(FERM P−13222)株];マイクロコッカス・ウレアエ(Micrococcus ureae)(例えば、IAM1010株);マイクロコッカス・ロゼウス(Micrococcus roseus)(例えば、IFO3764株)等が挙げられる。
マイクロバクテリウム属菌の具体例としては、マイクロバクテリウム・アンモニアフィラム(Microbacterium ammoniaphilum)(例えばATCC15354株)。
Specific examples of Micrococcus spp. Are Micrococcus freudenreichi [for example, No. 239 (FERM P-13221) strain]; Micrococcus luteus [eg, No. 240 (FERM P-13222) strain]; Micrococcus ureae (for example, IAM1010 strain); Micrococcus roseus (for example, IFO3764 strain) and the like.
Specific examples of Microbacterium spp . Are Microbacteriaium ammoniaphilum (eg, ATCC15354 strain).

なお、ATCCとは、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(American Type Culture Collection)(P.O.Box 1549 Manassas,VA 20108 USA)の略であり、上記ATCC株は同機関より分譲を受けることができる。 ATCC is an abbreviation for American Type Culture Collection (PO Box 1549 Manassas, VA 20108 USA), and the ATCC strain can be sold by the same institution. ..

更に、本発明においてコリネ型細菌は、自然界に元々存在する野生型菌株であってもよいし、又はゲノムDNAやプラスミドDNAが操作され若しくはこれらDNAに所定の遺伝子や人工配列等が導入された組換え体であってもよい。更に、コリネ型細菌は、所定の化学物質や環境条件に暴露されることにより作出された変異株であってもよい。 Furthermore, in the present invention, the coryneform bacterium may be a wild-type strain originally existing in nature, or a set in which genomic DNA or plasmid DNA is manipulated or a predetermined gene, artificial sequence, or the like is introduced into these DNA. It may be a substitute. Furthermore, the coryneform bacterium may be a mutant strain created by exposure to a predetermined chemical substance or environmental conditions.

本発明において「コリネ型細菌においてプロモーターとして機能し得るヌクレオチド配列(X)」とは、上述のようなコリネ型細菌に属する菌種/菌株のうち何れか1つ以上においてプロモーター活性を示すヌクレオチド配列を指す。ヌクレオチド配列(X)は、人工的に合成された配列であってよく、又は細菌を含む生物体に存在する天然配列であってもよい。 In the present invention, the "nucleotide sequence (X) capable of functioning as a promoter in a coryneform bacterium" refers to a nucleotide sequence exhibiting promoter activity in any one or more of the bacterial species / strains belonging to the coryneform bacterium as described above. Point to. The nucleotide sequence (X) may be an artificially synthesized sequence or a natural sequence present in an organism containing bacteria.

本発明において「プロモーター」と言う用語は、当業者において一般に理解される意味で使用される。より詳細には、「コリネ型細菌においてプロモーターとして機能し得るヌクレオチド配列(X)」とは、コリネ型細菌においてRNAポリメラーゼが特異的に結合し、該RNAポリメラーゼの転写活性によりmRNAへの転写を開始させ得るヌクレオチド配列を意味する。
なお、当該技術分野においては、RNAポリメラーゼの転写活性により純粋にmRNAへの転写を開始させ得るヌクレオチド配列に加えて、オペレーター配列(例えばlacO)やリボソーム結合配列(シャイン・ダルガノ配列 ;SD配列)等の遺伝子制御配列をも含めてプロモーターと言う場合もあるが、本発明において「プロモーター」と言う場合、原則、RNAポリメラーゼの転写活性により純粋にmRNAへの転写を開始させ得るヌクレオチド配列のみを指す。但し、本発明に係る核酸においては、上述のような追加の遺伝子制御配列の存在が排除される趣旨ではない。
In the present invention, the term "promoter" is used in a sense generally understood by those skilled in the art. More specifically, the "nucleotide sequence (X) capable of functioning as a promoter in coryneform bacteria" refers to RNA polymerase that specifically binds to coryneform bacteria and initiates transcription into mRNA by the transcriptional activity of the RNA polymerase. Means a nucleotide sequence that can be allowed.
In the art, in addition to a nucleotide sequence capable of purely initiating transcription into mRNA by the transcriptional activity of RNA polymerase, an operator sequence (for example, lacO), a ribosome binding sequence (Shine-Dalgarno sequence; SD sequence), etc. Although the term "promoter" may be used to include the gene control sequence of RNA in the present invention, in principle, the term "promoter" refers only to a nucleotide sequence capable of initiating transcription into mRNA purely by the transcriptional activity of RNA polymerase. However, in the nucleic acid according to the present invention, the existence of the additional gene control sequence as described above is not excluded.

このようにヌクレオチド配列(X)としては、コリネ型細菌に属する菌種/菌株のうち何れか1つ以上においてプロモーターとして機能し得るものであれば、特に限定されるものでもないが、利便性を考慮すると、コリネ型細菌に属する菌種全てに共通してプロモーター活性を示すヌクレオチド配列を採用する実施形態が好ましい。更に加えて、幾つのかの実施形態においては、ヌクレオチド配列(X)として、コリネ型細菌に加え、エシェリキア属(例えばエシェリキア・コリ;Escherichia coli)においてもプロモーターとして機能し得るヌクレオチド配列が採用され得る。 As described above, the nucleotide sequence (X) is not particularly limited as long as it can function as a promoter in any one or more of the bacterial species / strains belonging to the coryneform bacterium, but it is convenient. In consideration, the embodiment in which a nucleotide sequence exhibiting promoter activity is commonly used for all strains belonging to the coryneform bacterium is preferable. Furthermore, in some embodiments, as the nucleotide sequence (X), a nucleotide sequence capable of functioning as a promoter in the genus Escherichia (eg, Escherichia coli) in addition to the coryneform bacterium can be adopted.

更に、幾つかの実施形態においては、ヌクレオチド配列(X)は、上述のようなコリネ型細菌を含む細菌のゲノムDNAに内在する遺伝子の5’上流域に由来するプロモーター配列、これら細菌において自律複製し得るプラスミドに由来するプロモーター配列、又はこれら細菌に感染するファージのゲノムに由来するプロモーター配列等を含む。更に加えて、特定の実施形態においては、これら細菌やファージに由来するプロモーター配列は、野生型配列であってもよく、又は野生型配列に所定の変異を導入したものでもよい。
なお、一般的には、プロモーター配列は、転写開始点の5’上流にあり、−35ボックスと−10ボックスによって特徴付けられることが知られていることから 、プライマー伸長法や定量RT−PCR等の公知の方法によって転写開始点を決定し、決定される転写開始点の情報等を勘案して取得することもできる。
即ち、本発明においては、ヌクレオチド配列(X)として既知のプロモーター配列を利用してもよいが、特にこれに限定されず、上記のように新たに取得したプロモーター配列を利用してもよく又は人工的に新たに作出したプロモーターを利用してもよい。
Further, in some embodiments, the nucleotide sequence (X) is a promoter sequence derived from the 5'upstream region of a gene endogenous to the genomic DNA of a bacterium containing a coryneform bacterium as described above, autonomous replication in these bacteria. It contains a promoter sequence derived from a possible plasmid, a promoter sequence derived from the genome of a phage that infects these bacteria, and the like. In addition, in certain embodiments, the promoter sequences derived from these bacteria or phages may be wild-type sequences or may be wild-type sequences introduced with a predetermined mutation.
In general, the promoter sequence is located 5'upstream of the transcription initiation site and is known to be characterized by -35 box and -10 box. Therefore, primer extension method, quantitative RT-PCR, etc. It is also possible to determine the transcription start point by the known method of the above and obtain it in consideration of the information of the determined transcription start point and the like.
That is, in the present invention, a known promoter sequence may be used as the nucleotide sequence (X), but the present invention is not particularly limited to this, and the newly obtained promoter sequence as described above may be used or artificially used. You may use a newly created promoter.

更に、本発明においてヌクレオチド配列(X)として利用され得るプロモーター配列のタイプとしては、特定の培養条件や化学物質の添加等により目的遺伝子の発現を誘導できる誘導型プロモーター(inducible promoter)、RNAポリメラーゼの利用可能性に依存するもので常時発現を可能にする構成型プロモーター(constitutive promoter)等が例示される。 Furthermore, as the type of promoter sequence that can be used as the nucleotide sequence (X) in the present invention, an inducible promoter capable of inducing the expression of a target gene by adding a specific culture condition or a chemical substance, or RNA polymerase. Examples include constitutive promoters that depend on availability and allow constant expression.

本発明においては、ヌクレオチド配列(X)として利用されるプロモーターのタイプは特に限定されるものでもないが、構成型プロモーターであることが好ましい。何故ならば、ヌクレオチド配列(X)が特に構成的プロモーターとして機能し得るものである場合、本発明所定のヌクレオチド配列(Y)の存在により、アラビノース未添加時の基底下においては該ヌクレオチド配列(X)のプロモーター活性を厳密に抑制できると共に、アラビノースの添加という簡易な操作により該プロモーター活性の抑制状態を解除し、目的遺伝子の有意な発現を速やかに誘導できるからである。 In the present invention, the type of promoter used as the nucleotide sequence (X) is not particularly limited, but a constitutive promoter is preferable. This is because, when the nucleotide sequence (X) can function as a constitutive promoter in particular, the presence of the nucleotide sequence (Y) prescribed in the present invention causes the nucleotide sequence (X) under the basal basis when arabinose is not added. ) Strictly suppresses the promoter activity, and the suppressed state of the promoter activity can be released by a simple operation of adding arabinose, and significant expression of the target gene can be rapidly induced.

より具体的には、ヌクレオチド配列(X)は、コリネ型細菌を含む細菌における各種アミノ酸生合成系に関与する酵素遺伝子のプロモーター又はその誘導体(変異導入配列)であってもよい。より具体的には、グルタミン酸生合成系酵素遺伝子(例えばグルタミン酸脱水素酵素遺伝子)、グルタミン合成系酵素遺伝子(例えばグルタミン合成酵素遺伝子)、リジン生合成系酵素遺伝子(例えばアスパルトキナーゼ遺伝子)、スレオニン生合成系遺伝子(例えばホモセリン脱水素酵素遺伝子)、イソロイシン及びバリン生合成系酵素遺伝子(例えばアセトヒドロキシ酸合成酵素遺伝子)、ロイシン生合成系酵素遺伝子(例えば2−イソプロピルリンゴ酸合成酵素遺伝子)、プロリン及びアルギニン生合成系酵素遺伝子(例えばグルタミン酸キナーゼ遺伝子)、ヒスチジン生合成系酵素遺伝子(例えばホスホリボシル−ATPピロホスホリラーゼ遺伝子)、トリプトファン、チロシンおよびフェニルアラニン等の芳香族アミノ酸生合成系酵素遺伝子(例えばデオキシアラビノヘプツロン酸リン酸(DAHP)合成酵素遺伝子)、イノシン酸およびグアニル酸のような核酸生合成系酵素遺伝子(例えばホスホリボシルピロフォスフェート(PRPP)アミドトランスフェラーゼ遺伝子、イノシン酸脱水素酵素遺伝子及びグアニル酸合成酵素遺伝子)等の各プロモーター又はこれらの誘導体(変異導入配列)が挙げられる。 More specifically, the nucleotide sequence (X) may be a promoter of an enzyme gene involved in various amino acid biosynthesis systems in bacteria including coryneform bacteria or a derivative thereof (mutation-introduced sequence). More specifically, glutamic acid biosynthetic enzyme gene (for example, glutamate dehydrogenase gene), glutamine biosynthetic enzyme gene (for example, glutamine synthase gene), lysine biosynthetic enzyme gene (for example, aspart kinase gene), threonine bio Synthetic genes (eg, homoserine dehydrogenase genes), isoleucine and valine biosynthetic enzyme genes (eg, acethydroxyic acid synthase genes), leucine biosynthetic enzyme genes (eg, 2-isopropylapple acid synthase genes), proline and Aromatic amino acid biosynthetic enzyme genes such as arginine biosynthetic enzyme genes (eg glutamate kinase gene), histidine biosynthetic enzyme genes (eg phosphoribosyl-ATP pyrophosphorylase gene), tryptophan, tyrosine and phenylalanine (eg deoxyarabinohepts) Nucleic acid biosynthetic enzyme genes such as rhonic acid phosphate (DAHP) synthase gene), inosic acid and guanylate (eg, phosphoribosyl pyrophosphate (PRPP) amide transferase gene, inosic acid dehydrogenase gene and guanylate synthesis Examples thereof include each promoter such as (enzyme gene) or a derivative thereof (mutation-introduced sequence).

更に、ヌクレオチド配列(X)は、細胞分裂に関与する因子をコードする遺伝子のプロモーターであってもよく、例えばdivIVA遺伝子のプロモーターが挙げられる。
更に、ヌクレオチド配列(X)として対数増殖期に作動するプロモーターも好ましく使用され、例えば、divIVA、gap、ldhA、fda、glyA、cysK、aroF、gpmA、eno、fumC、pfk、sdhA、mdh、argF、proA、proC、aceE、serA、metE、nifS1、tpi、aceD、cysD、sdhB、pck等の各種遺伝子のプロモーターが挙げられる。
Further, the nucleotide sequence (X) may be a promoter of a gene encoding a factor involved in cell division, and examples thereof include a promoter of the divIVA gene.
In addition, promoters that operate during the logarithmic growth phase as nucleotide sequence (X) are also preferably used, for example, diviVA, gap, ldhA, fda, glyA, cysK, aroF, gpmA, eno, humC, pfk, sdhA, mdh, argF, Promoters of various genes such as proA, proC, aceE, serA, metE, nifS1, tpi, aceD, cysD, sdhB, and pack can be mentioned.

更に、ヌクレオチド配列(X)としては、trcプロモーター、tacプロモーター、T5プロモーター、T7プロモーター、lacプロモーター、trpプロモーター、tetプロモーター等の大腸菌発現システムにおいて利用される強力なプロモーター(strong promoter)も好ましく使用される。
その他、ヌクレオチド配列(X)としては、EF−Tsプロモーター、EF−Tuプロモーター、groESプロモーター、SODプロモーター、P15プロモーター、gapAプロモーター、dapAプロモーター、tufプロモーター、metEプロモーター、更に特許文献1〜13に開示される各種プロモーターも使用できる。
Further, as the nucleotide sequence (X), a strong promoter (strong promoter) used in the Escherichia coli expression system such as trc promoter, tac promoter, T5 promoter, T7 promoter, lac promoter, trp promoter and tet promoter is also preferably used. To.
In addition, the nucleotide sequence (X) is disclosed in EF-Ts promoter, EF-Tu promoter, groES promoter, SOD promoter, P15 promoter, gapA promoter, dapA promoter, tuf promoter, metE promoter, and Patent Documents 1 to 13. Various promoters can also be used.

次に、ヌクレオチド配列(Y)について説明する。本発明に係る核酸における遺伝子発現制御配列(R)は、ヌクレオチド配列(X)に加えて、上記(a)又は(b)に記載のヌクレオチド配列(Y)を含む。 Next, the nucleotide sequence (Y) will be described. The gene expression control sequence (R) in the nucleic acid according to the present invention includes the nucleotide sequence (Y) described in (a) or (b) above in addition to the nucleotide sequence (X).

(a)に記載のヌクレオチド配列は、配列番号5から12の何れか1つに記載のヌクレオチド配列である。これらのヌクレオチド配列は、コリネバクテリウム・グルタミカムのゲノムDNA上に存在するAraRタンパク質結合配列に由来するものである。それらのヌクレオチド配列を以下に示す。
(1) 5’−ATGTTAGCGCTAACAT−3’(配列番号5)
(2) 5’−ATGTGAGCGATAACAC−3’(配列番号6)
(3) 5’−ATGTGAGCGCTAACAC−3’(配列番号7)
(4) 5’−ATGTGAGCGCTAACTC−3’(配列番号8)
(5) 5’−ATGTGAGCGTTAAAAT−3’(配列番号9)
(6) 5’−ATGTGAGCGCTAAACT−3’(配列番号10)(BSE1
(7) 5’−ATGTTAGCGCTGACAT−3’(配列番号11)
(8) 5’−ATGTGAGCGCTGACAT−3’(配列番号12)
(9) 5’−GTGTGAGCGCTAACAC−3’(配列番号17)
(10)5’−GTGTGAGCGATCACAC−3’(配列番号18)
The nucleotide sequence shown in (a) is the nucleotide sequence set forth in any one of SEQ ID NOs: 5 to 12. These nucleotide sequences are derived from the AraR protein binding sequence present on the genomic DNA of Corynebacterium glutamicum. Their nucleotide sequences are shown below.
(1) 5'-ATGTTAGCGCTAACAT-3'(SEQ ID NO: 5)
(2) 5'-ATGTGAGCGATAACAC-3'(SEQ ID NO: 6)
(3) 5'-ATGTGAGCGCTAACAC-3'(SEQ ID NO: 7)
(4) 5'-ATGTGAGCGCTAACTC-3'(SEQ ID NO: 8)
(5) 5'-ATGTGAGCGTTAAAAT-3'(SEQ ID NO: 9)
(6) 5'-ATGTGAGCGCTAAACT-3'(SEQ ID NO: 10) (BS E1 )
(7) 5'-ATGTTAGCGCTGACAT-3'(SEQ ID NO: 11)
(8) 5'-ATGTGAGGCGCTGACAT-3'(SEQ ID NO: 12)
(9) 5'-GTGTGAGCCGTACAC-3'(SEQ ID NO: 17)
(10) 5'-GTGTGAGCGATACAC-3'(SEQ ID NO: 18)

以下の実施例で示すとおり、配列番号5から12並びに配列番号17及び18の何れか1つに記載のヌクレオチド配列をヌクレオチド配列(Y)として採用した核酸(発現ベクター)をコリネ型細菌に導入した場合、アラビノース未添加の基底下においてはプロモーター活性を厳密に抑制することが可能であると共に、アラビノース添加により抑制状態を解除することによりプロモーター活性を有意に誘導させることができる。アラビノース未添加の状況においてプロモーター活性を信頼性良く抑制し、かつアラビノース添加により高いレベルでプロモーター活性を誘導し得る遺伝子発現制御効果を確保するためには、(a)及び(b)のヌクレオチド配列において以下の(i)から(vi)に規定のヌクレオチド配列を基準とすることが好ましい。
(i)配列番号5から8並びに配列番号10、11及び17の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(ii)より好ましくは配列番号5から8、10及び17の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(iii)更により好ましくは配列番号6から8、10及び17の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(iv)更により好ましくは配列番号6、7、10及び17の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(v)更により好ましくは配列番号6、7及び17の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(vi)最も好ましくは配列番号17に記載のヌクレオチド配列。
更に加えて、上記遺伝子発現制御効果をより顕著なレベルで実現するためには、ヌクレオチド配列(Y)として上記(a)に規定のヌクレオチド配列を採用することが更により好ましく、それらヌクレオチド配列のうち上記(i)から(vi)の何れかに示すヌクレオチド配列を採用することがなお更に好ましく、(i)から(vi)に行くほどより高い効果が期待できる。
As shown in the following examples, a nucleic acid (expression vector) using the nucleotide sequence set forth in any one of SEQ ID NOs: 5 to 12 and SEQ ID NOs: 17 and 18 as the nucleotide sequence (Y) was introduced into a coryneform bacterium. In this case, the promoter activity can be strictly suppressed under the basal to which arabinose is not added, and the promoter activity can be significantly induced by releasing the suppressed state by adding arabinose. In order to reliably suppress the promoter activity in the situation where arabinose is not added and to secure the gene expression control effect capable of inducing the promoter activity at a high level by the addition of arabinose, the nucleotide sequences of (a) and (b) It is preferable to use the nucleotide sequences specified in (i) to (vi) below as a reference.
(I) The nucleotide sequence according to any one of SEQ ID NOs: 5 to 8 and SEQ ID NOs: 10, 11 and 17;
(Ii) More preferably, the nucleotide sequence according to any one of SEQ ID NOs: 5 to 8, 10 and 17;
(Iii) Even more preferably, the nucleotide sequence according to any one of SEQ ID NOs: 6 to 8, 10 and 17;
(Iv) Even more preferably, the nucleotide sequence set forth in any one of SEQ ID NOs: 6, 7, 10 and 17;
(V) Even more preferably, the nucleotide sequence set forth in any one of SEQ ID NOs: 6, 7 and 17;
(Vi) Most preferably the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 17.
Furthermore, in order to realize the above-mentioned gene expression control effect at a more remarkable level, it is even more preferable to adopt the nucleotide sequence defined in the above-mentioned (a) as the nucleotide sequence (Y), and among those nucleotide sequences, It is even more preferable to adopt the nucleotide sequence shown in any of the above (i) to (vi), and a higher effect can be expected from (i) to (vi).

本発明においては、ヌクレオチド配列(Y)として、上記(a)に規定されるヌクレオチド配列の他、遺伝子発現制御配列(R)が条件(I)を満たすことを前提として、上記(b)に規定されるヌクレオチド配列も採用され得る。
即ち、(b)に規定されるヌクレオチド配列とは、配列番号5から12並びに配列番号17及び18の何れか1つに記載のヌクレオチド配列において1又は複数の塩基が欠失、置換若しくは付加されたヌクレオチド配列である。
In the present invention, as the nucleotide sequence (Y), it is defined in (b) above on the premise that the gene expression control sequence (R) satisfies the condition (I) in addition to the nucleotide sequence defined in (a) above. The nucleotide sequence to be used can also be adopted.
That is, the nucleotide sequence defined in (b) is the nucleotide sequence set forth in any one of SEQ ID NOs: 5 to 12 and SEQ ID NOs: 17 and 18, in which one or more bases are deleted, substituted or added. It is a nucleotide sequence.

ここで、「1又は複数」の範囲は、遺伝子発現制御配列(R)が条件(I)を満たす限り、特に限定されるものでもない。その範囲としては、例えば1から10個、1から9個、1から8個、好ましくは1から7個、より好ましくは1から6個、更により好ましくは1から5個、特に好ましくは1から4個、1から3個、1から2個、又は1個とすることができる。 Here, the range of "one or more" is not particularly limited as long as the gene expression control sequence (R) satisfies the condition (I). The range includes, for example, 1 to 10, 1 to 9, 1 to 8, preferably 1 to 7, more preferably 1 to 6, still more preferably 1 to 5, and particularly preferably 1 to 1. It can be 4, 1 to 3, 1 to 2, or 1.

更に、特定の実施形態においては、ヌクレオチド配列(Y)は、以下に示す一般式(I)で表されるヌクレオチド配列である。
5’−NTGTNAGCGNTNAN−3’・・・一般式(I)
Further, in a specific embodiment, the nucleotide sequence (Y) is a nucleotide sequence represented by the general formula (I) shown below.
5'-N 1 TGTN 2 AGCGN 3 TN 4 AN 5 N 6 N 7 -3'... General formula (I)

式中、N、N、N、N、N、N及びNは、それぞれ、独立にA(アデニン)、G(グアニン)、C(シトシン)又はT(チミン)を示す。更に、Nは、A(アデニン)又はG(グアニン)であることが好ましく、Nは、G(グアニン)又はT(チミン)であることが好ましく、Nは、A(アデニン)、C(シトシン)又はT(チミン)であることが好ましく、Nは、A(アデニン)、C(シトシン)又はG(グアニン)であることが好ましく、Nは、A(アデニン)又はC(シトシン)であることが好ましく、Nは、A(アデニン)、C(シトシン)又はT(チミン)であることが好ましく、Nは、C(シトシン)又はT(チミン)であることが好ましい。但し、核酸がRNAの場合は、T(チミン)は、U(ウラシル)と読み替えるものとする。In the formula, N 1 , N 2 , N 3 , N 4 , N 5 , N 6 and N 7 independently represent A (adenine), G (guanine), C (cytosine) or T (thymine), respectively. .. Further, N 1 is preferably A (adenine) or G (guanine), N 2 is preferably G (guanine) or T (thymine), and N 3 is A (adenine), C. (Cytocin) or T (thymine) is preferred, N 4 is preferably A (adenine), C (citosine) or G (guanine), and N 5 is A (adenine) or C (citosine). ), N 6 is preferably A (adenine), C (cytosine) or T (thymine), and N 7 is preferably C (citosine) or T (thymine). However, when the nucleic acid is RNA, T (thymine) shall be read as U (uracil).

加えて、特定の実施形態においては、一般式(I)で表されるヌクレオチド配列においてNからNのヌクレオチドのうち任意の箇所(例えば1から3箇所又は1から2箇所)が欠失したヌクレオチド配列がヌクレオチド配列(Y)として採用され得る。更に、より具体的な実施形態においては、一般式(I)で表されるヌクレオチド配列においてN及びNのうち何れか1つ又はこれらの両方が欠失したヌクレオチド配列がヌクレオチド配列(Y)として採用してもよい。Additionally, in certain embodiments, the general formula any location (e.g., location 1 to 3 or 1 to 2 positions) of the nucleotides in the N 7 from N 1 in the nucleotide sequence represented by the formula (I) have been deleted The nucleotide sequence can be adopted as the nucleotide sequence (Y). Further, in a more specific embodiment, the nucleotide sequence in which any one or both of N 2 and N 3 is deleted in the nucleotide sequence represented by the general formula (I) is the nucleotide sequence (Y). May be adopted as.

本発明の核酸において、ヌクレオチド配列(X)とヌクレオチド配列(Y)との位置関係は、遺伝子発現制御配列(R)が条件(I)を満たすものである限り特に限定されるものでもない。
例えば、ヌクレオチド配列(Y)がヌクレオチド配列(X)の5’末端に直接若しくは間接に連結されてもよく、又はヌクレオチド配列(Y)がヌクレオチド配列(X)の3’末端に直接若しくは間接に連結されてもよい。この場合、ヌクレオチド配列(Y)は、非翻訳領域や遺伝子間領域に存在してもよく、又は所定の遺伝子をコードする領域(オープンリーディングフレーム)内に存在してもよい。
更に加えて、ヌクレオチド配列(X)の少なくとも一部とヌクレオチド配列(Y)の少なくとも一部とが重複する実施形態も本発明に包含され得る。ヌクレオチド配列(X)の少なくとも一部とヌクレオチド配列(Y)の少なくとも一部とが重複する実施形態としては、具体的には以下が挙げられる。
i)ヌクレオチド配列(Y)全域がヌクレオチド配列(X)領域内に包含される形態;
ii)ヌクレオチド配列(Y)の3’側一部がヌクレオチド配列(X)の5’側一部と重複する形態;並びに
iii)ヌクレオチド配列(Y)の5’側一部がヌクレオチド配列(X)の3’側一部と重複する形態。
In the nucleic acid of the present invention, the positional relationship between the nucleotide sequence (X) and the nucleotide sequence (Y) is not particularly limited as long as the gene expression control sequence (R) satisfies the condition (I).
For example, the nucleotide sequence (Y) may be directly or indirectly linked to the 5'end of the nucleotide sequence (X), or the nucleotide sequence (Y) may be directly or indirectly linked to the 3'end of the nucleotide sequence (X). May be done. In this case, the nucleotide sequence (Y) may be present in an untranslated region or an intergenic region, or may be present in a region encoding a predetermined gene (open reading frame).
In addition, embodiments in which at least a portion of the nucleotide sequence (X) and at least a portion of the nucleotide sequence (Y) overlap may also be included in the present invention. Specific examples of the embodiment in which at least a part of the nucleotide sequence (X) and at least a part of the nucleotide sequence (Y) overlap are as follows.
i) A form in which the entire nucleotide sequence (Y) is contained within the nucleotide sequence (X) region;
ii) A form in which a part of the 3'side of the nucleotide sequence (Y) overlaps with a part of the 5'side of the nucleotide sequence (X);
iii) A form in which a part of the 5'side of the nucleotide sequence (Y) overlaps with a part of the 3'side of the nucleotide sequence (X).

上述の通りヌクレオチド配列(X)及び(Y)の位置関係は、特に限定されるものでもないが、上記所定の効果を信頼性良く生じせしめるためには、ヌクレオチド配列(Y)がヌクレオチド配列(X)の3’末端に直接又は間接に連結されていることが好ましい。
ここで、「ヌクレオチド配列(Y)がヌクレオチド配列(X)に間接に連結されている」、「ヌクレオチド配列(Y)の3’末端又は5’末端がヌクレオチド(Y)の5’末端又は3’末端に間接に連結されている」等の語句は、ヌクレオチド配列(X)とヌクレオチド配列(Y)とが1個のヌクレオチド又は複数のヌクレオチドからなる配列を介して連結されていることを意味する。「複数のヌクレオチドからなる配列」におけるヌクレオチドの個数は、遺伝子発現制御配列(R)が条件(I)を満たす限り特に限定されるものでもないが、例えば2から50個、好ましくは2から40個、より好ましくは2から35個、2から30個、2から25個、2から20個、2から15個、2から10個、更により好ましくは2から9個、2から8個、2から7個、2から6個、2から5個、2から4個、2から3個である。加えて、上記ヌクレオチド配列(X)とヌクレオチド配列(Y)とを連結する「複数のヌクレオチドからなる配列」は、特定の機能を有しない単なるリンカー配列であってもよいし、又は更なるプロモーター配列、リボソーム結合配列(シャイン・ダルガノ配列 ;SD配列)、他の転写調節配列や翻訳調節配列等の遺伝子発現調節機能を有する配列であってもよい。
As described above, the positional relationship between the nucleotide sequences (X) and (Y) is not particularly limited, but in order to reliably produce the above-mentioned predetermined effect, the nucleotide sequence (Y) is the nucleotide sequence (X). ) Is preferably directly or indirectly connected to the 3'end.
Here, "the nucleotide sequence (Y) is indirectly linked to the nucleotide sequence (X)", "the 3'end or 5'end of the nucleotide sequence (Y) is the 5'end or 3'of the nucleotide (Y). A phrase such as "indirectly linked to the end" means that the nucleotide sequence (X) and the nucleotide sequence (Y) are linked via a sequence consisting of one nucleotide or a plurality of nucleotides. The number of nucleotides in the "sequence consisting of a plurality of nucleotides" is not particularly limited as long as the gene expression control sequence (R) satisfies the condition (I), but is, for example, 2 to 50, preferably 2 to 40. , More preferably 2 to 35, 2 to 30, 2 to 25, 2 to 20, 2 to 15, 2 to 10, and even more preferably 2 to 9, 2 to 8 and 2 to. 7 pieces, 2 to 6 pieces, 2 to 5 pieces, 2 to 4 pieces, 2 to 3 pieces. In addition, the "sequence consisting of a plurality of nucleotides" connecting the nucleotide sequence (X) and the nucleotide sequence (Y) may be a simple linker sequence having no specific function, or a further promoter sequence. , Ribosome binding sequence (Shine-Dalgarno sequence; SD sequence), other transcriptional regulatory sequence, translational regulatory sequence, or other sequence having a gene expression regulatory function.

一方、「ヌクレオチド配列(Y)がヌクレオチド配列(X)に直接に連結されている」、「ヌクレオチド配列(Y)の3’末端又は5’末端がヌクレオチド(Y)の5’末端又は3’末端に直接に連結されている」等の語句は、字義どおりに理解されればよく、ヌクレオチド配列(X)とヌクレオチド配列(Y)とが、上記のような1又は複数の別のヌクレオチドを介さずに直接連結されていることを意味する。 On the other hand, "the nucleotide sequence (Y) is directly linked to the nucleotide sequence (X)", "the 3'end or 5'end of the nucleotide sequence (Y) is the 5'end or 3'end of the nucleotide (Y). Phrases such as "directly linked to" may be understood literally, and the nucleotide sequence (X) and the nucleotide sequence (Y) do not go through one or more other nucleotides as described above. It means that it is directly connected to.

更に、ヌクレオチド配列(X)及びヌクレオチド配列(Y)はそれぞれ、本発明の核酸において1つずつ存在してもよく又はそれぞれ複数存在してもよい。更に加えて、ヌクレオチド配列(X)若しくはヌクレオチド配列(Y)が複数存在する場合にあっては、複数のヌクレオチド配列(X)若しくはヌクレオチド配列(Y)は互いに全く同一の配列を有するものであってもよいし、又は異なる配列を有するものであってもよい。 Further, each of the nucleotide sequence (X) and the nucleotide sequence (Y) may be present one by one or a plurality of each in the nucleic acid of the present invention. In addition, when a plurality of nucleotide sequences (X) or nucleotide sequences (Y) are present, the plurality of nucleotide sequences (X) or nucleotide sequences (Y) have exactly the same sequences as each other. It may have a different sequence.

次に、条件(I)について説明する。
本発明において遺伝子発現制御配列(R)が条件(I)を充足することの意義は、以下のとおりである。
Next, the condition (I) will be described.
In the present invention, the significance of the gene expression control sequence (R) satisfying the condition (I) is as follows.

上述のとおり、本発明に係る核酸において、遺伝子発現制御配列(R)は、目的遺伝子の発現を制御するプロモーターとして機能するヌクレオチド配列(X)と、コリネ型細菌のゲノムDNAに存在するAraR結合配列に由来するヌクレオチド配列をヌクレオチド配列(Y)として含むものである。 As described above, in the nucleic acid according to the present invention, the gene expression control sequence (R) is a nucleotide sequence (X) that functions as a promoter that controls the expression of the target gene, and an AraR binding sequence that is present in the genomic DNA of coryneform bacteria. The nucleotide sequence derived from is included as the nucleotide sequence (Y).

このようなヌクレオチド配列(X)及び(Y)の構成により、アラビノース濃度が基底レベル以下の環境下では、本発明所定の核酸が導入されたコリネ型細菌においてAraRタンパク質がヌクレオチド配列(Y)に結合した形態となり、その結果、ヌクレオチド配列(X)のプロモーター活性が抑制された状態になるものと推測される。ところが、一方、アラビノース濃度が基底レベルを超えた環境に該コリネ型細菌が暴露された場合、上記AraRタンパク質がアラビノースによるアロステリックな調節を受け、ヌクレオチド配列(Y)から解離することで、ヌクレオチド配列(X)のプロモーター活性が誘導され、目的遺伝子の発現が促進されるものと推測される。即ち、本発明に係る核酸を利用して目的遺伝子の発現を制御した場合に実際に観測される現象としては、アラビノース濃度が基底レベル以下の環境下では、ヌクレオチド配列(X)によるプロモーター活性が抑制された状態にあり、ヌクレオチド配列(X)のプロモーター活性の制御下にある所定の遺伝子の発現は、mRNAへの転写ないしタンパク質発現のレベルで抑制される。一方、アラビノース濃度が基底レベルを超えた環境においては該所定の遺伝子の発現は、mRNA転写ないしタンパク質発現のレベルで促進される。
従って、遺伝子発現制御配列(R)は、コリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に対してアラビノース未添加の場合にヌクレオチド配列(X)のプロモーター活性が抑制されること、と云う条件(I)を充足することが必要となる。
ここで、条件(I)の充足性は、以下に示すレポーターアッセイにより確認することができる。
Due to the composition of the nucleotide sequences (X) and (Y), the AraR protein binds to the nucleotide sequence (Y) in the coryneform bacterium into which the nucleic acid prescribed in the present invention has been introduced in an environment where the arabinose concentration is below the basal level. As a result, it is presumed that the promoter activity of the nucleotide sequence (X) is suppressed. However, on the other hand, when the coryneform bacterium is exposed to an environment in which the arabinose concentration exceeds the basal level, the AraR protein undergoes allosteric regulation by arabinose and dissociates from the nucleotide sequence (Y), whereby the nucleotide sequence ( It is presumed that the promoter activity of X) is induced and the expression of the target gene is promoted. That is, as a phenomenon actually observed when the expression of the target gene is controlled by using the nucleic acid according to the present invention, the promoter activity by the nucleotide sequence (X) is suppressed in an environment where the arabinose concentration is below the basal level. Expression of a given gene, which is in the state of being controlled by the promoter activity of nucleotide sequence (X), is suppressed at the level of transcription into mRNA or protein expression. On the other hand, in an environment where the arabinose concentration exceeds the basal level, the expression of the predetermined gene is promoted at the level of mRNA transcription or protein expression.
Therefore, the gene expression control sequence (R) is a condition (I) that the promoter activity of the nucleotide sequence (X) is suppressed when arabinose is not added to the coryneform bacterium when arabinose is added. It is necessary to satisfy.
Here, the sufficiency of condition (I) can be confirmed by the reporter assay shown below.

即ち、上述の如く構成した遺伝子発現制御配列(R)の3’末端にレポーター遺伝子をコードするヌクレオチド配列を連結してなるDNA断片が、コリネ型細菌において機能可能な発現ベクターの所定部位に導入されたDNA構築物を用意する。ここで、レポーター遺伝子としては、例えば、βガラクトシダーゼ遺伝子(LacZ)、β−グルクロニダーゼ、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ、各種蛍光タンパク質(例えば緑色蛍光タンパク質)等が挙げられる。より具体的には、配列番号80又は81に示すヌクレオチド配列を有する発現ベクタープラスミド等のように、遺伝子発現制御配列(R)の3’末端に直接又は間接にレポーター遺伝子をコードするヌクレオチド配列を連結してなるDNA断片が挿入されてなるDNA構築物、即ちレポータープラスミドを用意すればよい。このようなレポータープラスミドは、独自に構築してもよいし、又はレポーターアッセイ用に市販されている各種レポータープラスミドシステムを利用してもよい。
そして、このようなDNA構築物をコリネ型細菌に導入した形質転換体を得る。
上記形質転換体を、所定の濃度以上でアラビノースを含有する培地と、アラビノースが所定の濃度未満である培地とをそれぞれ用いて一定の時間培養し、培養液をそれぞれサンプリングする。サンプリングした培養液に由来する菌体それぞれについて、レポーター遺伝子のmRNAを定量PCR等の手法で定量し、又はレポーター遺伝子から発現したレポータータンパク質の活性を適宜測定する。前者の培養液サンプルについて測定したmRNAの発現量又はレポータータンパク質の活性値が後者の培養液サンプルについて測定されたものの何倍であるかを求めることにより、条件(I)の充足性を求めることができる。
That is, a DNA fragment obtained by linking a nucleotide sequence encoding a reporter gene to the 3'end of the gene expression control sequence (R) constructed as described above is introduced into a predetermined site of an expression vector capable of functioning in coryneform bacteria. Prepare the DNA construct. Here, examples of the reporter gene include β-galactosidase gene (LacZ), β-glucuronidase, chloramphenicol acetyltransferase, various fluorescent proteins (for example, green fluorescent protein) and the like. More specifically, a nucleotide sequence encoding a reporter gene is directly or indirectly linked to the 3'end of the gene expression control sequence (R), such as an expression vector plasmid having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 80 or 81. It is sufficient to prepare a DNA construct, that is, a reporter plasmid in which the DNA fragment is inserted. Such reporter plasmids may be constructed independently or may utilize various commercially available reporter plasmid systems for reporter assays.
Then, a transformant obtained by introducing such a DNA construct into a coryneform bacterium is obtained.
The transformant is cultured for a certain period of time using a medium containing arabinose at a predetermined concentration or higher and a medium containing arabinose at a concentration lower than the predetermined concentration, and the culture medium is sampled. For each of the bacterial cells derived from the sampled culture medium, the mRNA of the reporter gene is quantified by a method such as quantitative PCR, or the activity of the reporter protein expressed from the reporter gene is appropriately measured. Satisfiability of condition (I) can be determined by determining how many times the mRNA expression level or reporter protein activity value measured for the former culture medium sample is multiple of that measured for the latter culture medium sample. it can.

より具体的には、本発明において、条件(I)の充足性は、例えば以下の実施例に示すレポーターアッセイ法により確認することができる。
即ち、以下実施例の試験例1において使用したプラスミドベクターpGE728−1(配列番号80)において、レポーター遺伝子であるβガラクトシダーゼ遺伝子(LacZ)の上流に存在する、プロモーター配列(PtacI)とAraR結合配列とを連結させてなる領域(配列番号32)を、条件(I)の充足性について評価する対象の遺伝子制御配列(R)と交換し、得られたプラスミドベクターを用いてレポーターアッセイを行うことにより、当該遺伝子制御配列(R)の条件(I)の充足性について確認するのが好都合である。βガラクトシダーゼ遺伝子(LacZ)を利用したプロモーター活性の評価方法は、当業者において既に周知慣用のアッセイ系として確立されていることから、実験操作も容易でデータの信頼性及び再現性良いからである。
レポーターアッセイにおいて、アラビノース添加による誘導条件、培地組成、培養温度や培養時間等の培養条件等を含むアッセイ条件は、信頼性のあるプロモーター活性の比が得られるものであれば特に限定されるものでもなく、選択する遺伝子発現制御配列(R)の性質、用いるレポーター遺伝子の種類や性質、用いるコリネ型細菌の性質等を考慮し、アッセイ条件を適宜調整すればよい。
More specifically, in the present invention, the sufficiency of condition (I) can be confirmed by, for example, the reporter assay method shown in the following Examples.
That is, in the plasmid vector pGE728-1 (SEQ ID NO: 80) used in Test Example 1 of the following examples, the promoter sequence (PtacI) and the AraR binding sequence existing upstream of the β-galactosidase gene (LacZ), which is a reporter gene, By exchanging the region (SEQ ID NO: 32) in which the two are linked with the gene control sequence (R) of interest for which the sufficiency of condition (I) is evaluated, and performing a reporter assay using the obtained plasmid vector. It is convenient to confirm the sufficiency of the condition (I) of the gene control sequence (R). This is because a method for evaluating promoter activity using a β-galactosidase gene (LacZ) has already been established as a well-known and commonly used assay system by those skilled in the art, so that experimental operations are easy and data reliability and reproducibility are good.
In the reporter assay, the assay conditions including the induction conditions by adding arabinose, the medium composition, the culture conditions such as the culture temperature and the culture time, etc. may be particularly limited as long as a reliable promoter activity ratio can be obtained. However, the assay conditions may be appropriately adjusted in consideration of the properties of the gene expression control sequence (R) to be selected, the type and properties of the reporter gene to be used, the properties of the coryneform bacterium to be used, and the like.

より詳細には、βガラクトシダーゼ遺伝子(LacZ)アッセイは、例えばJ.Biol.Chem.,1995,270:11181−11189又はGenetics,2010,185:823−830に記載の手順に従い実施することができる。以下により具体的な手順を一例として示す。 More specifically, the β-galactosidase gene (LacZ) assay is described, for example, in J. et al. Biol. Chem. , 1995, 270: 11181-11189 or Genetics, 2010, 185: 823-830. The specific procedure is shown below as an example.

(1)コリネバクテリウム・グルタミカムATCC13032株に上記DNA構築物を導入することにより得た形質転換体を、所定量の液体培地(4%グルコース,25μg/mLカナマイシン)に植菌し、所定の温度でOD610=0.5〜1.5(場合によりOD610=0.5〜1)になるまで培養する。OD610=0.5〜1.5(場合によりOD610=0.5〜1)になったところで所定量の培養液を別の培養容器に移し、アラビノースを所定の終濃度となるように添加したものと、アラビノースを未添加のものを準備する。
(2)上記培養液をそれぞれ所定時間培養し、アラビノース誘導あり、なしの培養液をそれぞれサンプリングし、OD(610nm)を測定し、20μLを80μLの透過バッファー(100mM NaHPO,20mM KCl,2mM MgSO,0.8mg/mL CTAB,0.4mg/mL デオキシコール酸ナトリウム,5.4μL/mLβメルカプトエタノール)と混ぜる。
(3)基質溶液(60mM NaHPO,40mM NaHPO,1mg/mL ONPG,2.7μL/mLβメルカプトエタノール)600μLと混合し、25℃でインキュベートする。
(4)1M NaCO700μLを加えて反応を停止させ、15,000g、5分間の遠心分離を行う。
(5)上清の吸光度(A420)を測定する。
(6)以下の式2に基づき、プロモーター活性としてミラー・ユニット(Miller Unit)を計算する。
1ミラー・ユニット=1000×(A420/t×V×OD610)・・・式(II)
式中、tは時間(分)を示し、Vは培養液(mL)を示す。
(1) The transformant obtained by introducing the above DNA construct into the Corynebacterium glutamicum ATCC13032 strain was inoculated into a predetermined amount of liquid medium (4% glucose, 25 μg / mL kanamycin) and at a predetermined temperature. OD 610 = 0.5 to 1.5 (optionally OD 610 = 0.5 to 1) to cultured to. When OD 610 = 0.5 to 1.5 (in some cases, OD 610 = 0.5 to 1), a predetermined amount of culture solution was transferred to another culture vessel, and arabinose was added to a predetermined final concentration. Prepare the one that has been prepared and the one that does not contain arabinose.
(2) Each of the above cultures was cultured for a predetermined time, the cultures with and without arabinose induction were sampled, OD (610 nm) was measured, and 20 μL was 80 μL of permeation buffer (100 mM Na 2 HPO 4 , 20 mM KCl, Mix with 2 mM sulfonyl 4 , 0.8 mg / mL CTAB, 0.4 mg / mL sodium deoxycholate, 5.4 μL / mL β-mercaptoethanol).
(3) Mix with 600 μL of substrate solution (60 mM Na 2 HPO 4 , 40 mM NaH 2 PO 4 , 1 mg / mL ONPG, 2.7 μL / mL β-mercaptoethanol) and incubate at 25 ° C.
(4) Add 700 μL of 1 M Na 2 CO 3 to stop the reaction, and centrifuge at 15,000 g for 5 minutes.
(5) The absorbance (A420) of the supernatant is measured.
(6) Based on the following formula 2, the mirror unit (Miller Unit) is calculated as the promoter activity.
1 mirror unit = 1000 × (A420 / t × V × OD610) ・ ・ ・ Equation (II)
In the formula, t indicates the time (minutes) and V indicates the culture solution (mL).

なお、上記液体培地としては、例えば以下に示す組成を有する培地を使用できる。
酵母エキス2g、カザミノ酸1g、尿素2g、硫安7g、リン酸水素二カリウム0.5g、リン酸二水素カリウム0.5g、硫酸マグネシウム・7水和物0.5g、硫酸鉄・7水和物6mg、硫酸マンガン・1水和物4.2mg、ビオチン0.2mg、チアミン0.2mg(1Lあたり)。
As the liquid medium, for example, a medium having the composition shown below can be used.
Yeast extract 2g, cazaminoic acid 1g, urea 2g, sulfuric acid 7g, dipotassium hydrogen phosphate 0.5g, potassium dihydrogen phosphate 0.5g, magnesium sulfate heptahydrate 0.5g, iron sulfate heptahydrate 6 mg, manganese sulfate monohydrate 4.2 mg, biotin 0.2 mg, thiamine 0.2 mg (per 1 L).

上述の通りアラビノースを添加した培養液について測定されたプロモーター活性値と、アラビノース未添加の培養液について測定されたプロモーター活性値とを比較することにより、アラビノース添加時に観測されるプロモーター活性に対してアラビノース未添加時に観測されるプロモーター活性が有意に抑制されたものと言える遺伝子発現制御配列(R)が、条件(I)を充足するものであり、本発明に係る核酸の構成要素たるヌクレオチド配列(Y)として採用され得る。 As described above, by comparing the promoter activity value measured for the culture solution to which arabinose was added and the promoter activity value measured for the culture solution to which arabinose was not added, arabinose was compared with the promoter activity observed when arabinose was added. The gene expression control sequence (R), which can be said to have significantly suppressed promoter activity observed when not added, satisfies the condition (I), and is a nucleotide sequence (Y) which is a component of the nucleic acid according to the present invention. ) Can be adopted.

ここで、遺伝子発現制御配列(R)は、アラビノースの添加等によりヌクレオチド配列(X)のプロモーター活性を誘導させた試料について測定されるプロモーター活性値が、対照となるアラビノース未添加の試料について測定されるプロモーター活性に対して少なくとも5倍高いものであることが好ましく、より好ましくは少なくとも10倍高く、更により好ましくは少なくとも15倍、20倍、25倍、30倍、35倍、40倍又は45倍高く、特に好ましくは少なくとも50倍、55倍、60倍、65倍、70倍、80倍、90倍、100倍又は150倍高いものである。
なお、ここで「アラビノース等を添加することによりプロモーター活性を誘導させる」と言う意味は、ヌクレオチド配列(Y)のみによってヌクレオチド配列(X)のプロモーター活性を制御している実施形態においては、アラビノースのみの添加により抑制の制御ができるが、ヌクレオチド配列(Y)に加えて別の遺伝子発現制御因子(例えばlacO)を利用している場合にはアラビノース添加に加えて該別の遺伝子発現制御因子による制御に必要な操作が必要となると言う意味である。
加えて、遺伝子発現制御配列(R)は、逆説的には、アラビノース未添加の対照試料について測定されるプロモーター活性値が、ヌクレオチド配列(X)のプロモーター活性を誘導させた試料について測定されるプロモーター活性値の1/5以下であることが好ましく、この場合、より好ましくは1/10以下、更により好ましくは1/15以下、1/20以下、1/25以下、1/30以下、1/35以下、1/40以下又は1/45以下、特に好ましくは1/50以下、1/55以下、1/60以下、1/65以下、1/70以下、1/80以下、1/90以下、1/100以下、又は1/150以下である。
Here, in the gene expression control sequence (R), the promoter activity value measured for a sample in which the promoter activity of the nucleotide sequence (X) is induced by the addition of arabinose or the like is measured for a sample to which arabinose is not added as a control. It is preferably at least 5 times higher than the promoter activity, more preferably at least 10 times higher, and even more preferably at least 15 times, 20 times, 25 times, 30 times, 35 times, 40 times or 45 times. It is high, particularly preferably at least 50 times, 55 times, 60 times, 65 times, 70 times, 80 times, 90 times, 100 times or 150 times higher.
In addition, here, the meaning of "inducing promoter activity by adding arabinose or the like" means only arabinose in the embodiment in which the promoter activity of the nucleotide sequence (X) is controlled only by the nucleotide sequence (Y). However, when another gene expression regulator (for example, lacO) is used in addition to the nucleotide sequence (Y), it is regulated by the other gene expression regulator in addition to the addition of arabinose. It means that the necessary operations are required.
In addition, the gene expression control sequence (R) is, paradoxically, a promoter whose promoter activity value measured for a control sample without arabinose is measured for a sample in which the promoter activity of nucleotide sequence (X) is induced. It is preferably 1/5 or less of the activity value, and in this case, more preferably 1/10 or less, still more preferably 1/15 or less, 1/20 or less, 1/25 or less, 1/30 or less, 1 /. 35 or less, 1/40 or less or 1/45 or less, particularly preferably 1/50 or less, 1/55 or less, 1/60 or less, 1/65 or less, 1/70 or less, 1/80 or less, 1/90 or less , 1/100 or less, or 1/150 or less.

更に加えて、選択したレポーターアッセイの種類や測定条件等にもよるが、上記(1)から(6)の手順又は実施例に示されるレポーターアッセイの条件を採用した場合、アラビノース未添加の試料について測定されるプロモーター活性が10ミラー・ユニット以下であることが好ましい。更に、アラビノース未添加の試料について測定されるプロモーター活性の上限値としては、好ましくは9、より好ましくは8、7、6、5、4、特に好ましくは3.5、3.4、3.3、3.2、3.1、3.0、2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2.0、1.9、1.8、1.7、1.6、1.2、1.1、1.0である(単位はミラー・ユニット)。 Furthermore, although it depends on the type of reporter assay selected, measurement conditions, etc., when the reporter assay conditions shown in the above procedures (1) to (6) or Examples are adopted, arabinose-free sample is used. The promoter activity measured is preferably 10 mirror units or less. Further, the upper limit of the promoter activity measured for the sample to which arabinose is not added is preferably 9, more preferably 8, 7, 6, 5, 4, particularly preferably 3.5, 3.4, 3.3. 3.2, 3.1, 3.0, 2.9, 2.8, 2.7, 2.6, 2.5, 2.4, 2.3, 2.2, 2.1, 2 It is 0.0, 1.9, 1.8, 1.7, 1.6, 1.2, 1.1, 1.0 (unit is mirror unit).

好ましい一の実施形態として、以下の(p)から(s)の何れかのヌクレオチド配列を含む遺伝子発現制御配列(R)を採用することができる。
(p)配列番号22から41の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(q)(p)に記載のヌクレオチド配列において1又は複数の塩基が欠失、置換若しくは付加されたヌクレオチド配列;
(r)(p)に記載のヌクレオチド配列に対して相補であるヌクレオチド配列とストリンジェントな条件でハイブリダイズするヌクレオチド配列;及び
(s)(p)に記載のヌクレオチド配列と少なくとも80%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列、
但し、核酸がRNAの場合は、ヌクレオチド配列中のチミン(t)をウラシル(u)と読み替えるものとする。
As a preferred embodiment, a gene expression control sequence (R) containing any of the following nucleotide sequences (p) to (s) can be adopted.
(P) The nucleotide sequence according to any one of SEQ ID NOs: 22 to 41;
(Q) A nucleotide sequence in which one or more bases are deleted, substituted or added in the nucleotide sequence according to (p);
(R) A nucleotide sequence that hybridizes with a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence described in (p) under stringent conditions; and a sequence of at least 80% or more of the nucleotide sequence described in (s) (p). Nucleotide sequences with identity,
However, when the nucleic acid is RNA, thymine (t) in the nucleotide sequence should be read as uracil (u).

配列番号22から41に示される各ヌクレオチド配列を以下に示す。
(1−1):5’−TTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTTAGCGCTAACAT−3’ (配列番号22)
(1−2):5’−TTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTGAGCGATAACAC−3’(配列番号23)
(1−3):5’−TTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTGAGCGCTAACAC−3’(配列番号24)
(1−4):5’−TTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTGAGCGCTAACTC−3’(配列番号25)
(1−5):5’−TTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTGAGCGTTAAAAT−3’(配列番号26)
(1−6):5’−TTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTGAGCGCTAAACT−3’ (配列番号27)
(1−7):5’−TTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTTAGCGCTGACAT−3’(配列番号28)
(1−8):5’−TTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTGAGCGCTGACAT−3’(配列番号29)
(1−9):5’−TTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAGTGTGAGCGCTAACAC−3’(配列番号30)
(1−10):5’−TTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAGTGTGAGCGATCACAC−3’(配列番号31)
Each nucleotide sequence shown in SEQ ID NOs: 22 to 41 is shown below.
(1-1): 5'-TTGACAATTAATCATCATCGGCTCGTAATAATGTGGGA ATGTTAGCGCTAAACT- 3'(SEQ ID NO: 22)
(1-2): 5'-TTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAATGTTGGA ATGTGAGCGATAACAC -3'(SEQ ID NO: 23)
(1-3): 5'-TTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAATGTTGGA ATGTGAGCGCTAACAC- 3'(SEQ ID NO: 24)
(1-4): 5'-TTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAATGTTGGA ATGTGAGCGCTAACTC- 3'(SEQ ID NO: 25)
(1-5): 5'-TTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAATGTTGGA ATGTGAGCGTTAAAAT -3'(SEQ ID NO: 26)
(1-6): 5'-TTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAATGTTGGA ATGTGAGCGCTAAACT -3'(SEQ ID NO: 27)
(1-7): 5'-TTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAATGTGGGA ATGTTAGCGCTGACAT -3'(SEQ ID NO: 28)
(1-8): 5'-TTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAATTGTGGA ATGTGAGGCGCTGACAT -3'(SEQ ID NO: 29)
(1-9): 5'-TTGACAATTAATCATCATCGGCTCGTAATAATGTGTGGGA GTGTGAGGCTAAACCA- 3'(SEQ ID NO: 30)
(1-10): 5'-TTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAATGTGTGGGA GTGTGAGCGATACAC -3'(SEQ ID NO: 31)

(1−11):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTTAGCGCTAACAT−3’ (配列番号32)
(1−12):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTGAGCGATAACAC−3’(配列番号33)
(1−13):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTGAGCGCTAACAC−3’(配列番号34)
(1−14):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTGAGCGCTAACTC−3’(配列番号35)
(1−15):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTGAGCGTTAAAAT−3’(配列番号36)
(1−16):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTGAGCGCTAAACT−3’ (配列番号37)
(1−17):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTTAGCGCTGACAT−3’(配列番号38)
(1−18):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAATGTGAGCGCTGACAT−3’(配列番号39)
(1−19):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAGTGTGAGCGCTAACAC−3’(配列番号40)
(1−20):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTATAATGTGTGGAGTGTGAGCGATCACAC−3’(配列番号41)
(1-11): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAAGTGTGGA ATGTTAGCGCTAACAT -3'(SEQ ID NO: 32)
(1-12): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAAGTGTGGA ATGTGAGCGATAACAC -3'(SEQ ID NO: 33)
(1-13): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAAGTGTGGA ATGTGAGCGCTAACAC -3'(SEQ ID NO: 34)
(1-14): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAAGTGTGGA ATGTGAGCGCTAACTC -3'(SEQ ID NO: 35)
(1-15): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAAGTGTGGA ATGTGAGCGTTAAAAT -3'(SEQ ID NO: 36)
(1-16): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAATGTGTGGA ATGTGAGCGCTAAACT -3'(SEQ ID NO: 37)
(1-17): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAAGTGTGGA ATGTTAGCGCTGACAT -3'(SEQ ID NO: 38)
(1-18): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAAGTGTGGA ATGTGAGGCGCTGACAT -3'(SEQ ID NO: 39)
(1-19): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAAGTGTGGA GTGTGAGCGCTAACAC -3'(SEQ ID NO: 40)
(1-20): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGGCTCGTAATAATGTGTGGGA GTGTGAGCGATACAC- 3'(SEQ ID NO: 41)

更に、別の好ましい実施形態として、以下の(t)から(s)の何れかのヌクレオチド配列を含む遺伝子発現制御配列(R)を採用することもできる。
(t)配列番号42から61の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(u)(t)に記載のヌクレオチド配列において1又は複数の塩基が欠失、置換若しくは付加されたヌクレオチド配列;
(v)(t)に記載のヌクレオチド配列に対して相補であるヌクレオチド配列とストリンジェントな条件でハイブリダイズするヌクレオチド配列;及び
(w)(t)に記載のヌクレオチド配列と少なくとも80%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列、
但し、核酸がRNAの場合は、ヌクレオチド配列中のチミン(t)をウラシル(u)と読み替えるものとする。
Furthermore, as another preferred embodiment, a gene expression control sequence (R) containing any of the following nucleotide sequences (t) to (s) can be adopted.
(T) The nucleotide sequence according to any one of SEQ ID NOs: 42 to 61;
(U) A nucleotide sequence in which one or more bases are deleted, substituted or added in the nucleotide sequence according to (t);
(V) A nucleotide sequence that hybridizes with a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of (t) under stringent conditions; and a sequence of at least 80% or more of the nucleotide sequence of (w) (t). Nucleotide sequences with identity,
However, when the nucleic acid is RNA, thymine (t) in the nucleotide sequence should be read as uracil (u).

配列番号42から61に示されるヌクレオチド配列を以下に示す。
(2−1):5’−TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTTAGCGCTAACAT−3’ (配列番号42)
(2−2):5’−TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTGAGCGATAACAC−3’(配列番号43)
(2−3):5’−TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTGAGCGCTAACAC−3’(配列番号44)
(2−4):5’−TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTGAGCGCTAACTC−3’(配列番号45)
(2−5):5’−TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTGAGCGTTAAAAT−3’(配列番号46)
(2−6):5’−TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTGAGCGCTAAACT−3’ (配列番号47)
(2−7):5’−TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTTAGCGCTGACAT−3’(配列番号48)
(2−8):5’−TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTGAGCGCTGACAT−3’(配列番号49)
(2−9):5’−TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAGTGTGAGCGCTAACAC−3’(配列番号50)
(2−10):5’−TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAGTGTGAGCGATCACAC−3’(配列番号51)
The nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 42 to 61 are shown below.
(2-1): 5'-TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTTGGA ATGTTAGCGCTAAACT- 3'(SEQ ID NO: 42)
(2-2): 5'-TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTTGGA ATGTGAGCGATAACAC -3'(SEQ ID NO: 43)
(2-3): 5'-TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGA ATGTGAGCGCTAACAC- 3'(SEQ ID NO: 44)
(2-4): 5'-TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTTGGA ATGTGAGCGCTAACTC -3'(SEQ ID NO: 45)
(2-5): 5'-TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGGA ATGTGAGCGTTAAAAT -3'(SEQ ID NO: 46)
(2-6): 5'-TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGGA ATGTGAGCGCTAAACT -3'(SEQ ID NO: 47)
(2-7): 5'-TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTTGGA ATGTTAGCGCTGACAT -3'(SEQ ID NO: 48)
(2-8): 5'-TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTTGGA ATGTGAGCGCTGACAT -3'(SEQ ID NO: 49)
(2-9): 5'-TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTTGGA GTGTGAGCGCTAACAC -3'(SEQ ID NO: 50)
(2-10): 5'-TTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTTGGA GTGTGAGCGATACAC -3'(SEQ ID NO: 51)

(2−11):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTTAGCGCTAACAT−3’ (配列番号52)
(2−12):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTGAGCGATAACAC−3’(配列番号53)
(2−13):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTGAGCGCTAACAC−3’(配列番号54)
(2−14):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTGAGCGCTAACTC−3’(配列番号55)
(2−15):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTGAGCGTTAAAAT−3’(配列番号56)
(2−16):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTGAGCGCTAAACT−3’ (配列番号57)
(2−17):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTTAGCGCTGACAT−3’(配列番号58)
(2−18):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAATGTGAGCGCTGACAT−3’(配列番号59)
(2−19):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAGTGTGAGCGCTAACAC−3’(配列番号60)
(2−20):5’−GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGAGTGTGAGCGATCACAC−3’(配列番号61)
(2-11): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGA ATGTTAGCGCTACATA- 3'(SEQ ID NO: 52)
(2-12): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAAGTGTGGA ATGTGAGCGATAACAC -3'(SEQ ID NO: 53)
(2-13): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGGA ATGTGAGCGCTAACAC -3'(SEQ ID NO: 54)
(2-14): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGGA ATGTGAGCGCTAACTC -3'(SEQ ID NO: 55)
(2-15): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGGA ATGTGAGCGTTAAAAT -3'(SEQ ID NO: 56)
(2-16): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGGA ATGTGAGCGCTAAACT -3'(SEQ ID NO: 57)
(2-17): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGA ATGTTAGCGCTGACAT -3'(SEQ ID NO: 58)
(2-18): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGGA ATGTGAGCGCTGACAT -3'(SEQ ID NO: 59)
(2-19): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGGA GTGTGAGCGCTAACAC -3'(SEQ ID NO: 60)
(2-20): 5'-GAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTTAATGTGTGGGA GTGTGAGCGATACAC- 3'(SEQ ID NO: 61)

上記配列(1−1)から(1−20)及び(2−1)から(2−20)において下線部の配列がヌクレオチド配列(Y)に相当し、それ以外の5’上流領域はヌクレオチド配列(X)に相当する。
(1−1)から(1−20)に示す遺伝子発現制御配列(R)におけるヌクレオチド配列(Y)はそれぞれ順に、配列番号5から12並びに配列番号17及び18に示すヌクレオチド配列に相当する。(2−1)から(2−20)に示す遺伝子発現制御配列(R)におけるヌクレオチド配列(Y)もそれぞれ順に、配列番号5から12並びに配列番号17及び18に示すヌクレオチド配列に相当する。
The underlined sequence in the sequences (1-1) to (1-20) and (2-1) to (2-20) corresponds to the nucleotide sequence (Y), and the other 5'upstream region is the nucleotide sequence. Corresponds to (X).
The nucleotide sequences (Y) in the gene expression control sequences (R) shown in (1-1) to (1-20) correspond to the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 5 to 12 and SEQ ID NOs: 17 and 18, respectively. The nucleotide sequences (Y) in the gene expression control sequences (R) shown in (2-1) to (2-20) also correspond to the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 5 to 12 and SEQ ID NOs: 17 and 18, respectively.

一方、(1−1)から(1−10)に示す配列におけるヌクレオチド配列(X)は、エシェリキア・コリ(大腸菌)における発現システムで頻繁に使用されるPtacIの−35ボックス、−10ボックス及び転写開始部位(+1)を包含するコア配列であり、プロモーター活性の発現に必要十分と考えられる配列である(Li et al.Microbial Cell Factories 2012,11:19)。これに対して、(1−11)から(1−20)に示す遺伝子制御配列(R)におけるヌクレオチド配列(X)は、当業者において一般的に認識されているPtacI配列において転写開始部位(+1)から上流の全域を含む配列に相当し、上記コア配列の5’末端に6個のヌクレオチドが更に付加されたものである(Proc.Natl. Acad.Sci.USA,Vol.80,pp.21−25,January 1983)。 On the other hand, the nucleotide sequence (X) in the sequences shown in (1-1) to (1-10) is the −35 box, -10 box and transcription of PtacI frequently used in the expression system in Escherichia coli (E. coli). It is a core sequence containing the starting site (+1) and is considered to be necessary and sufficient for the expression of promoter activity (Li et al. Microbial Cell Factories 2012, 11:19). On the other hand, the nucleotide sequence (X) in the gene control sequence (R) shown in (1-11) to (1-20) is a transcription initiation site (+1) in the PtacI sequence generally recognized by those skilled in the art. ) Corresponds to the sequence including the entire area upstream from), and 6 nucleotides are further added to the 5'end of the core sequence (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 80, pp. 21). -25, January 1983).

ヌクレオチド配列(X)としてPtacI(配列番号1又は2)を用いた場合、実施例に示されるとおり特に効率的な目的遺伝子の発現制御が可能となることから、上記(p)から(s)に示すヌクレオチド配列を遺伝子発現制御配列(R)として利用することは好ましい。 When PtacI (SEQ ID NO: 1 or 2) is used as the nucleotide sequence (X), it is possible to control the expression of the target gene particularly efficiently as shown in the examples. Therefore, from (p) to (s) above. It is preferable to use the indicated nucleotide sequence as the gene expression control sequence (R).

しかしながら、PtacIのみならず、PtacII(配列番号3又は4)をヌクレオチド配列(X)として使用することも好ましく、この場合、より具体的には上記(t)から(w)に示すヌクレオチド配列を含む遺伝子発現制御配列(R)を採用することが好ましい。上記(t)に規定される上記(2−1)から(2−10)に示す配列におけるヌクレオチド配列(X)は、エシェリキア・コリ(大腸菌)における発現システムでしばしば使用されるPtacIIの−35ボックス、−10ボックス及び転写開始部位(+1)を包含するコア配列であり、プロモーター活性の発現に必要十分と考えられる配列だからである(上記文献参照。)。更に、(2−11)から(2−20)に示す配列におけるヌクレオチド配列(X)は、当業者において一般的に認識されているPtacII配列において転写開始部位(+1)から上流の全域を含む配列(上記コア配列の5’末端に6個のヌクレオチドが更に付加されたもの)であり、PtacIと同様に高いプロモーター活性を発現し得えるからである(上記文献参照。)。 However, it is also preferable to use PtacII (SEQ ID NO: 3 or 4) as the nucleotide sequence (X) as well as PtacI, and in this case, more specifically, the nucleotide sequences shown in (t) to (w) above are included. It is preferable to adopt the gene expression control sequence (R). The nucleotide sequence (X) in the sequences shown in (2-1) to (2-10) defined in (t) above is the -35 box of PtacII often used in the expression system in Escherichia coli (Escherichia coli). , -10 box and transcription initiation site (+1), which is considered necessary and sufficient for the expression of promoter activity (see the above document). Furthermore, the nucleotide sequence (X) in the sequences shown in (2-11) to (2-20) is a sequence containing the entire area upstream from the transcription initiation site (+1) in the PtacII sequence generally recognized by those skilled in the art. This is because (6 nucleotides are further added to the 5'end of the core sequence), and high promoter activity can be expressed as in PtacI (see the above document).

更に、別の好ましい実施形態として、以下の(h)から(k)の何れかのヌクレオチド配列を含む遺伝子発現制御配列(R)を採用することもできる。
(h)配列番号96から102の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(i)(h)に記載のヌクレオチド配列において1又は複数の塩基が欠失、置換若しくは付加されたヌクレオチド配列;
(j)(h)に記載のヌクレオチド配列に対して相補であるヌクレオチド配列とストリンジェントな条件でハイブリダイズするヌクレオチド配列;及び
(k)(h)に記載のヌクレオチド配列と少なくとも80%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列、
但し、核酸がRNAの場合は、ヌクレオチド配列中のチミン(t)をウラシル(u)と読み替えるものとする。
Furthermore, as another preferred embodiment, a gene expression control sequence (R) containing any of the following nucleotide sequences (h) to (k) can be adopted.
(H) The nucleotide sequence according to any one of SEQ ID NOs: 96 to 102;
(I) A nucleotide sequence in which one or more bases are deleted, substituted or added in the nucleotide sequence according to (h);
(J) A nucleotide sequence that hybridizes with a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of (h) under stringent conditions; and a sequence of at least 80% or more of the nucleotide sequence of (k) (h). Nucleotide sequences with identity,
However, when the nucleic acid is RNA, thymine (t) in the nucleotide sequence should be read as uracil (u).

配列番号96から102に示す各ヌクレオチド配列は、ヌクレオチド配列(X)として、それぞれ順に、コリネバクテリウム・グルタミカムATCC13031株ゲノム上に存在するtufプロモーター、dapAプロモーター、metEプロモーター、ldhAプロモーター、gapAプロモーター、sodプロモーター、及びtufプロモーターのヌクレオチド配列を含み、かつヌクレオチド配列(Y)として配列番号5に示すヌクレオチド配列を含む。なお、配列番号102に係るヌクレオチド配列は、同じくtufプロモーターを採用した配列番号96に係るヌクレオチド配列に対して、tufプロモーターへのAraR結合配列の連結部位を変えたものであり、より詳細には、推定転写領域5’末端側部位をAraR結合配列の5’末端側領域にオーバーラップさせたものである。 Each of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 96 to 102, as the nucleotide sequence (X), in order, is a tuf promoter, a dapA promoter, a metE promoter, an ldhA promoter, a gapA promoter, and a sod, which are present on the genome of the corynebacterium glutamicum ATCC13031 strain. The promoter and the nucleotide sequence of the tuf promoter are included, and the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 5 as the nucleotide sequence (Y) is included. The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 102 is obtained by changing the linking site of the AraR-binding sequence to the tuf promoter with respect to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 96, which also employs the tuf promoter. The putative transcription region 5'terminal region is overlapped with the 5'terminal region of the AraR binding sequence.

更に、更なる別の実施形態として、上記(h)から(k)によって特定される実施形態について、(h)に係る配列番号96から102の何れか1つに記載のヌクレオチド配列におけるヌクレオチド配列(X)の領域(即ち、配列番号5に係るヌクレオチド配列部分)が、配列番号6から12並びに配列番号17及び18の何れか1つに記載のヌクレオチド配列で置換された各種変形例を包含する実施形態(V)が挙げられる。 Furthermore, as yet another embodiment, for the embodiment specified by (h) to (k) above, the nucleotide sequence in the nucleotide sequence according to any one of SEQ ID NOs: 96 to 102 according to (h). An embodiment including various modifications in which the region of X) (that is, the nucleotide sequence portion according to SEQ ID NO: 5) is replaced with the nucleotide sequence set forth in any one of SEQ ID NOs: 6 to 12 and SEQ ID NOs: 17 and 18. The form (V) can be mentioned.

上述の各実施形態における(q)、(u)及び(i)にそれぞれ示すヌクレオチド配列並びにそれらに相応のその他ヌクレオチド配列において、「1又は複数」の範囲は、遺伝子発現制御配列(R)が条件(I)を満たす限り、特に限定されるものでもない。その範囲としては、例えば1から40個、1から35個、1から30個、1から30個、1から25個、1から20個、1から18個、1から15個、1から12個、1から10個、好ましくは1から9個、1から8個、1から7個、より好ましくは1から6個、更により好ましくは1から5個、特に好ましくは1から4個、1から3個、1から2個、又は1個とすることができる。 In the nucleotide sequences shown in (q), (u) and (i) in each of the above-described embodiments and other nucleotide sequences corresponding thereto, the range of "one or more" is conditioned on the gene expression control sequence (R). As long as (I) is satisfied, it is not particularly limited. The range is, for example, 1 to 40, 1 to 35, 1 to 30, 1 to 30, 1 to 25, 1 to 20, 1 to 18, 1 to 15, 1 to 12 1 to 10, preferably 1 to 9, 1 to 8, 1 to 7, more preferably 1 to 6, even more preferably 1 to 5, particularly preferably 1 to 4, 1 to It can be three, one to two, or one.

更に、上述の各実施形態における(r)、(v)及び(j)にそれぞれ示すヌクレオチド配列並びに本発明におけるその他ヌクレオチド配列について、「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列」とは、具体的には、コロニー・ハイブリダイゼーション法、プラーク・ハイブリダイゼーション法、あるいはサザンブロットハイブリダイゼーション法等の核酸ハイブリダイゼーション法において(p)、(t)又は(h)に記載のヌクレオチド配列等の基準とするヌクレオチド配列に対して相補であるヌクレオチド配列と相補的な複合体を形成するヌクレオチド配列を意味する。ここで、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件としては、6M 尿素、0.4%SDS、0.5×SSCの条件、または0.1%SDS(60℃、0.3mol NaCl、0.03M クエン酸ソーダ)のハイブリダイゼーション条件、あるいはこれらと同等のストリンジェンシーのハイブリダイゼーション条件を指す。よりストリンジェンシーの高い条件、例えば、6M 尿素、0.4%SDS、0.1×SSCの条件下では、より相同性の高いヌクレオチド配列を特定することができる。 Further, with respect to the nucleotide sequences shown in (r), (v) and (j) in each of the above-described embodiments and the other nucleotide sequences in the present invention, the term "nucleotide sequence that hybridizes under stringent conditions" is specifically defined. Specifically, in a nucleic acid hybridization method such as a colony hybridization method, a plaque hybridization method, or a Southern blot hybridization method, the nucleotide sequence described in (p), (t), or (h) is used as a reference. It means a nucleotide sequence that forms a complex complementary to a nucleotide sequence that is complementary to the nucleotide sequence. Here, as stringent hybridization conditions, 6M urea, 0.4% SDS, 0.5 × SSC, or 0.1% SDS (60 ° C., 0.3 mol NaCl, 0.03 M sodium citrate) ), Or a stringency hybridization condition equivalent to these. Under conditions of higher stringency, such as 6M urea, 0.4% SDS, 0.1 × SSC, more homologous nucleotide sequences can be identified.

更に、(s)、(w)及び(k)に示すヌクレオチド配列はそれぞれ、(p)、(t)及び(h)に記載のヌクレオチド配列と少なくとも約80%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列である。更に、(s)、(w)及び(k)に示すヌクレオチド配列としては、(p)、(t)及び(h)にそれぞれ記載のヌクレオチド配列に対して少なくとも約85%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列であることが好ましく、より好ましくは約90%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列であり、更に好ましくは約91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、99%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列である。
なお、これらの事項は、上述の変形例に係る実施形態(V)にも同様に適用され得るものであり、これらの事項が実施形態(V)に適用された特定の変形例も、本明細書に明確に開示されるものである。
Furthermore, the nucleotide sequences shown in (s), (w) and (k) are nucleotide sequences having at least about 80% or more sequence identity with the nucleotide sequences described in (p), (t) and (h), respectively. Is. Further, the nucleotide sequences shown in (s), (w) and (k) have at least about 85% or more sequence identity with respect to the nucleotide sequences described in (p), (t) and (h), respectively. It is preferably a nucleotide sequence having, more preferably about 90% or more, and further preferably about 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more. , 96% or more, 97% or more, 98% or more, 99% or more sequence identity.
It should be noted that these matters can be similarly applied to the embodiment (V) according to the above-described modification, and the specific modification to which these matters are applied to the embodiment (V) is also described in the present specification. It is clearly disclosed in the book.

加えて、本発明に係る核酸における遺伝子発現制御配列(R)は、ヌクレオチド配列(X)及び(Y)に加えて、他の遺伝子発現調節配列を更に含むものであってもよい。このような他の遺伝子発現調節配列としては例えば、lacオペレーター等の更なる転写調節配列、リボソーム結合配列(シャイン・ダルガノ配列 ;SD配列)等の翻訳調節配列等が挙げられる。
本発明に係る核酸が特に発現カセット、発現ベクター等の形態で提供される実施形態においては、例えば以下(3−1)から(3−6)に示すSD配列を含んでもよい。
(3−1)5’−AGGA−3’
(3−2)5’−GGT−3’
(3−3)5’−GAAGGATT−3’
(3−4)5’−GAAAGGAGG−3’
(3−5)5’−GAAGGCGA−3’
(3−6)5’−GAAGGAGA−3’
In addition, the gene expression control sequence (R) in the nucleic acid according to the present invention may further contain other gene expression regulatory sequences in addition to the nucleotide sequences (X) and (Y). Examples of such other gene expression regulatory sequences include further transcriptional regulatory sequences such as lac operators, translational regulatory sequences such as ribosome-binding sequences (Shine-Dalgarno sequence; SD sequence), and the like.
In the embodiment in which the nucleic acid according to the present invention is provided in the form of an expression cassette, an expression vector, or the like, for example, the SD sequences shown in (3-1) to (3-6) below may be contained.
(3-1) 5'-AGGA-3'
(3-2) 5'-GGT-3'
(3-3) 5'-GAAGGATT-3'
(3-4) 5'-GAAAGGAGG-3'
(3-5) 5'-GAAGGCGA-3'
(3-6) 5'-GAAGGAGA-3'

SD配列の位置は、本発明所望の効果が得られる限り特に限定されるものでもない。ヌクレオチド配列(X)及び(Y)による目的遺伝子の発現制御効果をより確実に生じせしめる観点からすれば、SD配列は、ヌクレオチド配列(Y)の3’末端と開始コドンとの間に存在することが好ましく、この場合、SD配列は、ヌクレオチド配列(Y)の3’末端に直接又は間接に連結される。 The position of the SD sequence is not particularly limited as long as the desired effect of the present invention can be obtained. From the viewpoint of more surely causing the expression control effect of the target gene by the nucleotide sequences (X) and (Y), the SD sequence exists between the 3'end of the nucleotide sequence (Y) and the start codon. In this case, the SD sequence is directly or indirectly linked to the 3'end of the nucleotide sequence (Y).

加えて、本発明に係る遺伝子制御配列(R)において、特に(3−1)に示すSD配列を採用することが好ましい。(3−1)に示すSD配列は、PtacI及びPtacIIに組合されるSD配列であり、以下の実施例にも示される通り、アラビノースを利用した目的遺伝子の厳密な遺伝子発現制御を確実なものとし、かつタンパク質発現レベルで高い遺伝子発現量も約束できるからである。
より具体的には、上記(p)から(s)に係る実施形態、上記(t)から(w)に係る実施形態、上記(h)から(k)に係る実施形態、並びに上記変形例に係る実施形態(V)において、(p)、(t)及び(h)それぞれに規定されるヌクレオチド配列を、当該ヌクレオチド配列の3’末端に以下の(4−1)に示す配列が直接連結されてなるヌクレオチド配列とそれぞれ読み替えることによる実施形態が挙げられる。
(4−1)5’−TCACACAGGA−3’(配列番号62)
In addition, in the gene control sequence (R) according to the present invention, it is particularly preferable to adopt the SD sequence shown in (3-1). The SD sequence shown in (3-1) is an SD sequence associated with PtacI and PtacII, and as shown in the following examples, it ensures strict gene expression control of the target gene using arabinose. Moreover, a high gene expression level can be promised at the protein expression level.
More specifically, the embodiments according to (p) to (s), the embodiments (t) to (w), the embodiments (h) to (k), and the modifications thereof. In the embodiment (V), the nucleotide sequences specified in (p), (t) and (h) are directly linked to the 3'end of the nucleotide sequence shown in (4-1) below. Examples thereof include embodiments by reading each of the nucleotide sequences.
(4-1) 5'-TCACACAGGA-3' (SEQ ID NO: 62)

更に、本発明に係る核酸が、特に発現カセット又はベクターの形態で提供される実施形態においては、当該核酸は、細菌(特にエシェリキア・コリ及び/又はコリネ型細菌)において機能し得るターミネーター(転写終結シグナル)(例えばTrrnB、TGroEL、Ttrp、TT7)を更に含んでもよい。ターミネーターの位置は、本発明所望の効果が得られる限り特に限定されるものでもないが、一般的にはヌクレオチド配列(Y)又はSD配列の3’末端にターミネーターが直接又は間接に連結され得る。更に具体的には、ヌクレオチド配列(Y)又はSD配列の3’末端にクローニング部位が設けられている場合には、該クローニング部位の3’末端にターミネーターが直接又は間接に連結され得る。更に加えて、ヌクレオチド配列(Y)又はSD配列の3’末端に目的遺伝子コード領域が連結されている実施形態においては、目的遺伝子コード領域の3’末端にターミネーターが直接又は間接に連結され得る。Furthermore, in embodiments where the nucleic acids according to the invention are provided, especially in the form of expression cassettes or vectors, the nucleic acids can function in bacteria (particularly Escherichia coli and / or coryneform bacteria) terminators (transcription termination). Signals) (eg, T rrnB , T GroEL , T trp , T T7 ) may be further included. The position of the terminator is not particularly limited as long as the desired effect of the present invention can be obtained, but in general, the terminator can be directly or indirectly linked to the 3'end of the nucleotide sequence (Y) or SD sequence. More specifically, when a cloning site is provided at the 3'end of the nucleotide sequence (Y) or SD sequence, the terminator can be directly or indirectly linked to the 3'end of the cloning site. Furthermore, in the embodiment in which the target gene coding region is linked to the 3'end of the nucleotide sequence (Y) or SD sequence, the terminator can be directly or indirectly linked to the 3'end of the target gene coding region.

更に、本発明に係る核酸は、任意に、araEタンパク質及びaraRタンパク質のうち少なくとも1つをコードするヌクレオチド配列を更に含んでいても良い。菌体内においてaraEタンパク質及びaraRタンパク質が強制的に発現されると、アラビノース添加による遺伝子発現制御の確実性及び厳密性を担保できるからである。
上述のとおりヌクレオチド配列(Y)がコリネバクテリウム・グルタミカムのゲノムDNAに存在するAraR結合配列に由来するものであることを考慮すると、コリネ型細菌、好ましくはコリネバクテリウム属菌、より好ましくはコリネバクテリウム・グルタミカムのゲノムDNAに存在するaraE遺伝子コード配列及びaraR遺伝子コード配列の少なくとも1つが挿入された核酸(DNA)であることが好ましい。
Further, the nucleic acid according to the present invention may optionally further contain a nucleotide sequence encoding at least one of the araE protein and the araR protein. This is because if the araE protein and the araR protein are forcibly expressed in the cells, the certainty and strictness of gene expression control by arabinose addition can be ensured.
Considering that the nucleotide sequence (Y) is derived from the AraR binding sequence present in the genomic DNA of Corynebacterium glutamicum as described above, it is a coryneform bacterium, preferably a Corynebacterium spp., More preferably a corynebacterium. It is preferable that at least one of the araE gene coding sequence and the araR gene coding sequence present in the genomic DNA of Corynebacterium glutamicum is a nucleic acid (DNA) inserted.

更に、本発明に係る核酸は、少なくとも1つの複製起点、選択マーカー遺伝子、クローニング部位及び制限酵素認識部位からなる群から選択される1種以上のヌクレオチド配列を更に含むものであってもよい。複製起点及び選択マーカー遺伝子は、細菌全般又は複数種の細菌において機能可能なものであってもよく、又は特定の菌種において機能可能なものであってもよい。例えば、以下の何れか1つ以上を含むものが挙げられる。
(1)コリネ型細菌においてのみ機能可能な複製起点及び/又は選択マーカー遺伝子コード配列;
(2)エシェリキア属菌(例えばエシェリキア・コリ)においてのみ機能可能な複製起点及び/又は選択マーカー遺伝子コード配列;並びに
(3)コリネ型細菌及びエシェリキア属菌の両方において機能可能な複製起点及び/又は選択マーカー遺伝子コード配列。
Furthermore, the nucleic acid according to the present invention may further contain one or more nucleotide sequences selected from the group consisting of at least one origin of replication, a selectable marker gene, a cloning site and a restriction enzyme recognition site. The origin of replication and the selectable marker gene may be functional in all bacteria or in multiple species of bacteria, or may be functional in a particular bacterial species. For example, those containing any one or more of the following can be mentioned.
(1) Origin of replication and / or selectable marker gene coding sequence that can function only in coryneform bacteria;
(2) Origin of replication and / or selectable marker gene coding sequence that can function only in Escherichia (eg, Escherichia coli); and (3) Origin of replication that can function in both Corine-type bacteria and Escherichia. Selectable marker gene coding sequence.

更に、本発明に係る核酸は、コリネ型細菌やエシェリキア属菌を含む細菌において自律複製可能なプラスミドとして提供され得る。更に加えて、本発明に係る核酸は、発現ベクターとして提供され得る。
本発明に係る核酸は、例えば、コリネ型細菌とエシェリキア属菌との両方で自律複製可能であり、更にコリネ型細菌において目的遺伝子を発現させることができるシャトル発現ベクターの形態で提供されるものであってもよい。
Furthermore, the nucleic acid according to the present invention can be provided as a plasmid capable of autonomous replication in bacteria including Coryneform bacteria and Escherichia spp. In addition, the nucleic acids according to the invention can be provided as expression vectors.
The nucleic acid according to the present invention is provided, for example, in the form of a shuttle expression vector capable of autonomous replication in both Coryneform bacteria and Escherichia spp., And further capable of expressing a target gene in Coryneform bacteria. There may be.

更に、本発明に係る核酸は、ヌクレオチド配列(Y)の3’末端に直接又は間接に連結され、かつ目的遺伝子をコードするヌクレオチド配列(Z)を更に含むものであっても良い。ただし、上述のとおり本発明に係る核酸においてヌクレオチド配列(Z)は必須の構成要素ではない。 Furthermore, the nucleic acid according to the present invention may further contain a nucleotide sequence (Z) that is directly or indirectly linked to the 3'end of the nucleotide sequence (Y) and encodes a gene of interest. However, as described above, the nucleotide sequence (Z) is not an essential component in the nucleic acid according to the present invention.

更に、本発明の第5の態様によれば、以下の核酸も提供される。
コリネ型細菌において目的遺伝子の発現制御に用いるための核酸断片であって、
以下の(a)又は(b)に記載のヌクレオチド配列(Y)を含む、核酸断片:
(a)配列番号5から9、11及び12並びに配列番号17及び18の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(b)上記(a)に記載のヌクレオチド配列において1又は複数の塩基が欠失、置換若しくは付加されたヌクレオチド配列、
但し、
核酸がRNAの場合は、ヌクレオチド配列中のチミン(t)をウラシル(u)に読み替えるものとし、
ヌクレオチド配列(Y)として配列番号10、20及び21それぞれに示されるヌクレオチド配列は除外され、かつヌクレオチド配列(Y)は以下の条件(II)を満たすものとする、
条件(II):配列番号80に示すプラスミドベクターpGE728−1のヌクレオチド配列における第2913番目から第2928番目までのヌクレオチド配列を上記ヌクレオチド配列(Y)と入れ替えたプラスミドベクターで形質転換されたコリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に対してアラビノース未添加の場合にPtacIのプロモーター活性が抑制される。
ここで、PtacIのプロモーター活性が1/8以下に抑制されることが好ましく、より好ましくは1/9以下、1/10以下、1/15以下、1/20以下、1/25以下、更により好ましくは1/30以下、1/35以下、1/40以下、1/45以下、特に好ましくは1/50以下、1/55以下、1/60以下、1/65以下、1/70以下、1/80以下、1/90以下、1/100以下、又は1/150以下である。
ところで、配列番号10、20及び21に示されるヌクレオチド配列は、コリネバクテリウム・グルタミカムATCC31831株のゲノムDNA上に存在するアラビノース遺伝子群の遺伝子間領域に存在する天然のAraR結合配列(それぞれBSE1、BSE2、BS)に相当する(非特許文献6)。
Furthermore, according to the fifth aspect of the present invention, the following nucleic acids are also provided.
A nucleic acid fragment for use in controlling the expression of a target gene in a coryneform bacterium.
Nucleic acid fragment containing the nucleotide sequence (Y) according to (a) or (b) below:
(A) The nucleotide sequence according to any one of SEQ ID NOs: 5 to 9, 11 and 12 and SEQ ID NOs: 17 and 18;
(B) A nucleotide sequence in which one or more bases are deleted, substituted or added in the nucleotide sequence according to (a) above.
However,
When the nucleic acid is RNA, thymine (t) in the nucleotide sequence shall be read as uracil (u).
It is assumed that the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 10, 20 and 21 as the nucleotide sequence (Y) are excluded, and the nucleotide sequence (Y) satisfies the following condition (II).
Condition (II): Corine-type bacterium transformed with a plasmid vector in which the nucleotide sequences from the 2913th to the 2928th positions in the nucleotide sequence of the plasmid vector pGE728-1 shown in SEQ ID NO: 80 are replaced with the above nucleotide sequence (Y). In, the promoter activity of PtacI is suppressed when arabinose is not added as opposed to when arabinose is added.
Here, the promoter activity of PtacI is preferably suppressed to 1/8 or less, more preferably 1/9 or less, 1/10 or less, 1/15 or less, 1/20 or less, 1/25 or less, and more preferably. Preferably 1/30 or less, 1/35 or less, 1/40 or less, 1/45 or less, particularly preferably 1/50 or less, 1/55 or less, 1/60 or less, 1/65 or less, 1/70 or less, It is 1/80 or less, 1/90 or less, 1/100 or less, or 1/150 or less.
By the way, the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 10, 20 and 21 are natural AraR binding sequences (BS E1 , respectively) existing in the intergenic region of the arabinose gene group present on the genomic DNA of the Corinebacterium glutamicum ATCC31831 strain. It corresponds to BS E2 , BS B ) (Non-Patent Document 6).

上記第5の態様に係る核酸を規定する各用語については、第1の態様に係る核酸について説明した通りであり、第1の態様に係る核酸について示した上記実施形態ないし特徴は、特に齟齬を生じない限り第5の態様に係る核酸においても採用され得るものであり、それら実施形態ないし特徴の各種組合せは第5の態様に係る核酸において採用し得る実施形態として本明細書に開示されるものである。
更に、第5の態様に係る核酸も、以下に示す更なる態様においても利用され得る。
The terms defining the nucleic acid according to the fifth aspect are as described for the nucleic acid according to the first aspect, and the above-described embodiments or features shown for the nucleic acid according to the first aspect are particularly inconsistent. As long as it does not occur, it can be adopted in the nucleic acid according to the fifth aspect, and various combinations of these embodiments or features are disclosed in the present specification as an embodiment that can be adopted in the nucleic acid according to the fifth aspect. Is.
Furthermore, the nucleic acid according to the fifth aspect can also be utilized in the further aspects shown below.

〔核酸が導入された細菌〕
更に本発明の第2の態様によれば、本発明に係る核酸が導入された細菌が提供される。
本発明に係る核酸が導入された細菌の種類は、特に限定されるものでもないが、エシェリキア属菌や上述のコリネ型細菌(好ましくはコリネバクテリウム属菌)が挙げられる。
本発明に係る核酸が導入された細菌はコリネ型細菌に由来するaraEタンパク質及びaraRタンパク質をそれぞれコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含む核酸がこれらタンパク質を発現可能にゲノムDNAに組み込まれたものであってもよい。この場合、当該細菌に導入される本発明に係る核酸は、具体的には遺伝子発現制御配列(R)(ヌクレオチド配列(Y))の3’下流に目的遺伝子をコードするヌクレオチド配列(Z)が連結されたものであり得る。菌体内においてaraEタンパク質及びaraRタンパク質が強制的に発現されると、上述のアラビノース添加による目的遺伝子の発現制御がより確実かつ効率よく実現されるからである。なお、上述のとおりホストのゲノムDNAにaraEタンパク質及びaraRタンパク質をそれぞれコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列が組み込まれた実施形態においては、本発明に係る核酸は、同様にaraEタンパク質及びaraRタンパク質をそれぞれコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を含まずともよいし、又は該少なくとも1つのヌクレオチド配列を含むものであってもよい。
[Bacteria into which nucleic acid has been introduced]
Further, according to the second aspect of the present invention, a bacterium into which the nucleic acid according to the present invention has been introduced is provided.
The type of bacteria into which the nucleic acid according to the present invention has been introduced is not particularly limited, and examples thereof include Escherichia spp. And the above-mentioned Corynebacterium spp. (Preferably Corynebacterium spp.).
The bacterium into which the nucleic acid according to the present invention has been introduced is one in which a nucleic acid containing at least one nucleotide sequence encoding an araE protein and an araR protein derived from a coryneform bacterium is incorporated into genomic DNA so that these proteins can be expressed. You may. In this case, the nucleic acid according to the present invention introduced into the bacterium specifically has a nucleotide sequence (Z) encoding a target gene 3'downstream of the gene expression control sequence (R) (nucleotide sequence (Y)). It can be concatenated. This is because when the araE protein and the araR protein are forcibly expressed in the cells, the expression control of the target gene by the above-mentioned addition of arabinose is more reliably and efficiently realized. As described above, in the embodiment in which at least one nucleotide sequence encoding the araE protein and the araR protein is incorporated into the host genomic DNA, the nucleic acid according to the present invention similarly encodes the araE protein and the araR protein, respectively. It may not contain at least one nucleotide sequence, or may contain at least one nucleotide sequence.

〔目的遺伝子の発現方法及び目的物質の生産方法〕
本発明の第3の態様によれば、上記本発明の核酸が導入された細菌をアラビノース又はそのアナログに暴露することにより目的遺伝子を発現させることを含む、目的遺伝子の発現方法が提供される。
更に、本発明の第4の態様によれば、上記本発明の核酸が導入された細菌をアラビノース又はそのアナログに暴露することにより目的遺伝子を発現させることを含む、目的物質の生産方法が提供される。
なお、以下、本発明の第3及び第4の態様に係る方法を、まとめて本発明の方法と呼ぶことがある。
[Method of expressing the target gene and method of producing the target substance]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for expressing a target gene, which comprises expressing the target gene by exposing the bacterium into which the nucleic acid of the present invention has been introduced to arabinose or an analog thereof.
Furthermore, according to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a target substance, which comprises expressing the target gene by exposing the bacterium into which the nucleic acid of the present invention has been introduced to arabinose or an analog thereof. To.
Hereinafter, the methods according to the third and fourth aspects of the present invention may be collectively referred to as the methods of the present invention.

本発明の方法における「細菌をアラビノース又はそのアナログに暴露する」の具体的な態様としては、プロモーター活性が誘導される限り特に限定されるものでもないが、例えば、本発明の細菌を培養する工程において培地にアラビノースを添加することにより該細菌をアラビノースに暴露するものであってもよい。
この場合、培地におけるアラビノース又はそのアナログの濃度は、プロモーター活性が誘導される限り特に限定されるものでもないが、例えば、0.001%以上、好ましくは0.005%以上、より好ましくは0.007%、更により好ましくは0.008%以上、0.009%以上、特に好ましくは0.01%以上、0.015%以上、0.018%以上である。加えて、アラビノース又はそのアナログの濃度の上限値も、プロモーター活性が誘導される限り特に限定されるものでもないが、コストを考慮すると5%以下、好ましくは3%以下、より好ましくは2.5%以下である。これらの上限値と下限値を任意に組み合せた数値範囲は、プロモーター活性の誘導時のアラビノース又はそのアナログの濃度の範囲として本明細書に開示されるものであり、本発明の特定の実施形態において採用され得る。
なお、本発明においてアラビノースは、より具体的にはL−アラビノースである。
更に加えて、本発明において、アラビノースのアナログ(「そのアナログ」)とは、本発明に係る核酸における遺伝子制御配列(R)(ヌクレオチド配列(Y))の存在下においてアラビノースと同様の遺伝子発現制御の挙動を示し、かつアラビノースの基本骨格を有しつつもアラビノースの化学構造における一部の原子又は原子団がアラビノースのそれとは異なる原子又は原子団と置換されてなる化合物を言う。
The specific embodiment of "exposing the bacterium to arabinose or an analog thereof" in the method of the present invention is not particularly limited as long as the promoter activity is induced, but for example, a step of culturing the bacterium of the present invention. The bacterium may be exposed to arabinose by adding arabinose to the medium.
In this case, the concentration of arabinose or an analog thereof in the medium is not particularly limited as long as the promoter activity is induced, but is, for example, 0.001% or more, preferably 0.005% or more, more preferably 0. It is 007%, more preferably 0.008% or more, 0.009% or more, and particularly preferably 0.01% or more, 0.015% or more, 0.018% or more. In addition, the upper limit of the concentration of arabinose or its analog is not particularly limited as long as the promoter activity is induced, but in consideration of cost, it is 5% or less, preferably 3% or less, more preferably 2.5. % Or less. An arbitrary combination of these upper and lower limits is disclosed herein as a range of concentrations of arabinose or an analog thereof upon induction of promoter activity, and in certain embodiments of the invention. Can be adopted.
In the present invention, arabinose is more specifically L-arabinose.
Furthermore, in the present invention, the analog of arabinose (“the analog”) is the same gene expression control as arabinose in the presence of the gene control sequence (R) (nucleotide sequence (Y)) in the nucleic acid according to the present invention. A compound that exhibits the behavior of arabinose and has a basic skeleton of arabinose, but some atoms or atomic groups in the chemical structure of arabinose are replaced with atoms or atomic groups different from those of arabinose.

更に、アラビノース添加によるプロモーター活性の誘導時間(例えば、アラビノース存在下における培養時間)は、所望のプロモーター活性の発現が得られるよう適宜調整すれば足り、特に限定されるものでもないが、例えば0.5〜48時間、好ましくは1〜24時間、より好ましくは1〜12時間、1〜6時間とすることができる。特定の実施形態においては、以下の実施例にも示されるとおり極めて短い時間で十分なプロモーター活性の上昇と目的遺伝子の発現量とを確保できることから、効率性/生産性並びに経済性に優れたバイオプロセスを実現できる。 Further, the induction time of the promoter activity by the addition of arabinose (for example, the culture time in the presence of arabinose) may be appropriately adjusted so as to obtain the desired expression of the promoter activity, and is not particularly limited, but for example, 0. It can be 5 to 48 hours, preferably 1 to 24 hours, more preferably 1 to 12 hours, 1 to 6 hours. In a specific embodiment, as shown in the following examples, a sufficient increase in promoter activity and an expression level of a target gene can be secured in an extremely short time, so that the biotechnology is excellent in efficiency / productivity and economy. The process can be realized.

ところで、コリネ型細菌やエシェリキア属菌等の細菌の形質転換体を利用した各種遺伝子の発現方法や各種物質の生産方法は知られており、例えば上述の特許文献1から13及び非特許文献1から7にも様々なプロセスが記載されている。
本発明をそれら公知のプロセスに適用すれば、より効率的な物質の生産が可能であり、それら公知のプロセスにおいて本発明を適用することにより得られる核酸、形質転換体、及びそのプロセスも本発明に包含される。ただし、本発明は公知のプロセスに本発明を適用した場合に限定されるものでもなく、本発明を適用したプロセス全般が本発明に係る方法に包含されることは言うまでもない。
なお、本明細書実施例に示すプロセスの例からも、本発明に係る核酸が各種遺伝子の発現方法や目的物質の生産方法に適用可能であることは明らかである。
特に第4の態様に係る目的物質の生産方法においては、目的遺伝子の翻訳産物であるタンパク質そのものを目的物質として生産するものであってもよいし、又は目的遺伝子の翻訳産物であるタンパク質が菌体内で産生される結果、副次的に生成される物質(例えば代謝産物)を目的物質として生産するものであってもよい。後者の場合、目的遺伝子の翻訳産物であるタンパク質としては、例えば酵素が挙げられ、菌体内において発現した組換え酵素により代謝が進み目的物質が産生され得る。
By the way, methods for expressing various genes and producing various substances using transformants of bacteria such as Coryneform bacteria and Escherichia spp. Are known, for example, from Patent Documents 1 to 13 and Non-Patent Documents 1 described above. 7 also describes various processes.
If the present invention is applied to these known processes, more efficient production of substances is possible, and the nucleic acids, transformants, and processes thereof obtained by applying the present invention in those known processes are also the present invention. Included in. However, the present invention is not limited to the case where the present invention is applied to a known process, and it goes without saying that the entire process to which the present invention is applied is included in the method according to the present invention.
From the examples of the processes shown in the examples of the present specification, it is clear that the nucleic acid according to the present invention can be applied to a method for expressing various genes and a method for producing a target substance.
In particular, in the method for producing the target substance according to the fourth aspect, the protein itself, which is the translation product of the target gene, may be produced as the target substance, or the protein, which is the translation product of the target gene, is intracellular. As a result of being produced in, a substance (for example, a metabolite) produced as a by-product may be produced as a target substance. In the latter case, examples of the protein that is the translation product of the target gene include an enzyme, and the recombinant enzyme expressed in the cells can promote metabolism and produce the target substance.

上述の如き構成を有する本発明の核酸は、例えばコリネ型細菌やエシェリキア属菌を含む各種細菌が有するゲノムDNA又はプラスミドDNA並びにこれら細菌に感染し得る各種バクテリオファージが有するゲノム核酸、人工的に設計したヌクレオチド配列を有する核酸断片等の資源を材料として用い、各種クローニング技術や変異導入技術を含む遺伝子工学技術/分子生物学的手法に基づいて製造することができる。各種クローニング技術や変異導入技術を含む遺伝子工学技術/分子生物学的手法については、例えばMolecular Cloning: A Laboratory Manual, Fourth Edition (3−Volume Set) Cold Spring Harbor Laboratory Pr等を参照することができ、当業者においては本明細書の開示を参照した上でこのような公知技術を用いて本発明に係る核酸を製造することができる。加えて、本発明に係る核酸は、その一部又は全てが化学合成により製造されてもよい。本発明に係る細菌についても、本明細書の開示内容並びに各種遺伝子工学技術/分子生物学的手法を参照することにより作製することができる。なお、本発明に係る核酸/細菌及びこれらの製造方法、並びに本発明に係る方法の一例が、以下の実施例に示される。 The nucleic acid of the present invention having the above-mentioned constitution is, for example, genomic DNA or plasmid DNA possessed by various bacteria including Corine-type bacteria and Escherichia spp., Genome nucleic acid possessed by various bacterial products capable of infecting these bacteria, artificially designed. It can be produced based on genetic engineering technology / molecular biological method including various cloning technology and mutation introduction technology by using a resource such as a nucleic acid fragment having a nucleotide sequence as a material. For genetic engineering techniques / molecular biology techniques including various cloning techniques and mutation introduction techniques, for example, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Fourth Edition (3-Volume Set) Cold Spring Harbor Laboratory Pr, etc. can be referred to. Those skilled in the art can produce the nucleic acid according to the present invention by using such a known technique with reference to the disclosure of the present specification. In addition, the nucleic acid according to the present invention may be partially or wholly produced by chemical synthesis. Bacteria according to the present invention can also be produced by referring to the contents disclosed in the present specification and various genetic engineering techniques / molecular biological techniques. An example of the nucleic acid / bacterium according to the present invention, a method for producing the same, and a method according to the present invention is shown in the following examples.

以上、本発明の具体的な実施形態について詳述したが、言うまでもなく本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨から逸脱しない範囲において各構成、要素及び特徴について種々の改変、修正、組合せが採用され得る。
なお、本発明において「含む」及び「有する」の語はそれぞれ、特に断わりのない限り、これらの語が目的語として言及する要素以外の要素の存在を排除するものではなく、これらの用語は混用される。
Although the specific embodiments of the present invention have been described in detail above, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Various modifications, modifications, and combinations may be adopted for each configuration, element, and feature without departing from the gist of the present invention.
Unless otherwise specified, the terms "including" and "having" in the present invention do not exclude the existence of elements other than the elements referred to as objects by these terms, and these terms are mixed. Will be done.

[試験例1]
試験例1は、araE遺伝子及びaraR遺伝子、並びに本発明に係る遺伝子制御配列(R)と目的遺伝子(レポーター遺伝子)が導入された発現ベクターをコリネ型細菌に導入し、該目的遺伝子(レポーター遺伝子)の発現を制御した例を示す。
以下、試験手順の詳細を示す。
[Test Example 1]
In Test Example 1, an expression vector into which the araE gene and the araR gene, and the gene control sequence (R) and the target gene (reporter gene) according to the present invention were introduced was introduced into a coryneform bacterium, and the target gene (reporter gene) was introduced. An example in which the expression of is controlled is shown.
The details of the test procedure are shown below.

1.各種発現ベクターの作製
以下の手順で、各種コリネ型細菌/大腸菌(E.coli)シャトルベクターを作製した。
1. 1. Preparation of various expression vectors Various coryneform bacterium / E. coli shuttle vectors were prepared by the following procedure.

(1)pGEK003(KanR/pUCori/pCG1ori)の構築
pHSG298(タカラバイオ)をテンプレートとし、カナマイシン耐性遺伝子(KnR)並びに大腸菌用複製起点pUCori(高コピー数)をそれぞれ含むDNA断片をPCR法により増幅した。
更に、コリネバクテリウム・グルタミカムATCC13058(NBRC12169)株が保持するプラスミドpCG1をテンプレートとしてコリネバクテリウム用複製起点pCG1oriを含むDNA断片をPCR法により増幅した。
nR、pUCori並びにpCG1oriについてPCR法により増幅させた領域のヌクレオチド配列をそれぞれ配列番号63、64及び65に示す。
加えて、pCG1は、上記菌株から常法に従い抽出したものである。
(1) PGEK003 and (KanR / pUCori / pCG1ori) Construction pHSG298 (Takara Bio) a template by PCR method A DNA fragment containing the kanamycin resistance gene (K a nR) and for E. coli origin of replication pUCori (high copy number), respectively Amplified.
Furthermore, a DNA fragment containing the origin of replication for Corynebacterium pCG1ori was amplified by the PCR method using the plasmid pCG1 carried by the Corynebacterium glutamicum ATCC13058 (NBRC12169) strain as a template.
K a nR, shown in SEQ ID NO: 63, 64 and 65 the nucleotide sequence of the amplified region by PCR for pUCori and PCG1ori.
In addition, pCG1 is extracted from the above strain according to a conventional method.

次いで、In−Fusion HD Cloning Kit(タカラバイオ)を用い、上記DNA断片をKnR/pUC ori/pCG1 oriの順序で環状に連結することにより、プラスミドベクターpGEK003を作製した。Then, using the In-Fusion HD Cloning Kit (Takara Bio), and the above DNA fragment by ligating ring in the order of K a nR / pUC ori / pCG1 ori, to prepare a plasmid vector PGEK003.

(2)pGEK008(PldhA−rrnBter/KanR/pUCori/pCG1ori)の構築
pGEK003をBamHI及びEcoRVで切断し、直鎖状DNA断片を得た。なお、この直鎖状DNA断片は、pCG1oriとKnRとの間の領域にある上記制限酵素の認識部位で切断されたものである。
次いで、In−Fusion HD Cloning Kitを用い、別途PCR法により増幅させたPldhA断片及びrrnBter断片と、上記pGEK003切断断片とを環状となるように連結させ、プラスミドベクターpGEK008を取得した。
なお、pGEK008においては、PldhA−rrnBter/KnR/pUCori/pCG1oriがこの順に並んでいる。
加えて、上記PldhA断片の増幅ではコリネバクテリウム・グルタミカムATCC13032株ゲノムDNAをテンプレートとして用い、上記rrnBter断片の増幅ではプラスミドベクターpFLAG−CTC(シグマ)をテンプレートとして用いた。これら増幅断片のヌクレオチド配列をそれぞれ配列番号66及び67に示す。
(2) Construction of pGEK008 (PldhA-rrrnBter / KanR / pUCori / pCG1ori) pGEK003 was cleaved with BamHI and EcoRV to obtain a linear DNA fragment. Note that this linear DNA fragment is one which is cleaved by the recognition site for the restriction enzyme in the region between the pCG1ori and K a nR.
Next, using the In-Fusion HD Cloning Kit, the PldhA fragment and the rrnBter fragment separately amplified by the PCR method were ligated in a circular manner to the pGEK003 cleavage fragment to obtain a plasmid vector pGEK008.
In the pGEK008, PldhA-rrnBter / K a nR / pUCori / pCG1ori are arranged in this order.
In addition, the Corynebacterium glutamicum ATCC13032 strain genomic DNA was used as a template for the amplification of the PldhA fragment, and the plasmid vector pFLAG-CTC (sigma) was used as a template for the amplification of the rrnBter fragment. The nucleotide sequences of these amplified fragments are shown in SEQ ID NOs: 66 and 67, respectively.

(3)pGEK020(PldhA−lacZ−rrnBter/KanR/pUCori/pCG1ori)の構築
pGEK008をNdeI及びBamHIで切断し、直鎖状DNA断片を得た。なお、この直鎖状DNA断片は、PldhAとrrnBterとの間の領域にある上記制限酵素の認識部位で切断されたものである。
更に、後述のテンプレートを用い、別途PCR法によりLacZ遺伝子断片(LacZ断片)を増幅させた。この際、プライマーペアーにはそれぞれアダブター配列としてNdeIサイト及びBamHIサイトを挿入し、増幅させたLacZ断片を同様にNdeI及びBamHIで切断した。次いで、In−Fusion HD Cloning Kitを用い、上記pGEK008切断断片と上記LacZ断片を環状となるように連結させ、プラスミドベクターpGEK020を取得した。
このpGEK020においては、PldhA−lacZ−rrnBter/KnR/pUCori/pCG1oriがこの順に並んでいる。
加えて、上記LacZ遺伝子断片の増幅では出願人所有するプラスミドベクターをテンプレートとして用いた。この出願人所有のプラスミドベクターにおいて増幅させたLacZ遺伝子領域は、pSV−β−Galactosidase Control Vector(プロメガ)に由来するものであり、同ベクターのLacZ遺伝子コード領域と同一のヌクレオチド配列を含むものである。
レポーター遺伝子又は目的遺伝子としてLacZ遺伝子として利用する場合、大腸菌ゲノムDNA又はlacZ遺伝子コード領域を含む市販のプラスミド(例えば上記プラスミドベクター)を入手し、LacZ遺伝子コード領域をクローニングしてもよい。
上記増幅させたLacZ遺伝子断片のヌクレオチド配列を配列番号68に示す。
(3) Construction of pGEK020 (PldhA-lacZ-rrnBter / KanR / pUCori / pCG1ori) pGEK008 was cleaved with NdeI and BamHI to obtain a linear DNA fragment. The linear DNA fragment was cleaved at the recognition site of the restriction enzyme in the region between PldhA and rrnBter.
Furthermore, the LacZ gene fragment (LacZ fragment) was separately amplified by the PCR method using the template described later. At this time, NdeI site and BamHI site were inserted into the primer pair as adapter sequences, respectively, and the amplified LacZ fragment was similarly cleaved with NdeI and BamHI. Next, using the In-Fusion HD Cloning Kit, the pGEK008 cleavage fragment and the LacZ fragment were ligated in a circular manner to obtain a plasmid vector pGEK020.
In this pGEK020, PldhA-lacZ-rrnBter / K a nR / pUCori / pCG1ori are arranged in this order.
In addition, the plasmid vector owned by the applicant was used as a template for the amplification of the LacZ gene fragment. The LacZ gene region amplified in this applicant-owned plasmid vector is derived from pSV-β-Galactosidase Control Vector (Promega) and contains the same nucleotide sequence as the LacZ gene coding region of the vector.
When used as a LacZ gene as a reporter gene or a target gene, a commercially available plasmid containing the Escherichia coli genomic DNA or the lacZ gene coding region (for example, the above-mentioned plasmid vector) may be obtained and the LacZ gene coding region may be cloned.
The nucleotide sequence of the amplified LacZ gene fragment is shown in SEQ ID NO: 68.

(4)pGEK030(MCS−lacZ−rrnBter/KanR/pUCori/pCG1ori)の構築
pGEK020をNdeI及びNotIで切断し、pCG1oriからPldhAまでの領域を除去した直鎖状DNA断片を取得した。
部分的に相補の合成オリゴヌクレオチド(配列番号69及び70)をアニーリングさせることにより構成したマルチクローニングサイト(MCS;AgeI−SpeI−KpnI−NheI−XhoI−NdeI)と、pGEK020をテンプレートとしてPCR法により増幅させたpCG1ori断片と、上記直鎖状DNA断片とをGibson Assembly Cloning Kit (New England Biolabs Japan)を用いて環状となるように連結させ、プラスミドベクターpGEK030を取得した。
このpGEK030においては、MCS−lacZ−rrnBter/KnR/pUCori/pCG1oriがこの順に並んでいる。
なお、上記増幅させたpCG1ori断片のヌクレオチド配列を配列番号71に示す。
(4) Construction of pGEK030 (MCS-lacZ-rrnBter / KanR / pUCori / pCG1ori) pGEK020 was cleaved with NdeI and NotI to obtain a linear DNA fragment from which the region from pCG1ori to PldhA was removed.
Amplified by PCR using a multi-cloning site (MCS; AgeI-SpeI-KpnI-NheI-XhoI-NdeI) constructed by annealing partially complementary synthetic oligonucleotides (SEQ ID NOs: 69 and 70) and pGEK020 as templates. The pCG1ori fragment and the linear DNA fragment were ligated in a circular manner using a Gibson Assembly Cloning Kit (New England Biolabs Japan) to obtain a plasmid vector pGEK030.
In this pGEK030, MCS-lacZ-rrnBter / K a nR / pUCori / pCG1ori are arranged in this order.
The nucleotide sequence of the amplified pCG1ori fragment is shown in SEQ ID NO: 71.

(5)pGEK094(Ptac−lacZ−rrnBter/KanR/pUCori/pCG1ori)の構築
pGEK094の構築には、pGEK020のMCSに別要素を導入してなる別のプラスミド(以下、派生プラスミド)を材料として用いたが、派生プラスミドとGEK020との違いは単にMCSに別要素が挿入されているか否かにあり、該別要素はpGEK094を作製するに際し派生プラスミドを以下のとおりKpnI及びNdeIで処理することにより削除されるものである。結果的に、本手順(5)において構築したpGEK094は、pGEK020のMCSにおけるKpnIサイトとNdeIサイトとの間に以下に説明のPtac断片が挿入されたものに同等である。従って、pGEK094の構築に実際に使用した派生プラスミドの作製工程の詳細は省略する。
更に、Ptac断片は、出願人所有のプラスミドベクターをテンプレートとしてPCR法により増幅させることにより取得したものであるが、同プラスミドベクターにおけるPtac領域は、市販のプラスミドベクターpFLAG−CTC(シグマ)に由来するものである。従って、pFLAG−CTC(シグマ)をテンプレートとしてPtac断片を増幅させることができる。実際に増幅させたPtac断片のヌクレオチド配列を配列番号72に示す。
そして、上記派生プラスミドをKpnIとNdeIとで切断することにより取得した直鎖状DNA断片と増幅させたPtac断片とをGibson Assembly Cloning Kitを用いて環状となるように連結させ、pGEK094を取得した。
(5) Construction of pGEK094 (Ptac-lacZ-rrnBter / KanR / pUCori / pCG1ori) For the construction of pGEK094, another plasmid (hereinafter referred to as a derivative plasmid) obtained by introducing another element into the MCS of pGEK020 was used as a material. However, the difference between the derived plasmid and GEK020 is simply whether or not another element is inserted in the MCS, and the other element is deleted by treating the derived plasmid with KpnI and NdeI as follows when preparing pGEK094. It is a thing. As a result, the pGEK094 constructed in the present procedure (5) is equivalent to the one in which the Ptac fragment described below is inserted between the KpnI site and the NdeI site in the MCS of pGEK020. Therefore, the details of the step of preparing the derived plasmid actually used for the construction of pGEK094 are omitted.
Further, the Ptac fragment was obtained by amplifying the plasmid vector owned by the applicant by the PCR method as a template, and the Ptac region in the plasmid vector is derived from the commercially available plasmid vector pFLAG-CTC (sigma). It is a thing. Therefore, the Ptac fragment can be amplified using pFLAG-CTC (sigma) as a template. The nucleotide sequence of the actually amplified Ptac fragment is shown in SEQ ID NO: 72.
Then, the linear DNA fragment obtained by cleaving the above-mentioned derivative plasmid with KpnI and NdeI and the amplified Ptac fragment were ligated in a circular manner using a Gibson Assembly Cloning Kit to obtain pGEK094.

(6)pGEK122(rrnBT1ter−T7ter−T7Uter−lacI/Ptac−lacZ−PldhA/KanR/pUCori/pCG1ori)の構築
大腸菌(DH5α)ゲノムDNAをテンプレートとしPCR法によりlacI遺伝子断片を増幅させた。加えて、T7ターミネーター配列を保持するプラスミドベクター(出願人所有のもの)をテンプレートとし、PCR法によりT7ターミネーター断片(T7Uter−T7ter−rrnBT1ter)(ACS Synth Biol. 2015 Mar 20;4(3):pp265−273を参照)を増幅させた。増幅させたT7ターミネーター断片のヌクレオチド配列を配列番号73に示す。本試験例で用いたT7ターミネーターのヌクレオチド配列は、T7Uter−T7ter−rrnBT1terの要素がこの順序に連結されており、上記文献に開示のものと該要素の順序が異なる。加えて、各要素の間に存在するリンカー配列も上記文献に開示されるものと異なる。
lacI遺伝子については、発明者において種々のベクターを作製する経緯において挿入されたものであるが、以下に記載されるとおり本発明に係るベクターにおいては最終的に除去されている。故に、増幅させたlacI遺伝子コード領域のヌクレオチド配列の情報は省略する。
(6) Construction of pGEK122 (rrnBT1ter-T7ter-T7Uter-lacI / Ptac-lacZ-PldhA / KanR / pUCori / pCG1ori) Escherichia coli (DH5α) genomic DNA was used as a template to amplify the lacI gene fragment by the PCR method. In addition, using a plasmid vector (owned by the applicant) carrying the T7 terminator sequence as a template, the T7 terminator fragment (T7Uter-T7ter-rrnBT1ter) (ACS Synth Biol. 2015 Mar 20; 4 (3): pp265) was used by the PCR method. -273) was amplified. The nucleotide sequence of the amplified T7 terminator fragment is shown in SEQ ID NO: 73. In the nucleotide sequence of the T7 terminator used in this test example, the elements of T7Uter-T7ter-rrnBT1ter are linked in this order, and the order of the elements is different from that disclosed in the above document. In addition, the linker sequences present between the elements are also different from those disclosed in the above literature.
The lacI gene was inserted in the process of preparing various vectors by the inventor, but is finally removed in the vector according to the present invention as described below. Therefore, the information on the nucleotide sequence of the amplified lacI gene coding region is omitted.

次いで、上記pGEK094をKpnI及びAgeIで切断し、得られた消化産物と、上記増幅させたlacI遺伝子断片及びT7ターミネーター断片とをGibson Assembly Cloning Kitにより連結し、プラスミドベクターpGEK122を取得した。 Next, the pGEK094 was cleaved with KpnI and AgeI, and the obtained digested product was ligated with the amplified lacI gene fragment and the T7 terminator fragment by a Gibson Assembly Cloning Kit to obtain a plasmid vector pGEK122.

(7)pGE651(PdapA−araE−rrnBT1ter−T7ter−T7Uter−lacI/Ptac−lacZ−rrnBter/ KanR/pUCori/pCG1ori)の構築
コリネバクテリウム・グルタミカムATCC13032株ゲノムDNAをテンプレートとし、PCR法によりPdapA断片を増幅させた。加えて、コリネバクテリウム・グルタミカムATCC31831株ゲノムDNAをテンプレートとし、PCR法によりaraE断片を増幅させた。上記増幅させたPdapA領域及びaraE遺伝子コート領域のヌクレオチド配列それぞれを配列番号74及び75に示す。
(7) Construction of pGE651 (PdapA-araE-rrnBT1ter-T7ter-T7Uter-lacI / Ptac-lacZ-rnBter / KanR / pUCori / pCG1ori) Corynebacterium glutamicum ATCC13032 strain Genomic DNA was used as a template, and pA fragment was used as a template. Amplified. In addition, the araE fragment was amplified by the PCR method using the genomic DNA of Corynebacterium glutamicum ATCC31831 strain as a template. The nucleotide sequences of the amplified PdapA region and araE gene coat region are shown in SEQ ID NOs: 74 and 75, respectively.

更に、pGEK122を制限酵素XbaIで切断し、得られた消化産物、並びに上記PdapA断片及びaraE断片をIn−Fusion HD Cloning Kitにより環状となるように連結した。このようにして作製したベクターをpGE651と命名した。
(8)pGE677(PdapA−araE−rrnBT1ter−T7ter−T7Uter−lacI/Ptac−lacZ−rrnBter/ KanR/pSC101/pCG1ori)の構築
また、制限酵素NcoI及びBamHIの処理により、pGE651のpUC oriを出願人所有のプラスミドベクターに含まれる大腸菌複製起点pSC101 ori(低コピー数)と交換したベクターを作製し、これをpGE677と命名した。
上記出願人所有のプラスミドベクターにおけるpSC101ori領域は、プラスミドベクターpMW119(タカラバイオから購入、現在はニッポンジーンから入手可能)に由来するものであり、同ベクターのpSC101ori領域と同一のヌクレオチド配列を含むものである。
制限酵素NcoI及びBamHIを両端に含むpSC101ori領域部分のヌクレオチド配列を配列番号76に示す。
Further, pGEK122 was cleaved with the restriction enzyme XbaI, and the obtained digested product and the above PdapA fragment and araE fragment were ligated in a cyclic manner by In-Fusion HD Cloning Kit. The vector thus prepared was named pGE651.
(8) Construction of pGE677 (PdapA-araE-rrnBT1ter-T7ter-T7Uter-lacI / Ptac-lacZ-rrnBter / KanR / pSC101 / pCG1ori) Also, by processing the restriction enzymes NcoI and BamHI, the pGE651 pUC1 owner A vector was prepared by exchanging with the Escherichia coli origin of replication pSC101 ori (low copy number) contained in the plasmid vector of the above, and this was named pGE677.
The pSC101ori region in the above-mentioned applicant-owned plasmid vector is derived from the plasmid vector pMW119 (purchased from Takara Bio, currently available from Nippon Gene), and contains the same nucleotide sequence as the pSC101ori region of the vector.
The nucleotide sequence of the pSC101ori region portion containing the restriction enzymes NcoI and BamHI at both ends is shown in SEQ ID NO: 76.

(9)pGE689(PdapA−araE−rrnBT1ter−T7ter/PdapAm−araR/Ptac−AraRBS−lacZ−rrnBter/ KanR/pSC101/pCG1ori)の構築
コリネバクテリウム・グルタミカムATCC13032株ゲノムDNAをテンプレートとし、PCR法によりPdapAm領域を含むDNA断片を増幅させた。増幅させたPdapAm断片のヌクレオチド配列を配列番号77に示す。なお、このPdapAmにはプロモーター活性が2倍程度高くなる変異が導入されている。
更に、コリネバクテリウム・グルタミカムATCC31831株ゲノムDNAをテンプレートとし、PCR法によりaraR遺伝子断片を増幅させた。増幅させたaraR遺伝子コード領域のヌクレオチド配列を配列番号78に示す。
更に、pGEK094をテンプレートとしてPCR法によりPtacにAraR結合配列が連結した断片を増幅させた。この断片のヌクレオチド配列を配列番号79に示す。
上記(8)で取得したpGE677を制限酵素AgeI及びNdeIで切断することにより、T7Uter及びLacI領域を除去した直鎖状DNA断片を取得し、このDNA断片、並びに上記PdapA断片、araR遺伝子断片及びPtacにaraR結合配列が連結した断片をGibson Assembly Cloning Kitにより環状となるように連結し、pGE728−1を作製した。
pGE728−1の構造を図1(a)に示し、そのヌクレオチド配列を配列番号80に示す。
(9) Construction of pGE689 (PdapA-araE-rrnBT1ter-T7ter / PdapAm-araR / Ptac-AraRBS-lacZ-rrnBter / KanR / pSC101 / pCG1ori) Corynebacterium glutamicum ATCC13032 strain APCd The DNA fragment containing the region was amplified. The nucleotide sequence of the amplified PdapAm fragment is shown in SEQ ID NO: 77. In addition, a mutation that increases the promoter activity by about twice is introduced into this PdapAm.
Furthermore, the araR gene fragment was amplified by the PCR method using the genomic DNA of the Corynebacterium glutamicum ATCC31831 strain as a template. The nucleotide sequence of the amplified araR gene coding region is shown in SEQ ID NO: 78.
Furthermore, using pGEK094 as a template, a fragment in which the ArarR-binding sequence was linked to Ptac was amplified by the PCR method. The nucleotide sequence of this fragment is shown in SEQ ID NO: 79.
By cleaving the pGE677 obtained in (8) above with restriction enzymes AgeI and NdeI, a linear DNA fragment from which the T7Uter and LacI regions have been removed is obtained, and this DNA fragment, as well as the above PdapA fragment, araR gene fragment and Ptac Fragments in which the araR-binding sequence was linked to were ligated in a cyclic manner by a Gibson Assembly Cloning Kit to prepare pGE728-1.
The structure of pGE728-1 is shown in FIG. 1 (a), and its nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 80.

(10)pGE728−1におけるAraR結合配列への変異導入(mutagenesis)
AraR結合配列部位をカバーする縮重プライマー又は変異導入プライマーのプライマーペアーを幾つか設計し、pGE728−1をテンプレートとしてPCRと同様の手法でプラスミド全体を増幅した後、制限酵素DpnIによりテンプレートDNAを切断し、大腸菌へ形質転換することでAraR結合配列にセミランダムに変異を導入したプラスミドベクターを得た。具体的には、大腸菌形質転換体コロニーをランダムに選び、これら形質転換体が保持するプラスミドベクターについてAraR結合領域のヌクレオチド配列をシーケンシングすることにより変異の導入を確認した。
このようにして、pGE728−1に対してAraR結合配列(AraRBS)に所定の変異を有するプラスミドベクターpGE728−2〜pGE728−12を取得した。pGE728−1〜pGE728−12におけるAraR結合配列はそれぞれ、以下の表1のNo.1〜12に示すとおりである。
(10) Mutagenesis into the AraR binding sequence in pGE728-1
Design several primer pairs of degenerate primers or transformation-introduced primers that cover the AraR binding sequence site, amplify the entire plasmid using pGE728-1 as a template in the same manner as PCR, and then cut the template DNA with the restriction enzyme DpnI. Then, by transforming into Escherichia coli, a plasmid vector in which mutations were introduced semi-randomly into the AraR binding sequence was obtained. Specifically, Escherichia coli transformant colonies were randomly selected, and the introduction of mutations was confirmed by sequencing the nucleotide sequences of the AraR-binding region of the plasmid vectors carried by these transformants.
In this way, plasmid vectors pGE728-2 to pGE728-12 having a predetermined mutation in the AraR binding sequence (AraRBS) with respect to pGE728-1 were obtained. The Arar binding sequences in pGE728-1 to pGE728-12 are shown in No. 1 in Table 1 below. It is as shown in 1-12.

(11)LacZアッセイ(β-ガラクトシダーゼの発現)
上述のとおり作製したpGE728−1〜pGE728−12について、上記実施の形態に記載したβガラクトシダーゼ遺伝子(LacZ)レポーターアッセイの手順に従って遺伝子発現の制御可能性について評価した。なお、該LacZレポーターアッセイの手順(1)の発現誘導の際には培地中アラビノース最終濃度を2%とし、OD610=0.5〜1の範囲でアラビノースを培養液に添加した。加えて、手順(2)においては5時間培養した後にサンプリングし、取得した試料についてLacZの活性を測定した。
[結果]
以下の表1に試験例1の結果を示す。
(11) LacZ assay (expression of β-galactosidase)
For pGE728-1 to pGE728-12 prepared as described above, the controllability of gene expression was evaluated according to the procedure of the β-galactosidase gene (LacZ) reporter assay described in the above embodiment. In the induction of expression in the procedure (1) of the LacZ reporter assay, the final concentration of arabinose in the medium was set to 2%, and arabinose was added to the culture medium in the range of OD 610 = 0.5 to 1. In addition, in the procedure (2), after culturing for 5 hours, sampling was performed, and the activity of LacZ was measured for the obtained sample.
[result]
The results of Test Example 1 are shown in Table 1 below.

表1に示すとおり、試料No.9〜12に対して、Ptacに所定のヌクレオチド配列を有するAraR結合配列(配列番号5から12)がそれぞれ組合された試料No.1〜8については、アラビノース未添加の場合に対して、アラビノースを添加した場合にはプロモーター活性が10倍以上高く誘導されることが示された。中でも、試料No.2、3、4、6が、プロモーター活性の誘導効率が比較的高く、とりわけPtacに配列番号2、3を組み合せた試料No.2及び3は、アラビノース未添加に対してアラビノース添加の場合プロモーター活性が80倍超上昇することが示された。
加えて、試料No.1〜6については、アラビノース未添加の場合、プロモーター活性を示す絶対値が10以下となっており、プロモーター活性(LacZ発現)が厳密に抑制されることが確かめられた。更に、このうち、Ptacに配列番号2、3を組み合せた試料No.2及び3については、アラビノース未添加の場合、プロモーター活性を示す絶対値は1未満であり、プロモーター活性(LacZ発現)が特に顕著に抑制されることが確かめられた。つまり、Ptacに配列番号2又は3を組み合せた試料No.2及び3については、アラビノース未添加の場合、プロモーター活性(LacZ発現)を特に顕著に抑制できると同時に、アラビノース添加によりプロモーター活性が特に顕著に高く上昇し、活性な形態の目的遺伝子産物を多量に発現させることができることが示された。従って、Ptacに配列番号2又は3のヌクレオチド配列を組合せる形態は、特に厳密な遺伝子発現の制御(スイッチのオン、オフ)を可能とすると共に遺伝子発現のスイッチが入った場合には特に高い遺伝子発現量を確保することができる点、本発明において特に好ましい実施形態と言える。
このように、本発明に係る核酸が有し得る所定の配列構成によれば、アラビノース未添加/添加による効率的かつ精密な遺伝子発現制御が可能になることが示された。
As shown in Table 1, sample No. Sample Nos. 9 to 12 in which Arar binding sequences (SEQ ID NOs: 5 to 12) having a predetermined nucleotide sequence were combined with Ptac, respectively. Regarding 1 to 8, it was shown that the promoter activity was induced 10 times or more higher when arabinose was added than when arabinose was not added. Above all, sample No. Sample Nos. 2, 3, 4, and 6 have relatively high promoter activity induction efficiencies, and in particular, Ptac combined with SEQ ID NOs: 2 and 3. Nos. 2 and 3 showed that the promoter activity increased more than 80 times when arabinose was added to that when arabinose was not added.
In addition, sample No. Regarding 1 to 6, when arabinose was not added, the absolute value indicating the promoter activity was 10 or less, and it was confirmed that the promoter activity (LacZ expression) was strictly suppressed. Further, among these, the sample No. which is a combination of Ptac and SEQ ID NOs: 2 and 3. Regarding 2 and 3, when arabinose was not added, the absolute value indicating the promoter activity was less than 1, and it was confirmed that the promoter activity (LacZ expression) was particularly remarkably suppressed. That is, the sample No. which is a combination of Ptac and SEQ ID NO: 2 or 3. Regarding 2 and 3, when arabinose was not added, the promoter activity (LacZ expression) could be suppressed remarkably, and at the same time, the promoter activity was remarkably increased by the addition of arabinose, and a large amount of the target gene product in the active form was produced. It has been shown that it can be expressed. Therefore, the combination of Ptac with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 or 3 enables particularly strict control of gene expression (switching on and off) and is particularly high when gene expression is switched on. It can be said that this is a particularly preferable embodiment in the present invention in that the expression level can be secured.
As described above, it was shown that the predetermined sequence structure that the nucleic acid according to the present invention can have enables efficient and precise gene expression control by the addition / addition of arabinose.

[試験例2]
試験例1で構築したpGE728−1に対して、試験例1と同様の点変異導入法によりAraR結合配列に所定の変異を導入することにより、さらに2つのプラスミドベクターpGE728−13及びpGE728−14を取得した。pGE728−13及びpGE728−14におけるAraR結合配列はそれぞれ、以下の表2に示すとおりである。
試験例1において作製した幾つかのプラスミドベクター(表1及び表2を参照。)並びに本試験例において新たに作製したpGE728−13及びpGE728−14について、下記の変更点(i)及び(ii)を除き、試験例1と同様にしてβガラクトシダーゼ遺伝子(LacZ)レポーターアッセイにより遺伝子発現の制御可能性について評価した。
[Test Example 2]
Two plasmid vectors, pGE728-13 and pGE728-14, were further introduced into the pGE728-1 constructed in Test Example 1 by introducing a predetermined mutation into the ArarR binding sequence by the same point mutation introduction method as in Test Example 1. Obtained. The Arar binding sequences in pGE728-13 and pGE728-14 are as shown in Table 2 below, respectively.
The following changes (i) and (ii) have been made to some of the plasmid vectors prepared in Test Example 1 (see Tables 1 and 2) and the newly prepared pGE728-13 and pGE728-14 in this Test Example. The controllability of gene expression was evaluated by the β-galactosidase gene (LacZ) reporter assay in the same manner as in Test Example 1.

(i)培養液のOD(濁度)値が0.5〜1.5の範囲にある時に、遺伝子発現誘導のために培養液にアラビノースを添加した。
(ii)プロモーター活性は、試験例1と同様に、アラビノースによる誘導なしの試料に対するアラビノースによる誘導ありの試料のβガラクトシダーゼの活性比により評価したが、各プラスミドベクターについて表2に示すサンプル数(n数)により試験を行い、n数が2以上のプラスミドベクターについては、各サンプルのβガラクトシダーゼの活性比について平均値を算出し、その平均値の値をプロモーター活性比とした。
(i) When the OD (turbidity) value of the culture solution was in the range of 0.5 to 1.5, arabinose was added to the culture solution to induce gene expression.
(ii) The promoter activity was evaluated by the activity ratio of β-galactosidase of the sample with arabinose induction to the sample without induction with arabinose as in Test Example 1, and the number of samples (n) shown in Table 2 for each plasmid vector. The test was carried out according to (number), and for plasmid vectors having n or more n numbers, an average value was calculated for the activity ratio of β-galactosidase in each sample, and the value of the average value was used as the promoter activity ratio.

表2に試験例2の結果を示す。
Table 2 shows the results of Test Example 2.

表2に示すとおり、試験例1において優れた遺伝子発現制御能を示すことが確認されたpGE728−2及びpGEE728−3(それぞれAraRBSとして配列番号2及び3を採用)は、本試験例においても、プロモーター活性比がそれぞれ94.1及び98.9を示し、優れた遺伝子発現制御能を保持していることが再確認できた。
本試験例の結果において特に注目すべき点として、新たに構築したpGE728−13及びpGE728−14のうち、pGE728−13はプロモーター活性比が162の値を示し、上記pGE728−2及びpGEE728−3のプロモーター活性比の値を遥かに超え、極めて優れた遺伝子発現制御能を保持していることが確認された。加えて、本試験例で新たに構築したpGE728−14については、プロモーター活性比が14.8と言う比較的低い値ではあるものの、十分な遺伝子制御発現能を保持していることが確認された。
As shown in Table 2, pGE728-2 and pGEE728-3 (which adopted SEQ ID NOs: 2 and 3 as AraRBS, respectively), which were confirmed to exhibit excellent gene expression control ability in Test Example 1, were also used in this Test Example. The promoter activity ratios were 94.1 and 98.9, respectively, confirming that they possessed excellent gene expression control ability.
Of particular note in the results of this test example, among the newly constructed pGE728-13 and pGE728-14, pGE728-13 showed a promoter activity ratio of 162, and the above-mentioned pGE728-2 and pGEE728-3 It was confirmed that the value of the promoter activity ratio was far exceeded and that the gene expression control ability was extremely excellent. In addition, it was confirmed that the pGE728-14 newly constructed in this test example retains sufficient gene regulation expression ability, although the promoter activity ratio is a relatively low value of 14.8. ..

なお、pGE728−1、pGE728−6、pGE728−7、pGE728−8については、試験例1で得られたプロモーター活性比に対して、比較的大きな変動が見られた。その原因は定かではないが、遺伝子発現誘導のタイミング等の各種条件により変動することは生物学ないしバイオテクノロジー分野において予測される事項であり、試験例1及び本試験例の結果により、pGE728−1、pGE728−6、pGE728−7、pGE728−8についても、優れた遺伝子制御能力を有することが再現されたことに変わりがないことは十分に把握できる。 Regarding pGE728-1, pGE728-6, pGE728-7, and pGE728-8, relatively large fluctuations were observed with respect to the promoter activity ratio obtained in Test Example 1. Although the cause is not clear, it is a matter predicted in the field of biology or biotechnology that it fluctuates depending on various conditions such as the timing of gene expression induction. Based on the results of Test Example 1 and this Test Example, pGE728-1 , PGE728-6, pGE728-7, and pGE728-8 can be fully understood that they have been reproduced to have excellent gene control ability.

以上のとおり、本試験例により、格別優れた遺伝子発現制御能を発揮できる遺伝子発現制御配列が取得されたと共に、本発明所定の遺伝子発現制御配列によれば、再現良くかつ厳密に遺伝子発現を制御できることが示された。 As described above, the gene expression control sequence capable of exerting exceptionally excellent gene expression control ability was obtained by this test example, and the gene expression control sequence prescribed in the present invention controls gene expression in a reproducible and precise manner. It was shown that it can be done.

[試験例3]
試験例3は、araE遺伝子及びaraR遺伝子をプラスミドベクターではなくゲノムに組み込んだコリネ型細菌を用い、本発明に係る遺伝子制御配列を含む発現ベクターを用いて目的遺伝子(レポーター遺伝子)の発現を制御した例を示す。
以下、試験手順の詳細を示す。
(1)発現プラスミドベクターの作製
pGE728を制限酵素KpnI及びXbaIで切断することにより、araEコード領域及びaraRコード領域が除去されたDNA断片を得た。このDNA断片をT4DNAポリメラーゼ(タカラバイオ)を用いて平滑化し、T4ポリヌクレオチドキナーゼ(タカラバイオ)で末端リン酸化を行った後、T4DNAリガーゼ(NEB)でライゲーションすることで環状化した。得られたプラスミドをpGE716と命名した。
pGE716の構造を図1(b)に示し、そのヌクレオチド配列を配列番号81に示す。
[Test Example 3]
In Test Example 3, the expression of the target gene (reporter gene) was controlled by using a coryneform bacterium in which the araE gene and the araR gene were integrated into the genome instead of the plasmid vector, and using an expression vector containing the gene control sequence according to the present invention. An example is shown.
The details of the test procedure are shown below.
(1) Preparation of expression plasmid vector By cleaving pGE728 with restriction enzymes KpnI and XbaI, a DNA fragment from which the araE coding region and the araR coding region had been removed was obtained. This DNA fragment was blunted with T4 DNA polymerase (Takara Bio), terminally phosphorylated with T4 polynucleotide kinase (Takara Bio), and then ligated with T4 DNA ligase (NEB) for cyclization. The resulting plasmid was named pGE716.
The structure of pGE716 is shown in FIG. 1 (b) and its nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 81.

(2)染色体にaraE遺伝子及びaraR遺伝子を組み込んだコリネ型細菌の作製
コリネバクテリウム・グルタミカムの染色体遺伝子組み換えは、概略、枯草菌由来のsacB遺伝子を用いたマーカーレス遺伝子組換え法で行った(J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 2004, 8:243−254)。
以下にその手順の詳細を示す。
(2) Preparation of corine-type bacteria in which the araE gene and the araR gene are incorporated into the chromosome The chromosome gene recombination of corinebacterium glutamicum was generally carried out by a markerless gene recombination method using the sacB gene derived from bacillus. J. Mol. Microbiol. Biotechnology. 2004, 8: 243-254).
The details of the procedure are shown below.

(2−1)pGE015(KanR/sacB/pUCori)の構築
pHSG299(タカラバイオ)をBamHI及びPstIで切断し、PCR法により増幅したsacB断片を同じ制限酵素で切断してライゲーションにより環状に連結することにより、プラスミドベクターpGE015を構築した。
なお、PCR法によるsacB断片の増幅には、pNIC28−Bsa4(英国のSource BioScience社;日本代理店であるダナフォーム社から入手)をテンプレートとして用いた。増幅させたsacB断片のヌクレオチド配列を配列番号82に示す
(2-1) Construction of pGE015 (KanR / sacB / pUCori) pHSG299 (Takara Bio) is cleaved with BamHI and PstI, and the sacB fragment amplified by the PCR method is cleaved with the same restriction enzyme and ligated in a circular manner. To construct the plasmid vector pGE015.
For amplification of the sacB fragment by the PCR method, pNIC28-Bsa4 (Source BioScience in the United Kingdom; obtained from Danaform, a Japanese distributor) was used as a template. The nucleotide sequence of the amplified sacB fragment is shown in SEQ ID NO: 82.

(2−2)pGE209(KanR/sacBm/pUCori)の構築
以下のプライマー1及び2を用い、PCR法によりpGE015のSacB領域内に存在するKpnIサイトに変異を導入することによりKpnIサイトを消失させた。その結果、該KpnIサイトが消失したSacB遺伝子(sacBm)コード配列を有するプラスミドベクターpGE209を取得した。
プライマー1:5’−TGAACAGATACCATTTGCCGTTCATT−3’(配列番号83)
プライマー2:5’−AATGGTATCTGTTCACTGACTCCCGC−3’(配列番号84)
(2-2) Construction of pGE209 (KanR / sacBm / pUCori) Using the following primers 1 and 2, the KpnI site was eliminated by introducing a mutation into the KpnI site existing in the SacB region of pGE015 by the PCR method. .. As a result, a plasmid vector pGE209 having a SacB gene (sacBm) coding sequence in which the KpnI site had disappeared was obtained.
Primer 1: 5'-TGAACAGATACCATTTGCCGTTCATT-3'(SEQ ID NO: 83)
Primer 2: 5'-AATGGTATCTGTTCACTGACTCCCCGC-3'(SEQ ID NO: 84)

(2−3)pGE285(KanR/sacBm/pSC101ori)の構築
試験例1示す手順と同様にしてPCR法により大腸菌複製起点pSC101ori断片を増幅させた。
更に、pGE209をテンプレートとして用い、KanR及びsacBm領域を含むDNA断片を増幅させた。増幅させたDNA断片のヌクレオチド配列を配列番号85に示す。
上記pSC101ori断片、並びにKanR及びsacBm領域を含むDNA断片をIn−Fusion HD Cloning Kitを用いて環状に連結させることにより、プラスミドベクターpGE285を取得した。
(2-3) Construction of pGE285 (KanR / sacBm / pSC101ori) The pSC101ori fragment at the origin of replication of Escherichia coli was amplified by the PCR method in the same manner as in the procedure shown in Example 1.
Furthermore, pGE209 was used as a template to amplify a DNA fragment containing the KanR and sacBm regions. The nucleotide sequence of the amplified DNA fragment is shown in SEQ ID NO: 85.
The plasmid vector pGE285 was obtained by cyclically linking the above pSC101ori fragment and a DNA fragment containing the KanR and sacBm regions using an In-Fusion HD Cloning Kit.

(2−4)pGE825(KanR/tnp1上流域−tnp1下流域/sacBm/pSC101ori)の構築
コリネバクテリウム・グルタミカムATCC13032株ゲノム内のtransposaseであるtnp1aの上流領域及び下流領域を含むDNA断片を、出願人所有のプラスミドベクターをテンプレートとしてPCR法により増幅させた。増幅させたDNA断片のヌクレオチド配列を配列番号86に示す。
更に、pGE285をEcoRIで切断することにより、KanRとsacBmとの間で切断された直鎖状DNA断片を得た。
上記tnp1aの上流領域及び下流領域を含む増幅断片と上記pGE285の直鎖状DNA断片とをIn−Fusion HD Cloning Kitを用いて環状に連結させることにより、プラスミドベクターpGE825を取得した。
(2-4) Construction of pGE825 (KanR / tnp1 upstream region-tunp1 downstream region / sacBm / pSC101ori) Corynebacterium glutamicum ATCC13032 strain A DNA fragment containing an upstream region and a downstream region of tunp1a, which is a transposase in the genome, was filed. A human-owned plasmid vector was used as a template and amplified by the PCR method. The nucleotide sequence of the amplified DNA fragment is shown in SEQ ID NO: 86.
Furthermore, by cleaving pGE285 with EcoRI, a linear DNA fragment cleaved between KanR and sacBm was obtained.
The plasmid vector pGE825 was obtained by cyclically linking the amplified fragment containing the upstream and downstream regions of tunp1a with the linear DNA fragment of pGE285 using an In-Fusion HD Cloning Kit.

(2−5)pGE837(KanR/tnp1上流域−Ptac−araE−rrnBter−tnp1下流域/sacBm/pSC101ori)の構築
pGE825をXhoIで切断することにより、tnp1上流域とtnp1下流域との間で切断された直鎖状DNAを得た。
更に、Ptac、コリネバクテリウム・グルタミカムATCC31831株ゲノム内に存在するaraE遺伝子コード領域、及びrrnBterターミネーターがこの順に連結されたDNA断片(Ptac−araE−rrnBter増幅断片)を、出願人所有のプラスミドベクターをテンプレートとしてPCR法により増幅した。なお、Ptac−araE−rrnBter増幅断片のヌクレオチド配列を配列番号87に示す。
次いで、In−Fusion HD Cloning Kitを用いて、上記pGE825の直鎖状DNA断片、及びPtac−araE−rrnBter増幅断片を環状に連結させることにより、プラスミドベクターpGE837を取得した。
pGE837の構造を図2(a)に示し、そのヌクレオチド配列を配列番号88に示す。
(2-5) Construction of pGE837 (KanR / tnp1 upstream area-Ptac-araE-rrnBter-tunp1 downstream area / sacBm / pSC101ori) By cutting pGE825 with XhoI, cutting between the tnp1 upstream area and the tnp1 downstream area. The linear DNA was obtained.
Furthermore, a DNA fragment (Ptac-araE-rrnBter amplification fragment) in which Ptac, the araE gene coding region existing in the genome of the Corynebacterium glutamicum ATCC31831 strain, and the rrnBter terminator are linked in this order is used as a plasmid vector owned by the applicant. It was amplified by the PCR method as a template. The nucleotide sequence of the Ptac-araE-rrnBter amplified fragment is shown in SEQ ID NO: 87.
Then, using the In-Fusion HD Cloning Kit, the linear DNA fragment of pGE825 and the Ptac-araE-rrnBter amplification fragment were cyclically linked to obtain a plasmid vector pGE837.
The structure of pGE837 is shown in FIG. 2 (a), and its nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 88.

(2−6)コリネバクテリウム・グルタミカムゲノムへのPtac−araEへの導入
pGE837をコリネバクテリウム・グルタミカムATCC13032株にエレクトロポレーションにより導入し、上記マーカーレス遺伝子組み換え法によりΔtnp1a::Ptac−araE株を作製した。得られた菌株をGES759と命名した。
(2-6) Introduction of pGE837 into Ptac-araE into the Corynebacterium glutamicum genome was introduced into the Corynebacterium glutamicum ATCC13032 strain by electroporation, and Δtnp1a :: Ptac-araE was introduced by the above markerless gene recombination method. A strain was prepared. The obtained strain was named GES759.

(2−7)pGE234(KanR/tnp3b上流域−PldhA−lacZ−rrnBter−tnp3b下流域/sacBm/pUCori)の構築
pGE209をKpnI及びBamHIで切断することにより、KanRとSacBmとの間で切断された直鎖状DNA断片を得た。
更に、PCR法により、コリネバクテリウム・グルタミカムATCC13032ゲノム内のtransposaseであるtnp3bの上流域(tnp3b上流域断片)及び下流域(tnp3b下流域断片)をそれぞれ増幅させた。これらの増幅させた領域のヌクレオチド配列をそれぞれ配列番号89及び90に示す。
更に、試験例1で構築したpGEK020をテンプレートとしてPldhA−lacZ−rrnBterの領域を含む断片(PldhA−lacZ−rrnBter断片)をPCR法により増幅させた。この断片は、発明者において種々のベクターを作製する経緯において挿入されたものであるが、以下に記載されるとおり最終的にコリネ型細菌ゲノムへのaraR遺伝子の導入に使用したpAra1においてはPldhA及びlacZ領域は結果的に除去されている。故に、増幅させたPldhA−lacZ−rrnBter断片のヌクレオチド配列の情報は省略する。
(2-7) Construction of pGE234 (KanR / tmp3b upstream region-PldhA-lacZ-rrnBter-tunp3b downstream region / sacBm / pUCori) The pGE209 was cleaved between KanR and SacBm by cutting with KpnI and BamHI. A linear DNA fragment was obtained.
Furthermore, the upstream region (tmp3b upstream region fragment) and the downstream region (tunp3b downstream region fragment) of the transposase tunp3b in the Corynebacterium glutamicum ATCC13032 genome were amplified by the PCR method, respectively. The nucleotide sequences of these amplified regions are shown in SEQ ID NOs: 89 and 90, respectively.
Further, using the pGEK020 constructed in Test Example 1 as a template, a fragment containing the region of PldhA-lacZ-rrnBter (PldhA-lacZ-rrnBter fragment) was amplified by the PCR method. This fragment was inserted in the process of preparing various vectors by the inventor, but as described below, in pAra1 used for finally introducing the araR gene into the coryneform bacterial genome, PldhA and The lacZ region has been removed as a result. Therefore, the information on the nucleotide sequence of the amplified PldhA-lacZ-rrnBter fragment is omitted.

上記のpGE209の直鎖状DNAと、tnp3b上流域断片及びtnp3b下流域断片と、PldhA−lacZ−rrnBter断片とを、In−Fusion HD Cloning Kitを用いて環状となるように連結させ、プラスミドベクターpGE234を取得した。 The linear DNA of pGE209, the upstream fragment of tnp3b, the downstream fragment of tmp3b, and the PldhA-lacZ-rrnBter fragment are ligated in a circular manner using an In-Fusion HD Cloning Kit, and the plasmid vector pGE234 is linked. Was acquired.

(2−8)pAra1(KanR/tnp3b上流域−Ptac−araR−rrnBter−tnp3b下流域/sacBm/pUCori)の構築
pGE209をKpnI及びBamHIで切断することにより、PldhA−lacZ領域が除去された直鎖状DNA断片を得た。
更に、pGEK094をテンプレートとしてPCR法によりPtac断片(配列番号91)を増幅させた。
更に、pGE689をテンプレートとして用いPCR法によりaraR遺伝子断片(配列番号92)を増幅させた。
次いで、上記pGE209の直鎖状DNAとPtac断片とaraR遺伝子断片とIn−Fusion HD Cloning Kitを用いることにより環状となるよう連結させ、プラスミドベクターpAra1を得た。
pAra1の構造を図2(b)に示し、そのヌクレオチド配列を配列番号93に示す。
(2-8) Construction of pAra1 (KanR / tnp3b upstream region-Ptac-araR-rrnBter-tunp3b downstream region / sacBm / pUCori) A linear chain in which the PldhA-lacZ region was removed by cutting pGE209 with KpnI and BamHI. A DNA fragment was obtained.
Furthermore, the Ptac fragment (SEQ ID NO: 91) was amplified by the PCR method using pGEK094 as a template.
Furthermore, the araR gene fragment (SEQ ID NO: 92) was amplified by the PCR method using pGE689 as a template.
Next, the linear DNA of pGE209, the Ptac fragment, the araR gene fragment, and the In-Fusion HD Cloning Kit were used to ligate them in a circular manner to obtain a plasmid vector pAra1.
The structure of pAra1 is shown in FIG. 2 (b), and its nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 93.

(2−9)GES759ゲノムへのPtac−araRへの導入
pAra1をGES759へエレクトロポレーションにより導入し、上記マーカーレス遺伝子組み換え法によりΔtnp3b::Ptac−araR株を作製した。得られた菌株をAIS1と命名した。
(2-9) Introduction of Ptac-araR into the GES759 genome pAra1 was introduced into GES759 by electroporation, and a Δtnp3b :: Ptac-araR strain was prepared by the above markerless gene recombination method. The obtained strain was named AIS1.

(3)pGE716によるAIS1の形質転換及びLacZアッセイ(β-ガラクトシダーゼの発現)
次いで、AIS1にpGE716をエレクトロポレーションし、カナマイシンでセレクションした。
得られた形質転換体を液体培地(4%Glc,25μg/mL Kan)10mLにOD610=0.2になるように植菌し、33℃,200rpmで培養した。4時間の培養後に培養液半量(4.5mL)を別の試験管にとり、20%アラビノース0.5 mLと混ぜてアラビノース終濃度2%とした。また、比較対照としてアラビノース未添加のものも用意した。これら試料を2時間更に培養した後に、アラビノース誘導あり、なしの培養液をそれぞれサンプリングし、LacZアッセイによりプロモーター活性を測定した。
なお、その他LacZアッセイの手順並びに上記液体培地の組成は実施の形態に記載した通りである。
(3) Transformation of AIS1 by pGE716 and LacZ assay (expression of β-galactosidase)
Then, pGE716 was electroporated into AIS1 and selected with kanamycin.
The resulting transformant was inoculated so that the liquid medium (4% Glc, 25μg / mL K an) in 10mL to OD610 = 0.2, 33 ℃, were cultured in 200 rpm. After culturing for 4 hours, half the volume of the culture solution (4.5 mL) was taken in another test tube and mixed with 0.5 mL of 20% arabinose to give a final concentration of arabinose of 2%. In addition, as a comparative control, a product without arabinose added was also prepared. After further culturing these samples for 2 hours, the culture solutions with and without arabinose induction were sampled, and the promoter activity was measured by the LacZ assay.
The procedure of the LacZ assay and the composition of the liquid medium are as described in the embodiment.

[結果]
LacZアッセイの結果を図3に示す。
[result]
The results of the LacZ assay are shown in FIG.

まず、試験例3の概要を説明すると、試験例3は以下の点において試験例1と異なっている。
即ち、試験例1においてはATCC13032株に導入するプラスミドベクターとして本発明所定の遺伝子発現制御配列(R)及びレポーター遺伝子(LacZ遺伝子)に加えてaraE遺伝子及びaraR遺伝子をコードしているものを使用した。これに対して、試験例3においては、予めゲノムDNAにaraE遺伝子及びaraR遺伝子が強制発現するように導入されたAIS1株(ATCC13032株由来)を用い、該菌株に導入するプラスミドベクターとしてはaraE遺伝子及びaraR遺伝子が除去されたpGE716を使用した。
First, the outline of Test Example 3 will be described. Test Example 3 is different from Test Example 1 in the following points.
That is, in Test Example 1, a plasmid vector encoding the araE gene and the araR gene in addition to the gene expression control sequence (R) and the reporter gene (LacZ gene) prescribed in the present invention was used as the plasmid vector to be introduced into the ATCC13032 strain. .. On the other hand, in Test Example 3, the AIS1 strain (derived from ATCC13032 strain) introduced in advance so that the araE gene and the araR gene are forcibly expressed in the genomic DNA is used, and the araE gene is used as the plasmid vector to be introduced into the strain. And pGE716 from which the araR gene was removed was used.

図3において、AIS1/pGE716−3及びAIS1/pGE716−3はそれぞれ、異なる形質転換体コロニーに由来するサンプルである。
プロモーター活性のフォールド(誘導効率)に注目すると、AIS/p716−3については67倍、AIS/p716−4については160倍を示し、本発明所定の遺伝子発現制御配列によればアラビノースによる効果的な目的遺伝子の発現制御が可能となることが示された。
In FIG. 3, AIS1 / pGE716-3 and AIS1 / pGE716-3 are samples derived from different transformant colonies, respectively.
Focusing on the fold (induction efficiency) of the promoter activity, it showed 67 times for AIS / p716-3 and 160 times for AIS / p716-4, and according to the gene expression control sequence prescribed in the present invention, it was effective by arabinose. It was shown that the expression of the target gene can be controlled.

[試験例4](アラビノース濃度/誘導時間の影響)
試験例3と同様に菌株AIS1にpGE716をエレクトロポレーションし、カナマイシンでセレクションし形質転換体を得た。
形質転換した細胞を液体培地10mLにOD610=1.0になるように植菌し、33℃,200rpmで培養した。4時間後に半量(5mL)を別の試験管にとり、培地中のアラビノース最終濃度がそれぞれ0.002%、0.02%、0.2%、2%となるように20%アラビノースを添加した。なお、比較対照としてアラビノース未添加のサンプルも用意した。
上記サンプルを培養し、4時間後、20時間後、24時間後にアラビノース誘導あり、無しの培養液をそれぞれサンプリングし、LacZアッセイによりプロモーター活性を測定した。
LacZアッセイの手順並びに上記液体培地の組成は試験例3に記載した通りである。
[Test Example 4] (Effect of arabinose concentration / induction time)
Similar to Test Example 3, pGE716 was electroporated into strain AIS1 and selected with kanamycin to obtain a transformant.
The transformed cells were inoculated into 10 mL of a liquid medium so that OD610 = 1.0, and cultured at 33 ° C. and 200 rpm. After 4 hours, half the volume (5 mL) was taken in a separate test tube and 20% arabinose was added so that the final concentrations of arabinose in the medium were 0.002%, 0.02%, 0.2% and 2%, respectively. A sample to which arabinose was not added was also prepared as a comparative control.
The above samples were cultured, and the culture solutions with and without arabinose induction were sampled after 4 hours, 20 hours, and 24 hours, respectively, and the promoter activity was measured by the LacZ assay.
The procedure of the LacZ assay and the composition of the liquid medium are as described in Test Example 3.

[結果]
LacZアッセイの結果を図4に示す。
図4に示されるとおり、アラビノースによる発現誘導後4時間の時点で既に発現量はほぼ飽和状態に達しており、それ以降はレポーター遺伝子の発現量に目立った上昇は認められなかった。つまり、少なくとも本試験例に係る核酸の配列構成によれば、発現誘導後4時間以内で十分な目的遺伝子の発現量が得られることが明らかとなった。
更に、アラビノース濃度については、0.02%が最も高い発現量(プロモーター活性)を示したが、最も低い濃度である0.002%でも十分なレベルのプロモーター活性を誘導できることが明らかとなった。
[result]
The results of the LacZ assay are shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the expression level had already reached a nearly saturated state 4 hours after the induction of expression by arabinose, and no significant increase in the expression level of the reporter gene was observed thereafter. That is, at least according to the sequence composition of the nucleic acid according to this test example, it was clarified that a sufficient expression level of the target gene can be obtained within 4 hours after the induction of expression.
Furthermore, regarding the arabinose concentration, 0.02% showed the highest expression level (promoter activity), but it was revealed that even the lowest concentration of 0.002% can induce a sufficient level of promoter activity.

[試験例5](各種プロモーターとの組合せ)
(1)pGEK035(MCS−SD−lacZ−rrnBter/KanR/pUCori/pCG1ori)の構築
試験例1(4)の項で構築したpGEK030を、制限酵素XhoI及びNdeIで切断し、pGEK030切断断片を得た。この切断断片に、以下の配列を有するオリゴDNAをアニーリングし、ライゲーションすることによりSD配列を挿入したベクターpGEK035を作製した。なお、このSD配列は、プロモーター活性の確認を行った最終構築物であるpAra24ないしpAra30では除去されている。
SD配列:5’−tAATATTGAAAGGAGGtt−3’(配列番号95)
[Test Example 5] (Combination with various promoters)
(1) Construction of pGEK035 (MCS-SD-lacZ-rrnBter / KanR / pUCori / pCG1ori) pGEK030 constructed in the section of Test Example 1 (4) was cleaved with restriction enzymes XhoI and NdeI to obtain pGEK030 cleavage fragments. .. An oligo DNA having the following sequence was annealed into this cleavage fragment and ligated to prepare a vector pGEK035 into which the SD sequence was inserted. This SD sequence has been removed in pAra24 to pAra30, which are the final constructs for which promoter activity has been confirmed.
SD sequence: 5'-tAATATTGAAAGGGAGGtt-3'(SEQ ID NO: 95)

(2)pGEK107(MCS−SD−lacZ−rrnBter/KanR/pSC101ori/pCG1ori)の構築
pGEK035を制限酵素NotI及びXmaIで処理することにより、pGEK035に含まれる複製起点pUCoriを除去し、当該複製起点を、出願人所有のプラスミドベクターに含まれる大腸菌複製起点pSC101ori(低コピー数)と入れ替えた。これにより得られたベクターをpGEK107と命名した。
(2) Construction of pGEK107 (MCS-SD-lacZ-rrnBter / KanR / pSC101ori / pCG1ori) By treating pGEK035 with restriction enzymes NotI and XmaI, the replication origin pUCori contained in pGEK035 was removed, and the origin of replication was defined as the origin of replication. It was replaced with the E. coli origin of replication pSC101ori (low copy count) contained in the applicant's own plasmid vector. The resulting vector was named pGEK107.

(3)各種プロモーターとAraR結合配列を組み合わせたシャトルベクターの作製
コリネバクテリウム・グルタミカムATCC13031株ゲノムDNAをテンプレートとし、PCR法により構成的プロモーターであるtuf、dapA、及びsodプロモーター、並びに誘導的プロモーターであるldhA、gapA、及びmetEプロモーター断片をそれぞれ増幅させた。加えて、試験例3で構築したプラスミドベクターpGE716をテンプレートとし、PCR法によりAraR結合配列及びSD配列を増幅させた。
次いで、上記のとおりPCR法により取得した各プロモーター断片と、AraR結合配列及びSD配列の増幅断片とを、オーバーラップPCR法により連結させた。このオーバーラップPCR法により、配列番号96から102に示すヌクレオチド配列をそれぞれ有するDNA断片を取得した。これらDNA断片は、上記実施の形態の項において、本発明係る核酸に係る好ましい実施形態として示した配列番号96から102に係るヌクレオチド配列をそれぞれ含むものである。
(3) Preparation of shuttle vector by combining various promoters and AraR binding sequence Using genomic DNA of Corinebacterium glutamicum ATCC13031 strain as a template, the constitutive promoters tuf, dapA, and sod promoters and inducible promoters were used by the PCR method. Certain ldhA, gapA, and metE promoter fragments were amplified, respectively. In addition, the plasmid vector pGE716 constructed in Test Example 3 was used as a template, and the ArarR binding sequence and the SD sequence were amplified by the PCR method.
Next, each promoter fragment obtained by the PCR method as described above and an amplified fragment of the ArarR-binding sequence and the SD sequence were ligated by the overlap PCR method. By this overlapping PCR method, DNA fragments having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 96 to 102 were obtained. These DNA fragments contain the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 96 to 102 shown as the preferred embodiments of the nucleic acids of the present invention in the section of the above embodiments.

上記(2)の項で取得したpGEK107を制限酵素KpnI及びNdeIで切断し、得られたベクター断片に、上記各プロモーター/AraR結合配列断片をそれぞれ、In−Fusion HD Cloning Kitにより環状となるように連結した。これにより得られたプラスミドをそれぞれ、pAra24、pAra25、pAra26、pAra27、pAra28、pAra29、及びpAra30と命名した。 The pGEK107 obtained in the above section (2) was cleaved with restriction enzymes KpnI and NdeI, and each of the above promoter / Arar binding sequence fragments was circularized with In-Fusion HD Cloning Kit in the obtained vector fragment. Connected. The resulting plasmids were named pAra24, pAra25, pAra26, pAra27, pAra28, pAra29, and pAra30, respectively.

試験例3と同様に、菌株AIS1に各プラスミドをエレクトロポレーションし、カナマイシンでセレクションして形質転換体を取得し、得られた各形質転換体を、液体培地10mLにOD610=0.2になるように植菌し、33℃、200rpmで培養した。4時間後に、培養液の半量(5mL)を別の試験管にとり、培地中のアラビノース最終濃度が0.2%となるように20%アラビノースを添加した。加えて、比較対照としてアラビノース未添加のものも用意した。これら試料を4時間更に培養した後に、アラビノース誘導あり、なしの培養液をそれぞれサンプリングし、LacZアッセイによりプロモーター活性を測定した。
LacZアッセイの手順並びに上記液体培地の組成は試験例3に記載した通りである。
In the same manner as in Test Example 3, each plasmid was electroporated into the strain AIS1 and selected with kanamycin to obtain transformants, and the obtained transformants were placed in 10 mL of a liquid medium at OD610 = 0.2. The cells were inoculated in this manner and cultured at 33 ° C. and 200 rpm. After 4 hours, half the volume (5 mL) of the culture medium was taken in another test tube and 20% arabinose was added so that the final concentration of arabinose in the medium was 0.2%. In addition, as a comparative control, a product without arabinose added was also prepared. After further culturing these samples for 4 hours, the culture medium with and without arabinose induction was sampled, and the promoter activity was measured by the LacZ assay.
The procedure of the LacZ assay and the composition of the liquid medium are as described in Test Example 3.

[結果]
LacZアッセイの結果を以下の表3に示す。
[result]
The results of the LacZ assay are shown in Table 3 below.

表3に示される通り、本試験例により、プロモーター部位として、tacプロモーターに限らず、その他各種プロモーターを採用しても、厳密に遺伝子発現を制御できることが確認された。なお付け加えると、所定の態様で推定転写開始部位をAraR結合配列にオーバーラップさせたpAra30については、推定転写開始部位がAraR結合配列にオーバーラップしていないpAra24よりも、優れた遺伝子発現制御能を示した。 As shown in Table 3, it was confirmed from this test example that gene expression can be strictly controlled by adopting not only the tac promoter but also various other promoters as the promoter site. In addition, for pAra30 in which the estimated transcription initiation site overlaps the AraR binding sequence in a predetermined embodiment, the gene expression control ability is superior to that of pAra24 in which the estimated transcription initiation site does not overlap with the AraR binding sequence. Indicated.

以上のとおり、本試験例によれば、所定のヌクレオチド配列を有するAraR結合配列を遺伝子制御配列の一要素として採用した本発明所定の構成によれば、プロモーター部位として、tacプロモーターに限らず、構成的プロモーター及び誘導的プロモーター含むその他多様なプロモーターを採用して場合にあっても、優れた遺伝子制御能力が発揮され得ることが証明された。 As described above, according to the present test example, according to the predetermined configuration of the present invention in which the AraR binding sequence having a predetermined nucleotide sequence is adopted as one element of the gene control sequence, the promoter site is not limited to the tac promoter. It has been demonstrated that excellent gene regulatory ability can be exerted even when various other promoters including a target promoter and an inducible promoter are adopted.

[比較試験例1]
比較試験例1は、本発明に係る制御配列の代わりにコリネバクテリウム・グルタミカムATCC31831株ゲノムに天然に存在するaraE遺伝子のプロモーター領域を用いて目的遺伝子の制御を試みた比較例である。
以下に試験手順の詳細を示す。
[Comparative Test Example 1]
Comparative Test Example 1 is a comparative example in which control of the target gene was attempted using the promoter region of the araE gene naturally occurring in the genome of the Corynebacterium glutamicum ATCC31831 strain instead of the control sequence according to the present invention.
The details of the test procedure are shown below.

(1)pGE728ParaE(PdapA−araE−rrnBT1ter−T7ter/PdapA−araR/ParaE−lacZ−rrnBter/KanR/pSC101ori/pCG1ori)の構築
pGE728をKpnI及びNdeIで切断することにより、pGE728においてPtac−araRBSの領域が除去された配列からなる直鎖状DNAを得た。
更に、コリネバクテリウム・グルタミカムATCC31831株ゲノムDNAをテンプレートとして用い、PCR法に従い、図5に示すaraE遺伝子のプロモーター領域を含むDNA断片(ParaE断片)を増幅させた。増幅させたParaE断片のヌクレオチド配列を配列番号94に示す。
Gibson Assembly Cloning Kitを用いて、上記直鎖状DNAとParaE断片とを環状となるように連結することにより、プラスミドベクターpGE728ParaEを作製した。
(1) Construction of pGE728ParaE (PdapA-araE-rrnBT1ter-T7ter / PdapA-araR / ParaE-lacZ-rrnBter / KanR / pSC101ori / pCG1ori) The pGE728 is cleaved in the GPnI and NdeI regions by KpnI and NdeI. A linear DNA consisting of the removed sequence was obtained.
Furthermore, using the Corynebacterium glutamicum ATCC31831 strain genomic DNA as a template, a DNA fragment (ParaE fragment) containing the promoter region of the araE gene shown in FIG. 5 was amplified according to the PCR method. The nucleotide sequence of the amplified ParaE fragment is shown in SEQ ID NO: 94.
The plasmid vector pGE728ParaE was prepared by ligating the linear DNA and the ParaE fragment in a circular manner using a Gibson Assembly Cloning Kit.

試験例1に示した形質転換体の取得及びLacZアッセイの手順において、上記のようにして得られた発現ベクターpGE728ParaEを用いた以外は、同様にしてコリネバクテリウム・グルタミカムATCC13032株の形質転換体を取得し、LacZアッセイによりプロモーター活性を評価した。 In the procedure for obtaining the transformant shown in Test Example 1 and the LacZ assay, the transformant of Corynebacterium glutamicum ATCC13032 strain was similarly prepared except that the expression vector pGE728ParaE obtained as described above was used. Obtained and evaluated for promoter activity by LacZ assay.

[結果]
LacZアッセイの結果を以下の表4に示す。
[result]
The results of the LacZ assay are shown in Table 4 below.

表4に示されるとおり、アラビノースの誘導あり(つまり、アラビノース添加)の活性値が、アラビノース誘導なし(つまり、アラビノース未添加)の活性値よりも低くなってしまい、アラビノースによる遺伝子発現制御は不可能であることが示された。
本比較試験例1で遺伝子制御配列として用いたヌクレオチド配列は、図5に示されるとおりコリネバクテリウム・グルタミカムATCC31831株のゲノムDNA上に固有に存在するにものであり、天然のAraR結合配列を含むものである。つまり、非特許文献6に示されるような、上記コリネ型細菌に固有のプロモーター領域を使用しても、表2の結果が示す通り、本発明所定のヌクレオチド配列により達成される遺伝子発現制御は不可能であり、そもそも遺伝子発現システムとしてプロモーター活性さえ示さなかった。
As shown in Table 4, the activity value with arabinose induction (that is, with arabinose added) becomes lower than the activity value without arabinose induction (that is, without arabinose addition), and gene expression control by arabinose is impossible. Was shown to be.
The nucleotide sequence used as the gene control sequence in Comparative Test Example 1 is uniquely present on the genomic DNA of the Corynebacterium glutamicum ATCC31831 strain as shown in FIG. 5, and contains a natural AraR binding sequence. It's a waste. That is, even if the promoter region peculiar to the coryneform bacterium as shown in Non-Patent Document 6 is used, as shown in the results of Table 2, the gene expression control achieved by the nucleotide sequence prescribed in the present invention is not achieved. It was possible and did not even show promoter activity as a gene expression system in the first place.

(補足事項)
上記試験例及び比較試験例においては、各種プラスミドベクター等の構築の過程においてPCR法により増幅させた各種遺伝子コード領域、プロモーター領域、ターミネーター領域、複製起点等のヌクレオチド配列の情報が配列表に開示されていることから、PCR増幅に使用したプライマーの配列情報は省略した。当業者においては、配列表に開示される各ヌクレオチド配列の情報又はジーンバンク等に存在するヌクレオチド配列の情報等を参照することにより、上記試験例で使用したプラスミドベクター等の構築物ないし本発明に係る核酸等を適宜作製することができる。
なお、上記試験例及び比較試験例においては、各種遺伝子コード領域、プロモーター領域、ターミネーター領域、複製起点等のクローニングには上述のとおりIn−Fusion HD Cloning Kit又はGibson Assembly Cloning Kitを利用した工程もあるが、PCR増幅の際に使用したプライマーペアーについては、フォワード/リバースプライマーの5’末端にはそれぞれ、上記クローニングキットの指示に従い適切なアダプター配列が付加されたものであることを補足する。
(Supplementary information)
In the above test examples and comparative test examples, information on nucleotide sequences such as various gene coding regions, promoter regions, terminator regions, and origins of replication amplified by the PCR method in the process of constructing various plasmid vectors is disclosed in the sequence listing. Therefore, the sequence information of the primers used for PCR amplification was omitted. Those skilled in the art can refer to the information on each nucleotide sequence disclosed in the sequence listing or the information on the nucleotide sequence existing in the gene bank or the like to construct a plasmid vector or the like used in the above test example or the present invention. Nucleic acid and the like can be appropriately prepared.
In the above test examples and comparative test examples, there is also a step using In-Fusion HD Cloning Kit or Gibson Assembly Cloning Kit for cloning various gene coding regions, promoter regions, terminator regions, replication origins, etc. as described above. However, regarding the primer pair used for PCR amplification, it is supplemented that an appropriate adapter sequence is added to each of the 5'ends of the forward / reverse primer according to the instructions of the cloning kit.

本発明は、バイオテクノロジー分野、化学物質や生物材料等の物質生産の分野等において高い産業上の利用可能性を有する。 The present invention has high industrial applicability in the fields of biotechnology, the field of producing substances such as chemical substances and biomaterials, and the like.

Claims (31)

プロモーターとして機能し得るヌクレオチド配列(X)と以下の(a)又は(b)に記載のヌクレオチド配列(Y)とを少なくとも一部に有する遺伝子発現制御配列(R)を含み、
遺伝子発現制御配列(R)が以下の条件(I)を充足する、核酸:
(a)配列番号5から12並びに配列番号17及び18の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(b)上記(a)に記載のヌクレオチド配列において1又は複数の塩基が欠失、置換若しくは付加されたヌクレオチド配列、
但し、核酸がRNAの場合は、ヌクレオチド配列中のチミン(t)をウラシル(u)に読み替えるものとする、
条件(I):コリネ型細菌において、アラビノース未添加の場合にヌクレオチド配列(X)のプロモーター活性が抑制されること。
A gene expression control sequence (R) containing at least a part of the nucleotide sequence (X) capable of functioning as a promoter and the nucleotide sequence (Y) described in (a) or (b) below.
Nucleic acid: The gene expression control sequence (R) satisfies the following condition (I).
(A) The nucleotide sequence according to any one of SEQ ID NOs: 5 to 12 and SEQ ID NOs: 17 and 18;
(B) A nucleotide sequence in which one or more bases are deleted, substituted or added in the nucleotide sequence according to (a) above.
However, when the nucleic acid is RNA, thymine (t) in the nucleotide sequence shall be read as uracil (u).
Condition (I): In a coryneform bacterium, the promoter activity of the nucleotide sequence (X) is suppressed when arabinose is not added.
ヌクレオチド配列(Y)がヌクレオチド配列(X)の3’末端に直接又は間接に連結されている、請求項1に記載の核酸。 The nucleic acid according to claim 1, wherein the nucleotide sequence (Y) is directly or indirectly linked to the 3'end of the nucleotide sequence (X). ヌクレオチド配列(X)が構成的プロモーターである、請求項1又は2に記載の核酸。 The nucleic acid according to claim 1 or 2, wherein the nucleotide sequence (X) is a constitutive promoter. ヌクレオチド配列(X)が、trcプロモーター、tacIプロモーター、tacIIプロモーター、T5プロモーター、T7プロモーター、lacプロモーター、trpプロモーター、tetプロモーター、EFTuプロモーター、groESプロモーター、SODプロモーター、P15プロモーター、ldhAプロモーター、gapAプロモーター、dapAプロモーター、metEプロモーター、及びtufプロモーターから選択される、請求項1から3の何れか1項に記載の核酸。 The nucleotide sequence (X) is trc promoter, tacI promoter, tacII promoter, T5 promoter, T7 promoter, lac promoter, trp promoter, tet promoter, EFTu promoter, groES promoter, SOD promoter, P15 promoter, ldhA promoter, gapA promoter, dapA. The nucleic acid according to any one of claims 1 to 3, which is selected from a promoter, a metE promoter, and a tuf promoter. ヌクレオチド配列(X)が、コリネ型細菌のゲノムDNAに存在する遺伝子の5’上流に由来するプロモーター配列、コリネ型細菌に内在するプラスミドに由来するプロモーター配列、又はコリネ型細菌に感染し得るファージのゲノムに由来するプロモーター配列からなる、請求項1から4の何れか1項に記載の核酸。 The nucleotide sequence (X) is a promoter sequence derived from 5'upstream of a gene present in the genomic DNA of a coryneform bacterium, a promoter sequence derived from a plasmid inherent in the coryneform bacterium, or a phage capable of infecting the coryneform bacterium. The nucleic acid according to any one of claims 1 to 4, which comprises a promoter sequence derived from the genome. 遺伝子発現制御配列(R)は、コリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に、アラビノース未添加の場合と比較して少なくとも10倍高いプロモーター活性を示すものである、請求項1から5の何れか1項に記載の核酸。 The gene expression control sequence (R) shows at least 10 times higher promoter activity in coryneform bacteria when arabinose is added than in the case where arabinose is not added, according to any one of claims 1 to 5. The nucleic acid according to item 1. 遺伝子発現制御配列(R)は、コリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に、アラビノース未添加の場合と比較して少なくとも15倍高いプロモーター活性を示すものである、請求項1から6の何れか1項に記載の核酸。 The gene expression control sequence (R) shows at least 15 times higher promoter activity in coryneform bacteria when arabinose is added than in the case where arabinose is not added, according to any one of claims 1 to 6. The nucleic acid according to item 1. 遺伝子発現制御配列(R)は、コリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に、アラビノース未添加の場合と比較して少なくとも20倍高いプロモーター活性を示すものである、請求項1から7の何れか1項に記載の核酸。 The gene expression control sequence (R) shows at least 20 times higher promoter activity in coryneform bacteria when arabinose is added than in the case where arabinose is not added, according to any one of claims 1 to 7. The nucleic acid according to item 1. 遺伝子発現制御配列(R)は、コリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に、アラビノース未添加の場合と比較して少なくとも35倍高いプロモーター活性を示すものである、請求項1から8の何れか1項に記載の核酸。 The gene expression control sequence (R) shows at least 35 times higher promoter activity in coryneform bacteria when arabinose is added than in the case where arabinose is not added, according to any one of claims 1 to 8. The nucleic acid according to item 1. 遺伝子発現制御配列(R)は、コリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に、アラビノース未添加の場合と比較して少なくとも50倍高いプロモーター活性を示すものである、請求項1から9の何れか1項に記載の核酸。 The gene expression control sequence (R) shows at least 50 times higher promoter activity in coryneform bacteria when arabinose is added than in the case where arabinose is not added, according to any one of claims 1 to 9. The nucleic acid according to item 1. 遺伝子発現制御配列(R)は、コリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に、アラビノース未添加の場合と比較して少なくとも70倍高いプロモーター活性を示すものである、請求項1から10の何れか1項に記載の核酸。 The gene expression control sequence (R) shows at least 70 times higher promoter activity in coryneform bacteria when arabinose is added than in the case where arabinose is not added, according to any one of claims 1 to 10. The nucleic acid according to item 1. ヌクレオチド配列(Y)が、以下の一般式(I)で表される、請求項1から11の何れか1項に記載の核酸:
5’−NTGTNAGCGNTNAN−3’・・・一般式(I)
式中、N、N、N、N、N、N及びNは、それぞれ、独立にA(アデニン)、G(グアニン)、C(シトシン)若しくはT(チミン)を示し又は欠失し、核酸がRNAの場合は、T(チミン)はU(ウラシル)と読み替えるものとする。
The nucleic acid according to any one of claims 1 to 11, wherein the nucleotide sequence (Y) is represented by the following general formula (I):
5'-N 1 TGTN 2 AGCGN 3 TN 4 AN 5 N 6 N 7 -3'... General formula (I)
In the formula, N 1 , N 2 , N 3 , N 4 , N 5 , N 6 and N 7 independently indicate A (adenine), G (guanine), C (cytosine) or T (thymine), respectively. Or, if it is deleted and the nucleic acid is RNA, T (thymine) shall be read as U (uracil).
遺伝子発現制御配列(R)が以下の(l)から(o)の何れかのヌクレオチド配列を含む、請求項1から12の何れか1項に記載の核酸:
(l)配列番号22から61並びに配列番号96から102の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(m)(l)に記載のヌクレオチド配列において1又は複数の塩基が欠失、置換若しくは付加されたヌクレオチド配列;
(n)(l)に記載のヌクレオチド配列に対して相補であるヌクレオチド配列とストリンジェントな条件でハイブリダイズするヌクレオチド配列;及び
(o)(l)に記載のヌクレオチド配列と少なくとも80%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列、
但し、核酸がRNAの場合は、塩基配列中のチミン(t)をウラシル(u)に読み替えるものとする。
The nucleic acid according to any one of claims 1 to 12, wherein the gene expression control sequence (R) contains any of the following nucleotide sequences (l) to (o):
(L) The nucleotide sequence according to any one of SEQ ID NOs: 22 to 61 and SEQ ID NOs: 96 to 102;
(M) A nucleotide sequence in which one or more bases are deleted, substituted or added in the nucleotide sequence according to (l);
(N) A nucleotide sequence that hybridizes with a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence described in (l) under stringent conditions; and a sequence of at least 80% or more of the nucleotide sequence described in (o) (l). Nucleotide sequences with identity,
However, when the nucleic acid is RNA, thymine (t) in the base sequence should be read as uracil (u).
遺伝子発現制御配列(R)が更にSD配列を含む、請求項1から13の何れか1項に記載の核酸。 The nucleic acid according to any one of claims 1 to 13, wherein the gene expression control sequence (R) further contains an SD sequence. SD配列がヌクレオチド配列(Y)の3’末端に直接又は間接に連結されている、請求項1から14の何れか1項に記載の核酸。 The nucleic acid according to any one of claims 1 to 14, wherein the SD sequence is directly or indirectly linked to the 3'end of the nucleotide sequence (Y). araEタンパク質及びaraRタンパク質のうち少なくとも1つをコードするヌクレオチド配列を更に含む、請求項1から15の何れか1項に記載の核酸。 The nucleic acid according to any one of claims 1 to 15, further comprising a nucleotide sequence encoding at least one of an araE protein and an araR protein. コリネ型細菌に由来のaraEタンパク質及びaraRタンパク質のうち少なくとも1つをコードするヌクレオチド配列を含む、請求項1から16の何れか1項に記載の核酸。 The nucleic acid according to any one of claims 1 to 16, which comprises a nucleotide sequence encoding at least one of an araE protein and an araR protein derived from a coryneform bacterium. 複製起点、選択マーカー遺伝子、クローニング部位、制限酵素認識部位、及びターミネーターからなる群から選択される1種以上のヌクレオチド配列を更に含む、請求項1から17の何れか1項に記載の核酸。 The nucleic acid according to any one of claims 1 to 17, further comprising one or more nucleotide sequences selected from the group consisting of an origin of replication, a selectable marker gene, a cloning site, a restriction enzyme recognition site, and a terminator. 細菌において自律複製可能なプラスミドとして提供される、請求項1から18の何れか1項に記載の核酸。 The nucleic acid according to any one of claims 1 to 18, which is provided as a plasmid capable of autonomous replication in bacteria. 発現ベクターとして提供される、請求項1から19の何れか1項に記載の核酸。 The nucleic acid according to any one of claims 1 to 19, which is provided as an expression vector. 目的遺伝子をコードするヌクレオチド配列(Z)を更に含み、ヌクレオチド配列(Z)は、コリネ型細菌において上記目的遺伝子の発現が遺伝子発現制御配列(R)によって制御されるように遺伝子発現制御配列(R)と直接又は間接に連結されている、請求項1から18の何れか1項に記載の核酸。 The nucleotide sequence (Z) further contains a nucleotide sequence (Z) encoding the target gene, and the nucleotide sequence (Z) is a gene expression control sequence (R) such that the expression of the target gene is controlled by the gene expression control sequence (R) in coryneform bacteria. ) Is directly or indirectly linked to the nucleic acid according to any one of claims 1 to 18. DNAである、請求項1から21の何れか1項に記載の核酸。 The nucleic acid according to any one of claims 1 to 21, which is DNA. 請求項1から22の何れか1項に記載の核酸が導入された細菌。 A bacterium into which the nucleic acid according to any one of claims 1 to 22 has been introduced. エシェリキア属菌である、請求項23に記載の細菌。 The bacterium according to claim 23, which is a bacterium belonging to the genus Escherichia. コリネ型細菌である、請求項23に記載の細菌。 The bacterium according to claim 23, which is a coryneform bacterium. コリネ型細菌に由来するaraEタンパク質及びaraRタンパク質をそれぞれコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列を有するDNAがゲノムDNAに組み込まれており、かつ該ゲノムDNAは上記araEタンパク質及びaraRタンパク質を発現可能に構成されている、請求項23から25の何れか1項に記載の細菌。 A DNA having at least one nucleotide sequence encoding an araE protein and an araR protein derived from a coryneform bacterium is incorporated into the genomic DNA, and the genomic DNA is configured to be capable of expressing the araE protein and the araR protein. The bacterium according to any one of claims 23 to 25. 請求項23から26の何れか1項に記載の細菌をアラビノース又はそのアナログに暴露することにより目的遺伝子を発現させることを含む、目的遺伝子の発現方法。 A method for expressing a target gene, which comprises expressing the target gene by exposing the bacterium according to any one of claims 23 to 26 to arabinose or an analog thereof. 上記細菌がコリネ型細菌である、請求項27に記載の方法。 27. The method of claim 27, wherein the bacterium is a coryneform bacterium. 請求項23から26の何れか1項に記載の細菌をアラビノース又はそのアナログに暴露することにより目的遺伝子を発現させることを含む、目的物質の生産方法。 A method for producing a target substance, which comprises expressing the target gene by exposing the bacterium according to any one of claims 23 to 26 to arabinose or an analog thereof. 上記細菌がコリネ型細菌である、請求項29に記載の方法。 29. The method of claim 29, wherein the bacterium is a coryneform bacterium. コリネ型細菌において目的遺伝子の発現制御に用いるための核酸断片であって、
以下の(a)又は(b)に記載のヌクレオチド配列(Y)を含む、核酸断片:
(a)配列番号5から9、11及び12並びに配列番号17及び18の何れか1つに記載のヌクレオチド配列;
(b)上記(a)に記載のヌクレオチド配列において1又は複数の塩基が欠失、置換若しくは付加されたヌクレオチド配列、
但し、
核酸がRNAの場合は、ヌクレオチド配列中のチミン(t)をウラシル(u)に読み替えるものとし、
ヌクレオチド配列(Y)として配列番号10、20及び21それぞれに示されるヌクレオチド配列は除外され、かつヌクレオチド配列(Y)は以下の条件(II)を満たすものとする、
条件(II):配列番号80に示すプラスミドベクターpGE728−1のヌクレオチド配列における第2913番目から第2928番目までのヌクレオチド配列を上記ヌクレオチド配列(Y)と入れ替えたプラスミドベクターで形質転換されたコリネ型細菌において、アラビノースを添加した場合に対してアラビノース未添加の場合にPtacIのプロモーター活性が抑制される。

A nucleic acid fragment for use in controlling the expression of a target gene in a coryneform bacterium.
Nucleic acid fragment containing the nucleotide sequence (Y) according to (a) or (b) below:
(A) The nucleotide sequence according to any one of SEQ ID NOs: 5 to 9, 11 and 12 and SEQ ID NOs: 17 and 18;
(B) A nucleotide sequence in which one or more bases are deleted, substituted or added in the nucleotide sequence according to (a) above.
However,
When the nucleic acid is RNA, thymine (t) in the nucleotide sequence shall be read as uracil (u).
It is assumed that the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 10, 20 and 21 as the nucleotide sequence (Y) are excluded, and the nucleotide sequence (Y) satisfies the following condition (II).
Condition (II): Corine-type bacterium transformed with a plasmid vector in which the nucleotide sequences from the 2913th to the 2928th positions in the nucleotide sequence of the plasmid vector pGE728-1 shown in SEQ ID NO: 80 are replaced with the above nucleotide sequence (Y). In, the promoter activity of PtacI is suppressed when arabinose is not added as opposed to when arabinose is added.

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