KR100676296B1 - A vector for a microorganism of Lactobacillus a host cell containing the same and method for integrating foreign polynucleotide into the chromosome of a microorganism of Lactobacillus - Google Patents

A vector for a microorganism of Lactobacillus a host cell containing the same and method for integrating foreign polynucleotide into the chromosome of a microorganism of Lactobacillus Download PDF

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Abstract

본 발명은 락토바실러스 유래 16S rDNA를 포함하는 락토바실러스용 벡터, 그를 포함하는 숙주 세포 및 그를 이용하여 외래 폴리뉴클레오티드를 락토바실러스의 염색체 삽입하는 방법을 제공한다.The present invention provides a vector for Lactobacillus comprising Lactobacillus-derived 16S rDNA, a host cell comprising the same, and a method of inserting a foreign polynucleotide into the chromosome of Lactobacillus.

락토바실러스, 16S rDNA Lactobacillus, 16S rDNA

Description

락토바실러스 속 미생물용 벡터, 그를 포함하는 숙주 세포 및 그를 이용하여 외래 폴리뉴클레오티드를 락토바실러스 속 미생물의 염색체에 삽입하는 방법{A vector for a microorganism of Lactobacillus, a host cell containing the same and method for integrating foreign polynucleotide into the chromosome of a microorganism of Lactobacillus}Vector for a microorganism of Lactobacillus, a host cell containing the same and method for integrating foreign polynucleotide into the chromosome of a microorganism of Lactobacillus}

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 pCJ100 벡터의 제한 효소 지도를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a restriction map of the pCJ100 vector according to an embodiment of the present invention.

도 2는 pCJ100 벡터로 형질전환된 락토바실러스 파라카세이 균주의 게놈 DNA를 주형으로 하고, 서열번호 6 및 7의 뉴클레오티드 서열을 갖는 올리고뉴클레오티드를 프라이머로 하여 PCR 한 결과를 나타내는 전기영동 사진이다. Figure 2 is an electrophoresis picture showing the results of PCR using genomic DNA of the Lactobacillus paracasei strain transformed with the pCJ100 vector as a template, oligonucleotides having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 and 7 as a primer.

본 발명은 락토바실러스 속 미생물용 벡터, 그를 포함하는 숙주 세포 및 그를 이용하여 외래 폴리뉴클레오티드를 락토바실러스 속 미생물의 염색체에 삽입하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a vector for Lactobacillus microorganisms, a host cell comprising the same, and a method for inserting a foreign polynucleotide into the chromosome of Lactobacillus microorganisms.

락토바실러스 (Lactobacilli) 속 미생물은 인간의 위장에서 흔히 발견되는 프로바이오틱스 (probiotics)로서 인간의 건강을 증진시키는 기능을 가지고 있다. 최근에 효소나 백신의 전달체로서 락토바실러스를 이용하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있지만 대장균과 같이 확실한 삽입 체계 (integration system)가 구축되어 있지 않다. Microorganisms of the genus Lactobacilli are probiotics commonly found in the human stomach and have functions to promote human health. Recently, many studies have been conducted to use Lactobacillus as an enzyme or vaccine carrier, but there is no established integration system such as Escherichia coli.

종래에 락토바실러스 속 미생물에서 외래 폴리뉴클레오티드를 염색체에 삽입하고자 하는 연구가 있었다. Serror P, Appl Environ Microbiol, 2002 Jan;68:46-52에는 파지 삽입성 요소 (phage integrative elements)를 이용하는 방법이 개시되어 있다. 즉, 박테리오파지의 인테그라제 (integrase) 유전자와 attP 부위를 지니고 있는 벡터를 이용하여 락토바실러스 속 미생물의 염색체에 외래 폴리뉴클레오티드를 삽입하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 파지를 사용하지 않는 부위-특이적 염색체 삽입 방법이 알려져 있다. 예를 들면, Russell WM, Appl Environ Microbiol, 2001 Sep;67:4361-4에는 2개의 플라스미드를 이용하여 lacL 유전자를 불활성화시키는 방법이 개시되어 있다. 또한, 최근에는 클로스트리디움 서모셀룸 (Clostridium thermocellum) 균주 유래의 세포외부 엔도글루카나제 A (celA) 유전자를 선발 마커로 사용하여 외래 폴리뉴클레오티드를 락토바실러스 속 미생물의 염색체 내에서 삽입하는 방법이 개시되어 있다 (Jang SJ, FEMS Microbiol Lett. 2003 Jul 29;224:191-5). In the past, there have been studies to insert foreign polynucleotides into chromosomes in Lactobacillus microorganisms. Serror P, Appl Environ Microbiol, 2002 Jan; 68: 46-52, discloses a method using phage integrative elements. That is, a method of inserting a foreign polynucleotide into a chromosome of a Lactobacillus microorganism using a vector having an integrase gene of bacteriophage and an attP site is disclosed. Also known are site-specific chromosomal insertion methods that do not use phage. For example, Russell WM, Appl Environ Microbiol, 2001 Sep; 67: 4361-4 discloses a method of inactivating the lacL gene using two plasmids. In addition, a method of inserting an extraneous polynucleotide into a chromosome of a Lactobacillus microorganism using the extracellular endoglucanase A ( celA ) gene derived from Clostridium thermocellum strain as a selection marker has recently been disclosed . (Jang SJ, FEMS Microbiol Lett. 2003 Jul 29; 224: 191-5).

그러나, 상기한 종래 기술에 의하면 특이적인 유전자를 사용하거나, 특이적인 선발 마커를 사용하고 있어, 적용할 수 있는 균주의 범위가 넓지 않을 뿐만 아니라 선발과정이 복잡하다는 단점이 있다. 따라서, 종래 기술에 의하더라도 새로운 락토바실러스용 벡터가 요구되고 있었다.However, according to the above-described prior art, since a specific gene or a specific selection marker is used, the range of applicable strains is not wide and the selection process is complicated. Therefore, a new vector for Lactobacillus was required even in the prior art.

본 발명자들은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 예의 연구하던 중, 락토바실러스 속 미생물 유래의 16S rDNA를 포함하는 벡터가 염색체에 용이하게 삽입되는 것을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. The present inventors earnestly studied to solve the problems of the prior art as described above, and confirmed that the vector containing 16S rDNA derived from the microorganism of the genus Lactobacillus was easily inserted into the chromosome to complete the present invention.

본 발명의 목적은 락토바실러스 속 미생물의 염색체에 삽입될 수 있는 벡터를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a vector that can be inserted into the chromosome of the genus Lactobacillus.

본 발명의 다른 목적은 상기 벡터를 포함하는 숙주세포를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a host cell comprising the vector.

본 발명의 또다른 목적은 본 발명의 벡터를 이용하여 외래 폴리뉴클레오티드를 락토바실러스 속 미생물의 염색체에 삽입하는 방법을 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a method for inserting a foreign polynucleotide into a chromosome of a genus Lactobacillus using the vector of the present invention.

본 발명은 서열번호 1의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 락토바실러스 속 미생물용 벡터를 제공한다. The present invention provides a vector for the genus Lactobacillus comprising the polynucleotide of SEQ ID NO: 1.

본 발명의 벡터에 있어서, 상기 서열번호 1의 폴리뉴클레오티드는 락토바실러스 속 균주인 락토바실러스 파라카제이 (Lactobacillus paracasei)의 16S rRNA를 코딩한다. In the vector of the present invention, the polynucleotide of SEQ ID NO: 1 encodes a 16S rRNA of Lactobacillus paracasei , a strain of the genus Lactobacillus .

본 발명의 일 구체예는, 락토바실러스 속 박테리아에 치사적인 항생제에 대하여 저항성을 부여하는 활성을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 더 포함하는 벡터이다. 서열번호 1의 폴리뉴클레오티드와 상기 항생제에 대하여 저항성을 부여하는 활성을 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 적당한 조절 서열에 작동가능하게 연결되어 있는 것이다.One embodiment of the invention is a vector further comprising a polynucleotide encoding an activity for imparting resistance to antibiotics that are lethal to Lactobacillus genus bacteria. The polynucleotide of SEQ ID NO: 1 and the polynucleotide encoding the activity conferring resistance to the antibiotic are operably linked to appropriate regulatory sequences.

본 발명의 일 구체예에서, 본 발명의 벡터는 서열번호 2의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터이다. 상기 서열번호 2의 폴리뉴클레오티드는 에리스로마이신 (erythromycin)에 대한 내성 단백질을 코딩한다. 서열번호 1과 2의 폴리뉴클레오티드는 적당한 조절 서열에 작동가능하게 연결되어 있는 것이다. 바람직하게는, 본 발명의 벡터는, 서열번호 3의 뉴클레오티드 서열을 갖는 pCJ100 벡터이다.In one embodiment of the invention, the vector of the present invention is a vector comprising a polynucleotide of SEQ ID NO: 2. The polynucleotide of SEQ ID NO: 2 encodes a resistance protein for erythromycin. The polynucleotides of SEQ ID NOs: 1 and 2 are operably linked to appropriate regulatory sequences. Preferably, the vector of the present invention is a pCJ100 vector having a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3.

본 발명에 있어서, "벡터"란 당업계에 통상적으로 알려진 의미로 사용된다. "벡터"란 일반적으로 세포의 중심 대사의 일부분이 아닌 유전자를 포함하기도 하는 외래 염색체 요소로서, 보통 원형의 이중가닥 DNA이다. 상기 요소는 자가복제서열, 게놈삽입서열, 파지 또는 뉴클레오티드 서열, 선형 또는 원형, 단일 또는 이중 가닥의 DNA 또는 RNA일 수 있다. 일반적으로, 상기 벡터는 적당한 유전자의 전사 및 번역을 지시하는 서열, 선택성 마커, 및 자가복제 또는 염색체 삽입을 허용하는 서열이 포함된다. 적절한 벡터는 전사 개시 조절을 포함하는 유전자의 5′영역 및 전사 종결을 제어하는 DNA 단편의 3′을 포함한다. 상기 "적당한 조절 서열"이란 상기 폴리뉴클레오티드가 전사 및 번역될 수 있도록 조절기능을 하는 서열을 말한다. 상기 조절 서열에는 예를 들면, 리보좀 결합 서열 (RBS), 프로모터 및 터미네이터가 포함된다. 상기 프로모터는 본 발명의 유전자의 전사의 개시를 지시할 수 있는 서열이면, 어느 것이나 될 수 있으나, 예를 들면, CYC1, HIS3, GAL1, GAL10, ADH1, PGK, PHO5, GAPDH, ADC1, TRP1, URA3, LEU2, ENO, TPI (사카로마이세스에서의 발현 에 유용함), lac, trp, λPL, λPR, T7, tac 및 trc (E.coli에서의 발현에 유용함)가 사용될 수 있다. 또한, 상기 터미네이터 영역은 바람직한 숙주세포의 다양한 유전자로부터 유래하는 것일 수 있으며, 또한 선택적으로 필요하지 않을 수도 있다. In the present invention, "vector" is used in the meaning commonly known in the art. A "vector" is a foreign chromosomal element that usually contains genes that are not part of the cell's central metabolism, usually circular double-stranded DNA. The element may be a self-replicating sequence, genome insertion sequence, phage or nucleotide sequence, linear or circular, single or double stranded DNA or RNA. Generally, such vectors include sequences that direct the transcription and translation of appropriate genes, selectable markers, and sequences that allow self-replicating or chromosomal insertion. Suitable vectors include the 5 'region of the gene containing transcription initiation regulation and the 3' of the DNA fragment that controls transcription termination. The "suitable regulatory sequence" refers to a sequence that functions to control the transcription and translation of the polynucleotide. Such regulatory sequences include, for example, ribosomal binding sequences (RBS), promoters and terminators. The promoter may be any sequence as long as it can direct the initiation of transcription of the gene of the present invention. For example, CYC1, HIS3, GAL1, GAL10, ADH1, PGK, PHO5, GAPDH, ADC1, TRP1, URA3 , LEU2, ENO, TPI (useful for expression in Saccharomyces), lac, trp, λP L , λP R , T7, tac and trc (useful for expression in E. coli ) can be used. In addition, the terminator region may be derived from various genes of a preferred host cell, and may also be optionally not required.

본 발명은 또한, 본 발명의 벡터를 포함하는 숙주 세포를 제공한다. 상기 숙주 세포는 예를 들면, 에세리키아 속 미생물, 및 락토바실러스 속 미생물이 포함된다. 바람직하게는, 상기 숙주 세포는 대장균 또는 락토바실러스 파라카제이 (Lactobacillus paracasei)이다.The invention also provides host cells comprising the vectors of the invention. Such host cells include, for example, genus Escherichia and microorganisms of the genus Lactobacillus. Preferably, the host cell is Escherichia coli or Lactobacillus paracasei .

본 발명의 벡터는 락토바실러스 유래 16S rDNA를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하고 있어, 락토바실러스 속 미생물에 도입되는 경우, 그 염색체 중에 삽입되는 특성을 갖는다. 따라서, 본 발명의 벡터는 벡터 그 자체 또는 그에 포함되어 있는 외래 유전자를 락토바실러스 속 미생물의 염색체에 안정하게 삽입하는데 유용하게 사용될 수 있다.The vector of the present invention contains a polynucleotide encoding Lactobacillus-derived 16S rDNA and, when introduced into a microorganism of the genus Lactobacillus, has the property of being inserted into the chromosome. Therefore, the vector of the present invention can be usefully used for stably inserting the vector itself or foreign genes contained therein into the chromosomes of Lactobacillus microorganisms.

따라서, 본 발명은 본 발명의 벡터를 락토바실러스 속 미생물에 도입하는 단계를 포함하는, 외래 폴리뉴클레오티드를 락토바실러스 속 미생물의 염색체에 삽입하는 방법을 제공한다. Accordingly, the present invention provides a method for inserting a foreign polynucleotide into a chromosome of a Lactobacillus microorganism, comprising introducing a vector of the present invention into a Lactobacillus microorganism.

본 발명의 벡터를 락토바실러스 속 미생물에 도입하는 방법은 당업계에 알려진 임의의 벡터 도입 방법이 사용될 수 있다. 예를 들며, 전기천공 (electroporation) 및 입자 충돌법 (particle bombardment) 등이 사용될 수 있으 나, 이들 예에 한정되는 것은 아니다. 상기 미생물은 락토바실러스 속 미생물이면 어느 것이나 포함되나, 바람직하게는 락토바실러스 파라카제이 (Lactobacillus paracasei)이다.As a method for introducing a vector of the present invention into the genus Lactobacillus microorganism, any vector introduction method known in the art may be used. For example, electroporation and particle bombardment may be used, but is not limited to these examples. The microorganism may include any of the microorganisms of the genus Lactobacillus, but is preferably Lactobacillus paracasei .

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, these examples are for illustrative purposes only and the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예Example

실시예1: 16S rDNA와 Example 1 16S rDNA ermerm RR 유전자 클로닝 Gene cloning

본 실시예에서는 미국 국립생물정보센터 (NCBI) (www.ncbi.nlm.nih.gov)에서 뉴클레오티드 검색을 통하여 락토바실러스 파라카제이 16S rRNA 유전자 (이하 16S rDNA라고도 함) 서열이 락토바실러스 속하는 모든 종에 대하여 약 99%의 상동성을 가지고 있는 것을 확인하다. 이로부터 16S rRNA 유전자 서열을 포함하는 벡터를 제조하는 경우, 외래 폴리뉴클레오티드를 넓은 범위의 락토바실러스 속 미생물에 용이하게 삽입할 수 있을 것으로 추측하고, 그로부터 서열번호 4 및 5의 뉴클레오티드 서열을 갖는 올리고뉴클레오티드 프라이머를 제작하였다. In this example, the Lactobacillus paracasei 16S rRNA gene (hereinafter, also referred to as 16S rDNA) sequence of all species belonging to Lactobacillus by nucleotide search from the National Institute of Biological Information (NCBI) ( www.ncbi.nlm.nih.gov ) We confirm that we have about 99% homology to. From this, when preparing a vector comprising the 16S rRNA gene sequence, it is assumed that foreign polynucleotides can be easily inserted into a wide range of Lactobacillus microorganisms, and from there, oligonucleotides having the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 4 and 5 Primer was prepared.

다음으로, 락토바실러스 파라카세이 (Lactobacillus paracasei) 균주로부터 게놈 DNA를 추출하고, 이를 주형으로 하고 서열번호 4 및 5의 뉴클레오티드 서열을 갖는 올리고뉴클레오티드를 프라이머로 사용한 PCR을 수행하여 16S rDNA (약 829 bp)를 증폭하였다. Next, genomic DNA was extracted from the Lactobacillus paracasei strain, which was subjected to PCR using an oligonucleotide having a nucleotide sequence of SEQ ID NOs: 4 and 5 as a template, as a primer, and 16S rDNA (about 829 bp). Was amplified.

또한, 에리스로마이신 내성 유전자 (erythromycin resistant gene, ermR)를 포함하고 있는 스트렙토코커스 피오제네스 (Streptococcus pyogenes)의 게놈 DNA를 주형으로 하여 서열번호 6 및 7의 뉴클레오티드 서열을 갖는 올리고뉴클레오티드를 프라이머로 사용한 PCR을 수행하여 에리스로마이신 내성 유전자 (erythromycin resistant gene, ermR) (약 1362 bp)를 증폭하였다. 서열번호 6와 7의 뉴클레오티드 서열을 갖는 상기 프라이머에는 제한효소 HindIII의 인지 부위를 포함하고 있다.In addition, PCR using a oligonucleotide having the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 6 and 7 as a template using genomic DNA of Streptococcus pyogenes containing an erythromycin resistant gene (erm R ) as a template performed by the erythromycin resistance gene was amplified (erythromycin resistant gene, erm R) ( approximately 1362 bp). The primers having the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 6 and 7 contain the recognition site of restriction enzyme Hind III.

증폭된 16S rDNA와 erm R 유전자 각각을 TOPO TA Cloning 키트 (Invitrogen 사, 미국)을 이용하여 pCR2.1-TOPO 벡터에 클로닝하여, pCR2.1-TOPO-16S rDNA와 pCR2.1-TOPO-erm R 를 제조하였다.Amplified 16S rDNA and erm R By cloning the gene in each of pCR2.1-TOPO vector using the TOPO TA Cloning Kit (Invitrogen, USA), was prepared in the pCR2.1-TOPO-16S rDNA and the pCR2.1-TOPO- R erm.

실시예2Example 2 :: 신규한 락토바실러스 염색체 삽입용 (integration) 벡터 제조Preparation of new Lactobacillus chromosome integration vectors

pCR2.1 벡터를 제한 효소 DraI으로 처리하여 자가 라이게이션시켜 amp R 유전자를 벡터로부터 제거하였다. 실시예 1에서 얻어진 16S rDNA 증폭 산물이 클로닝된 pCR2.1-TOPO-16S rDNA 벡터를 EcoRI으로 처리하여 16S rDNA 유전자를 잘라내고, 이를 분리 정제하였다. 또한, amp R 가 제거된 pCR2.1 벡터를 EcoRI으로 처리한 다음, 30㎕의 부피로 CIP (calf intestinal phosphatase) 처리를 하였다.The pCR2.1 vector was autoligated by treatment with the restriction enzyme Dra I to remove the amp R gene from the vector. The 16S rDNA amplification product obtained in Example 1 was cloned into a pCR2.1-TOPO-16S rDNA vector treated with EcoR I to cut out the 16S rDNA gene and purified. In addition, pCR2.1 vector, in which amp R was removed, was treated with EcoR I and then treated with CIP (calf intestinal phosphatase) at a volume of 30 μl.

위에서 준비된 16S rDNA 유전자 100 ng 및 pCR2.1(△amp R ) 10ng에 T4 DNA 리가제 1㎕, 리가제 버퍼 1㎕를 넣고 총 부피 10㎕가 되도록 조정한 다음, 16℃에서 6 시간 동안 반응시켰다. 반응이 끝난 후 대장균 DH5α에 형질전환시켜 16S rDNA 유전자를 포함하는 pCR2.1(△amp R )-16S rDNA 을 분리정제하였다.Into 100 ng of 16S rDNA gene prepared above and 10 ng of pCR2.1 (Δamp R ) , 1 μl of T4 DNA ligase and 1 μl of ligase buffer were added and adjusted to a total volume of 10 μl. . After the reaction, E. coli DH5α was transformed to isolate and purify pCR2.1 ( Δamp R ) -16S rDNA containing the 16S rDNA gene.

실시예 1에서 얻어진 erm R 증폭 산물이 클로닝된 pCR2.1-TOPO-erm R 를 벡터를 HindIII으로 처리하여 erm R 유전자를 잘라내고, 이를 분리 정제하였다. 또한, 16S rDNA 유전자를 포함하는 pCR2.1(△amp R )-16S rDNA 벡터를 HindIII으로 처리한 다음, 30㎕의 부피로 CIP (calf intestinal phosphatase) 처리를 하였다.PCR2.1-TOPO- erm R cloned with the erm R amplification product obtained in Example 1 was treated with the vector Hind III to cut out the erm R gene, and was isolated and purified. In addition, pCR2.1 ( Δamp R ) -16S rDNA vector containing the 16S rDNA gene was treated with Hind III, and then treated with CIP (calf intestinal phosphatase) at a volume of 30 μl.

상기한 바와 같이, HindIII 및 CIP 처리된 erm R 유전자 100ng 및 pCR2.1(△amp R )-16S rDNA 10ng에 T4 DNA 리가제 1㎕, 리가제 버퍼 1㎕를 넣고 총 부피 10㎕가 되도록 조정한 다음, 16℃에서 6시간 동안 반응시켰다. 반응이 끝난 후 대장균 DH5α에 형질전환시켜 erm R 유전자를 포함하는 pCR2.1(△amp R )-16S rDNA-erm R 을 분리정제하였다. As described above, 1 μl of T4 DNA ligase and 1 μl of ligase buffer were added to 100 ng of the Hind III and CIP treated erm R gene and 10 ng of pCR2.1 ( Δamp R ) -16S rDNA and adjusted to a total volume of 10 μl. Then, the reaction was carried out at 16 ° C. for 6 hours. After the reaction, E. coli DH5α was transformed to isolate and purify pCR2.1 ( Δamp R ) -16S rDNA- erm R containing the erm R gene.

도 1은 본 실시예에서 제작된 pCR2.1(△amp R )-16S rDNA-erm R 의 제한 효소 지도를 나타내는 도면이다. 상기 벡터는 약 5405 bp의 크기를 갖는 것으로, 에리스로 마이신 저항성 유전자 및 16S rDNA 뿐만 아니라, 카나마이신 저항성 유전자를 가지고 있어 이들을 이용하여 형질전환된 숙주세포를 선발할 수 있다. 1 is a diagram showing a restriction map of pCR2.1 ( Δamp R ) -16S rDNA- erm R prepared in the present example. The vector has a size of about 5405 bp, and has a erythromycin resistance gene and 16S rDNA, as well as a kanamycin resistance gene, which can be used to select a transformed host cell.

본 실시예에서 제작된 pCR2.1(△ampR)-16S rDNA-ermR (이하 pCJ100 벡터라고도 함)을 외래 폴리뉴클레오티드를 락토바실러스 염색체에 삽입시키기 위한 벡터로서 사용하였다. PCR2.1 (Δamp R ) -16S rDNAerm R (hereinafter also referred to as pCJ100 vector) prepared in this example was used as a vector for inserting foreign polynucleotides into the Lactobacillus chromosome.

실시예3Example 3 :: pCR2.1pCR2.1 (△amp(△ amp RR )) -16S rDNA--16S rDNA- ermerm R R 로 락토바실러스의 형질전환Transformation into Lactobacillus

락토바실러스 파라카세이 균주를 MRS 배지 (Difco, cat # 288130)(250 mL 플라스크 중의 25 mL 배양물)에 접종하여 37 ℃, 200 rpm 조건으로 12 시간 배양한 뒤 100 mL MRS 배지 (1% 글리신, 250 mL 플라스크)에 OD600=0.25가 되도록 접종한 뒤 OD600=0.6이 될 때까지 배양하였다. 이 후 1500 g, 5 분 조건으로 원심분리 한 뒤 100 mL SM (326 g 자당 및 0.71 g MgCl2 6H2O를 1L로 맞춤, 여과기 멸균됨) 버퍼로 두 번 세척하였다. 이 후 1 mL SM 버퍼에 재현탁한 뒤 100 ㎕씩 분주하였다. Lactobacillus paracasei strain was inoculated in MRS medium (Difco, cat # 288130) (25 mL culture in 250 mL flask) and incubated at 37 ° C., 200 rpm for 12 hours, followed by 100 mL MRS medium (1% glycine, 250 mL flask) was inoculated to OD 600 = 0.25 and incubated until OD 600 = 0.6. Thereafter, centrifugation was performed at 1500 g for 5 minutes, followed by washing twice with 100 mL SM (326 g sucrose and 0.71 g MgCl 2 6H 2 O to 1 L, filter sterilized). After resuspending in 1 mL SM buffer and 100 ㎕ were dispensed.

위와 같이 만들어진 콤페턴트 세포에 실시예2에서 제작된 삽입용 벡터, pCR2.1(amp R )-16S rDNA-erm R 1 μg를 첨가한 뒤 얼음에 보관 중인 2 mm 전기천공 큐벳 (electroporation cuvet)에 넣고 1.5 kV, 25 μF, 800Ω으로 전기천공한 뒤 즉시 MRSSM (MRS + 0.5M 자당 + 0.1M MgCl2) 1mL을 첨가하였다. 이후 46 ℃ 수조에서 6 분 동안 반응시킨 뒤 37 ℃에서 3 시간 배양한 다음 에리스로마이신 5 μg을 포 함하는 MRS 플레이트에 도말하였다. 생성된 콜로니는 에리스로마이신 20 μg을 포함하는 MRS 플레이트에서 다시 한번 확인하였다.The insertion vector for production in Example 2 on the comb peteon bit cell made as above, pCR2.1 (amp R) -16S rDNA- erm R 2 mm electroporation cuvette (electroporation cuvet) being 1 μg were stored on ice after addition of And electroporated to 1.5 kV, 25 μF, 800 Ω and immediately added 1 mL of MRSSM (MRS + 0.5 M sucrose + 0.1 M MgCl 2 ). After reacting for 6 minutes in a 46 ℃ water bath and incubated for 3 hours at 37 ℃ and plated on MRS plate containing 5 μg of erythromycin. The resulting colonies were once again confirmed on MRS plates containing 20 μg of erythromycin.

실시예4Example 4 : : 락토바실러스에서의 벡터 삽입 여부 확인Confirmation of Vector Insertion in Lactobacillus

본 실시예에서는 실시예3에서 얻은 형질전환된 락토바실러스 파라카세이 균주와 형질 전환 이전의 락토바실러스 파라카세이 균주로부터 게놈 DNA를 추출하였다. 상기 각각의 게놈 DNA를 주형으로 하여 서열번호 6 및 7의 뉴클레오티드 서열을 갖는 올리고뉴클레오티드를 프라이머로 사용한 PCR을 수행하여 상기 벡터가 염색체에 삽입되어 있는지 여부를 최종 확인하였다. 즉, 각 PCR 산물을 전기 영동하고, 그로부터 pCJ100 벡터의 크기에 해당하는 밴드가 있는지를 확인함으로써, 상기 벡터가 염색체에 삽입되었는지를 확인하였다. In this example, genomic DNA was extracted from the transformed Lactobacillus paracasei strain obtained in Example 3 and the Lactobacillus paracasei strain before transformation. PCR was carried out using oligonucleotides having the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 6 and 7 as primers as the template of each genomic DNA to finally confirm whether the vector was inserted into the chromosome. That is, each PCR product was subjected to electrophoresis, and from there it was confirmed whether there was a band corresponding to the size of the pCJ100 vector, thereby confirming whether the vector was inserted into the chromosome.

도 2는 pCJ100 벡터로 형질전환된 락토바실러스 파라카세이 균주의 게놈 DNA를 주형으로 하고, 서열번호 6 및 7의 뉴클레오티드 서열을 갖는 올리고뉴클레오티드를 프라이머로 하여 PCR 한 결과를 나타내는 전기영동 사진이다. 도 2에서, 레인1: 락토바실러스 파라카세이의 게놈 DNA, 레인 2-6: 형질전환되어 에리스로마이신에 내성을 보이는 락토바실러스 파라카세이의 게놈 DNA, 레인 7: pCJ100 벡터를 각각 주형으로 하여 PCR 한 결과를 나타낸다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 레인 4의 균주가 pCJ100 벡터를 염색체에 삽입된 상태로 보유하고 있음을 알 수 있었다. Figure 2 is an electrophoresis picture showing the results of PCR using genomic DNA of the Lactobacillus paracasei strain transformed with the pCJ100 vector as a template, oligonucleotides having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 and 7 as a primer. In Figure 2, lane 1: genomic DNA of Lactobacillus paracasei, lanes 2-6: genomic DNA of Lactobacillus paracasei, transformed to show resistance to erythromycin, lane 7: PCR results of pCJ100 vector as a template Indicates. As shown in Figure 2, it can be seen that the strain of lane 4 retains the pCJ100 vector inserted into the chromosome.

이상과 같은 본 발명이 실시예의 결과부터, 락토바실러스 파라카제이의 16s rDNA를 포함하는 벡터를 이용함으로써, 벡터 자체 또는 외래 폴리뉴클레오티드를 락토바실러스 속 미생물의 염색체 내에 용이하게 삽입할 수 있음을 확인하였다. From the results of the present invention as described above, it was confirmed that by using a vector containing 16s rDNA of Lactobacillus paracasei, the vector itself or foreign polynucleotides can be easily inserted into the chromosome of the microorganism of the genus Lactobacillus. .

본 발명의 벡터에 의하면, 미생물 특히 락토바실러스 속 미생물의 염색체에 외래 폴리뉴클레오티드 또는 유전자를 효율적으로 삽입시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 벡터는 외래 폴리뉴클레오티드 또는 유전자를 락토바실러스 속 미생물에서 발현시키고자 하는 경우 운반체로서 유용하다.According to the vector of the present invention, foreign polynucleotides or genes can be efficiently inserted into chromosomes of microorganisms, in particular, Lactobacillus microorganisms. Therefore, the vector of the present invention is useful as a carrier when the foreign polynucleotide or gene is to be expressed in a microorganism of the genus Lactobacillus.

본 발명의 숙주세포에 의하면, 본 발명의 벡터에 의하여 운반된 외래 폴리뉴클레오티드 또는 유전자를 안정하게 발현시킬 수 있다. According to the host cell of the present invention, foreign polynucleotides or genes carried by the vector of the present invention can be stably expressed.

본 발명의 외래 폴리뉴클레오티드를 락토바실러스 속 미생물의 염색체에 삽입하는 방법에 의하면, 효율적으로 상기 염색체 내에 외래 폴리뉴클레오티드를 삽입할 수 있다. According to the method of inserting the foreign polynucleotide of the present invention into the chromosome of the Lactobacillus microorganism, the foreign polynucleotide can be efficiently inserted into the chromosome.

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Claims (8)

자기복제서열, 리보좀 결합 서열, 및 프로모터로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 조절 서열에 작동가능하게 연결된 서열번호 1의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 락토바실러스 속 미생물용 재조합 벡터.A recombinant vector for the genus Lactobacillus comprising a polynucleotide of SEQ ID NO: 1 operably linked to one or more regulatory sequences selected from the group consisting of a self-replicating sequence, a ribosomal binding sequence, and a promoter. 제1항에 있어서, 상기 재조합 벡터는 자기복제서열, 리보좀 결합 서열, 및 프로모터로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 조절 서열에 작동가능하게 결합된 서열번호 2의 폴리뉴클레오티드를 더 포함하는 것인 재조합 벡터.The recombinant vector of claim 1, wherein the recombinant vector further comprises a polynucleotide of SEQ ID NO: 2 operably linked to one or more regulatory sequences selected from the group consisting of a self-replicating sequence, a ribosomal binding sequence, and a promoter. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 재조합 벡터는 서열번호 3의 뉴클레오티드 서열을 갖는 pCJ100 벡터인 것인 재조합 벡터.The recombinant vector of claim 1, wherein the recombinant vector is a pCJ100 vector having a nucleotide sequence of SEQ ID NO. 제1항, 제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 따른 재조합 벡터를 포함하는 숙주 세포.A host cell comprising the recombinant vector according to any one of claims 1, 2 or 4. 제5항에 있어서, 상기 숙주세포는 대장균 또는 락토바실러스 파라카제이 (Lactobacillus paracasei)인 숙주 세포.The host cell of claim 5, wherein the host cell is Escherichia coli or Lactobacillus paracasei . 외래 폴리뉴클레오티드를 포함하는 제1항, 제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 따른 재조합 벡터를 락토바실러스 속 미생물에 도입하는 단계를 포함하는, 외래 폴리뉴클레오티드를 락토바실러스 속 미생물의 염색체에 삽입시키는 방법.Inserting a foreign vector into the chromosome of the genus Lactobacillus, comprising introducing a recombinant vector according to any one of claims 1, 2 or 4 comprising the foreign polynucleotide into a genus Lactobacillus microorganism. How to let. 제7항에 있어서, 상기 미생물은 락토바실러스 파라카제이 (Lactobacillus paracasei)인 방법.The method of claim 7, wherein the microorganism is Lactobacillus paracasei .
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