KR101268776B1 - Host Strains for the Expression of Heterologous genes and the Method - Google Patents

Host Strains for the Expression of Heterologous genes and the Method Download PDF

Info

Publication number
KR101268776B1
KR101268776B1 KR1020110110562A KR20110110562A KR101268776B1 KR 101268776 B1 KR101268776 B1 KR 101268776B1 KR 1020110110562 A KR1020110110562 A KR 1020110110562A KR 20110110562 A KR20110110562 A KR 20110110562A KR 101268776 B1 KR101268776 B1 KR 101268776B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
asp
coli
sigma factor
heterologous
lys
Prior art date
Application number
KR1020110110562A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130046158A (en
Inventor
김정현
김미정
Original Assignee
인제대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인제대학교 산학협력단 filed Critical 인제대학교 산학협력단
Priority to KR1020110110562A priority Critical patent/KR101268776B1/en
Publication of KR20130046158A publication Critical patent/KR20130046158A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101268776B1 publication Critical patent/KR101268776B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli

Landscapes

  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 이종 유전자를 발현시키는 숙주 미생물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 이종 미생물의 유전자 발현방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 (ㄱ) 이종 미생물의 시그마 인자; 및 (ㄴ) 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소 (core RNA polymerase)와의 친화력을 감소시킨 숙주 미생물의 시그마 인자;를 포함하는 숙주 미생물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 이종 미생물의 유전자 발현방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 이종 미생물 유전자의 발현시 이종 미생물의 시그마 인자는 온도 등 숙주 미생물의 배양조건의 변화에 의해 분해가 일어나지 않아 숙주 미생물 내에서 고함량으로 존재할 수 있고, 이에 의해 이종 미생물 유전자의 발현량이 높아진다는 장점이 있다.
The present invention relates to a host microorganism expressing a heterologous gene, a method for producing the same, and a method for expressing a gene of a heterologous microorganism using the same, and more specifically, (a) a sigma factor of a heterologous microorganism; And (b) a sigma factor of the host microorganism having reduced affinity with the core RNA polymerase of the host microorganism. The present invention relates to a host microorganism, a method for preparing the same, and a method for gene expression of a heterologous microorganism using the same.
Sigma factor of the heterologous microorganism when the heterologous microorganism gene expression according to the present invention does not occur due to changes in the culture conditions of the host microorganism such as temperature can be present in a high content in the host microorganism, whereby the expression amount of the heterologous microorganism gene It has the advantage of being high.

Description

이종 유전자를 발현시키는 숙주 미생물 및 이의 제조방법 {Host Strains for the Expression of Heterologous genes and the Method}Host microorganisms expressing heterologous genes and methods for preparing the same {Host Strains for the Expression of Heterologous genes and the Method}

본 발명은 이종 유전자를 발현시키는 숙주 미생물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 이종 미생물의 유전자 발현방법에 관한 것이다. The present invention relates to a host microorganism expressing a heterologous gene, a method for preparing the same, and a gene expression method of a heterologous microorganism using the same.

지금까지의 대장균에서 이종 발현 (heterologous expression)이란, 대장균에서 작동되는 프로모터 (tac, T7 phi10 , lacZ promoter)를 이용하여 다른 생물체의 유전자를 발현하는 것을 의미한다. 이러한 발현시스템에서, 이종 유전자의 발현은 발현벡터에 존재하는 프로모터에 의존한다. 강력한 프로모터 (tac, T7 phi10)를 사용하면, 이종 유전자의 과발현을 유도할 수 있어, 단백질 생산 및 정제 등에 유용하게 사용할 수 있다. 하지만 메타게놈학의 발전과 더불어 그 필요성이 점점 증가하는, 활성 (activity)을 바탕으로 유전자 탐색 (screening)의 경우, 기존의 발현시스템은 효율적이지 않다. 왜냐하면, 어떤 유전자가 활성을 나타내려면, 그 유전자가 발현되어야하는데, 이종 유전자가 대장균에서 발현될 가능성은 2 가지 경우에 의존한다. (1) 그 유전자가 우연히 벡터에 있는 프로모터와 같은 방향으로 클로닝 (cloning) 될 경우, 또는 (2) 이종 유전자가 클로닝될 때 그 유전자의 프로모터도 같이 클로닝되고 이 프로모터가 대장균 RNA 폴리머라아제 (RNA polymerase)에 의해 인식될 경우이다.Heterologous expression in E. coli so far refers to the expression of genes of other organisms using a promoter (tac, T7 phi 10, lacZ promoter) operated in E. coli. In this expression system, the expression of the heterologous gene depends on the promoter present in the expression vector. The use of a powerful promoter (tac, T7 phi10) can induce overexpression of heterologous genes, making it useful for protein production and purification. But for gene screening based on activity, which is increasingly necessary with the development of metagenomics, existing expression systems are not efficient. Because for a gene to be active, that gene must be expressed, and the likelihood of a heterologous gene being expressed in E. coli depends on two cases. (1) when the gene is accidentally cloned in the same direction as the promoter in the vector, or (2) when the heterologous gene is cloned, the promoter of the gene is also cloned and the promoter is cloned in E. coli RNA polymerase (RNA). if it is recognized by a polymerase.

(1)의 경우, 메타게놈 라이브러리 (metagenome library)와 같이 거대 분자의 DNA를 클로닝하는 연구에서는 문제가 더욱 심각해진다. 이와 같은 문제를 개선하기 위해, L등은 벡터 클로닝 위치 (cloning site)의 양쪽에 강력한 T7 프로모터를 삽입함으로써, 외래유전자 발현을 시도하였다. 이러한 시도로 외부 유전자 발현 확률은 2배 증가하지만, 극성 (polarity) 문제를 근본적으로 해결한 것은 아니다. 즉, 발현 대상 유전자가 T7 프로모터로부터 멀리 떨어질수록 발현 확률이 급격히 떨어지게 된다. 보다 정교한 시도로써, Leggewie 등은 Tn을 이용하여 대장균 프로모터를 메타게놈의 내부로 공급하여 유전자의 발현을 시도하였다. 이 경우, 발현 대상 유전자의 위치는 클로닝 위치 (cloning site)와의 거리와 무관하게 되지만, 역시 대상 유전자의 발현은 Tn이 그 유전자의 상부 (upstream)에 삽입될 확률에 의존하게 되며, 따라서 역시 적중률이 낮아질 수밖에 없다.In case of (1), the problem becomes more serious in the study of cloning DNA of macromolecules, such as the metagenome library. To remedy this problem, L et al. Attempted to express foreign genes by inserting a potent T7 promoter on both sides of the vector cloning site. This approach doubled the probability of expression of external genes but did not fundamentally solve the polarity problem. In other words, as the gene to be expressed is farther away from the T7 promoter, the expression probability rapidly decreases. In a more elaborate attempt, Leggewie et al. Attempted to express genes by feeding E. coli promoters into the metagenome using Tn. In this case, the position of the gene to be expressed will be independent of the distance from the cloning site, but also the expression of the gene will depend on the probability that Tn will be inserted upstream of the gene, so hit rate is It must be lowered.

(2)의 경우, 크기가 큰 DNA를 클로닝하면, 유전자의 코딩 서열 (coding sequence) 뿐 아니라 프로모터도 같이 클로닝될 가능성이 높다. 하지만 대장균에서 이종 유전자의 프로모터가 대장균 RNA 폴리머라아제에 의해 인식될 확률은 그다지 높지 않다. 32종의 미생물 게놈 염기서열로부터 프로모터들의 구조를 분석한 결과, 대장균이 포함되는 프로테오박테리아 (Proteobacteria)의 경우에도, 게놈 상의 유전자들 중 50% 이상이 대장균 주 시그마인자 (major sigma factor)에 의해 인식되지 않을 것으로 예측되었으며, 특히 물질 다양성의 보고이며, 유용물질 탐색의 주요 대상인 방선균 (streptomyces)이 속하는 높은 G+C 그람양성균 (high G+C gram positive bacteria)의 경우는 약 95%의 유전자가 대장균에서 발현되지 않을 것으로 예측될 정도로 이종 유전자 전사 (transcription) 효율은 매우 낮을 것으로 보고되었다. Martinez 등은 이종 유전자 발현문제를 극복하기 위해, 대체 숙주로써 Streptomyces lividans , Pseudomonas putida를 이용하였다. 하지만 대체 숙주를 이용하는 경우, 대장균에서 제조된 메타게놈 라이브러리를 대체 숙주로 옮기는 과정이 요구될 뿐 아니라 대체 숙주를 이용할지라도, 그 숙주 자체의 이종유전자 발현 장벽이 존재하여, 대장균과 비교하여 스크리닝 숙주 (screening host)로써 S. lividans, P. putida가 더 우수하다는 결론에 도달하지 못했다.
In case of (2), cloning a large sized DNA is likely to clone not only the coding sequence of the gene, but also the promoter. However, in E. coli, the probability of a heterologous gene promoter being recognized by E. coli RNA polymerase is not very high. As a result of analyzing the structure of promoters from 32 microbial genomic sequences, even in the case of Proteobacteria including E. coli, more than 50% of the genes in the genome are determined by the major sigma factor. About 95% of the genes in high G + C gram positive bacteria belong to streptomyces, which are predicted to be unrecognized, especially reports of substance diversity, and which are the main targets for the discovery of useful substances. It has been reported that the efficiency of heterologous gene transcription is so low that it is not expected to be expressed in E. coli. Martinez et al., Streptomyces lividans , Pseudomonas as alternative hosts to overcome heterologous gene expression problems. putida was used. However, when using an alternative host, not only the process of transferring the metagenome library prepared in E. coli to the alternative host is required, but even when using the alternative host, there is a barrier for expression of the heterologous gene of the host itself. As a screening host, S. lividans and P. putida were not concluded to be better.

본 발명은 이종 미생물의 시그마 인자 및 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소 (core RNA polymerase)와의 친화력을 감소시킨 숙주 미생물의 시그마 인자를 포함하는 숙주 미생물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 이종 미생물의 유전자 발현방법을 제공하고자 한다. The present invention provides a host microorganism comprising a sigma factor of a heterologous microorganism and a host microorganism that has reduced affinity with a core RNA polymerase of the host microorganism, a preparation method thereof and a gene expression method of a heterologous microorganism using the same. To provide.

본 발명은 (ㄱ) 이종 미생물의 시그마 인자; 및 (ㄴ) 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소 (core RNA polymerase)와의 친화력을 감소시킨 숙주 미생물의 시그마 인자를 포함하는 이종 유전자를 발현시키는 숙주 미생물을 제공한다.The present invention (a) sigma factor of heterologous microorganisms; And (b) a host microorganism expressing a heterologous gene comprising a sigma factor of the host microorganism having reduced affinity with the core RNA polymerase of the host microorganism.

상기 이종 미생물은 악티노박테리아 (Actinobacteria), 슈도모나스 (Pseudomonas) 및 엔테로박테리아 (enterobacteria)로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The heterologous microorganism may be selected from the group consisting of Actinobacteria, Pseudomonas, and enterobacteria.

상기 이종 미생물의 시그마 인자는 rpoD, sigA, hrdB, hrdA, hrdC, hrdD, sigE, sigB, sigF, sigR, sigG, sigH, sigQ, sigB/J, sigK, sigK 및 sigI로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.The sigma factor of the heterologous microorganism is one or more selected from the group consisting of rpoD, sigA, hrdB, hrdA, hrdC, hrdD, sigE, sigB, sigF, sigR, sigG, sigH, sigQ, sigB / J, sigK, sigK and sigI have.

상기 숙주 미생물은 대장균 (Escherichia coli), 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis), 슈도모나스 퓨티다 (Pseudomonas putida), 스트렙토마이세스 코엘리컬러 (Streptomyces coelicolor), 스트렙토마이세스 리비단 (Streptomyces lividans), 및 스트렙토마이세스 오리어스 (Streptomyces aureus)로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The host microorganisms include Escherichia coli, Bacillus subtilis, Pseudomonas putida, Streptomyces coelicolor, Streptomyces lividans, and Streptomyces lividans. It may be selected from the group consisting of Myces Orius (Streptomyces aureus).

상기 숙주 미생물의 시그마 인자는 5'말단에 3xFLAG (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys) 서열이 융합되어 있을 수 있다.Sigma factor of the host microorganism is 3xFLAG (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp at the 5 'end). -Asp-Asp-Lys) sequence may be fused.

상기 숙주 미생물은 Lon 단백질분해효소, ClpP 단백질분해효소, 및 Omptin 단백질분해효소로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이 제거될 수 있다.The host microorganism may be removed at least one selected from the group consisting of Lon protease, ClpP protease, and Omptin protease.

상기 숙주 미생물은 (ㄱ) hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF 및 sigH로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 방선균의 시그마 인자; 및 (ㄴ) 5'말단에 3xFLAG서열을 융합시킴으로, 대장균의 코어 RNA 중합효소와의 친화력을 감소시킨 대장균의 시그마 인자인 rpoD;를 포함하며, (ㄷ) Lon 단백질분해효소, ClpP 단백질분해효소, 및 Omptin 단백질분해효소로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이 제거된 대장균일 수 있다.
The host microorganism may comprise (a) one or more sigma factors of actinomycetes selected from the group consisting of hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF and sigH; And (b) rpoD, which is a sigma factor of E. coli that reduces the affinity with the core RNA polymerase of E. coli by fusing 3xFLAG sequences at the 5 'end, (c) Lon protease, ClpP protease, And it may be E. coli removed one or more selected from the group consisting of Omptin protease.

본 발명은 (ㄱ) 이종 미생물의 시그마 인자를 함유한 재조합 벡터를 제조하는 단계; (ㄴ) 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소와의 친화력을 감소시킨 숙주 미생물의 시그마 인자를 함유한 재조합 벡터를 제조하는 단계; 및 (ㄷ) 상기 제 (ㄱ)단계의 벡터 및 (ㄴ)단계의 벡터로 숙주 미생물을 형질전환시키는 단계;를 포함하는 이종 유전자를 발현시키는 숙주 미생물의 제조방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of (a) preparing a recombinant vector containing a sigma factor of heterologous microorganisms; (B) preparing a recombinant vector containing a sigma factor of the host microorganism that has reduced affinity of the host microorganism with the core RNA polymerase; And (c) transforming the host microorganism with the vector of step (a) and the vector of step (b).

상기 숙주 미생물의 제조방법에는, (ㄱ) hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF, 및 sigH로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 방선균 시그마 인자를 함유한 재조합 벡터를 제조하는 단계; (ㄴ) 대장균의 코어 RNA 중합효소와의 친화력을 감소시킨, 5'말단에 3xFLAG (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys) 서열이 융합된 대장균의 시그마 인자인 rpoD를 함유하는 재조합 벡터를 제조하는 단계; 및 (ㄷ) Lon 단백질분해효소, ClpP 단백질분해효소, 및 Omptin 단백질분해효소로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이 제거된 대장균을 상기 제 (ㄱ)단계의 벡터 및 (ㄴ)단계의 벡터로 형질전환시키는 단계;이 포함될 수 있다.
The method for preparing a host microorganism includes: (a) preparing a recombinant vector containing at least one actinomycete sigma factor selected from the group consisting of hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF, and sigH; (B) 3xFLAG (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-) at the 5 'end, which reduced E. coli affinity with the core RNA polymerase. Preparing a recombinant vector containing rpoD, a sigma factor of E. coli fused with the Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys) sequence; And (c) transforming Escherichia coli from which at least one selected from the group consisting of Lon protease, ClpP protease, and Omptin protease is transformed with the vector of step (a) and the vector of step (b). Step; may be included.

본 발명은 (ㄱ) 이종 미생물의 시그마 인자를 함유한 재조합 벡터를 제조하는 단계; (ㄴ) 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소와의 친화력을 감소시킨, 숙주 미생물의 시그마 인자를 함유한 재조합 벡터를 제조하는 단계; 및 (ㄷ) 상기 제 (ㄱ)단계의 벡터 및 (ㄴ)단계의 벡터로 숙주 미생물을 형질전환시키는 단계; (ㄹ) 상기 이종 시그마 인자의 발현을 유도하는 단계; 및 (ㅁ) 상기 이종 미생물의 시그마 인자와 상기 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소가 결합하여 형성된 RNA 중합효소에 의해 이종 미생물의 유전자가 전사되는 단계;를 포함하는 이종 미생물의 유전자 발현방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of (a) preparing a recombinant vector containing a sigma factor of heterologous microorganisms; (B) preparing a recombinant vector containing the sigma factor of the host microorganism, wherein the host microorganism has reduced affinity with the core RNA polymerase; And (c) transforming the host microorganism with the vector of step (a) and the vector of step (b); (D) inducing expression of said heterologous sigma factor; And (ㅁ) transferring the gene of the heterologous microorganism by the RNA polymerase formed by combining the sigma factor of the heterologous microorganism and the core RNA polymerase of the host microorganism.

본 발명의 이종 유전자를 발현방법을 이용하면, 발현 대상 유전자는 클로닝 위치 (cloning site)와의 상대적인 위치와 무관하게 발현될 수 있으며, 여러 유전자들을 동시에 발현시킬 수 있다는 장점이 있다. By using the method for expressing a heterologous gene of the present invention, the gene to be expressed can be expressed regardless of a relative position with a cloning site, and there is an advantage that several genes can be expressed at the same time.

도 1은 pKO3-rpoDF의 물리적 지도를 나타낸 것이다.
도 2는 rpoD-F10과 Bsa-rpoD-R 프라이머를 이용하여 대장균 W3110-18 (lane1)과 wild type (lane2)의 염색체를 전기영동한 사진이며, lane3 (W3110-18),lane4 (W3110-19), lane5 (wild type W3110)는 워스턴 블롯팅을 수행하여 rpoD-FLAG 단백질이 생성여부를 확인한 것이다.
도 3은 방선균 시그마 인자 (sigma factor)의 대장균에서 발현여부를 확인하기 위하여 워스턴 블롯팅한 사진이다.
도 4는 야생형 W3110에서 hrdB에 의한 actII-orf4 프로모터의 발현을 확인한 것으로, open symbol은 세포성장 (cell growth), closed symbol은 LacZ 활성을 나타내고, 원은 아라비노오스 (arabinose)를 첨가하지 않은 조건, 세모는 hrdB의 발현을 induction하는 아라비노오스를 첨가한 조건, 화살표는 아라비노오스를 첨가한 시간을 나타낸 것이다.
도 5는 W3110-18에서 hrdB에 의한 actII-orf4 프로모터의 발현을 확인한 것이다 (symbol은 도4와 동일함).
도 6은 방선균 시그마 인자 (sigma factor)에 의한 방선균의 유전자 발현을 나타낸 것이다.
도 7은 대장균 RNA 중합효소 (RNA polymerase)를 정제한 것으로. lane 1은 W3110-18'의 조추출물 (crude extract)을, lane 2는 정제 후의 샘플을 나타낸 것이다.
도 8은 항-FLAG 항체 (anti-FLAG antibody)를 이용한, 정제한 RNA 중합효소 (RNA polymerase)를 워스턴 블롯을 수행하여 방선균의 시그마 인자를 확인한 것이다 (검은 화살표는 대장균 rpoD를, 붉은 화살표는 방선균 인자들을 나타냄).
1 shows a physical map of pKO3-rpoDF.
Figure 2 is an electrophoresis of chromosomes of E. coli W3110-18 (lane1) and wild type (lane2) using rpoD-F10 and Bsa-rpoD-R primers, lane3 (W3110-18), lane4 (W3110-19) ), lane5 (wild type W3110) was performed by Worston blotting to determine whether rpoD-FLAG protein was produced.
Figure 3 is a photograph of the Worston blotting to confirm whether the expression in the actinomycete sigma factor (sigma factor) E. coli.
Figure 4 confirms the expression of the actII-orf4 promoter by hrdB in wild-type W3110, open symbol cell growth (cell growth), closed symbol represents LacZ activity, the source is not added arabinos (arabinose) conditions , The triangle shows the condition of adding arabinose to induce the expression of hrdB, and the arrow shows the time of adding arabinose.
Figure 5 confirms the expression of the actII-orf4 promoter by hrdB in W3110-18 (symbol is the same as Figure 4).
Figure 6 shows the gene expression of actinomycetes by actinomycetes sigma factor.
Figure 7 shows the purified E. coli RNA polymerase (RNA polymerase). Lane 1 represents a crude extract of W3110-18 'and lane 2 represents a sample after purification.
FIG. 8 shows a sigma factor of actinomycetes by performing a Worston blot using purified RNA polymerase using an anti-FLAG antibody (black arrow indicates E. coli rpoD and red arrow indicates Actinomycetes factors).

본 발명은 이종 미생물의 시그마 인자 및 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소 (core RNA polymerase)와의 친화력을 감소시킨 숙주 미생물의 시그마 인자를 포함하는 숙주 미생물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 이종 미생물의 유전자 발현방법을 제공하고자 한다.
The present invention provides a host microorganism comprising a sigma factor of a heterologous microorganism and a host microorganism that has reduced affinity with a core RNA polymerase of the host microorganism, a preparation method thereof and a gene expression method of a heterologous microorganism using the same. To provide.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

종래부터 대장균과 같은 숙주 미생물 내에서 이종 미생물의 유전자를 발현시키기 위한 노력이 있어 왔으나, 숙주 미생물에서 이종 유전자의 프로모터가 숙주 미생물의 RNA 중합효소에 의해 인식되기 어려워 이종 미생물의 유전자 발현이 이루어지지 못하였다. 이에 본 발명자는 다양한 연구를 지속하던 중 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소 (core RNA polymerase)와 숙주 미생물의 시그마 인자와의 친화력을 약화시키면 상기 문제점이 해결될 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.Conventionally, efforts have been made to express heterologous microorganisms in host microorganisms such as Escherichia coli, but since the promoters of the heterologous genes in the host microorganism are difficult to be recognized by RNA polymerase of the host microorganism, the gene expression of heterologous microorganisms cannot be achieved. It was. Accordingly, the present inventors have found that the above problems can be solved by weakening the affinity between the core RNA polymerase of the host microorganism and the sigma factor of the host microorganism while continuing various studies.

본 발명은 (ㄱ) 이종 미생물의 시그마 인자; 및 (ㄴ) 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소 (core RNA polymerase)와의 친화력을 감소시킨, 숙주 미생물의 시그마 인자;를 포함하는 이종 유전자를 발현시키는 숙주 미생물을 제공한다.The present invention (a) the sigma factor of heterologous microorganisms; And (b) a sigma factor of the host microorganism, the affinity of the host microorganism with the core RNA polymerase is reduced.

시그마 인자는 RNA 중합효소의 구성 요소 중 프로모터의 인식에 가장 중요한 역할을 하는 인자로 외부 상황에 따른 미생물의 선택적 유전자 발현에 중요한 역할을 담당한다. 정상적인 조건에서는 이종 미생물의 시그마 인자와 숙주 미생물의 시그마 인자가 동시에 존재하더라도, 숙주 미생물의 시그마 인자가 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소 (core RNA polymerase)와의 친화력 (affinity)이 더 높기 때문에 이종 미생물의 유전자 발현이 일어나지 못하였다. 본 발명자는 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소와 이종 미생물의 시그마 인자간의 친화력을 강화시키고자 대장균 ts rpoD (rpoD285)를 이용하여 42℃에서 Lon 단백질분해효소 (Lon protease)에 의해 대장균의 주 시그마 인자 (major sigma factor, RpoD(σ70))의 농도를 낮추고 상대적으로 이종 미생물인 방선균의 시그마 인자의 높이는 방법에 의해 이종 미생물 유전자의 발현을 이룰 수 있었으나 (등록특허 10-0878017), Lon 단백질분해효소에 의해 방선균의 부 시그마 인자 (minor sigma factor ; hrdC, hrdD, SigE 등)들도 또한 분해가 일어나 이종 미생물인 방선균의 시그마 인자의 농도가 감소되는 것을 확인하였다. Sigma factor is the most important factor in the recognition of promoter among the components of RNA polymerase and plays an important role in the selective gene expression of microorganism according to the external situation. Under normal conditions, even though the sigma factor of the heterologous microorganism and the host microorganism exist at the same time, the heterologous microorganism has a higher affinity with the host microorganism's core RNA polymerase. Expression did not occur. In order to enhance the affinity between the core RNA polymerase of the host microorganism and the sigma factor of the heterologous microorganism, the main sigma factor of Escherichia coli is identified by Lon protease at 42 ° C using Escherichia coli ts rpoD (rpoD285). Expression of heterologous microbial genes could be achieved by lowering the concentration of major sigma factor, RpoD (σ 70 )) and increasing the sigma factor of actinomycetes, which are relatively heterologous microorganisms (Patent 10-0878017). As a result, actinomycetes (minor sigma factor; hrdC, hrdD, SigE, etc.) were also degraded to confirm that the concentration of sigma factor of actinomycetes, which is a heterologous microorganism, was reduced.

이에, 본 발명에서는 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소와 이종 미생물의 시그마 인자간의 친화력을 강화시키면서도 이종 미생물의 시그마 인자의 분해 없이 시그마 인자의 농도를 최대한 높게 유지할 수 있는 숙주 미생물을 제공하고자 한다. Accordingly, the present invention is to provide a host microorganism capable of maintaining the concentration of the sigma factor as high as possible without the degradation of the sigma factor of the heterologous microorganism while enhancing the affinity between the core RNA polymerase of the host microorganism and the sigma factor of the heterologous microorganism.

상기 이종 미생물의 종류는 특별히 한정된 것은 아니며, 악티노박테리아 (Actinobacteria), 슈도모나스 (Pseudomonas) 및 엔테로박테리아 (enterobacteria)로 이루어진 군에서 선택된 미생물을 포함할 있으며, 바람직하게는 방선균일 수 있다.The type of heterologous microorganism is not particularly limited, and may include a microorganism selected from the group consisting of Actinobacteria, Pseudomonas, and enterobacteria, and may preferably be actinomycetes.

상기 악티노박테리아는 방선균을 포함한 고G+C 그람 양성균 (high G+C Gram-positive bacteria)으로, 상기 균주의 종류는 Bergey's Manual of Systemic Bacteriology (2nd ed.)를 참조할 수 있다.The actinobacteria are high G + C Gram-positive bacteria, including actinomycetes, and the type of the strain may be referred to Bergey's Manual of Systemic Bacteriology (2nd ed.).

본 발명에서는 상기 기술적 사상이 모든 이종 미생물에서도 구현될 수 있음을 입증하기 위하여, 숙주 미생물로 대장균을 선정하고, 대장균에서 유전자 발현율이 매우 낮은 것으로 알려져 있는 고G+C 그람 양성균 중에서 방선균을 선택함으로, 숙주 미생물에서의 모든 이종 미생물 유전자의 발현 가능성을 확인하였다.In the present invention, in order to prove that the above technical concept can be implemented in all heterologous microorganisms, by selecting E. coli as a host microorganism, and selecting the actinomycetes from high G + C Gram-positive bacteria known to be very low gene expression in E. coli, The possibility of expression of all heterologous microbial genes in the host microorganism was confirmed.

상기 방선균은 스트렙토마이세스 (streptomyces)가 주종을 이루며 노카르디아 (Nocardia), 마이크로모노스포라 (Micromonospora) 등이 존재할 수 있다. 이는 기존에 알려진 항균 물질 12,000여 가지 중의 55%를 생산하며, 그 외에도 면역억제제 (FK-506, rapamycin, ascomycin), 항암제 (bleomycin, dactinomycin, doxorubicin, staurosporin), 항진균제 (amphotericin, nystatin), 제초제 (phosphinothricin), 구충제 (avermectin, milbemycin), 당뇨병 치료제 (acarbose)에 이르는 다양한 물질을 생산하고 있다. The actinomycetes are predominantly streptomyces, and may include Nocardia, Micromonospora, and the like. It produces 55% of more than 12,000 known antimicrobial agents, as well as immunosuppressants (FK-506, rapamycin, ascomycin), anticancer agents (bleomycin, dactinomycin, doxorubicin, staurosporin), antifungal agents (amphotericin, nystatin) and herbicides ( It produces a variety of substances, including phosphinothricin, insect repellents (avermectin, milbemycin) and anti-diabetic drugs (acarbose).

상기 이종 미생물의 시그마 인자에는 주 시그마 인자 (major sigma factor) 및 부 시그마 인자 (minor sigma factor)가 모두 포함될 수 있다.Sigma factors of the heterologous microorganism may include both a major sigma factor and a minor sigma factor.

미생물은 다양한 외부 상황에 대응하기 위하여 필요한 다양한 종류의 시그마 인자를 보유하고 있으며, 외부 상황을 인식하고 이에 적절한 주 시그마 인자 및/또는 부 시그마의 생산을 증가시켜서, 결국 외부 상황에 적합한 유전자의 집단적인 발현을 가능하게 할 수 있다.Microorganisms possess various kinds of sigma factors necessary to respond to various external situations, and recognize the external situation and increase the production of appropriate primary sigma factors and / or secondary sigma, resulting in a collection of genes suitable for the external situation. Expression can be enabled.

상기 이종 미생물의 시그마 인자는 특별히 한정된 것은 아니며, rpoD, sigA 및 hrdB로 이루어진 주 시그마 및 hrdA, hrdC, hrdD, sigE, sigB, sigF, sigR, sigG, sigH, sigQ, sigB/J, sigK, sigK 및 sigI로 이루어진 부 시그마로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF, 및 sigH로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.Sigma factor of the heterologous microorganism is not particularly limited, the main sigma consisting of rpoD, sigA and hrdB and hrdA, hrdC, hrdD, sigE, sigB, sigF, sigR, sigG, sigH, sigQ, sigB / J, sigK, sigK It may include one selected from the group consisting of sigI, sigI, preferably may be selected from the group consisting of hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF, and sigH.

상기 숙주 미생물은 이종 미생물의 유전자 발현에 적합하면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 대장균 (Escherichia coli), 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis), 슈도모나스 퓨티다 (Pseudomonas putida), 스트렙토마이세스 코엘리컬러 (Streptomyces coelicolor), 스트렙토마이세스 리비단 (Streptomyces lividans), 및 스트렙토마이세스 오리어스 (Streptomyces aureus)로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 가장 바람직하게는 대장균일 수 있다.The host microorganism is not particularly limited as long as it is suitable for the gene expression of the heterologous microorganism, but preferably Escherichia coli, Bacillus subtilis, Pseudomonas putida, Streptomyces coelicolor ( Streptomyces coelicolor, Streptomyces lividans, and Streptomyces aureus, and may be most preferably E. coli.

상기 숙주 미생물의 시그마 인자는 특별히 한정된 것은 아니나, 본 발명의 일례로 rpoD, sigA, 및 hrdA로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.The sigma factor of the host microorganism is not particularly limited, but may be selected from the group consisting of rpoD, sigA, and hrdA as an example of the present invention.

본 발명에서는 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소 (core RNA polymerase)와의 친화력을 감소시킨 숙주 미생물의 시그마 인자를 제조하는 방법은 특별히 한정된 것은 아니나, 바람직하게는 숙주 미생물의 시그마 인자를 돌연변이 시킬 수 있는데, 이때의 돌연변이된 시그마 인자는 천연 (야생형)에서 발견되지 않는 변형된 시그마 인자를 의미할 수 있다.In the present invention, the method for preparing the sigma factor of the host microorganism having reduced affinity with the core RNA polymerase of the host microorganism is not particularly limited, but preferably, the sigma factor of the host microorganism may be mutated. A mutated sigma factor of may refer to a modified sigma factor that is not found in nature (wild type).

상기 변형된 시그마 인자의 제조방법은 특별히 한정된 것은 아니나, 일례로, UV 조사 및 화학적 돌연변이유발과 같은 전통적인 수단, 또는 카세트 돌연변이유발과 같은 분자 생물 방법에 의해서 무작위로 도입될 수 있으며, 유전적 설계 방법에 의해서 의도적으로 도입될 수 있다.The method for preparing the modified sigma factor is not particularly limited, but may be randomly introduced by, for example, traditional means such as UV irradiation and chemical mutagenesis, or molecular biological methods such as cassette mutagenesis, genetic design method. Can be introduced intentionally.

본 발명의 일례로, 숙주 미생물의 시그마 인자의 5'말단에 3xFLAG (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys) 서열을 융합시킴으로 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소와의 친화력을 감소시킬 수 있다. In one example of the invention, 3xFLAG (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-Asp-Tyr-) at the 5 'end of the sigma factor of the host microorganism. Fusion of the Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys) sequence can reduce the affinity of the host microorganism with the core RNA polymerase.

상기와 같이 숙주 미생물의 시그마 인자와 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소와의 친화력이 약화되면, 이종 미생물의 시그마 인자와 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소와의 결합률이 높아져서 RNA 중합효소의 재프로그래밍이 높게 일어날 수 있다. As described above, when the affinity between the host microorganism's sigma factor and the host microorganism's core RNA polymerase is weakened, the binding rate of the heterologous microorganism's sigma factor and the host microorganism's core RNA polymerase increases, resulting in high reprogramming of the RNA polymerase. Can be.

상기와 같이, 미생물은 시그마 인자의 치환을 통해 RNA 중합효소가 인식할 수 있는 프로모터의 종류를 변환함으로써, 주어진 환경에 필요한 유전자들이 발현을 조절할 수 있는데, RNA 중합효소의 재프로그래밍 (reprogramming)을 이용하면 대장균 RNA 중합효소가 원래 인식할 수 없었던 이종 미생물의 프로모터를 인식시킬 수 있다.As described above, the microorganism converts the types of promoters that the RNA polymerase can recognize through the substitution of sigma factors, thereby controlling the expression of genes necessary for a given environment, and using reprogramming of the RNA polymerase. E. coli RNA polymerase can then recognize promoters of heterologous microorganisms that were not originally recognized.

또한, 본 발명은 숙주 미생물에서 Lon 단백질분해효소, ClpP 단백질분해효소, 및 Omptin 단백질분해효소로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 제거시킬 수 있다. 상기와 같이 단백질분해효소를 제거함으로, 숙주 미생물에서 발현된 이종 미생물의 시그마 인자가 분해되는 것을 막을 수 있다. In addition, the present invention can remove one or more selected from the group consisting of Lon protease, ClpP protease, and Omptin protease from the host microorganism. By removing the protease as described above, it is possible to prevent the degradation of the sigma factor of the heterologous microorganism expressed in the host microorganism.

즉, 상기 숙주 미생물에서 이종 미생물의 시그마 인자는 온도 등 숙주 미생물의 배양조건의 변화에 의해 분해가 일어나지 않아 숙주 미생물 내에서도 고함량으로 발현될 수 있으며, 숙주 미생물 내에 남아있는 숙주 미생물의 시그마 인자보다 더욱 높은 비율로 존재함 (도 8참조)으로 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소와 결합률이 높아질 수 있으며, 또한 이종 유전자의 프로모터 인식률이 더욱 높아질 수 있다. That is, the sigma factor of the heterologous microorganism in the host microorganism may be expressed in a high content even in the host microorganism because decomposition does not occur due to changes in the culture conditions of the host microorganism, such as temperature, and more than the sigma factor of the host microorganism remaining in the host microorganism. By being present at a high rate (see FIG. 8), the binding rate with the core RNA polymerase of the host microorganism may be increased, and the recognition rate of the promoter of the heterologous gene may be further increased.

본 발명의 일례로, 본 발명의 숙주 미생물은 (ㄱ) hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF, 및 sigH로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 방선균의 시그마 인자; 및 (ㄴ) 5'말단에 3xFLAG서열을 융합시킴으로 대장균의 코어 RNA 중합효소와의 친화력을 감소시킨, 대장균의 시그마 인자인 rpoD;를 포함하며, (ㄷ) Lon 단백질분해효소, ClpP 단백질분해효소, 및 Omptin 단백질분해효소로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이 제거된 대장균을 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, a host microorganism of the present invention comprises: (a) one or more sigma factors of actinomycetes selected from the group consisting of hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF, and sigH; And (b) rpoD, a sigma factor of Escherichia coli, which reduced the affinity with E. coli core RNA polymerase by fusing 3xFLAG sequences at the 5 'end; (c) Lon protease, ClpP protease, And it may include E. coli from which one or more selected from the group consisting of Omptin protease is removed.

하기 도 5 내지 도 8은 (ㄱ) 이종 미생물의 시그마 인자; 및 (ㄴ) 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소 (core RNA polymerase)와의 친화력을 감소시킨 숙주 미생물의 시그마 인자;를 포함하는 숙주 미생물에서, 숙주 미생물의 RNA 중합효소가 이종의 시그마 인자로 재프로그래밍 (reprogramming)되었음을 보여준다.5 to 8 show (a) sigma factors of heterologous microorganisms; And (b) a sigma factor of the host microorganism that has reduced affinity with the core RNA polymerase of the host microorganism, wherein the host microorganism's RNA polymerase is reprogrammed into a heterologous sigma factor. ).

즉, 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소 (core RNA polymerase)와 숙주 미생물의 시그마 인자와의 결합력이 약해져서, 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소는 이종 미생물의 시그마 인자와 결합이 일어나고, 상기와 같은 결합에 의해 형성된 RNA 중합효소는 이종 미생물 유전자의 프로모터를 인식하여 이종 유전자의 발현이 이루어질 수 있다.In other words, the binding force between the core RNA polymerase of the host microorganism and the sigma factor of the host microorganism is weakened, so that the core RNA polymerase of the host microorganism is combined with the sigma factor of the heterologous microorganism, The formed RNA polymerase may recognize a promoter of a heterologous microbial gene and expression of the heterologous gene may be achieved.

도 8은 숙주 미생물인 대장균 RNA 중합효소를 정제하여 상기 중합효소 내에 이종 미생물인 방선균의 시그마 인자인 hrdA, hrdB, hrdC, hrdD가 존재함을 직접적으로 확인한 것으로, 이는 숙주 미생물의 RNA 중합효소가 이종의 시그마 인자로 재프로그래밍 (reprogramming)되었음을 증명한 것이다.8 is purified directly from the host microorganism Escherichia coli RNA polymerase to confirm that the sigma factors hrdA, hrdB, hrdC, hrdD of the actinomycetes heterogeneous microorganisms in the polymerase, which is a heterologous RNA polymerase of the host microorganism Proof of reprogramming with the sigma parameter of.

상기 시그마 인자는 시그마 인자의 종류 및 배양환경, 성장단계에 따라 인지할 수 있는 프로모터의 종류가 차이 날 수 있다.The sigma factor may vary depending on the type of sigma factor, the culture environment, and the type of promoter that can be recognized according to the growth stage.

도 5는 이종 유전자의 발현을 유도할 수 있는 조건이 주어졌을 때, 이종 미생물인 방선균의 시그마 인자인 hrdB와 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소가 결합하여 이종 미생물의 프로모터인 actII - orf4 프로모터를 인식함을 나타낸 것이고, 도 6은 방선균의 시그마 인자인 hrdB와 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소가 결합된 중합효소에 의해 실험한 모든 이종 미생물 유전자의 프로모터의 전사가 촉진됨을 확인한 것이고, 방선균의 시그마 인자로 hrdC를 사용할 경우 actII - orf4, dnrO 프로모터의 전사를 촉진함을 확인한 것으로, 숙주 미생물의 RNA 중합효소가 이종의 시그마 인자로 재프로그래밍 (reprogramming)되어 숙주 미생물의 RNA 중합효소가 원래 인식할 수 없었던 이종 미생물의 프로모터를 인식할 수 있게 됨을 나타낸 것이다.
5 is given a condition capable of inducing the expression of heterologous genes, hrdB, a sigma factor of actinomycetes, which is a heterologous microorganism, and a core RNA polymerase of the host microorganism are combined to recognize a promoter II - orf4 promoter of heterologous microorganisms. 6 shows that the transcription of promoters of all heterologous microbial genes tested by hrdB, which is a sigma factor of actinomycetes, and a polymerase coupled to a core RNA polymerase of the host microorganism, is promoted, and hrdC is a sigma factor of actinomycetes. ActII - orf4 , which promotes the transcription of the dnrO promoter, were reprogrammed into the heterologous sigma factor, resulting in heterologous microorganisms that the host microorganisms could not originally recognize. This indicates that the promoter of can be recognized.

본 발명은 (ㄱ) 이종 미생물의 시그마 인자를 함유한 재조합 벡터를 제조하는 단계; (ㄴ) 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소와의 친화력을 감소시킨 숙주 미생물의 시그마 인자를 함유한 재조합 벡터를 제조하는 단계; 및 (ㄷ) 상기 제 (ㄱ)단계의 벡터 및 (ㄴ)단계의 벡터로 숙주 미생물을 형질전환시키는 단계;를 포함하는 이종 유전자를 발현시키는 숙주 미생물의 제조방법을 제공한다. The present invention comprises the steps of (a) preparing a recombinant vector containing a sigma factor of heterologous microorganisms; (B) preparing a recombinant vector containing a sigma factor of the host microorganism that has reduced affinity of the host microorganism with the core RNA polymerase; And (c) transforming the host microorganism with the vector of step (a) and the vector of step (b).

상기 이종 미생물은 특별히 한정된 것은 아니며, 악티노박테리아 (Actinobacteria), 슈도모나스 (Pseudomonas) 및 엔테로박테리아 (enterobacteria)로 이루어진 군에서 선택된 미생물을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 방선균일 수 있다.The heterologous microorganism is not particularly limited, and may include a microorganism selected from the group consisting of Actinobacteria, Pseudomonas, and enterobacteria, and may preferably be actinomycetes.

상기 이종 미생물의 시그마 인자는 특별히 한정된 것은 아니며, rpoD, sigA 및 hrdB로 이루어진 주 시그마 및 hrdA, hrdC, hrdD, sigE, sigB, sigF, sigR, sigG, sigH, sigQ, sigB/J, sigK, sigK 및 sigI로 이루어진 부 시그마로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF, 및 sigH로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.Sigma factor of the heterologous microorganism is not particularly limited, the main sigma consisting of rpoD, sigA and hrdB and hrdA, hrdC, hrdD, sigE, sigB, sigF, sigR, sigG, sigH, sigQ, sigB / J, sigK, sigK It may include one selected from the group consisting of sigI, sigI, preferably may be selected from the group consisting of hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF, and sigH.

상기 재조합 벡터란 적당한 숙주세포에서 목적 폴리펩타이드를 발현할 수 있는 벡터로써, 유전자 삽입물이 발현되도록 작동가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 작제물을 말할 수 있다.The recombinant vector is a vector capable of expressing a polypeptide of interest in a suitable host cell, and may refer to a gene construct including essential regulatory elements operably linked to express a gene insert.

본 발명의 벡터는 특별히 한정된 것은 아니며, 플라스미드 벡터, 코즈미드 벡터, 박테리오파아지 벡터 및 바이러스 벡터 등을 포함할 수 있다. The vector of the present invention is not particularly limited, and may include a plasmid vector, a cosmid vector, a bacteriophage vector, a viral vector, and the like.

상기 이종 미생물의 시그마 인자를 함유한 재조합 벡터는 종래에 당업자에게 알려진 유전공학적 기술을 사용하여 다양한 구조 (개열지도, 도입된 유전자 등의 다양성)에 기초하여 제공될 수 있는 것으로 그 종류에 있어서 특별히 한정된 것은 아니며, 이용목적에 따라 적절히 선택되어야 할 것이다. 일례로, 당업계에서 공지문헌인 [J. Sambrook, et al., "Molecular Cloning: A Laboratory Manual"; F.M. Ausubel, et al., "Current Protocols in Molecular Biology"; A.L. Demain, et al., "Manual of Industrial Microbiology and Biotechnology"; M.J. Gait, et al., "Oligonucleotide Synthesis"; Mullis, et al., "PCR: The Polymerase Chain Reaction"; Cold Spring Harbor Laboratory, 1.53] 등을 참고하여 구체적인 실시 형태에 따라 적절한 시료 및 공정을 선택할 수 있다.Recombinant vectors containing the sigma factors of the heterologous microorganisms can be provided based on various structures (variation of cleavage maps, introduced genes, etc.) using genetic engineering techniques known to those skilled in the art. It should not be chosen according to the purpose of use. In one example, the literature [J. Sambrook, et al., "Molecular Cloning: A Laboratory Manual"; F.M. Ausubel, et al., "Current Protocols in Molecular Biology"; A.L. Demain, et al., "Manual of Industrial Microbiology and Biotechnology"; M.J. Gait, et al., "Oligonucleotide Synthesis"; Mullis, et al., "PCR: The Polymerase Chain Reaction"; Cold Spring Harbor Laboratory, 1.53], etc., can select the appropriate sample and process according to the specific embodiment.

상기 숙주 미생물은 이종 미생물의 유전자 발현에 적합하면 특별한 제한은 없으며, 바람직하게는 대장균 (Escherichia coli), 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis), 슈도모나스 퓨티다 (Pseudomonas putida), 스트렙토마이세스 코엘리컬러 (Streptomyces coelicolor), 스트렙토마이세스 리비단 (Streptomyces lividans), 및 스트렙토마이세스 오리어스 ( Streptomyces aureus)로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 가장 바람직하게는 대장균일 수 있다.The host microorganism is not particularly limited as long as it is suitable for gene expression of a heterologous microorganism, and preferably, Escherichia coli, Bacillus subtilis, Pseudomonas putida, Streptomyces coelicolor ( Streptomyces coelicolor, Streptomyces lividans, and Streptomyces aureus, and may be most preferably E. coli.

상기 숙주 미생물의 시그마 인자는 특별히 한정된 것은 아니나, 본 발명의 일례로 rpoD, sigA, 및 hrdA로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.The sigma factor of the host microorganism is not particularly limited, but may be selected from the group consisting of rpoD, sigA, and hrdA as an example of the present invention.

본 발명에서는 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소와의 친화력이 약화된 숙주 미생물의 시그마 인자를 제조하는 방법은 특별히 한정된 것은 아니나, 바람직하게는 숙주 미생물의 시그마 인자를 돌연변이 시킬 수 있는데, 이때의 돌연변이 된 시그마 인자는 천연 (야생형)에서 발견되지 않는 변형된 시그마 인자를 의미할 수 있다.In the present invention, a method for preparing a sigma factor of the host microorganism, which has a weakened affinity with the core RNA polymerase of the host microorganism, is not particularly limited. Preferably, the sigma factor of the host microorganism may be mutated. Factor may refer to a modified sigma factor that is not found in nature (wild type).

본 발명의 일례로, 숙주 미생물의 시그마 인자의 5'말단에 3xFLAG (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys) 서열을 융합시킴으로 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소와의 친화력을 감소시킬 수 있다. In one example of the invention, 3xFLAG (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-Asp-Tyr-) at the 5 'end of the sigma factor of the host microorganism. Fusion of the Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys) sequence can reduce the affinity of the host microorganism with the core RNA polymerase.

상기 숙주 미생물의 시그마 인자를 함유한 재조합 벡터는 특별히 한정된 것은 아니며, 플라스미드 벡터, 코즈미드 벡터, 박테리오파아지 벡터 및 바이러스 벡터 등을 포함할 수 있다. The recombinant vector containing the sigma factor of the host microorganism is not particularly limited, and may include a plasmid vector, a cosmid vector, a bacteriophage vector, a viral vector, and the like.

상기 재조합 벡터에 의한 숙주 미생물의 형질전환방법은 당업계에 공지된 방법에 의할 수 있으며, 일례로, Davis et al. Basic Methods in Molecular Biology, Sambrook et al. Basic Methods in Molecular Biology, Sambrook, J. 등, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory 등에 기재된 인산칼슘법 또는 염화칼슘/염화루비듐법, 일렉트로포레이션법 (electroporation), 전기주입법 (electroinjection), PEG 등의 화학적인 처리에 의한 방법, 유전자총 (gene gun) 등을 사용하는 방법 등 목적에 맞게 사용할 수 있다.The transformation method of the host microorganism by the recombinant vector may be by a method known in the art, for example, Davis et al. Basic Methods in Molecular Biology, Sambrook et al. Calcium phosphate method or calcium chloride / rubidium chloride method, electroporation, electroinjection, PEG, described in Basic Methods in Molecular Biology, Sambrook, J. et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, etc. It can be used according to the purpose, such as a method by chemical treatment, such as a method such as using a gene gun.

본 발명의 숙주 미생물의 제조방법의 일례로, (ㄱ) hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF, 및 sigH로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 방선균의 시그마 인자를 함유한 재조합 벡터를 제조하는 단계; (ㄴ) 대장균의 코어 RNA 중합효소와의 친화력을 감소시킨, 5'말단에 3xFLAG (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys)서열이 융합된 대장균의 시그마 인자인 rpoD를 함유하는 재조합 벡터를 제조하는 단계; 및 (ㄷ) 상기 제 (ㄱ)단계의 벡터 및 (ㄴ)단계의 벡터에 의해, Lon 단백질분해효소, ClpP 단백질분해효소, 및 Omptin 단백질분해효소로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이 제거된 대장균을 형질전환시키는 단계;를 포함하는 이종 유전자를 발현시키는 숙주 미생물의 제조방법을 제공할 수 있다.
As an example of the method for producing a host microorganism of the present invention, (a) preparing a recombinant vector containing the sigma factor of actinomycetes, which is at least one selected from the group consisting of hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF, and sigH step; (B) 3xFLAG (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-) at the 5 'end, which reduced E. coli affinity with the core RNA polymerase. Preparing a recombinant vector containing rpoD, a sigma factor of E. coli fused with Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys) sequence; And (c) E. coli, wherein the vector of step (a) and (b) is removed by one or more selected from the group consisting of Lon protease, ClpP protease, and Omptin protease. It may provide a method for producing a host microorganism expressing a heterologous gene comprising a step of converting.

본 발명은 (ㄱ) 이종 미생물의 시그마 인자를 함유한 재조합 벡터를 제조하는 단계;(ㄴ) 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소와의 친화력을 감소시킨, 숙주 미생물의 시그마 인자를 함유한 재조합 벡터를 제조하는 단계; 및 (ㄷ) 상기 제 (ㄱ)단계의 벡터 및 (ㄴ)단계의 벡터로 숙주 미생물을 형질전환시키는 단계; (ㄹ) 상기 이종 시그마 인자의 발현을 유도하는 단계; 및 (ㅁ) 상기 이종 미생물의 시그마 인자와 상기 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소가 결합하여 형성된 RNA 중합효소에 의해 이종 미생물의 유전자가 전사되는 단계;를 포함하는 이종 미생물의 유전자 발현방법을 제공한다. The present invention provides a recombinant vector containing a sigma factor of a heterologous microorganism; (b) preparing a recombinant vector containing a sigma factor of the host microorganism, which reduces affinity of the host microorganism with the core RNA polymerase. Making; And (c) transforming the host microorganism with the vector of step (a) and the vector of step (b); (D) inducing expression of said heterologous sigma factor; And (ㅁ) transferring the gene of the heterologous microorganism by the RNA polymerase formed by combining the sigma factor of the heterologous microorganism and the core RNA polymerase of the host microorganism.

상기 이종 시그마 인자의 발현을 유도하는 단계는, 발현하고자 하는 이종 미생물 유전자의 종류 및 배양조건에 의해 발현되는 이종 미생물의 시그마의 종류가 달라질 수 있다. Inducing the expression of the heterologous sigma factor, the type of heterologous microorganism gene to be expressed and the type of sigma of the heterologous microorganism expressed by the culture conditions may vary.

따라서 발현하고자 하는 유전자에 맞는 이종 시그마 인자의 발현을 유도하여야 하고 이를 유도할 수 있는 배양조건을 부여하여야 한다. 미생물은 다양한 외부 상황에 대응하기 위하여 필요한 다양한 종류의 시그마 인자를 보유하고 있으며, 외부 상황을 인식하고 이에 적절한 주 시그마 인자 및/또는 부 시그마의 생산을 증가시키기에, 어떤 이종 시그마 인자의 발현 여부는 발현하고자 하는 유전자 및 배양조건 등의 변화에 따라 달라질 수 있다.Therefore, the expression of heterologous sigma factors should be induced according to the gene to be expressed and given the culture conditions to induce it. Microorganisms have a wide variety of sigma factors necessary to respond to a variety of external conditions, and because they recognize the external situation and increase the production of appropriate primary and / or secondary sigma, It may vary according to changes in genes and culture conditions to be expressed.

본 발명의 일례로, 숙주 미생물로 대장균을 사용하고 37℃에서 배양시, 이종 미생물인 방선균의 시그마 인자로 hrdC를 사용할 경우 이종 미생물 유전자인 actII - orf4, dnrO 프로모터의 전사를 촉진할 수 있으나, redD , ccaR 프로모터의 전사는 촉진시키지 않는다.As an example of the present invention, when E. coli is used as a host microorganism and cultured at 37 ° C., when hrdC is used as a sigma factor of actinomycetes, the heterologous microorganisms, actII - orf4 and dnrO promoters may be promoted. transfer of redD, ccaR promoter do not promote.

상기 이종 미생물의 시그마 인자가 상기 숙주 미생물의 코어 RNA 중합효소와 결합하여 형성된 RNA 중합효소에 의해 이종 미생물의 유전자가 전사되는 단계는, RNA 폴리머라아제가 이종 미생물의 프로모터를 인식함으로 이종 미생물의 유전자를 전사시킬 수 있다.
Gene transfer of heterologous microorganisms by RNA polymerase formed by combining the sigma factor of the heterologous microorganisms with the core RNA polymerase of the host microorganism, the gene of the heterologous microorganism by RNA polymerase recognizes the promoter of the heterologous microorganism Can be transferred.

하기 실시예에서 사용된 대장균은 당업계에서 널리 알려진 균주일 뿐만 아니라, 본 발명의 실시에 숙주가 한정될 필요는 없으며, 사용된 벡터나 플라스미드도 당업계에서 널리 알려져 있거나 시판되고 있는 것일 뿐만 아니라 역시 특정한 벡터나 플라스미드에 한정될 필요가 없다. 또한 이들을 활용하여 특정 유전자의 PCR 증폭, 벡터에의 도입, 형질전환 등의 과정은 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기법이다. 따라서 본 발명의 실시예에 의해 제작된 형질전환 숙주의 기탁을 생략하였다.
E. coli used in the following examples are not only strains well known in the art, but the host need not be limited to the practice of the present invention, and the vector or plasmid used is not only widely known or commercially available in the art but also There is no need to be limited to a particular vector or plasmid. In addition, the process of PCR amplification, introduction into a vector, transformation, etc. of a specific gene using these are well known techniques in the art. Therefore, the deposit of the transgenic host prepared according to the embodiment of the present invention was omitted.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예들은 본 발명을 예시한 것으로 본 발명의 내용이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the following examples illustrate the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

<< 실시예Example > >

실시예Example 1. 3 1. 3 xFLAGxFLAG tagtag end fusionfusion The rpoDrpoD 유전자로 치환된 대장균 제조 Gene Substitution with E. Coli

대장균 주 시그마 인자 (major sigma factor)인 RpoD의 코어 RNA 중합효소 (core RNA polymerase)에 대한 친화력을 줄이기 위해, 3xFLAG 태그 (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys- Asp-His-Asp-Ile-Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys)을 RpoD의 C-말단에 융합하였다. 3xFLAG 태그 (tag)을 코딩하는 유전자는 FLAG1-f, FLAG1-r, FLAG2-f, FLAG2-r, FLAG3-f, FLAG3-r 올리고뉴클레어티드를 서로 어닐링 (annealing)하고 연결 (ligation0하여 합성하였다 (FLAG (122bp)). 대장균 rpoD 유전자 조각, rpoD10 (496bp)은 대장균 염색체를 주형으로, rpoD-F10, rpoD-R10을 프라이머로 이용하여 PCR로 증폭하였다. rpoD 유전자 downstream 조각, S3 (551bp)은 대장균 염색체를 주형으로, SGF3-F, Bsa-rpoD-R을 프라이머로 이용하여 PCR로 증폭하였다. 이 FLAG, rpoD10, S3 DNA 조각들을 BsaI으로 절단하고, 정제한 후, 플라스미드 pKO3-BsaI (pKO3에 BsaI site를 첨가하여 변형시킨 플라스미드)의 BsaI 위치에 클로닝하여 pKO3-rpoDF를 제조하였다 (도1). pKO3-rpoDF를 야생형 (wild type) W3110과 OmpT, ClpXP, 론 단백질분해효소 (Lon protease)가 제거된 대장균 W3110에 전기천공법 (electroporation)을 이용하여 형질전환 (transformation)한 후, double cross-over 된, 즉 염색체 상의 야생형 (wild type) rpoD 유전자가 rpoD-3xFLAG으로 치환된 W3110 균주, W3110-19 (rpoD - FLAG), W3110-18 (Δ ompT , Δ lon , Δc l pP, rpoD - FLAG)을 스크리닝 (screening)하였다. W3110-18과 W3110-19의 염색체를 rpoD-F10과 Bsa-rpoD-R 프라이머를 이용하여 PCR 증폭하고 야생형 W3110에서 증폭한 PCR 조각과 길이를 비교하였다.
To reduce the affinity for the core RNA polymerase of RpoD, the major sigma factor, the 3xFLAG tag (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys). Asp-His-Asp-Ile-Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys) was fused to the C-terminus of RpoD. The gene encoding the 3xFLAG tag was synthesized by annealing and ligation of FLAG1-f, FLAG1-r, FLAG2-f, FLAG2-r, FLAG3-f, and FLAG3-r oligonucleotides with each other. (FLAG (122bp)). E. coli rpoD gene segments, rpoD10 (496bp) is the E. coli chromosome as a template, rpoD-F10, the rpoD-R10, using as primers was amplified by PCR. rpoD gene downstream fragment, S3 (551bp) was E. coli chromosome as a template, SGF3-F, Bsa-rpoD-R as a primer was amplified by PCR.The fragments of these FLAG, rpoD10, S3 DNA were digested with Bsa I, purified, and then plasmid pKO3-BsaI (pKO3). in the the addition of Bsa I site cloned into the Bsa I position was modified plasmid) was prepared pKO3-rpoDF (1) wild-type for pKO3-rpoDF (wild type) W3110 and OmpT, ClpXP, Ron protease (Lon transformation of E. coli W3110 from which protease has been removed by electroporation W3110 strain, W3110-19 ( rpoD - FLAG ), W3110-18 ( Δ ompT , Δ lon , Δc), which were double cross-over, that is, the wild type rpoD gene on the chromosome was substituted with rpoD- 3xFLAG. l pP, rpoD - FLAG ) were screened, and the chromosomes of W3110-18 and W3110-19 were PCR amplified using rpoD-F10 and Bsa-rpoD-R primers, and the PCR fragments and lengths amplified in wild type W3110 were measured. Compared.

하기 도 2에 나타난 바와 같이, FLAG이 정확히 치환된 것을 DNA상에서 확인하였고 (도 2의 1, 2), 또한 항-FLAG 항체 (anti-FLAG antibody)를 이용하여, RpoD-FLAG이 대장균에서 발현되고 있는 것을 protein level에서 확인하였다 (도 2의 3,4,5).
As shown in Figure 2, it was confirmed on the DNA that the FLAG is correctly substituted (1, 2 of Figure 2), and also using an anti-FLAG antibody (anti-FLAG antibody), RpoD-FLAG is expressed in E. coli It was confirmed at the protein level (3, 4, 5 of Figure 2).

실시예Example 2. 방선균  2. Actinomycetes sigmasigma factorfactor 의 생체 내 공급In vivo supply of

방선균 sigma factor HrdA, HrdB, HrdC, HrdD, SigB, SigE, SigF, sigH를 대장균 내로 공급하기 위해, 발현 벡터 pBAD33에 위의 시그마 인자 (sigma factor)를 코딩하는 유전자를 클로닝 (cloning)하여 araBAD 프로모터를 이용하여 발현시켰다. 또한 방선균 시그마들의 대장균에서의 발현을 검출하기위해 3xFLAG 태그를 C-말단s에 융합하였다. 각 유전자의 코딩 지역 (coding region)은 S. coelicolor 염색체를 주형으로 이용하여 PCR 증폭하였다. 사용된 프라이머는 hrdA 유전자는 hrdA-f, hrdA-r, hrdB 유전자는 hrdB-f, hrdB-r, hrdC 유전자는 hrdC-f, hrdC-r, hrdD 유전자는 hrdD-f, hrdD-r, sigB 유전자는 sigB-f, sigB-r, sigE 유전자는 sigE-f, sigE-r, sigF 유전자는 sigF-f, sigF-r, sigH 유전자는 sigH-f, sigH-r를 이용하였다. hrdA, hrdB PCR 산물의 경우, EcoRI-BsaI, hrdC, hrdD PCR 산물의 경우, EcoRI-BbsI로 절단하고 정제한 DNA 조각과 BsaI-HindIII로 절단한 FLAG 조각을 pBAD33의 EcoRI-HindIII 위치에 클로닝 (cloning)하여 pBAD33-hrdA, pBAD33-hrdB, pBAD33-hrdC, pBAD33-hrdD를 제조하였다. sigE PCR 산물을 EcoRI-BbsI로 절단하고 정제한 DNA 조각과 BsaI-HindIII로 절단한 FLAG 조각을 pBAD33의 EcoRI-HindIII 위치에 클로닝 (cloning)하여 pBAD33-sigE를 제조하였다. sigB, sigF PCR 산물의 경우, NdeI-BsaI, sigH PCR product의 경우 NdeI-BbsI로 절단하고 정제한 DNA 조각과 BsaI-HindIII로 절단한 FLAG 조각을 pBAD33-sigE의 NdeI-HindIII 위치에 클로닝 (cloning)하여 pBAD33-sigB, pBAD33-sigF, pBAD33-sigH를 제조하였다. To feed the actinomycetes sigma factors HrdA, HrdB, HrdC, HrdD, SigB, SigE, SigF and sigH into E. coli, the gene encoding the above sigma factor was cloned into the expression vector pBAD33 to clone the araBAD promoter. Expression. The 3xFLAG tag was also fused to the C-terminus to detect expression in Escherichia coli of Actinomycetes sigmas. The coding region of each gene was PCR amplified using S. coelicolor chromosome as a template. The primers used were hrdA gene, hrdA-f, hrdA-r, hrdB gene, hrdB-f, hrdB-r, hrdC gene, hrdC-f, hrdC-r, hrdD gene, hrdD-f, hrdD-r, and sigB gene. SigB-f, sigB-r, sigE gene sigE-f, sigE-r, sigF gene sigF-f, sigF-r, sigH gene sigH-f, sigH-r was used. For hrdA, hrdB PCR products, for EcoRI-BsaI, hrdC, and hrdD PCR products, DNA fragments digested and purified with EcoRI-BbsI and FLAG fragments digested with BsaI-HindIII were cloned into the EcoRI-HindIII site of pBAD33. PBAD33-hrdA, pBAD33-hrdB, pBAD33-hrdC, and pBAD33-hrdD were prepared. The sigE PCR product was digested with EcoRI-BbsI, and the purified DNA fragment and FLAG fragment digested with BsaI-HindIII were cloned into the EcoRI-HindIII site of pBAD33 to prepare pBAD33-sigE. For sigB and sigF PCR products, NdeI-BsaI and sigH PCR product cloned NdeI-BbsI, and fragmented FLAG fragment with BsaI-HindIII to the NdeI-HindIII position of pBAD33-sigE. PBAD33-sigB, pBAD33-sigF, and pBAD33-sigH were prepared.

서열번호SEQ ID NO: 명칭designation 서열order 서열1SEQ ID NO: 1 FLAG1-fFLAG1-f GCGCGGATCCGGTCTCCGATTACAAAGACCATGACGGTGAGCGCGGATCCGGTCTCCGATTACAAAGACCATGACGGTGA 서열2SEQ ID NO: 2 FLAG1-rFLAG1-r GGTCTTTGTAATCGGAGACCGGATCCGCGCGGTCTTTGTAATCGGAGACCGGATCCGCGC 서열3SEQ ID NO: 3 FLAG2-fFLAG2-f TTATAAAGATCATGATATCGATTACAAGGATGACGATGACTTATAAAGATCATGATATCGATTACAAGGATGACGATGAC 서열4SEQ ID NO: 4 FLAG2-rFLAG2-r ATCCTTGTAATCGATATCATGATCTTTATAATCACCGTCATATCCTTGTAATCGATATCATGATCTTTATAATCACCGTCAT 서열5SEQ ID NO: 5 FLAG3-fFLAG3-f aagtaatgttaacgcggccgcgaattcaagtaatgttaacgcggccgcgaattc 서열6SEQ ID NO: 6 FLAG3-rFLAG3-r gaattcgcggccgcgttaacattacttgtcatcgtcgaattcgcggccgcgttaacattacttgtcatcgtc 서열7SEQ ID NO: 7 rpoD-F10rpoD-F10 gcgcggtctcacctggaccatcaacaagctcaac gcgcggtctcacctggaccatcaacaagctcaac 서열8SEQ ID NO: 8 rpoD-R10rpoD-R10 gcgcggtctctaatcatcgtccaggaagctacggcgcggtctctaatcatcgtccaggaagctacg 서열9SEQ ID NO: 9 SGF3-FSGF3-F gcgcggtctcaatcggtaggccggatcaggcgttacggcgcggtctcaatcggtaggccggatcaggcgttacg 서열10SEQ ID NO: 10 Bsa-rpoD-RBsa-rpoD-R cgcggtctcaggtcctttcatccgccgggactgcgcggtctcaggtcctttcatccgccgggactg 서열11SEQ ID NO: 11 hrdA-fhrdA-f ATTAGAATTCAAGAAGGAGATATACATATGCGAGGCGGACAGCGGCGAGCATTA GAATTC AAGAAGGAGATATA CATATG CGAGGCGGACAGCGGCGAGC 서열12SEQ ID NO: 12 hrdA-rhrdA-r GCGCGGTCTCTAATCGTCCAGGTAGCCCCTCAGCGCGC GGTCTC TAATCGTCCAGGTAGCCCCTCAGC 서열13SEQ ID NO: 13 hrdAm-fhrdAm-f gcgcatATGCGTGGTGGTCAACGTCGTGCCAGCCGGCTCCGCCCCCCGAC gcg catATG CGTGGTGGTCAACGTCGTGCCAGCCGGCTCCGCCCCCCGAC 서열14SEQ ID NO: 14 hrdA-r2hrdA-r2 ggctgcgcgggcatcgcgaggggctgcgcgggca tcgcga gg 서열15SEQ ID NO: 15 hrdB-fhrdB-f GCGCGAATTCAAGAAGGAGATATACATATGTCGGCCAGCACATCCCGGCGC GAATTC AAGAAGGAGATATACATATGTCGGCCAGCACATCCCG 서열16SEQ ID NO: 16 hrdB-rhrdB-r TAATAAGCTTGGTCTCGAATCGTCGAGGTAGTCGCGCAGCACCTGTAATAAGCTT GGTCTC GAATCGTCGAGGTAGTCGCGCAGCACCTG 서열17SEQ ID NO: 17 hrdC-fhrdC-f ATTAGAATTCAAGAAGGAGATATACATATGGCGCCCACGGCACGCACACATTA GAATTC AAGAAGGAGATATACATATGGCGCCCACGGCACGCACAC 서열18SEQ ID NO: 18 hrdC-rhrdC-r GCGCGAAGACGTAATCGCTCGCCCAGTCCAGCAGGCGC GAAGAC GTAATCGCTCGCCCAGTCCAGCAG 서열19SEQ ID NO: 19 hrdD-fhrdD-f GCGCGAATTCAAGAAGGAGATATACATATGGCAACCCGTGCCGTCGCGCGC GAATTC AAGAAGGAGATATACATATGGCAACCCGTGCCGTCGC 서열20SEQ ID NO: 20 hrdD-rhrdD-r GCGCGAAGACGTAATCGGCCGCCGCCTCGAAGCCGGTGTGCGC GAAGAC GTAATCGGCCGCCGCCTCGAAGCCGGTGT 서열21SEQ ID NO: 21 sigB-fsigB-f cgcgcatatgacgacgacgaccgcgcgcgcatatgacgacgacgaccgcg 서열22SEQ ID NO: 22 sigB-rsigB-r gcgcggtctctaatcggtggtgctgagcatgccgcgcggtctctaatcggtggtgctgagcatgcc 서열23SEQ ID NO: 23 sigE-fsigE-f gcgcgaattcaagaaggagatatacatatgggcgaggtgctcgagttcgcgcgaattcaagaaggagatatacatatgggcgaggtgctcgagttc 서열24SEQ ID NO: 24 sigE-rsigE-r gcatgaagactcaatcggccgcgcaacgctcccggcatgaagactcaatcggccgcgcaacgctcccg 서열25SEQ ID NO: 25 sigF-fsigF-f gcgcatatgccggccagtactgcgcgcgcatatgccggccagtactgcgc 서열26SEQ ID NO: 26 sigF-rsigF-r gcgcggtctctaatctgcgtcgatccggttcgcgcgcggtctctaatctgcgtcgatccggttcgc 서열27SEQ ID NO: 27 sigH-fsigH-f gatcatatgcgtgacggggacgggccggtggatcatatgcgtgacggggacgggccggtg 서열28SEQ ID NO: 28 sigH-rsigH-r aagctgctcgtcgaggaggattacgtcttcgcgcaagctgctcgtcgaggaggattacgtcttcgcgc 서열29SEQ ID NO: 29 lacZF10lacZF10 gggatctagaggagggtttttaatgaccatgattacggattcgggatctagaggagggtttttaatgaccatgattacggattc 서열30SEQ ID NO: 30 lacZR10lacZR10 ccccgggaaatacgggcagacatggcccccgggaaatacgggcagacatggc 서열31SEQ ID NO: 31 actIIFactIIF gccgaagcttgccgtatcaggaatgccagattctattggccgaagcttgccgtatcaggaatgccagattctattg 서열32SEQ ID NO: 32 actIIR2actIIR2 ctctagactgcgcccccgtcgagatctctagactgcgcccccgtcgagat 서열33SEQ ID NO: 33 redDFredDF gagcggatcctctgccctctgaccgcggtgaacatccgagcggatcctctgccctctgaccgcggtgaacatcc 서열34SEQ ID NO: 34 redDR2redDR2 ctctagaccaccgaacgatcggattcctctagaccaccgaacgatcggattc 서열35SEQ ID NO: 35 dnrOFdnrOF tattaagcttccactaggagaaccagcgcggctattaagcttccactaggagaaccagcgcggc 서열36SEQ ID NO: 36 dnrOR2dnrOR2 ctctagagcttccagggtggcacgactctagagcttccagggtggcacga 서열37SEQ ID NO: 37 ccaRFccaRF cgcgaagcttacgggttcatcaaccggatgtcccgcgaagcttacgggttcatcaaccggatgtcc 서열38SEQ ID NO: 38 ccaRR2ccaRR2 ctctagaggcggtcccccttgtgaagctctagaggcggtcccccttgtgaag 서열39SEQ ID NO: 39 rpoCF1rpoCF1 ccaggatccgcacgacattctgcgtcccaggatccgcacgacattctgcgtc 서열40SEQ ID NO: 40 rpoCR1rpoCR1 cgcaagcttattaatgatggtgatgatggtgctcgttatcagaaccgcccagcgcaagcttattaatgatggtgatgatggtgctcgttatcagaaccgcccag 서열41SEQ ID NO: 41 rpoCF2rpoCF2 gggaagcttattaatcgttaatccgcaaataacggggaagcttattaatcgttaatccgcaaataacg 서열42SEQ ID NO: 42 rpoCR2rpoCR2 ccctggatccgcgctaagttataacggtgctggcccctggatccgcgctaagttataacggtgctggc

하기 도 3에 나타난 바와 같이, hrdA 유전자를 제외한 모든 시그마 유전자는 대장균 W3110-18에서 발현되는 것을 확인하였다 (도3). hrdA 유전자의 발현을 증대시키기 위해, PCR을 이용하여 (primer hrdAm-f, hrdA-r2), 대장균에서 드물게 사용되는 (rare codon) hraA 유전자의 2nd, 4th, 6th, 7th codon을 높게 사용된 동의코돈 (highly used synonymous codon)으로 치환하였고, 이 돌연변이체 hrdA을 함유하는 플라스미드 (pBAD33-hrdA5)는 다른 방선균 시그마 인자 (sigma factor)와 비슷한 정도로 HrdA를 발현하였다 (도3).
As shown in FIG. 3, all sigma genes except for the hrdA gene were confirmed to be expressed in E. coli W3110-18 (FIG. 3). In order to increase the expression of the hrdA gene, synonymous codons using 2nd, 4th, 6th, and 7th codons of the hraA gene (rare codon) rarely used in Escherichia coli (primer hrdAm-f, hrdA-r2) were used. (highly used synonymous codon) and the plasmid containing this mutant hrdA (pBAD33-hrdA5) expressed HrdA to a similar extent as other actinomycetes sigma factor (FIG. 3).

실시예Example 3. 방선균  3. Actinomycetes sigmasigma factorfactor 를 이용한 대장균 Escherichia coli using RNARNA polymerase중합체 의 reprogramming: Reprogramming: lacZlacZ reporterreporter genegene

방선균 sigma factor들이 대장균 RNA 중합효소를 재프로그래밍 (reprogramming)하여 방선균 프로모터를 인식할 수 있는지를 검증하기 위해, S. coelicoloractII - orf4, redD, S. peucetiusdnrO, S. clavuligerusccaR 유전자의 프로모터 부분을 lacZ 유전자과 융합하고, lacZ 역가를 측정하였다. 프로모터는 제거되고, RBS는 포함하는 lacZ 유전자는 lacZF10, lacZR10 primter를 이용하여 대장균 염색체로부터 PCR 증폭하고, SmaI으로 절단한 후 pUC21K의 EcoRV에 클로닝하여 pUC21K-lacZ 플라스미드를 제조하였다. actII - orf4의 프로모터는 actIIF, actIIR2, redD 프로모터는 redDF, redDR2, dnrO 프로모터는 ccaRF, ccaRR2 프라이머를 이용하여 각 미생물의 염색체에서 PCR 증폭하고, HindIII-XbaI으로 절단하여, pUC21K-lacZ의 HindIII-XbaI 위치에 클로닝하여 pUC21K-actIIL, pUC21K-redDL, pUC21K-dnrOL. pUC21K-ccaRL을 제조하였다. lacZ 역가 측정은 다음과 같이 수행하였다. 대장균은 카나마이신 (kanamycin; final 30 μg/ml), 클로람페니콜 (chloramphenicol; final 15 μg/ml)를 첨가한 최소배지 (minimal medium; citric acid 2g/L, K2HPO4 10g/L, NaNH4HPO4 3.5 g/L, MgSO4 0.1 g/L, 0.2% casamino acid , 0.4% Glycerol)에서 밤새 동안 전배양한 후, 50 ml (500ml flask )의 동일한 배지에서 본 배양을 수행하였다. mid log (OD600 0.2-0,3)에서 아라비노오스 (final 0.2%)를 첨가하여 방선균 시그마 인자의 발현을 유도 (induction)하였다. 주어진 시간에 세포 배양액 취하여, 일부는 OD600을 측정하여, 세포 농도를 구하고, 나머지 세포 배양액은 lacZ 역가 측정에 사용하였다. 세포 배양액 20μl에 침투용액 (permeabilization solution; 100 mM Na2HPO4 , 20 mM KCl, 2 mM MgSO4, 0.8 mg/mL hexadecyltrimethylammonium bromide), 0.4 mg/mL sodium deoxycholate, 5.4 μL/mL beta-mercaptoethanol) 80㎕를 첨가하고, 5분 상온에서 방치한 후, 기질용액 (substrate solution; 60 mM Na2HPO4, 40 mM NaH2PO4, 1 mg/mL o-nitrophenyl-β-D-Galactoside, 2.7 μL/mL β-mercaptoethanol) 600㎕을 첨가하고, 30℃ 30분 내지 1시간 동안 반응시켰다. 정지용액 (Stop solution; 1 M Na2CO3)700㎕를 첨가하여 반응을 중지시키고, 13,000rpm에서 5min 동안 원심분리하여 찌꺼기를 제거하고, 420nm에서 흡광도를 측정하였다.
CcaR of genes dnrO, S. clavuligerus of orf4, redD, S. peucetius - actinomycetes sigma factor to the actII, S. coelicolor to reprogram (reprogramming) to verify that you are able to recognize the Streptomyces promoter of E. coli RNA polymerase The promoter portion was fused with the lacZ gene and the lacZ titer was measured. The promoter was removed, the lacZ gene containing RBS was PCR amplified from E. coli chromosome using lacZF10 and lacZR10 primter, digested with SmaI and cloned into EcoRV of pUC21K to prepare pUC21K-lacZ plasmid. actII - promoter of orf4 is actIIF, actIIR2, redD promoter redDF, redDR2, dnrO promoter ccaRF, using ccaRR2 primer PCR amplification from the chromosome of each of the microorganisms and, HindIII - cleaved with XbaI, pUC21K-lacZ in HindIII - XbaI Cloned into position pUC21K-actIIL, pUC21K-redDL, pUC21K-dnrOL. pUC21K-ccaRL was prepared. The lacZ titer was measured as follows. Escherichia coli contains kanamycin (final 30 μg / ml), chloramphenicol (chloramphenicol; final 15 μg / ml) and medium (minimal medium; citric acid 2g / L, K 2 HPO 4 10g / L, NaNH 4 HPO 4). 3.5 g / L, MgSO 4 0.1 g / L, 0.2% casamino acid, 0.4% Glycerol) were pre-cultured overnight, and then cultured in 50 ml (500 ml flask) of the same medium. Expression of actinomycete sigma factor was induced by adding arabinose (final 0.2%) at mid log (OD 600 0.2-0,3). At a given time, cell cultures were taken, some measured OD 600 to determine cell concentration, and the remaining cell cultures were used for lacZ titer measurements. Permeabilization solution (100 mM Na 2 HPO 4 , 20 mM KCl, 2 mM MgSO 4 , 0.8 mg / mL hexadecyltrimethylammonium bromide), 0.4 mg / mL sodium deoxycholate, 5.4 μL / mL beta-mercaptoethanol) Μl was added and allowed to stand at room temperature for 5 minutes, followed by substrate solution (60 mM Na 2 HPO 4 , 40 mM NaH 2 PO 4 , 1 mg / mL o-nitrophenyl-β-D-Galactoside, 2.7 μL / 600 μl of mL β-mercaptoethanol) was added and reacted at 30 ° C. for 30 minutes to 1 hour. The reaction was stopped by adding 700 μl of Stop solution (1 M Na 2 CO 3 ), centrifuged at 13,000 rpm for 5 min to remove debris, and the absorbance was measured at 420 nm.

도 4에서 나타난 바와 같이, 야생형 W3110에서는 pBAD33-hrdB와 pCU21K-actIIL을 형질전환 (transformation)하고, 0.2% 아라비노오스를 첨가하여, hrdB의 발현을 유도 (induction)하여도, lacZ의 역가가 그다지 증가하지 않는 반면, W3110-18의 경우, 아라비노오스를 첨가 후 lacZ 역가가 3배 이상 증가되었다 (도5). HrdB의 경우, 시그마 인자를 공급하지 않은 대장균과 비교하여, 실험한 모든 유전자의 프로모터의 전사를 촉진하였고, HrdC의 경우 actII - orf4, dnrO 프로모터의 전사를 촉진하였다. (도6)
As shown in Figure 4, wild-type W3110 transformed pBAD33-hrdB and pCU21K-actIIL, and 0.2% arabinose was added to induce the expression of hrdB, even if the induction of hrdB is not much In contrast to W3110-18, lacZ titer increased more than threefold after the addition of arabinose (Figure 5). In the case of HrdB, compared to E. coli without sigma factor, it promoted the transcription of promoters of all the tested genes, and HrdC promoted the transcription of actII - orf4 and dnrO promoters. (Figure 6)

실시예Example 4. 방선균  4. Actinomycetes sigmasigma factorfactor 를 이용한 대장균 Escherichia coli using RNARNA polymerase중합체 의 reprogramming: Reprogramming: RNARNA polymerase중합체 정제에 의한 검증 Purification by purification

방선균의 부 시그마 인자 (minor sigma factor)가 대장균 RNA 중합효소를 재프로그램 (programming)할 수 있는 지의 여부를, 대장균에서 RNA 중합효소를 정제하여, RNA 중합효소내에 방선균 시그마 인자가 존재여부를 조사하였다. 대장균 RNA 중합효소를 쉽게 정제하기 위해, RNA 중합효소의 β‘ 스브유닛 (RpoC)의 C-말단 s에 6XHis 태그가 융합된 유전자를 대장군 염색체 상의 rpoC유전자와 치환하였다. 이를 위해 rpoCF1, rpoCR1 primer를 이용하여 RpoC의 C-말단에 6XHis에 융합된 beta' frag1을, rpoCF2, rpoCR2 프라이머를 이용하여 RpoC의 downstream region을 포함하는 beta' frag2를 대장균 염색체를 이용하여 PCR 증폭하였다. 이 PCR 산물들을 BamHI - VspI으로 절단하고, pKO3의 BamHI 위치에 클로닝하여 pKO3-rpoC을 제조하였다. pKO3-rpoC를 W3110-18에 전기천공법을 이용하여 형질전환 (transformation)한 후, double cross-over 된, 즉 염색체상의 야생형 rpoC 유전자가 rpoD-6XHis으로 치환된 W3110 균주, W3110-18'을 스크리닝 (screening)하였다. 이 W3110-18'에 pBAD33-hrdA, pBAD33-hrdB, pBAD33-hrdC, pBAD33-hrdD를 형질전환 (transformation) 한 후, 다음과 같이 RNA 중합효소를 정제하였다. 각 플라스미드를 함유한 W3110-20 cell을 카나마이신 (kanamycin, 30 μg/l) 를 첨가한 LB 배지에서 밤새 동안 전배양한 후, 25 ml의 동일한 배지에서 본 배양을 수행하였다 (500ml flask). mid log에서 0.2% 아라비노오스를 첨가하여 방선균 시그마 인자의 발현을 유도 (induction)한 후 4 시간 더 배양한 후 세포를 원심분리를 이용하여 회수 하였다. 여기에 1ml 결합버퍼 (Binding Buffer; 10mmM tris-HCl (pH 7.9), 5% 글리세롤 (gycerol), 0.1 mM EDTA, 6mM 베타-메르캅토에탄올 (beta-mercaptoethanol), 1 mM 이미다졸 (imidazol), 0.1 M NaCl)를 첨가하고 세포를 현탁한 후 라이조자임 (lysozyme) 6㎕ (50mg/ml), 데옥시콜레이트 (Deoxycholate) 5㎕ (5%), RNase A 1㎕ (10mg/ml), PMSF 1.2㎕(10mg/ml)를 첨가하고, 음파처리 (sonication)를 이용하여 세포를 파쇄하였다. 12000rpm 20min 4℃ 원심분리하여 찌꺼기를 제거하고 Talon 금속 친화성 레진 (Talon metal affinity Resin; Clontech) 50㎕와 섞고 1hr 얼음에서 RNA 중합효소를 레진에 결합시켰다. 3000rpm 1min RT에서 원심분리하여, 레진을 침전시킨 후 1ml 세척버퍼 Ⅰ(Washing buffer Ⅰ; 10mmM tris-HCl (pH 7.9), 5% gycerol, 0.1 mM EDTA, 6mM beta-mercaptoethanol, 1 mM imidazol, 0.5 M NaCl), 1ml 세척버퍼 II (Washing buffer II; 10mmM tris-HCl (pH 7.9), 5% gycerol, 0.1 mM EDTA, 6mM beta-mercaptoethanol, 1 mM imidazol, 40 mM Glycin), 1ml 세척버퍼 Ⅲ (Washing buffer III; 10mmM tris-HCl (pH 7.9), 5% gycerol, 0.1 mM EDTA, 6mM beta-mercaptoethanol, 10 mM imidazol, 0.1 M NaCl)로 레진을 세척 (washing)하였다. 이 레진을 용출버퍼 (Elution buffer; 10mmM tris-HCl (pH 7.9), 5% gycerol, 0.1 mM EDTA, 6mM beta-mercaptoethanol, 100 mM imidazol, 0.1 M NaCl) 60㎕로 용출 (elution) 하였다.
Whether or not the minor sigma factor of the actinomycetes can reprogram E. coli RNA polymerase, the RNA polymerase was purified from Escherichia coli and the presence of actinomycetes sigma factor was examined in the RNA polymerase. . In order to easily purify E. coli RNA polymerase, a 6XHis tag fused gene at the C-terminus of the β 'subunit (RpoC) of the RNA polymerase was replaced with the rpoC gene on the colon chromosome. To this end, PCR amplification of beta 'frag1 fused to 6XHis at the C-terminus of RpoC using rpoCF1 and rpoCR1 primers, and beta' frag2 containing the downstream region of RpoC using rpoCF2 and rpoCR2 primers, using an E. coli chromosome. . The PCR product was BamHI - cut VspI, and cloned into the BamH I to prepare a location of pKO3 pKO3-rpoC. pKO3-rpoC was transformed into W3110-18 using electroporation, and then screened for W3110 strain, W3110-18 ', which was double cross-over, ie the wild-type rpoC gene on the chromosome was substituted with rpoD- 6XHis. (screening). The W3110-18 'was transformed with pBAD33-hrdA, pBAD33-hrdB, pBAD33-hrdC, and pBAD33-hrdD, and RNA polymerase was purified as follows. W3110-20 cells containing each plasmid were preincubated overnight in LB medium to which kanamycin (kanamycin, 30 μg / l) was added, followed by main culture in 25 ml of the same medium (500 ml flask). In the mid log, 0.2% arabinose was added to induce the expression of actinomycetes sigma factor, followed by further incubation for 4 hours, and the cells were recovered by centrifugation. 1 ml Binding Buffer (10 mM tris-HCl, pH 7.9), 5% glycerol, 0.1 mM EDTA, 6 mM beta-mercaptoethanol, 1 mM imidazol, 0.1 M NaCl) was added and the cells were suspended, followed by 6 μl of lysozyme (50 mg / ml), 5 μl of deoxycholate (5%), 1 μl of RNase A (10 mg / ml), 1.2 μl of PMSF. (10 mg / ml) was added and cells were disrupted using sonication. Debris was removed by centrifugation at 12000 rpm 20min 4 ° C, mixed with 50 μl of Talon metal affinity Resin (Clontech) and RNA polymerase bound to the resin at 1 hr ice. Centrifugation at 3000 rpm 1min RT to precipitate the resin, followed by 1 ml Washing buffer I (10 mM tris-HCl (pH 7.9), 5% gycerol, 0.1 mM EDTA, 6 mM beta-mercaptoethanol, 1 mM imidazol, 0.5 M NaCl), 1 ml Washing buffer II; 10 mM tris-HCl (pH 7.9), 5% gycerol, 0.1 mM EDTA, 6 mM beta-mercaptoethanol, 1 mM imidazol, 40 mM Glycin), 1 ml washing buffer III (Washing buffer III; resin was washed with 10 mM tris-HCl (pH 7.9), 5% gycerol, 0.1 mM EDTA, 6 mM beta-mercaptoethanol, 10 mM imidazol, 0.1 M NaCl). This resin was eluted with 60 μl of elution buffer (10 mmM tris-HCl, pH 7.9), 5% gycerol, 0.1 mM EDTA, 6 mM beta-mercaptoethanol, 100 mM imidazol, 0.1 M NaCl).

도 7에 나타난 바와 같이, 정제된 RNA 중합효소를 SDS PAGE를 통해 확인하였다. 정제된 RNA 중합효소 내에 방선균 시그마인자 (sigma factor)들이 존재하는지 조사하기위해 항-FLAG 항체 (anti-FLAG antiboty)를 이용하여 워스턴 블롯 (Western blot)을 수행한 결과 (도8), 방선균 시그마 인자가 대장균의 rpoD보다 많은 양이 존재하는 것을 확인하였다.
As shown in Figure 7, purified RNA polymerase was confirmed through SDS PAGE. As a result of Western blot using anti-FLAG antibody (anti-FLAG antiboty) to investigate the presence of actinomycetes sigma factors in purified RNA polymerase (Fig. 8), actinomycetes sigma It was confirmed that the amount of the factor was greater than that of E. coli rpoD.

Claims (10)

(ㄱ) hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF 및 sigH로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 방선균의 시그마 인자; 및
(ㄴ) 5'말단에 3xFLAG (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys) 서열을 융합시켜 대장균의 코어 RNA 중합효소 (core RNA polymerase)와의 친화력을 감소시킨 대장균의 시그마 인자;
를 포함하는 이종 유전자를 발현시키는 대장균 숙주 미생물.
(A) sigma factors of one or more actinomycetes selected from the group consisting of hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF and sigH; And
(B) 3xFLAG at the 5 'end (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp -Lys) Escherichia coli sigma factor that fuses the sequence to reduce the affinity with E. coli core RNA polymerase;
E. coli host microorganism expressing a heterologous gene comprising a.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 대장균 숙주 미생물은 Lon 단백질분해효소, ClpP 단백질분해효소, 및 Omptin 단백질분해효소로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이 제거된 것을 특징으로하는 대장균 숙주 미생물.
The method of claim 1,
The E. coli host microorganism is E. coli host microorganism characterized in that one or more selected from the group consisting of Lon protease, ClpP protease, and Omptin protease.
제 1항에 있어서,
(ㄱ) hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF 및 sigH로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 방선균의 시그마 인자; 및
(ㄴ) 5'말단에 3xFLAG서열을 융합시킴으로, 대장균의 코어 RNA 중합효소와의 친화력을 감소시킨 대장균의 시그마 인자인 rpoD;를 포함하며,
(ㄷ) Lon 단백질분해효소, ClpP 단백질분해효소, 및 Omptin 단백질분해효소로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이 제거된 것을 특징으로 하는 대장균 숙주 미생물.
The method of claim 1,
(A) sigma factors of one or more actinomycetes selected from the group consisting of hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF and sigH; And
(B) rpoD, a sigma factor of E. coli, which reduced the affinity of the core RNA polymerase of E. coli by fusing 3xFLAG sequences at the 5 'end;
(C) Escherichia coli host microorganism, characterized in that one or more selected from the group consisting of Lon protease, ClpP protease, and Omptin protease.
삭제delete (ㄱ) hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF, 및 sigH로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 방선균 시그마 인자를 함유한 재조합 벡터를 제조하는 단계;
(ㄴ) 대장균의 코어 RNA 중합효소와의 친화력을 감소시킨, 5'말단에 3xFLAG (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys) 서열이 융합된 대장균의 시그마 인자를 함유하는 재조합 벡터를 제조하는 단계; 및
(ㄷ) Lon 단백질분해효소, ClpP 단백질분해효소, 및 Omptin 단백질분해효소로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이 제거된 대장균을, 상기 제 (ㄱ)단계의 벡터 및 (ㄴ)단계의 벡터로 형질전환시키는 단계;
를 포함하는 이종 유전자를 발현시키는 대장균 숙주 미생물의 제조방법.
(A) preparing a recombinant vector containing at least one actinomycete sigma factor selected from the group consisting of hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF, and sigH;
(B) 3xFLAG (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-) at the 5 'end, which reduced E. coli affinity with the core RNA polymerase. Preparing a recombinant vector containing Sigma factor of Escherichia coli fused with Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys) sequence; And
(C) transforming E. coli from which at least one selected from the group consisting of Lon protease, ClpP protease, and Omptin protease is removed with the vector of step (a) and the vector of step (b) step;
Method for producing a E. coli host microorganism expressing a heterologous gene comprising a.
(ㄱ) hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF, 및 sigH로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 방선균 시그마 인자를 함유한 재조합 벡터를 제조하는 단계;
(ㄴ) 대장균의 코어 RNA 중합효소와의 친화력을 감소시킨, 5'말단에 3xFLAG (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys) 서열이 융합된 대장균의 시그마 인자를 함유하는 재조합 벡터를 제조하는 단계; 및
(ㄷ) 상기 제 (ㄱ)단계의 벡터 및 (ㄴ)단계의 벡터로 대장균을 형질전환시키는 단계;
(ㄹ) 상기 방선균 시그마 인자의 발현을 유도하는 단계; 및
(ㅁ) 상기 방선균의 시그마 인자와 상기 대장균의 코어 RNA 중합효소가 결합하여 형성된 RNA 중합효소에 의해 방선균의 유전자가 전사되는 단계;
를 포함하는 방선균의 유전자 발현방법.
(A) preparing a recombinant vector containing at least one actinomycete sigma factor selected from the group consisting of hrdA, hrdB, hrdC, hrdD, sigB, sigE, sigF, and sigH;
(B) 3xFLAG (Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Gly-Asp-Tyr-Lys-Asp-His-Asp-Ile-) at the 5 'end, which reduced E. coli affinity with the core RNA polymerase. Preparing a recombinant vector containing Sigma factor of Escherichia coli fused with Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys) sequence; And
(C) transforming E. coli with the vector of step (a) and the vector of step (b);
(D) inducing expression of said actinomycete sigma factor; And
(ㅁ) transcription of the actinomycete gene by the RNA polymerase formed by combining the sigma factor of the actinomycetes and the core RNA polymerase of E. coli;
Gene expression method of actinomycetes comprising a.
KR1020110110562A 2011-10-27 2011-10-27 Host Strains for the Expression of Heterologous genes and the Method KR101268776B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110110562A KR101268776B1 (en) 2011-10-27 2011-10-27 Host Strains for the Expression of Heterologous genes and the Method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110110562A KR101268776B1 (en) 2011-10-27 2011-10-27 Host Strains for the Expression of Heterologous genes and the Method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130046158A KR20130046158A (en) 2013-05-07
KR101268776B1 true KR101268776B1 (en) 2013-05-29

Family

ID=48657925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110110562A KR101268776B1 (en) 2011-10-27 2011-10-27 Host Strains for the Expression of Heterologous genes and the Method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101268776B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220259571A1 (en) * 2019-07-18 2022-08-18 Technische Universität München Host-independent expression of bacteriophages

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120035078A1 (en) 2010-06-02 2012-02-09 University Of Delaware Engineering complex microbial phenotypes with transcription enhancement

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120035078A1 (en) 2010-06-02 2012-02-09 University Of Delaware Engineering complex microbial phenotypes with transcription enhancement

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문1 : J. BACTERIOL
논문2 : 인제대 학위논문(2007)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130046158A (en) 2013-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11427818B2 (en) S. pyogenes CAS9 mutant genes and polypeptides encoded by same
US11913014B2 (en) S. pyogenes Cas9 mutant genes and polypeptides encoded by same
US20190330659A1 (en) Scarless dna assembly and genome editing using crispr/cpf1 and dna ligase
CN105732816B (en) Modified cascade ribonucleoproteins and uses thereof
US10508271B2 (en) Targeted mutations
Sekurova et al. In vivo analysis of the regulatory genes in the nystatin biosynthetic gene cluster of Streptomyces noursei ATCC 11455 reveals their differential control over antibiotic biosynthesis
EP3271461A1 (en) Crispr/cas9 based engineering of actinomycetal genomes
WO2018148511A1 (en) A modular universal plasmid design strategy for the assembly and editing of multiple dna constructs for multiple hosts
Reuther et al. Unique conjugation mechanism in mycelial streptomycetes: a DNA‐binding ATPase translocates unprocessed plasmid DNA at the hyphal tip
CA3087715A1 (en) Genome editing using crispr in corynebacterium
JPH04346787A (en) Method for obtaining dnarecombinant vector, microorganism and dna, method for obtaining recombinant protein and recombinant protein
JP2009539368A (en) Plasmid RK2 system wide host range cloning vector useful for transfer of metagenomic library to various bacterial species
US20200010816A1 (en) Genetically engineered vibrio sp. and uses thereof
KR101268776B1 (en) Host Strains for the Expression of Heterologous genes and the Method
WO2004018635A2 (en) Myxococcus xanthus bacteriophage mx9 transformation and integration system
EP3940069A1 (en) Methods for modulating cas-effector activity
US7709624B2 (en) Process for producing recombinant protein in bacterium belonging to the genus Rhodococcus
WO1998054353A1 (en) Methods of making an rnp particle having nucleotide integrase activity
Li et al. an.(2023)
US20030224484A1 (en) Method and cloning vectors utilizing intergeneric conjugation for manipulation of actinomycetes biosynthesis genes
Ceniceros et al. Characterization of the Streptomyces
HU212364B (en) Process for producing new plasmidvector, and for cloning and expressing gene of eca i metilase utilizing the new vector
EP0427014A1 (en) Plasmid

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160411

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170323

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee