JPH0242975A - 酵母の育種方法及び関連ベクター - Google Patents
酵母の育種方法及び関連ベクターInfo
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- JPH0242975A JPH0242975A JP19069288A JP19069288A JPH0242975A JP H0242975 A JPH0242975 A JP H0242975A JP 19069288 A JP19069288 A JP 19069288A JP 19069288 A JP19069288 A JP 19069288A JP H0242975 A JPH0242975 A JP H0242975A
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- recombination
- plasmid
- chromosome
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、酵母の育種方法及び関連ベクターに関するも
のである。
のである。
本発明は、酵母、例えばパン酵母の優良株を得るだめに
、計画的に、染色体の特定部位間で組換えを起こし、育
種する方法に関するものである。
、計画的に、染色体の特定部位間で組換えを起こし、育
種する方法に関するものである。
本発明の方法によれば染色体の組換え頻度は著しるしく
高まり、酵母の優先株を得るのにきわめて有利であり、
酵母を利用する発酵工業に益するところ大なるものがあ
る。
高まり、酵母の優先株を得るのにきわめて有利であり、
酵母を利用する発酵工業に益するところ大なるものがあ
る。
(従来技術)
パン酵母では古くから優良株を得るために育種が行なわ
れている。しかし、その育種法は突然変異によるもの、
もしくは、自然に起こる相同染色体間の組換えを利用し
たものに過ぎなかった。この、自然に起る組換えは、頻
度が低く、各相同染色体同志の相同部位で、それぞれが
ほぼ同頻度で全く不特定に起るために、組換え部位の制
御が不可能であり、その結果、非常に多くの種類の子孫
が生じることになり、目的とする染色体の組換えのみが
起った株を得ることは、非常に困難であった。
れている。しかし、その育種法は突然変異によるもの、
もしくは、自然に起こる相同染色体間の組換えを利用し
たものに過ぎなかった。この、自然に起る組換えは、頻
度が低く、各相同染色体同志の相同部位で、それぞれが
ほぼ同頻度で全く不特定に起るために、組換え部位の制
御が不可能であり、その結果、非常に多くの種類の子孫
が生じることになり、目的とする染色体の組換えのみが
起った株を得ることは、非常に困難であった。
又、最近になって、非相同染色体間に相同性を持たせる
ことによる、組換え部位を限定した組換えの試み(例え
ば、Robertsonら、1985年)も成されてい
るが、頻度がきわめて低く、効率の良いものではない。
ことによる、組換え部位を限定した組換えの試み(例え
ば、Robertsonら、1985年)も成されてい
るが、頻度がきわめて低く、効率の良いものではない。
さらには、特定部位に限定した、高頻度な染色体の組換
え技術は未だ開発されていない。
え技術は未だ開発されていない。
(発明が解決しようとする問題点)
従来のパン酵母の育種法は突然変異によるものも、相同
染色体間の組換えによる(交雑法)ものも、偶然に依存
したものであり、優良株のスクリーニングには多大の労
力を必要とする欠点があった。
染色体間の組換えによる(交雑法)ものも、偶然に依存
したものであり、優良株のスクリーニングには多大の労
力を必要とする欠点があった。
非相同集体間で相同領域を持せることによる組換えの例
は、染色体の特定部位間の組換えといえるが、自然に起
る組換えよりも、さらに頻度が低く、育種への応用は事
実上不可能であった。
は、染色体の特定部位間の組換えといえるが、自然に起
る組換えよりも、さらに頻度が低く、育種への応用は事
実上不可能であった。
又1本発明と同様の組換え技術は、パン酵母(Sacc
haromyces cerevisiae)中に含ま
れる、2μmDNAの、分子内組換え系を利用しても可
能であると考えられるが、大多数のパン酵母中に、2μ
mDNAが内在しているために、組換えタンパク質遺伝
子は常に発現した状態にあり、組換え時期の制御をする
ことは不可能といわなければならない。
haromyces cerevisiae)中に含ま
れる、2μmDNAの、分子内組換え系を利用しても可
能であると考えられるが、大多数のパン酵母中に、2μ
mDNAが内在しているために、組換えタンパク質遺伝
子は常に発現した状態にあり、組換え時期の制御をする
ことは不可能といわなければならない。
パン酵母を含む酵母の育種法において、組換えの頻度が
高く、かつ、組換えの制御が可能な方法の開発が待たれ
ていたのである。
高く、かつ、組換えの制御が可能な方法の開発が待たれ
ていたのである。
(問題点を解決するための手段)
本発明者らは、染色体の組換え部位を限定し。
かつ、組換え頻度が高く、さらには組換え時期及び、位
置の制御が可能な酵母の育種法を求めて鋭意研究したと
ころ、本発明においてその方法を完成するに至った。
置の制御が可能な酵母の育種法を求めて鋭意研究したと
ころ、本発明においてその方法を完成するに至った。
psR1プラスミドは、6251塩基対の環状DNA分
子で、全ヌクレオチド配列が決定されている(Arak
iら、1985年)。
子で、全ヌクレオチド配列が決定されている(Arak
iら、1985年)。
本プラスミドは、従来、醤油酵母
(Zygosaccharomyces rouxii
)中に含まれるプラスミドであり、その特長は、分子内
に959塩基対からなる、一対の逆向き反復配列をもち
、このため。
)中に含まれるプラスミドであり、その特長は、分子内
に959塩基対からなる、一対の逆向き反復配列をもち
、このため。
分子が二つの特有な領域に分断されているところにある
。
。
さらに重要な特長は、逆向き反復配列内にある58塩基
対に限定された組換え部位間で、分子内組換えが起る(
Matsuzakiら、1988年)結果、二つの特有
な領域の向きが反転したTypaAとTypeBとの、
二種類の異性体として存在することにあり。
対に限定された組換え部位間で、分子内組換えが起る(
Matsuzakiら、1988年)結果、二つの特有
な領域の向きが反転したTypaAとTypeBとの、
二種類の異性体として存在することにあり。
2μmDNAで起る分子内組換えと同様にコピー数の制
御機構(Volkertら、 1986年)に関与する
ものと考えられる。
御機構(Volkertら、 1986年)に関与する
ものと考えられる。
即ち、第1図にプラスミドpSR1のTypeAとTy
peBが示されるが、第1図において、プラスミドρS
RIには一対の逆向き反復配列内にそれぞれ1ケ、すな
わち、一対の組換え部位(Recombination
5ite)(R5:以下R5という)を有し、1つの
プラスミド内の2ケのR3で組換えを起こしTypeA
とTypeBとの2つの型が混合して酵母中に存在して
いるのである。
peBが示されるが、第1図において、プラスミドρS
RIには一対の逆向き反復配列内にそれぞれ1ケ、すな
わち、一対の組換え部位(Recombination
5ite)(R5:以下R5という)を有し、1つの
プラスミド内の2ケのR3で組換えを起こしTypeA
とTypeBとの2つの型が混合して酵母中に存在して
いるのである。
また、このR5を用いる組換えには第1図のRで示され
る。 psR1プラスミド自体に存在するR遺伝子が生
産するRタンパク質のみが必要とされているのである(
Matsuzakiら、1988年)。
る。 psR1プラスミド自体に存在するR遺伝子が生
産するRタンパク質のみが必要とされているのである(
Matsuzakiら、1988年)。
本発明においては、プラスミドρSRIで起っていルR
IL m エ現象を酵母の育種法に取り入れることに成
功したのである。
IL m エ現象を酵母の育種法に取り入れることに成
功したのである。
即ち、酵母の育種法では、まず、染色体の2ケ所にR3
を組み込まなければならない。
を組み込まなければならない。
R3を酵母の染色体に組込むために1本発明においては
、まず、プラスミドpsR1上に存在するR5を導入し
た染色体組込み型ベクター、即ちYIp型ベクターを作
成した。VIP型ベクター(組込み型ベクター)はプラ
スミドルS旧がらR3を含むDNA断片を切出すと同時
に大腸菌のプラスミドPBR322、さらにR5を導入
しようとする、酵母染色体部位にある遺伝子を用いて、
R3を1ケづつ含むプラスミドを作成した。
、まず、プラスミドpsR1上に存在するR5を導入し
た染色体組込み型ベクター、即ちYIp型ベクターを作
成した。VIP型ベクター(組込み型ベクター)はプラ
スミドルS旧がらR3を含むDNA断片を切出すと同時
に大腸菌のプラスミドPBR322、さらにR5を導入
しようとする、酵母染色体部位にある遺伝子を用いて、
R3を1ケづつ含むプラスミドを作成した。
本プラスミドは、例えば、酵母URA3遺伝子を含むp
HM147、また、例えば、酵母HIS3遺伝子を含む
pHM71−1であり、染色体組込み部位の指定と同時
に、酵母細胞への導入の確認を、栄養要求性の相補(そ
れぞれ、ウラシル・ヒスチジン)で確認できるように設
計した。さらに、これらベクターは、各酵母遺伝子中で
、それぞれ制限#素NcoI、 XhoIで、ただ−か
所切断される様に、即ち、パン酵母への導入の際、この
制限酵素で切断することにより、高頻度で、目的部位に
組込まれる(Itoら、1983年)ように設計した。
HM147、また、例えば、酵母HIS3遺伝子を含む
pHM71−1であり、染色体組込み部位の指定と同時
に、酵母細胞への導入の確認を、栄養要求性の相補(そ
れぞれ、ウラシル・ヒスチジン)で確認できるように設
計した。さらに、これらベクターは、各酵母遺伝子中で
、それぞれ制限#素NcoI、 XhoIで、ただ−か
所切断される様に、即ち、パン酵母への導入の際、この
制限酵素で切断することにより、高頻度で、目的部位に
組込まれる(Itoら、1983年)ように設計した。
プラスミドpHM147を含む大腸菌は、Escher
ichia coli JA 221(pHM 147
)として、FERMP−10073の寄託番号で、また
プラスミドP)1M71−1を含む大腸菌は、Esch
erichia coli JA 221 (pHM7
1−1)としてFERM P−10075の寄託番号で
微工研に寄託されている。
ichia coli JA 221(pHM 147
)として、FERMP−10073の寄託番号で、また
プラスミドP)1M71−1を含む大腸菌は、Esch
erichia coli JA 221 (pHM7
1−1)としてFERM P−10075の寄託番号で
微工研に寄託されている。
また、本発明においては、R遺伝子の発現にょるRタン
パク質の存在によって組換えを行なわせるRタンパク質
の非存在によって組換えを停止させることを実施するた
めに、R遺伝子及びその上流にGALL又はGAL10
のプロモーターを導入したR遺伝子の発現調節可能なベ
クターを作成しなければならない。
パク質の存在によって組換えを行なわせるRタンパク質
の非存在によって組換えを停止させることを実施するた
めに、R遺伝子及びその上流にGALL又はGAL10
のプロモーターを導入したR遺伝子の発現調節可能なベ
クターを作成しなければならない。
そこで1本発明では、プラスミドpsR1からR遺伝子
を切出すと同時に、プラスミドpBR322を利用する
とともに、R遺伝子上流には、パン酵母のガラクトース
代謝形酵素遺伝子GALI又はGAL10のプロモータ
ーをつないで、培地中に炭素源としてガラクトースのみ
が存在するときのみに発現するように、コントロールす
べく設計し、また、パン酵母中でのマーカーとしては、
LEU2遺伝子を用い。
を切出すと同時に、プラスミドpBR322を利用する
とともに、R遺伝子上流には、パン酵母のガラクトース
代謝形酵素遺伝子GALI又はGAL10のプロモータ
ーをつないで、培地中に炭素源としてガラクトースのみ
が存在するときのみに発現するように、コントロールす
べく設計し、また、パン酵母中でのマーカーとしては、
LEU2遺伝子を用い。
選択培地中で栄養要求性(ロイシン)の相補によって形
質転換体(発現ベクター導入株)のスクリーニングを行
なえるように設計し、目的に合致したプラスミドpH8
153を得た。
質転換体(発現ベクター導入株)のスクリーニングを行
なえるように設計し、目的に合致したプラスミドpH8
153を得た。
プラスミドpHM153を含む大腸菌は、Escher
ichia coli JA 221(p)1M153
)として、FERMP−10074の寄託番号で微工研
に寄託されている。
ichia coli JA 221(p)1M153
)として、FERMP−10074の寄託番号で微工研
に寄託されている。
本発明の育種方法においては、酵母、例えばパン酵母に
プラスミドpHM147を制限酵素NcoIで切断後、
Kl法(Itoら、1983年)により導入し、ウラシ
ルの要求性の相補で形質転換株をスクリーニングし、染
色体にpHM147すなわちR5が導入された酵母のみ
を選択し、次いで、この酵母にプラスミドPHM71−
1を制限酵素XhoIで切断後、同方法で導入し、ヒス
チジンの要求性の相補で、形質転換株即ち、 R5を染
色体に組込んだ株を選択し、結局1酵母の染色体に2ケ
のR5が導入された酵母を得る。
プラスミドpHM147を制限酵素NcoIで切断後、
Kl法(Itoら、1983年)により導入し、ウラシ
ルの要求性の相補で形質転換株をスクリーニングし、染
色体にpHM147すなわちR5が導入された酵母のみ
を選択し、次いで、この酵母にプラスミドPHM71−
1を制限酵素XhoIで切断後、同方法で導入し、ヒス
チジンの要求性の相補で、形質転換株即ち、 R5を染
色体に組込んだ株を選択し、結局1酵母の染色体に2ケ
のR5が導入された酵母を得る。
次いで、染色体に2つのR5が導入された酵母にプラス
ミドpHM153を同方法にて導入しくロイシン非要求
性で選択)、ガラクトース存在培地で培養すればR遺伝
子が発現してRタンパク質を生成し、染色体の組換えが
起る。10〜50時間程度でガラクトース非存在培地に
移し、組換えを停止させた。
ミドpHM153を同方法にて導入しくロイシン非要求
性で選択)、ガラクトース存在培地で培養すればR遺伝
子が発現してRタンパク質を生成し、染色体の組換えが
起る。10〜50時間程度でガラクトース非存在培地に
移し、組換えを停止させた。
この処理によって、酵母の染色体の組換えは酵母の10
%において生起しているのがパルスフィールド電気泳動
によって確認される。
%において生起しているのがパルスフィールド電気泳動
によって確認される。
さらに、完全培地中で、この組換え株を約20時間培養
することにより、はぼ、半数の酵母から自然に、pH8
153を脱落させることができる。
することにより、はぼ、半数の酵母から自然に、pH8
153を脱落させることができる。
ここで起った組換え型は、以下に示す組換え型の5(ト
ランスロケーション2)に相当するが、染色体上へのR
3の組込み位置により、さらに、以下のような組換え(
計6パターン)が生起する。
ランスロケーション2)に相当するが、染色体上へのR
3の組込み位置により、さらに、以下のような組換え(
計6パターン)が生起する。
1、 インバージョン1
同一染色体の、同一腕上に、2個のR3を逆方向に組込
み、その間で逆位を起こす。
み、その間で逆位を起こす。
この場合、成育に影響はなく、染色体の長さも変わらな
い。
い。
2、 インバージョン2
同一染色体の、逆腕上に、それぞれ1個のR3を逆方向
に組込み、その間で逆位を起こす。
に組込み、その間で逆位を起こす。
この場合、成育に影響はなく、染色体の長さも変わらな
い。
い。
3、ループアウト1
同一染色体の、同一腕上に、2個のR5を同方向に組込
み、その間での欠失を起こす。
み、その間での欠失を起こす。
この場合、2個のIR間に必須遺伝子が乗っていると致
死となる。但し、ループアウトした部位が、YRP型の
プラスミドとして存在すると成育は可能である。
死となる。但し、ループアウトした部位が、YRP型の
プラスミドとして存在すると成育は可能である。
4、 ループアウト2
同一染色体の、逆腕上に、それぞれ1個のR5を同方向
に組込み、その間での欠失を起こす。
に組込み、その間での欠失を起こす。
この場合、致死である。但し、ループアウトした部位に
、セントロメアが乗っているので、YCp型プラプラス
ミド状染色体)として存在可能である。
、セントロメアが乗っているので、YCp型プラプラス
ミド状染色体)として存在可能である。
ソ(7) 場合、ループアウトした以外の領域に5必須
遺伝子がなければ、成育は可能である。
遺伝子がなければ、成育は可能である。
5、トランスロケーション1
異染色体に、それぞれ1個のR5をそれぞれの染色体の
セントロメアに対して同方向に組込み、その間での転位
を起こす。
セントロメアに対して同方向に組込み、その間での転位
を起こす。
この場合、成育に影響はないが、それぞれの染色体の長
さが変わる。
さが変わる。
6、トランスロケーション2
異染色体に、それぞれ1個のR3をそれぞれの染色体の
セントロメアに対して逆方向に組込み、その間での転位
を起こす。
セントロメアに対して逆方向に組込み、その間での転位
を起こす。
この場合、致死である。一方の染色体は、2個のセント
ロメアを持ち、他方の染色体はセントロメアを持たなく
なる。双方とも、細胞分裂の際。
ロメアを持ち、他方の染色体はセントロメアを持たなく
なる。双方とも、細胞分裂の際。
その分配が不安定となる。
又、以上の6タイプの組換えは、1倍体株を用いた場合
の組換えであるが、2倍体株を用いることにより上記、
6タイプの組換えのうち、致死になるものも生存させる
ことができ、さらに上記以外に5タイプの組換えを行な
える。即ち、7、重複−欠失型組換え−1 相同染色体上の同一腕上の異なった位置にそれぞれ1ヶ
のR3を同方向に組込み、その間での転位を起こす。
の組換えであるが、2倍体株を用いることにより上記、
6タイプの組換えのうち、致死になるものも生存させる
ことができ、さらに上記以外に5タイプの組換えを行な
える。即ち、7、重複−欠失型組換え−1 相同染色体上の同一腕上の異なった位置にそれぞれ1ヶ
のR3を同方向に組込み、その間での転位を起こす。
この場合、成育に影響はないが、一方は染色体の一部の
領域が重複し、またもう一方は、他方が重複したのと同
じ領域が欠失し、それぞれの染色体の長さが変わる。
領域が重複し、またもう一方は、他方が重複したのと同
じ領域が欠失し、それぞれの染色体の長さが変わる。
8、重複−欠失型組換え−2
相同染色体の通読上に、それぞれ1ヶのR5を逆方向に
組込み、その間での転位を起こす。
組込み、その間での転位を起こす。
この場合、成育に影響はない。双方の染色体とも、一部
の領域が欠失し、一部の領域が重複する。
の領域が欠失し、一部の領域が重複する。
一方の重複する領域は、他方が欠失した領域に相当する
。
。
9、トランスロケーション型組換え一3相同染色体の同
腕上に、それぞれ1ヶのR5を逆方向に組込み、その間
での転座を起こす。
腕上に、それぞれ1ヶのR5を逆方向に組込み、その間
での転座を起こす。
この場合、トランスロケーション2と同様に致死である
。
。
10、トランスロケーション型組換え一4相同染色体の
通読上に、それぞれ1ヶのR3を同方向に組込み、その
間での転座を起こす。
通読上に、それぞれ1ヶのR3を同方向に組込み、その
間での転座を起こす。
この場合、トランスロケーション2と同様に致死である
。
。
11、ホットスポット型組換え
相同染色体の同位置に、それぞれ1ヶのR3を同方向に
組込み、その間での組換えを起こす。
組込み、その間での組換えを起こす。
この場合、自然に起る組換えと同一の様式となる。但し
、R3を組込んだ位置でのみ、組換えが高頻度で起る。
、R3を組込んだ位置でのみ、組換えが高頻度で起る。
かくして、これまでの育種法においては類を見ない、染
色体自体が改変された酵母が得られ、しかも非常に高頻
度で得られるので、組換え体のスクリーニングにも多大
の労力を必要としない。
色体自体が改変された酵母が得られ、しかも非常に高頻
度で得られるので、組換え体のスクリーニングにも多大
の労力を必要としない。
従って、本発明の育種方法は、すぐれた酵母を作り出す
技術を提供したといえるものである。
技術を提供したといえるものである。
次に本発明の実施例を示し、さらに詳細に説明する。し
かし1本発明は、これらの実施例のみに限定されるもの
ではない。即ち、上記の計11の組換えパターンは、形
質転換の際の適当なマーカーとなる遺伝子、例えば栄養
要求性を相補するもの、又1例えば薬剤耐性を付与する
ものと、目的とする組込み位置の遺伝子を用いることに
より、染色体を限定することなしに行なえ、しかも、染
色体の位置を問わずに行なうことができるからである。
かし1本発明は、これらの実施例のみに限定されるもの
ではない。即ち、上記の計11の組換えパターンは、形
質転換の際の適当なマーカーとなる遺伝子、例えば栄養
要求性を相補するもの、又1例えば薬剤耐性を付与する
ものと、目的とする組込み位置の遺伝子を用いることに
より、染色体を限定することなしに行なえ、しかも、染
色体の位置を問わずに行なうことができるからである。
またさらに、これら、11の組換えパターンのほかに、
次の操作により、巨大DNA分子の酵母染色体上への導
入が可能である。
次の操作により、巨大DNA分子の酵母染色体上への導
入が可能である。
例えば、酵母染色体上の−か所に、 R3を組込み、こ
の組込みを有する酵母中でRタンパク質を発現させた状
態に保ち、環状であり、R3を1ヶ組込んだ、環状DN
Aを導入する。この操作により、 DNA分子を、高頻
度で、染色体上の目的位置に組込むことができる。即ち
、複数の遺伝子によって構成される、遺伝子群を、−度
に、しかも安定に、酵母細胞中に導入することが可能で
ある。
の組込みを有する酵母中でRタンパク質を発現させた状
態に保ち、環状であり、R3を1ヶ組込んだ、環状DN
Aを導入する。この操作により、 DNA分子を、高頻
度で、染色体上の目的位置に組込むことができる。即ち
、複数の遺伝子によって構成される、遺伝子群を、−度
に、しかも安定に、酵母細胞中に導入することが可能で
ある。
実施例1
プラスミドpsR1の種々の位置に、5alIリンカ−
を挿入したもののうち、pSRT322(Matsuz
akiら。
を挿入したもののうち、pSRT322(Matsuz
akiら。
1988年)、 psRT310 (Jearnpip
atkulら、1987年) ヲ制限酵素5alIとM
luIで切断し、それぞれ750塩基対、 1340塩
基対のDNA断片を分離・回収し、T4DNAリガーゼ
処理することにより2090塩基対の両端が制限酵素5
alIの切断部位になったDNA断片を得、これを大腸
菌プラスミドpBR322 (例えば、5utcliffe、1979年)の制限酵
素Hind IIIにより切断したDNAを、T4DN
Aポリメラーゼにより末端を平滑化したもノニ、5’−
CCTCGAGG−3’ ノ8塩基対より成るXhoI
リンカ−をT4DNAリガーゼにより挿入し、再び、制
限酵素XhoIで切断したものと混合と、T4DNAリ
ガーゼ処理することにより、大腸菌プラストPBR32
2の制限酵素)find DI切断部位にXhoIリン
カ−を介して、プラスミドルS旧のR3を含む逆向き反
復配列の、一方を組込んだプラスミド(A)を得る。さ
らに、酵母プラスミドYRp14(Hieterら、1
985年)を制限酵素5alI ・EcoRIで切断す
ることにより得られる、5500塩基対のDNA断片と
上記プラスミド(A)を、制限酵素5alI・EcoR
Iで切断することにより得られる2710塩基対のDN
A断片を、T4DNAリガーゼ処理することにより結合
して、上記プラスミド(A)に、 酵母URA3遺伝子
を含むDNAを挿入し、第2図に示したプラスミドpH
M147を作成した。
atkulら、1987年) ヲ制限酵素5alIとM
luIで切断し、それぞれ750塩基対、 1340塩
基対のDNA断片を分離・回収し、T4DNAリガーゼ
処理することにより2090塩基対の両端が制限酵素5
alIの切断部位になったDNA断片を得、これを大腸
菌プラスミドpBR322 (例えば、5utcliffe、1979年)の制限酵
素Hind IIIにより切断したDNAを、T4DN
Aポリメラーゼにより末端を平滑化したもノニ、5’−
CCTCGAGG−3’ ノ8塩基対より成るXhoI
リンカ−をT4DNAリガーゼにより挿入し、再び、制
限酵素XhoIで切断したものと混合と、T4DNAリ
ガーゼ処理することにより、大腸菌プラストPBR32
2の制限酵素)find DI切断部位にXhoIリン
カ−を介して、プラスミドルS旧のR3を含む逆向き反
復配列の、一方を組込んだプラスミド(A)を得る。さ
らに、酵母プラスミドYRp14(Hieterら、1
985年)を制限酵素5alI ・EcoRIで切断す
ることにより得られる、5500塩基対のDNA断片と
上記プラスミド(A)を、制限酵素5alI・EcoR
Iで切断することにより得られる2710塩基対のDN
A断片を、T4DNAリガーゼ処理することにより結合
して、上記プラスミド(A)に、 酵母URA3遺伝子
を含むDNAを挿入し、第2図に示したプラスミドpH
M147を作成した。
実施例2
プラスミドpHM71−1の作成
実施例1に記載したのと、同方法にて得られる、両端が
、制限酵素5alI切断点である2090塩基対のDN
A断片と、制限酵素5alIにより切断した大腸菌プラ
スミドpBR322とを、 T4DNAリガーゼ処理に
より連結し、さらに、これを制限酵素BamHIにより
切断し、制限酵素BamHI切断点を両端に持ち、酵母
HIS3遺伝子を含む、1770塩基対のDNA断片(
Struhl、1985年)をT4DNAリガーゼ処理
により連結し、第3図に示すように、R3と酵母遺伝子
HIS3を含むプラスミドpH871−1を作成した。
、制限酵素5alI切断点である2090塩基対のDN
A断片と、制限酵素5alIにより切断した大腸菌プラ
スミドpBR322とを、 T4DNAリガーゼ処理に
より連結し、さらに、これを制限酵素BamHIにより
切断し、制限酵素BamHI切断点を両端に持ち、酵母
HIS3遺伝子を含む、1770塩基対のDNA断片(
Struhl、1985年)をT4DNAリガーゼ処理
により連結し、第3図に示すように、R3と酵母遺伝子
HIS3を含むプラスミドpH871−1を作成した。
実施例3
PSRlの種々の位置に、5alIリンカ−・BaII
Hニリンカーを挿入したプラスミド(Jearnpip
atku工ら、1987年)を利用して、R遺伝子を、
5j末端を制限酵素BamHI切断点、3′末端を制限
酵素5alI切断点とする、1940塩基対のDNA断
片として分離し、プラスミドpBM 150(Joho
nstonら、 1984年)を、制限酵素RamH1
,5alIで切断して得られる799o塩基対のDNA
断片とT4DNAリガーゼを用いて連結した。
Hニリンカーを挿入したプラスミド(Jearnpip
atku工ら、1987年)を利用して、R遺伝子を、
5j末端を制限酵素BamHI切断点、3′末端を制限
酵素5alI切断点とする、1940塩基対のDNA断
片として分離し、プラスミドpBM 150(Joho
nstonら、 1984年)を、制限酵素RamH1
,5alIで切断して得られる799o塩基対のDNA
断片とT4DNAリガーゼを用いて連結した。
このプラスミドから、 制限酵素BamH1,5alI
によって切り出した、GaQ1プロモーターの下流に、
R遺伝子が連結された、2620塩基対のDNA断片を
、YEp51 (Broachら、1983年)の制限
酵素にpnI、5alI切断点間(1860塩基対)を
、プラスミドYIp32(Botsteinら、197
9年)の同じく制限酵素Hind m、5alI切断点
間(1310塩基対)に置き換えたプラスミドを制限酵
素Kpn1.5alIで切断することによって得られる
6360塩基対のDNA断片とをT4DNAリガーゼに
より連結し、第4図に示すプラスミドpHM153を作
成した。
によって切り出した、GaQ1プロモーターの下流に、
R遺伝子が連結された、2620塩基対のDNA断片を
、YEp51 (Broachら、1983年)の制限
酵素にpnI、5alI切断点間(1860塩基対)を
、プラスミドYIp32(Botsteinら、197
9年)の同じく制限酵素Hind m、5alI切断点
間(1310塩基対)に置き換えたプラスミドを制限酵
素Kpn1.5alIで切断することによって得られる
6360塩基対のDNA断片とをT4DNAリガーゼに
より連結し、第4図に示すプラスミドpHM153を作
成した。
実施例4
パン へのプラスミドHM147、プラスミド財パン
酵母(Saccharomyces cerevisi
ae)の実験室株、NBV5((cz)pho3−11
eu2−3,112 trpl−289ura3−1.
2 his3−532 ade2)をYPDA培地(1
%イーストエキストラクト、2%バクトペプトン、2%
グルコース、ioOL1g/12アデニン)中で、30
℃で一晩培養した後、この培養液1mQを、 新たなY
PD培地80IIQに移し、4〜6時間30℃で培養後
、遠心分離機により、菌体を回収し、5n+Qのトリス
緩衝液(101トリス−塩酸緩衝液PH7,5)に懸濁
し、再び遠心分離機により、菌体を集め5社のLA溶液
(0,1M酢酸リチウムをトリス緩衝液に溶解したもの
)に懸濁し、さらに、30℃で1時間振どうする。こう
して得られたコンピテント細胞を、遠心分離機により分
離し、再び、0.4vsQのLA溶液に懸濁する。この
うち、0.05mQを別の容器に移して、さらにここに
、制限酵素NC0Iで切断した。プラスミドpHM14
7を加える。これらを混合した後、30℃で30分間静
置した後、40%ポリエチレングリコール4000を0
.6+Q加え、よく攪拌した後、さらに、30℃で1時
間静置する。この溶液を遠心分離し、菌体を回収し、1
mQのトリス緩衝液に懸濁し、再び遠心分離により菌体
を回収し、適当量のトリス緩衝液に懸濁した後、HA培
地(0,7%Yeast nitrogenbasew
lo amino acids (Difco)、
2%グルコース、0.0002%ウラシル、0.000
2%トリプトファン、0.002%ヒスチジン、0.0
02%アルギニン、0.002%メチオニン、0.00
2%チロシン、0.003%リジン、o、ois%バリ
ン、0.006%フェニルアラニン、0.003%ロイ
シン、0.01%アデニン)よりウラシルを除いた寒天
培地上に塗布する。37℃で2日間培養し、形質転換(
染色体上に98M147すなわち、R5が組込まれた)
株を得た。この形質転換株をさらに、上記と同様の操作
により、プラスミドpHM 71−1を制限酵素Xho
lで切断したもので形質転換し。
酵母(Saccharomyces cerevisi
ae)の実験室株、NBV5((cz)pho3−11
eu2−3,112 trpl−289ura3−1.
2 his3−532 ade2)をYPDA培地(1
%イーストエキストラクト、2%バクトペプトン、2%
グルコース、ioOL1g/12アデニン)中で、30
℃で一晩培養した後、この培養液1mQを、 新たなY
PD培地80IIQに移し、4〜6時間30℃で培養後
、遠心分離機により、菌体を回収し、5n+Qのトリス
緩衝液(101トリス−塩酸緩衝液PH7,5)に懸濁
し、再び遠心分離機により、菌体を集め5社のLA溶液
(0,1M酢酸リチウムをトリス緩衝液に溶解したもの
)に懸濁し、さらに、30℃で1時間振どうする。こう
して得られたコンピテント細胞を、遠心分離機により分
離し、再び、0.4vsQのLA溶液に懸濁する。この
うち、0.05mQを別の容器に移して、さらにここに
、制限酵素NC0Iで切断した。プラスミドpHM14
7を加える。これらを混合した後、30℃で30分間静
置した後、40%ポリエチレングリコール4000を0
.6+Q加え、よく攪拌した後、さらに、30℃で1時
間静置する。この溶液を遠心分離し、菌体を回収し、1
mQのトリス緩衝液に懸濁し、再び遠心分離により菌体
を回収し、適当量のトリス緩衝液に懸濁した後、HA培
地(0,7%Yeast nitrogenbasew
lo amino acids (Difco)、
2%グルコース、0.0002%ウラシル、0.000
2%トリプトファン、0.002%ヒスチジン、0.0
02%アルギニン、0.002%メチオニン、0.00
2%チロシン、0.003%リジン、o、ois%バリ
ン、0.006%フェニルアラニン、0.003%ロイ
シン、0.01%アデニン)よりウラシルを除いた寒天
培地上に塗布する。37℃で2日間培養し、形質転換(
染色体上に98M147すなわち、R5が組込まれた)
株を得た。この形質転換株をさらに、上記と同様の操作
により、プラスミドpHM 71−1を制限酵素Xho
lで切断したもので形質転換し。
+1A培地よりヒスチジンを除いた寒天培地に塗布し、
形質転換(染色体上にpHM 71−1即ち、R3が組
込まれた)株を得た。これらの操作により、酵母染色体
の目的部位、即ち、第5染色体のURA3座・第15染
色体の)II33座に、各々1ケのR5を組込むことが
できる。
形質転換(染色体上にpHM 71−1即ち、R3が組
込まれた)株を得た。これらの操作により、酵母染色体
の目的部位、即ち、第5染色体のURA3座・第15染
色体の)II33座に、各々1ケのR5を組込むことが
できる。
この、ウラシル、ヒスチジン共に非要求性となった形質
転換株の分子生物的解析を行なった。
転換株の分子生物的解析を行なった。
Schwartsらの方法(1984年)に従い、パル
スフィールド電気泳動により、染色体の分離パターンを
エチジウムブロマイドの染色により観察したところ、形
質転換前の株のそれと、同一のパターンを示した。ここ
で得たアガロースゲルを5outhern (1975
年)の方法に従い、 ニトロセルロースフィルターにト
ランスファーした後、Rigbyら(1977年)の方
法に従い3Zpラベルした、上記R5を含む2070塩
基対のDNA断片をプローブとして、DNA−DNAハ
イブリダイゼーションを行ないオートラジオグラフィー
を行なったところ、第5染色体と、第15染色体の位置
で、ハイブリダイズするのを確認した。さらに、1le
refordら(1979年)の方法に従い、この酵母
の全DNAを抽出し、制限酵素、例えばEcoRI又例
えばBam1lIで切断し、アガロース電気泳動をおこ
なった後、前記と同様の操作によりDNA−DNAハイ
ブリダイゼーションによる解析を行なったところ、各プ
ラスミドpHM147・98M71−1がそれぞれ目的
の位置、即ち、URA3座・HIS3座に、導入されて
いることが確認された。
スフィールド電気泳動により、染色体の分離パターンを
エチジウムブロマイドの染色により観察したところ、形
質転換前の株のそれと、同一のパターンを示した。ここ
で得たアガロースゲルを5outhern (1975
年)の方法に従い、 ニトロセルロースフィルターにト
ランスファーした後、Rigbyら(1977年)の方
法に従い3Zpラベルした、上記R5を含む2070塩
基対のDNA断片をプローブとして、DNA−DNAハ
イブリダイゼーションを行ないオートラジオグラフィー
を行なったところ、第5染色体と、第15染色体の位置
で、ハイブリダイズするのを確認した。さらに、1le
refordら(1979年)の方法に従い、この酵母
の全DNAを抽出し、制限酵素、例えばEcoRI又例
えばBam1lIで切断し、アガロース電気泳動をおこ
なった後、前記と同様の操作によりDNA−DNAハイ
ブリダイゼーションによる解析を行なったところ、各プ
ラスミドpHM147・98M71−1がそれぞれ目的
の位置、即ち、URA3座・HIS3座に、導入されて
いることが確認された。
この、染色体上に2ケのR5を組込んだ株に、上記と同
様の操作により、プラスミドpHM153の導入を計り
、ロイシン要求性を相補する、形質転換株を得た。
様の操作により、プラスミドpHM153の導入を計り
、ロイシン要求性を相補する、形質転換株を得た。
実施例5
組換えの生起と停止
実施例4で得られた、染色体上に2ケ所のR5を組込み
、pH8153を導入した酵母菌株を、5allの、H
A培地よりロイシンを除いた液体培地中で、30℃1日
間培養し、ここから、遠心分離により菌体を回収し、生
理食塩水により、2度洗浄し、最終液量を1m12とし
、 このうち0.1m12を、同培地と、同培地の炭素
源をガラクトースに変えた培地とにそれぞれ加え、さら
に、20時間培養した。
、pH8153を導入した酵母菌株を、5allの、H
A培地よりロイシンを除いた液体培地中で、30℃1日
間培養し、ここから、遠心分離により菌体を回収し、生
理食塩水により、2度洗浄し、最終液量を1m12とし
、 このうち0.1m12を、同培地と、同培地の炭素
源をガラクトースに変えた培地とにそれぞれ加え、さら
に、20時間培養した。
これらを、YPDA寒天培地に適当量を塗布し、さらに
、30℃で、2日培養を行なった。この培地上に出現し
たコロニーをそれぞれ約50ケずつYPDA液体培地で
30℃1日間培養し、パルスフィールド電気泳動と、そ
れにつぐ、DNA−DNAハイブリダイゼーション解析
により、各染色体の長さを測定したところ、R3組込み
部位で、組換えが起ったために生じた新たな染色体二本
を検出した。即ち、概算710キロ塩基対長の、第五染
色体の左腕の左端より概算175キロ塩基対に位置する
URA3座と、概算1160キロ塩基対長の第十五染色
体の右腕の右端より概算370キロ塩基対に位置する1
II53座との間で繰換えが起った結果、概算905キ
ロ塩基対長、965キロ塩基対長の二本の新たな長さの
染色体が生起された。その頻度は、グルコースを炭素源
とした培養の結果2154、ガラクトースを炭素源とし
て培養した結果11155で、明らかにガラクトースに
よる組換えの誘発が認められる。さらに、Rタンパク質
発現プラスミドpt1M153のかわりに、このプラス
ミド中の、R遺伝子を挿入変異により不活化させたプラ
スミドを用いて同様の解析をしたところ、この組換えは
、全く検出されなかった。
、30℃で、2日培養を行なった。この培地上に出現し
たコロニーをそれぞれ約50ケずつYPDA液体培地で
30℃1日間培養し、パルスフィールド電気泳動と、そ
れにつぐ、DNA−DNAハイブリダイゼーション解析
により、各染色体の長さを測定したところ、R3組込み
部位で、組換えが起ったために生じた新たな染色体二本
を検出した。即ち、概算710キロ塩基対長の、第五染
色体の左腕の左端より概算175キロ塩基対に位置する
URA3座と、概算1160キロ塩基対長の第十五染色
体の右腕の右端より概算370キロ塩基対に位置する1
II53座との間で繰換えが起った結果、概算905キ
ロ塩基対長、965キロ塩基対長の二本の新たな長さの
染色体が生起された。その頻度は、グルコースを炭素源
とした培養の結果2154、ガラクトースを炭素源とし
て培養した結果11155で、明らかにガラクトースに
よる組換えの誘発が認められる。さらに、Rタンパク質
発現プラスミドpt1M153のかわりに、このプラス
ミド中の、R遺伝子を挿入変異により不活化させたプラ
スミドを用いて同様の解析をしたところ、この組換えは
、全く検出されなかった。
即ち、この染色体間の組換えは、Rタンパク質が生起せ
しめたものであり、さらに、当初の目的通りR遺伝子の
発現制御は、培地中の炭素源により行なうことができる
。又、DNA−DNAハイブリダイゼーション(Tho
mas、1980年)により、これらの菌株からJen
senら(1983年)の方法、Avivらの方法(1
972年)に従い、抽出したメツセンジャーRNAを、
実施例3に記した1940塩基対のR遺伝子を含むDN
A断片をプローブとして、解析したところ、明らかにガ
ラクトースによる、R遺伝子の転写活性の誘導が認めら
れた。
しめたものであり、さらに、当初の目的通りR遺伝子の
発現制御は、培地中の炭素源により行なうことができる
。又、DNA−DNAハイブリダイゼーション(Tho
mas、1980年)により、これらの菌株からJen
senら(1983年)の方法、Avivらの方法(1
972年)に従い、抽出したメツセンジャーRNAを、
実施例3に記した1940塩基対のR遺伝子を含むDN
A断片をプローブとして、解析したところ、明らかにガ
ラクトースによる、R遺伝子の転写活性の誘導が認めら
れた。
実施例6
pHM153の脱落及び組換えした染 体を含む酵母の
■ 実施例5で得た。染色体の組換えが起った酵母菌株から
の、プラスミドpHM153の脱落をはかり。
■ 実施例5で得た。染色体の組換えが起った酵母菌株から
の、プラスミドpHM153の脱落をはかり。
非選択培地(YPDA液体培地)で、1日間培養し適当
量を、同寒天培地に塗布しその栄養要求性を調べたとこ
ろ、約半数が、ロイシン要求性になっており、これらの
株はすべてプラスミドpH8153を脱落していた。こ
のプラスミド脱落株を、約100世代培養しても、染色
体の長さに変化はなかった。
量を、同寒天培地に塗布しその栄養要求性を調べたとこ
ろ、約半数が、ロイシン要求性になっており、これらの
株はすべてプラスミドpH8153を脱落していた。こ
のプラスミド脱落株を、約100世代培養しても、染色
体の長さに変化はなかった。
第1図はプラスミドPSR1のTypeAとTypeB
を示す図である。第2図はプラスミドpH8147の制
限酵素地図を示す図である。第3図はプラスミドpHM
71−1の制限酵素地図を示す図である。第4図はプラ
スミドpHM153の制限酵素地図を示す図である。 代理人 弁理士 戸 1)親 男 第 1 図 pSR1 第 2 図 coRI YPE A ■■■: 口区コ: 口=コ: 口=コニ 鱒4−4伝子 pSRl 口NA pBR322DNA 2νm DNA ■:峰4−31伝手 臣区コニ pSRl DNA ロコ: pBR322DNA =:2戸m DNA 第 4図 ■ 4母遺伝手 区コ・pSF21 DNA 口=コニ pBR322DNA =コ、2シm DNA
を示す図である。第2図はプラスミドpH8147の制
限酵素地図を示す図である。第3図はプラスミドpHM
71−1の制限酵素地図を示す図である。第4図はプラ
スミドpHM153の制限酵素地図を示す図である。 代理人 弁理士 戸 1)親 男 第 1 図 pSR1 第 2 図 coRI YPE A ■■■: 口区コ: 口=コ: 口=コニ 鱒4−4伝子 pSRl 口NA pBR322DNA 2νm DNA ■:峰4−31伝手 臣区コニ pSRl DNA ロコ: pBR322DNA =:2戸m DNA 第 4図 ■ 4母遺伝手 区コ・pSF21 DNA 口=コニ pBR322DNA =コ、2シm DNA
Claims (3)
- (1)酵母の染色体上の2ヶ所に組換え部位を導入し、
かつ、この酵母にRタンパク質発現プラスミドを存在さ
せ、この酵母をRタンパク質発現条件下に置き、染色体
の組換えを生起せしめ、しかる後、Rタンパク質発現プ
ラスミドを脱落せしめることを特徴とする酵母の育種方
法。 - (2)プラスミドpSR1上に存在する組換え部位を導
入して成る染色体組込み型ベクター。 - (3)R遺伝子及びその上にGAL1又はGAL10の
プロモーターを導入してR遺伝子の発現調節可能なベク
ター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19069288A JP2821884B2 (ja) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | 酵母の育種方法及び関連ベクター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19069288A JP2821884B2 (ja) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | 酵母の育種方法及び関連ベクター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0242975A true JPH0242975A (ja) | 1990-02-13 |
| JP2821884B2 JP2821884B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=16262276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19069288A Expired - Lifetime JP2821884B2 (ja) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | 酵母の育種方法及び関連ベクター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2821884B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0814165A3 (en) * | 1996-06-21 | 1998-04-08 | Suntory Limited | Method for constructing transformed yeast cells, that do not contain a selective marker gene |
-
1988
- 1988-08-01 JP JP19069288A patent/JP2821884B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0814165A3 (en) * | 1996-06-21 | 1998-04-08 | Suntory Limited | Method for constructing transformed yeast cells, that do not contain a selective marker gene |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2821884B2 (ja) | 1998-11-05 |
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