JPH0315391A - アベルメクチン生合成のためのストレプトミセス・アベルミチリス由来クローニング遺伝子及びその使用方法 - Google Patents

アベルメクチン生合成のためのストレプトミセス・アベルミチリス由来クローニング遺伝子及びその使用方法

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JPH0315391A
JPH0315391A JP2084751A JP8475190A JPH0315391A JP H0315391 A JPH0315391 A JP H0315391A JP 2084751 A JP2084751 A JP 2084751A JP 8475190 A JP8475190 A JP 8475190A JP H0315391 A JPH0315391 A JP H0315391A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ストレプト逅セス(Strepto■yces)は市販
の抗生物質のほとんどを含んでいる種々の二次代謝産物
の生産菌である.このため、ストレプト逅セスに対して
遺伝子クローニング技術を開発するのにかなりの努力が
はらわれてきた.ポリエチレングリコール(PEG)仲
介形質転換によってDNAをストレプトミセスに効率よ
く導入する方法が開発されている.ファージ、高コピー
数プラスミド、低コピー数プラスミド及び大腸菌(B.
 colt)一ストレブトミセスシャトルベクターを含
むベクターが作製されている.多くの薬剤耐性遺伝子が
ストレプトξセス種からクローン化されており、これら
の耐性遺伝子のいくつかは選択マーカーとしてベクター
に取込まれている.ストレブト逅セスで使用する現在の
ベクターの総説はハッチンソン(Hutchinson
) 、アブライドバイオケ壽ストリーアンドバイオテク
ノロジー第16巻169〜190頁(1988年)にあ
る.多くの場合、二次代謝産物生産のための遺伝子及び
耐性に対してエンコードしている遺伝子はクラスターに
なっていることがわかっている.従ってクローニング遺
伝子に対してl経路での方法としては薬剤耐性遺伝子を
分離し次にその個々の抗生物質の別の遺伝子に対して隣
接したDNAを試験することであった.薬剤耐性遺伝子
の近くでクラスターされている生合威遺伝子の具体例は
アクチノロージン(マルパーチダ(Malpartid
a)及びホプウッド(llopwood)、ネイチュア
第309巻.462頁(1 9 8 4年〉)、テトラ
セノマイシンC(モタメジ(Motamsdi) 及び
ハソチンソン, Proc. Natl. Acad.
 Sci. LIS^第84巻.4445〜4449頁
(1 9 8 7年〉〉、及びビアラホス(ムラカミ等
, Mol. Gen. Genet.第205巻,4
2〜50頁(1 9 8 6年)、欧州特許第173.
327頁〉を含んでいる.欧州特許第204.549号
は薬剤耐性遺伝子と生合成遺伝子のクラスターを利用し
簡単に分離した薬剤耐性遺伝子を用いて抗生物質遺伝子
を分離する方法の特許を請求している.特許公告WO8
?/03907はポリケチド合威酵素としてクローン化
した遺伝子を用いてポリケチド抗生物質を単離する方法
を開示している。この出願はアベルメクチンに構造上関
連のある化合物であるミルベマイシン生合成に含まれる
遺伝子のクローニングも開示している.商業上重要な化
合物の生合威のクローニング遺伝子に対する別の方法は
突然変異体の相補性であった。DNAの生産生物体から
のライブラリーは非生産突然変異体に導入され形質転換
細胞は化合物の生産に対して選抜される。この方法もま
た抗生物質の生産に関係する遺伝子クラスターを同定し
ある場合にはいくつかの抗生物質の生産のための遺伝子
全部がクローン化されている。上の3種の具体例のほか
に抗生物質生合成に関係するクローン化ストレプトミセ
ス遺伝子の具体例としてチロシン(フ4yシマン(Fi
shman)等, Proc, Natl. Acad
.Sci. USA.第84巻.8248〜8252頁
1987年〉、ウンデシルブロジギオシン(フェイテル
ソン(Fei telson)等, J, Gen. 
Micro.第131巻,2431〜2441頁(19
B5年〉、メチレノマイシン(チャター(Chater
)及びブルトン(Bruton) 、EMBO J4、
1893 〜1897頁(1 9 8 5年)、ノシヘ
プチド(日本特許第8636216 号)及びセファマ
イシンC(チェン(Chen)等、バイオ/テクノロジ
ー第6巻、1222〜1224真(1 9 8 8年〉
、日本特許第8667043号)を含んでいる。いくつ
かの場合には新しい抗生物質類似体がクローン化した遺
伝子を別のストレプトミセスに導入して生産されている
(フロス(Floss+バイオテクノロジー第5巻、1
11〜115頁(1987年)、ホプウッド等、ネイチ
ュア第314巻642〜644頁(1985年)).他
の場合には、生合戒遺伝子のエキストラコビーを原生産
生物体に導入して力価が高い抗生物質が生じている.欧
州特許第238323号は、抗生物質の力価を高めるた
めに律速酵素としての遺伝子を生産生物体に導入する方
法を開示している。
ストレブト壽セスアベノレミチリス(avermiti
lis)は強力な駆虫作用及び殺虫作用を有する一連の
8種の関連化合物であるアベルメクチンを産生ずる(米
国特許第4.310,519号及び同第4. 429.
 042号).アベルメクチンの半合rIi.誘導体で
あるイベルメクチンは商業上重要な駆虫剤である.米国
特許第4.310.519号は天然アベルメクチンのフ
ラン環が無いS.アベルミチリスの突然変異体を記載し
ている.シュノレマン(Schulsan)等、J.6
niibiot.第38巻1494〜1498頁(19
85年)はアベルメクチンアグリコンAla及びA2a
を生産する突然変異体Agty−tを記載している。ル
ビ− (Ruby)等、放線菌の生物学に関する第6回
国際シンポジウムの議事録G.サーボ(Szabo)、
S.ビロ(Biro) 、M.グッドフェロウ(Goo
dfellow)(編集)279〜280頁(1 9 
8 5年)及びシエルマン等、Antimicr. A
gents and Chemother,第31巻,
744〜747頁(1 9 8 7年)は、1つがC−
5のO−メチル化に欠損がありもう1つがC−3#とC
−3′のO−メチル化に欠損がある2種類のS.アベル
ξチリス突然変異を記載している。欧州特許第2761
03号は側鎖脂肪酸脱水素酵素に欠損があるS.アベル
ミチリスの突然変異体を記載している.欧州特許第27
6131号はC−5,C−3’及びC−3’O−メチル
化に欠損があるS.アベルミチリス突然変異体を記載し
ている。イケダ等、J. Bacteriol.第16
9巻、5615〜562l頁(1987年)は2種類の
S.アベルξチリス突然変異体の分離及び遺伝分析を記
載している。AveA突然変異体はアベルメクチンアグ
リコン形成に欠損がありAveB突然変異体はオレアン
ドロース部分をアベルメクチンアグリコンに合戒又は付
加することができない。これらは2種類の突然変異が連
鎖される遺伝的証明を得ている。本出願はアベルメクチ
ンの生合戊に必要とされる遺伝子のクローニングを記載
している.アベルメクチン様化合物を生産する他の微生
物はS.ヒグロスコピカス(hygroscopicu
s) S .シアノグリエセウス(Cyanogrie
seus)及びS.サーモアーキノシス(thern+
oarchaenosis)である。
このような微生物はS.アベルミチリスに対して記載し
たのど同様の方法に委ねることができる。
8種の主要なアベルメクチンの類似体を生産するS.ア
ベルミチリスの突然変異体、原土壌分離物より異なった
比でアベルメクチンを生産する突然変異体及びアベルメ
クチンを生産することができない突然変異体は突然変異
誘発細胞から分離される.S.アベルミチリスDNAの
遺伝子ライブラリーは低コピー数ストレプトミセスベク
ターplJ922で作製される.連結反応の後、得られ
た分子はS.リビダンス(lividans)に形質転
換され形質転換細胞はチオストレプトン耐性(Thio
’)として選択される。形質転換細胞をプールし、プラ
スミドDNAが分離される, pIJ922ライブラリ
ーのアリコートはS.アベルミチリスの突然変異体に導
入される。アベルメクチンC−50−メチルトランスフ
ェラーゼ(OMT)欠失菌株に於て欠損を相補するいく
つかのブラスミドを発見した.最初のブラスミド、pA
T1は広範囲に確認される。
アベルメクチンアグリコン産生突然変異体に於て欠損を
相補する別のブラスミド、pVE650を発見し、この
突然変異体は合或又はオレアンドロース部分のアベルメ
クチンアグリコンへの付加に欠損がある,OMTに対し
て遺伝子を示すpAT1のサブクロニング分析は3. 
4 kb BamH I断片の位置を決定する。pV[
!650のサブクローニング分析は2つのBgl ■断
片がいくつかのアベルメクチンアグリコン産生株の欠損
を相補することを示した。
pAT1及びpVE650のサザンハイブリッド形或分
析は2つのプラスξドがオーバーラップ配列を含まない
ことを示した。しかしながら、驚くべきことに2つのプ
ラスミドが厳密ではないが関連した相同領域を含むこと
を発見した。2つの異なった関連配列のグループを発見
した。各種類にあるS.アベルミチリスのゲノムから異
なるBamH I断片数はBa+sH T消化S.アベ
ルζチリスゲノムDNAのサザン分析によって決定した
。7つの別々のBamH I断片はグループlからのプ
ローブに対して相同性を示した.これらの7つはpAT
1でクローン化したDNAに位置した1つの断片、pV
E650でクローン化したDNAに位置した1つの断片
及び染色体の他の所に位置した5つの他のバンドから或
る。少なくとも14個のBawl I断片はグループ2
からプローブに対して相同性の領域を含有した。5 ツ
(7)9VE650断片1ツ(DpAT1断片及びS.
 7ベルミチリスのゲノムの他の所の8つの断片はグル
ープ21ローブに相同な領域を含んでいた.S.アベル
ミチリスDNAの第二遺伝子ライブラリーは大腸菌コス
ミドベクターpVI1328で作製される。pVll!
650に相同な配列を含むpVE328コスミドライブ
ラリーからのクローンを分離するためにpVE650か
らの制限断片がプローブとして用いられる.ゲノムDN
Aの110kbで集団的にスピンする一連のコスξドク
ローンが分離される.このDNAはアベルメクチンC−
50−メチルトランスフエラーゼ遺伝子、C−22、C
−23デビドラーゼ遺伝子を包含し、いくつかの遺伝子
はアベルメクチンアグリコン形戒に関係し、少なくとも
7個の遺伝子はオレアンドロースのアベルメクチンアグ
リコンへの合威又は付加に関係する。
アベルメクチン遺伝子クラスターの1つの領域は分離さ
れたコスミドから消失している。この領域は、S.アベ
ルミチリスゲノムから組込みベクターを用いる大腸菌に
直接クローン化される.また15kbのアベルメクチン
遺伝子クラスターはこの方法でクローン化される。
アベルメクチン”    の   び アベルメクチン生合戒に欠損のある突然変異体は突然変
異原処理の単一コロニー残存菌の発酵から出るメタノー
ル抽出液の蒲層クロマトグラフィ−(TLC)スクリー
ンによって検出される.親株の胞子はホブウッド等、ジ
ェネティック マニブレーシッンズ オブ ストレブト
主セスーAラボラトリー マニュアル,ジッン イネス
 インスチチュート ノースウインチ.1985年に記
載されるUV又はNTGを用いて突然変異が誘発される
.胞子の99〜99.9%を破壊する処理の残存菌は培
地Aでウェル胞子形威コロニーを形威させる.単一コロ
ニーからの胞子は増殖培地0.25一に接種される.4
0時間増殖させた後、発酵培地0. 8 dを加え発酵
を13日間続けた.発酵物は28℃に於て回転振盪器に
より220rp■で温置される。種々の増殖培地及び発
酵培地を使用することができ、いくつかの培地は米国特
許第4.310.519号及び同第4.378.353
号に記載されている.特に有用な増殖培地は培地Bであ
り、特に有用な発酵培地は培地Cである. 培地A KN0.                  1 g
酵母エキス(ジフコ)          Ig麦芽エ
キス             1gクエン酸ナトリウ
ム          0.5gMgSO.・7Hz8
              0.25g微量元素  
            2. 5 adグルコース 
             2g蒸留水       
     1000dNaOHを用いてPH7.0に調
整する.培地Aの微量元素は蒸留水1l当りl{C f
fi (37.3%) 4 9.7ad,  MgSO
a m 7H*0 6 1. 1 g, CaCOs2
.O g, PeCfs ・6Hz8 5.4 g, 
ZnSO4・7Ht01.4 4 gSMnSO4・H
zO1. 1 1 g, CuSOa 6 5Hx00
.2 5 g, }13BO3 0.0 6 2 g 
及びNa.M.0. ・H.80.49gを含む. 培地B MgS04・7120(12.5%溶液)     2
. 6 7 a1!NaCIl ( 1 2. 5%溶
液)         2. 6 7 dMnSOn 
・HzO  (0.5%溶液)      0. 6 
7 dZnSOa ・7H10 (1. 0%溶液) 
     0.67,dCaClx ・HzO  (2
.0%溶液)      0. 6 7 dFeSO4
 ・7HzO ( 2. 5%溶液’)      0
. 6 7 dKNO3              
         1. 3 3 gハイケースs.p
. (ハムプコ)     13.3g酵母エキス(ジ
フコ)         13.3gグルコース   
          1 9. 9 5 g蒸留水  
          1000dI N NaOFlを
用いてpH7.0に調整する培地C ペプトン化乳 アルダ逅ンpH グルコース MgSO4・78!O CLISO4 ・5H*O ZnSO4・6HzO CoCJ# − 6Hz0 20    g 4g 105    g 0.5g 0. 0 6 g 1   ■ 0.1   ■ FeCj!x  ・6To0            
     3    ■蒸留水を加えて容量900dに
する I N NaOHを用いてpH1.2に調整する.最終
容量100jdの蒸留水中グルコース35gのグルコー
ス溶液を別に調製し、pH7.2に調整する.オートク
レープにかけた後グルコース溶液を完全培地Cに加える
. 発酵ブイヨンは同量のメタノールで抽出され試料をTL
Cプレートに注ぎアベルメクチンが分離される.使用し
たTLC系は竃ラー等、Antimicrob.Age
nts and Chemother.第15巻368
 〜371頁(1979年)に記載されるUV蛍光消光
によって検出される4つのバンドにアベルメクチンを分
離する.抽出液をE.メルクシリカゲル60F−254
プレートにスポットし、ジクロロメタン:酢酸エチル:
メタノール9:9:1の溶媒で展開される.この系に於
てアベルメクチンの速い方から遅い方までの順序はアベ
ルメクチンAI,A2,Bl及びB2であり、a及びb
系は分離されない.組威変化を示すコロニー、変容移動
バンド又はアベルメクチンバンドのいくつかあるいは全
部の欠如は再精製、再発酵される.安定で再生産可能な
発酵物を得る突然変異体はとっておく.突然変異体のい
くつかによって生産されたアベルメクチンは分取用TL
C及びHPLCによって分離され同定が必要なときにN
MR又は質量分析によって確認される.ほとんどの場合
、個々の威分の純粋な試料(例えばO−メチルトランス
フェラーゼ活性に欠陥のある突然変異体を同定するため
にはB1a)、阻害剤の存在下化学修飾又は発酵により
得られる修飾アベルメクチン(例えばアベルメクチンア
グリコン又はデスメチルアベルメクチン)と直接比較す
ることにより同定が決定される〈シュルマン等、J. 
Antibiot.第38巻.1494〜1498頁(
1985年))。表1は分離された突然変異体の種類の
要約を示す。
表1 ストレプトミセスアベルミチリスのアベルメクチン突然
変異体文虚40I14題 産経生處隻 非生産菌 無 ’AGL:アグリコン生産菌.OffT : 0−メチ
ルトランスフェラーゼ;GMT:グリコシル0−メチル
トランスフェラーゼ 分類された突然変異体は分離同定することができる検出
可能な発酵生戒物が蓄積されるために、マクロライド環
構造の形威閉環後に遮断が生じた場合のものである.こ
れらは2種のO−メチルトランスフェラーゼ突然変異体
を含む.1番目の種類はC−5位のメチル化に欠損があ
り(アベルメクチンO−メチルトランスフェラーゼ)、
アベルメクチンB威分の蓄積が生じる(OMT一表現型
)ルビー等、放線菌の生物学に関する第6回国際シンポ
ジウムの議事録、G.サーボ、S.ビロ、M.グッドフ
エロウ(編集)、279〜280頁(1985年)及び
(シェルマン等, Antimicr.Agents 
and Chemother,第31巻、744 〜7
47頁(1987年)).2番目の種類はオレアンドロ
ース部分のメチル化に欠陥があり(グリコシル〇一メチ
ルトランスフェラーゼ)、デスメチルアベルメクチンの
蓄積を生じる(GMT一表現型)ルビー等、放線菌の生
物学に関する第6回国際シンポジウムの議事録、G.サ
ーボ、S.ビロ、M.グッドフェロウ(編集)、279
〜280頁(1 9 8 5年)及び(シュルマン等*
 Anti+mcr.agents and Chem
other.第31巻,  744〜747頁(19B
7年)).生化学の研究はこれらのメチル化反応が少な
くとも2つの異なった酵素によって触媒されることを示
している.大きな種類のアベルメクチン突然変異体はオ
レアンドロース部分をアベルメクチンアグリコンに合戒
又は付加することができない。これらの突然変異体はア
ベルメクチンアグリコンを蓄積し、オレアンドロースジ
ホスホヌクレオチドあるいはオレアンドロースの転移に
欠損がある.他のl認された突然変異体はフラン環を閉
環することができないもの、アベルメクチン“2”前駆
体のアベルメクチン“1″前駆体への変換の触媒能力が
減少したものを含む。
後者の突然変異体は主としてアベルメクチン″2′″戒
分を蓄積し、“アベルメクチン”デヒドラーゼ作用がな
いと考えられる. アベルメクチン非生産突然変異体の種類はアベルメクチ
ン合威の早い段階で多くの異なった遮断を示すと考えら
れる.これらの突然変異体は生産酵素結合中間体である
ことができるがアベルメクチンに形質転換されることが
できる拡散可能な中間体又はU, V,吸収物質を蓄積
するとは思われない.これらの非生産突然変異体のべア
ワイズ発酵はアベルメクチンを生産することにはならな
い。
非生産菌のメタノール抽出液はアベルメクチンに変換す
ることができる前駆体を含有しない.従ってアベルメク
チン非生産菌はまだ種々のグループに分類されていない
. アベルメクチンをC−5−ヒドロキシ位でメチル化する
ことができない突然変異体はほとんど独占的にアベルメ
クチンBl (a十b)及びB2(a+b)を生産する
.これらの突然変異体は低いかあるいは検出できない水
準のアベルメクチンOMTであり、酵素はメチル供与体
としてS−アデノシルメチオニンを使用する(シェルマ
ン等,Antibio−t.第38巻,1494 〜1
498真(1985年).いくつかの突然変異体に見ら
れるAtc分の水準は少量であるが検出可能量の酵素が
存在することも見い出されているために欠損の漏出に関
係している.突然変異体表現型はOMT酵素の欠如に密
接に相関していると思われる.これらの突然変異体の全
体のアベルメクチン力価は親株から変化しないためにO
MT表現型に関与する突然変異は構造遺伝子の病変であ
ると思われる.分離されたアベルメクチンの中には、O
MT種が最もよく確認され理解される.この種類はまず
相補性スクリーンで用いられる. 低コピー数ストレプトミセスベクターplJ922のゲ
ノムライブラリー(ホブウッド等,ジェネティック マ
ニビエレーションズ オブ ストレプトミセス アラボ
ラトリー マニュアル.ジッンイネス インスティテエ
ート.ノルウイッチ,1985年)が突然変異体相補性
スクリーンに用いられる.このライブラリーはS.アベ
ルξチリスDNAを連結することによって構威され、こ
れはSau3^で一部消化されplJ922にサイズ分
画されており、これはBa+mH I制限酵素と線状と
なり子ウシ腸管アルカリ性ホスファターゼで処理されて
いる.次に連結されたDNAはS.リビダンスあるいは
S.アベルξチリスに形質転換され、チオストレプトン
耐性コロニーが選択される.胞子形成コロニーは大部分
収集されYEME培地(ホプウッド等,ジェネティック
 マニピュレーシッンズオブ ストレプトミセス アラ
ボラトリー マニュアル.ジッンイネス インスティテ
ユート,ノルウインチ.1985年)に希釈されプラス
ミド精製のため培養される。これらの培養からの精製プ
ラスミド調製物はplJ922− S .アベルミチリ
スゲノムライブラリーを構或する.最初に形質転換され
たコロニー及び精製ライブラリープラス逅ド調製物を用
いて形質転換から誘導されたコロニーの代表的な数は挿
入頻度及びサイズに対してチェックされる.プラスミド
含有挿入断片の頻度は平均サイズ約20kbで65%以
上である。頻度あるいは平均挿入断片のいずれも形質転
換細胞の初期のものとライブラリーDNAで得たものと
の間に著しい相違はない. ライブラリーはアベルメクチンO−メチルトランスフエ
ラーゼ欠損(OMT− )突然変異体、MA6233を
形質転換することによって最初に選抜され、ライブラリ
ーDNAはThio’形質転換細胞として選択される。
個々の形質転換コロニーはアベルメクチン生産及び組戒
としてスコアされる.OMT突然変異体はこれらの条件
下で2つだけアベルメクチンTLCバンドを生産する(
Bl及びB2)。OMT陽性形質転換体はto,ooo
個の形質転換体によりスクリーニングから検出される。
この形質転換体は精製され、相補性に対して再試験され
、再精製コロニーの1つからのブラスミドはpAT1と
呼ばれる。全部で6個のOMT突然変異体のプラスξド
pAT1相補OMT表現型を試験した.20kbのS.
アベルミチリスDNAを含むpAT1の制限地図が決定
される。部位の場所は表3に示され、地図は第1図に示
される.O−メチルトランスフェラーゼに対する遺伝子
はavrAと呼ばれる。
プラスミドpAT1はS.リビダンスに形質転換され、
得られた菌株はMA6619と呼ばれ、ATCC 67
820としてアメリカンタイプカルチュアコレクション
、12301パークラウンDr−+  ロックビル. 
Md.20852に寄託されている. OMT遺伝子はpATI BamH I断片をplJ9
22にサブクローン化して局在させ次いで形質転換及び
相補性分析が行なわれる。3. 4 kb BamH 
I断片を含むサブクローンpAT83はMA6233 
(OMT− )を相補することができ遺伝子地図はこの
断片の範囲内であることを示す. オレアンドロースム  び  は   伝 のクローニ
ング pAT1の分離に続いて、他のアベルメクチン突然変異
体を相補するプラスミドを分離するためにスクリーニン
グが行なわれた.pIJ922ライブラリーのアリコー
トがMA6278 (AGL− 、OMT”− )に形
質転換された.形質転換細胞(transforwan
ts)はグリコシル化アベルメクチンの生産に対してス
クリーニングされた.この努力はオレアンドロースの合
或あるいはアベルメクチンアグリコンへの転移に欠損の
ある突然変異体株の数を相補する約24kbのインサー
トを含むブラスξドpVE650を分離することになっ
た。表2はpVIl!650が21個のアグリコン生産
突然変異体の欠損を相補することを示すが5個のアグリ
コン生産突然変異体は相補されずこれはいくつかのグリ
コシル化遺伝子がこのクローン化領域の外側にあること
を示している。
pVE650あるいはpAT1のいずれもアベルメクチ
ン非生産突然変異体又はGMT一突然変異体を相補しな
かった。制限地図はpV[!650インサートに対して
作られ(第2図)、表4は制限部位の場所を示す.pA
T1の地図との比較は、2つのクローン間に共通の断片
を示さない。このプラスミドはS.リビダンスに導入さ
れ得られた菌株はMA6618と呼ばれる。
この菌株は^TCC 67819として寄託されている
。
VE650の    \ オレアンドロース合戒又は付加に関連する3個のアベル
メクチン遺伝子がpVE650、及び2つのサブクロー
ンを用いて相補性研究により同定されている。pVE6
50はオレアンドロースのアベルメクチンへの合威及び
/又は付加のための遺伝子を含有するS.アベルξチリ
スDNAの24kbインサートを有するプラスミドであ
る。サブクローンpVB806はBawl I部位にク
ローン化した4. 2 8 kbBgl II断片を有
するplJ922であり、いくつかのアグリコン生産突
然変異体を相補することが見い出されている(表2の分
類I)。別のサブクローン、pVE807は、plJ9
22のBamH 1部位に挿入された2.5 6kb 
BglII断片からなり他の突然変異体を相補した(分
類■).分類■はpVE650によって相補される突然
変異体からなるが試験したサブクローンによっては相補
されなかった。各々の種類は1個以上の遺伝子を含むこ
とが極めて可能である。
表 2 S.アベルミチリスアベルメクチンアグリコン生産突然
変異体の相補性分類 突然変異体  pVE650’ 
 pVE908 pVE807  pVE941  p
VE1018 pVE1420 pVEl1P6 IVMAωq,MA6G22, + } vMA6590 + ÷ + Vl   a,MA6594 + + + GMT  MA6316.MA6323+ 1示されたブラスミドは突然変異体に形質転換さわ、少
なくとも6個の形質転換1ll胞がアベルメクチン生産
に拭験された,ベクター単逐ψIJ922は突然変異体
に導入され負の対照として検定された. 分類Iの突然変異体は、pVE650の別のサブクロー
ンによって試験されている.分類Iの突然変異体を相補
する1つのサブクローンとしてはplJ922に1方向
(one orientation) (pVE80B
)でクローン化したとき4. 0 5 kb EcoR
 I断片であった。しかしながら他の方向(pVB81
B)でクローン化したときアベルメクチンのアグリコン
及びグリコシル化形の両方を含む一部相補あるいは混合
TLCパターンが見られる。これは相補性よりむしろ欠
損を補正する組換えの結果であることができる。他方、
分類Iの突然変異体の欠損を相補する遺伝子はpVE8
1Bから十分に表現されず、完全にグリコシル化された
アベルメクチンを生産するために必要なタンパク質の量
が不十分であるかもしれない。
これがそうであるならば、これらの遺伝子のプロモータ
ーはpV[!650地図上1 7.7 5kb(7) 
BglI1部位と19.67kbのEcoR 1部位の
間に位置することを示すことができる。2. 3 6k
b EcoR l − Bgl II断片がplJ90
8を生じるplJ922でクローン化されるとき、分i
fの突然変異体も相補され、これらの突然変異体の欠損
を補正するための情報が全てこの断片の範囲内で位置さ
れることを示している。
分IIで表わされる遺伝子はavrCと呼ばれる.分1
nの突然変異体は2.5 6kb BglII断片を有
するpTJ922であるpVE807によって補正され
る。分類■の突然変異体によって表わされる遺伝子は藍
迎と呼ばれる。
分類■の突然変異体はpVE650によって相補される
だけである。相補性はpVE808、pVE806、p
VE807あるいはpVE845を用いても見られない
。pVE845はEcoR 1部位で挿入されたpVE
650の19.67kbEcoR I断片を有するpI
J922の誘導体(第2図)である。pVE845、p
VE806、pVE807及びpV1!80BはpVE
650の配列を全て含有する。これらのクローンはいず
れも分類■の突然変異体を相補しないために分類四の突
然変異体によって表わされる遺伝子又はオペロンはこれ
らのプラスミドによる重なりの領域をスピンするに違い
ない。分1mの突然変異体によって表わされる遺伝子は
avrBと呼ばれる.5個のアグリコン生産突然変異体
はpVE650によって相補されない。オレアンドロー
ス合或又は付加に対して少なくとも3個の遺伝子のクラ
スターがpVE650に位置し、このクラスターがpV
ll!650のインサートDNAの一方の末端に作られ
るためにオレアンドロース合成又は付加に対して他の遺
伝子はpVE650のインサートに隣接して染色体上に
位置する。後述の通り、この領域を含むコスミドクロー
ンは分離されpVE650地図(7)22.0 3kb
(7) BgllI部位で開始し、およそ14kb更に
伸びてぃるpVE650の領域を含むBglff断片が
同定される。このBgl If断片はpIJ922にサ
ブクローン化されてブラスξドpVE941を生しる。
このプラスξドはpVE650によって相補されないア
グリコン生産突然変異体を相補することが見い出されて
いる。更にpVIl!941はGMT一菌株、MA 6
316を相補し、と社と呼ばれるTDP−デメチルーオ
レアンドロース3−0一メチルトランスフエラーゼに対
する遺伝子もこの断片上にあることを示している。
pVE650制限フラグメント及びゲノムDNAのサザ
ンハイブリソド形戒分析はpVE650のインサートD
NAが染色体と共同線状でありインサート内に反復又は
関連配列の2つのグループがあることを示唆している,
 pVE650の10個のBas+H 1断片の3つか
ら作られるプローブ(2. 2 2kb, 1. 0 
9kb及び0. 5 3 kb BasH I断片)は
染色体あるいはpVE650の単一断片だけを用いてハ
イブリッド形戒する。グループ1はpVE650の1個
のBamH I断片(2.0 9stb) 、1個のp
AT1の断片(0.55kbBamH I )及び5個
の他の染色体断片からなる.第2グループの関連配列の
Ba+mH Iから作られるプローブ、グループ2はそ
れ自体並びにpVE650の4個のBag}l I断片
(7. O kb, 4. 6 kb, 3. O k
b、1.82kb及び1. 3 8 kb BasH 
I断片〉及びpAT1の1個のBataH T断片を含
む9個の他の染色体BamH I断片(2. 1 kb
 Ba+*H I断片〉を用いてハイブリッド形成する
。ハイブリッド形威バンドの相対強度によって示される
相同性の程度は、各グループ内のクローン化した断片が
これらの関連配列中の不正確な配列相同性を示すプロー
ブであることによって著しく異なっていた. 110kbアベルメクチン   クース − 4゛上述
の通り、5個のアグリコン生産突然変異体はpVE65
0によって相補されない。pVE650の相補領域は、
クローンの一端に位置するために他のアベルメクチン遺
伝子は隣接した染色体DNAに位置されることが可能で
ある。pVE650の1.09kbBamH 1断片(
表4)はS.アベルξチリスDNAのコスミドライブラ
リーをプロープするために用いられる. 1.0 9k
b Ba*HI断片を重ねたこれらのクローンの7個か
らのDNAはpVE650の異なるBamH I断片に
関して地図が作られた。コス累ドpVu855はpvg
ssoのDNA全部と両側に隣接したDNAを含む。別
のコスミドpVE859はアグリコン突然変異体を相補
するpVE650の領域を過ぎて少なくとも26kb伸
びている(アベルメクチンO−メチルトランスフェラー
ゼに対する遺伝子avrAがなイ) . pVE650
ニ隣接した少なくとも31kb(7)DNAはクローン
化された。
ストレプト逅セスの抗生物質合戒に対する遺伝子はしば
しばクラスターであるために、別のコス【ドクローンは
S.アベル逅チリスコスミドライブラリーをプローブす
るためにpVE650からの2.09kb BaH I
断片(表4)を用いて分離された.コスξド、pVls
924は、avrAクローン、pAT1とpVIi65
0の間で24kbのDNAに及ぶ。従ってクローン化し
たアベルメクチン遺伝子、avrA及びアグリコン遺伝
子avrB,. avrC及びavrDは55kbに及
ぶアベルメクチン遺伝子クラスターを定義する。別のコ
スミドpVll!923はアグリコン領域のないavr
A領域を過ぎて約20kb伸びている。集団的には11
0kb以上のDNAはアベルメクチン遺伝子クラスター
領域から分離されている.これらのプラスミドはBaw
l I断片が1個以上のプラスミドに共通して含まれる
ことを求めることによって、プラスξドが関連配列のグ
ループ1とグループ2のBasH I断片を含むことを
決定するサザン分析によって、種々のプラスミドからの
いくつかの断片のプラスξドの存在を試験するサザン分
析により互いに関係する地図が作られた@ pAT1、
pVE650及びコスξドクローンの相対的な位置は第
3図に示される。
pVE859は約0. 9kb,  1. 8kb, 
4. 7kb, 5. 4kb,14kb及び18kb
の6個のBgl II断片を含む。
14kb断片はpVE616(7) ユニー クなBg
InにクO一ン化されpBR322の4. 2 kb 
As+p’ Thio’誘導体はユニークなBaa+l
I I、Bg III、Pstl及びIfpalクロー
ニング部位を有する。pVE616はストレプトミセス
で複製することができないが、相同DNAを含む場合、
Thio’誘導体を生じる組換えによってゲノムに組込
むことができる。BgI n断片を含む誘導体、pVE
930はBgl IIとEcoR I制限酵素の混合物
で消化され、同じ酵素混合物で消化したpVE650 
D N Aと比較された.アガロースゲルで分離し、U
V照射で可視化した後、pVE650及びpVE930
が同時移動する1. 5 5kb Bgl n − E
coR I断片を含有することが認められた。これはS
.アベルξチリスのゲノムに於てpVE859でクロー
ン化しk l 4kb BglII断片がpVE650
”i?クローン化した0. 1 4kb Bgin断片
に隣接することを決定する。
1 4kb Bgln断片は次ニpVE941を得るた
めニplJ922のBa+sH 1部位にサブクローン
された。このプラスミドはpVf!650によって相補
されないアグリコン生産突然変異体に形質転換され相補
性が認められた.またMA6316、GMT一突然変異
体はpVE941で相補され、GMT一菌株で変化した
遺伝子はavrFと呼ばれる.従って試験されるアグリ
コン突然変異体は全てpVf!650及びpVE941
のDNAによって相補されることができ、約37kbの
S.アベルミチリスDNAを集団的に含む。
pVE859からノ1 2kb Pstlll片ハ!=
−クナPst1部位でpVE1043にサブクローンさ
れ、pVBl116を生或しテイる. PVI!104
3はplJ922の誘導体でありI!coR 1からB
awl Iまでの領域は、EcoR I、Hpa I、
Pstl、Nhe I ,  Ase I ,Hind
m、Dra I及びBas+H Iに対してユニークな
部位を有するポリリンカーに置き換えられている.12
kbPstl断片を含むプラスごドpVE1116はア
グリコン生産全種の突然変異体及びGMT突然変異体に
導入された.表2に示されるように天然アベルメクチン
の生合威は、試験された全突然変異体で認められた。こ
のプラスごドはアベルメクチンのグリコシル化で変化す
る突然変異体全部を相補するために、恐らくアベルメク
ヂンのグリコシル化のための遺伝子全部を含有する。ま
た制限断片はpVEl043にサブクローンされ、相補
性研究のために突然変異体に導入された。ρVE101
8はpVE941からの4. O kb BamH I
断片を含有し、pVEl420はpVE1116からの
3. 8 kb Pst I − EcoR I断片を
含有する。結果は表2に示される。突然変異体MA60
57とMA6622の欠損は虹埋と呼ばれ、MA659
2とMA6594の欠損はavrGと呼ばれ、MA65
90の欠損はU』と呼ばれる。いくつかの相補性種類が
1個以上の遺伝子を含むことを見い出すことは極めて可
能である。第6図はpVE650、pVE941及びp
VE1116の一部の制限地図及びグリコシル化に関係
する7個のアベルメクチン遺伝子の位置を示す。
おもしろいことに2. 0 9 kb Bamll I
ブローブで分離されるpVE923は2. 0 9 k
b BamH I断片プローブと重なるDNAを含有し
ない。ブラスξドpVE923はグループ1の2種の関
連配列を含むため分離される.4種のプラスミドpVE
923、pV[!924、pVB855及びpV[!8
59は標準手法を用いて大腸菌株に挿入されており培養
は有効性を確めるために寄託されている.4種のコス藁
ドクローンを含む4種の大腸菌株はMB5373 (p
VE923)と呼ばれ、ATCC67891として寄託
され、MB5374 (pVE924)はATCC67
892として寄託されMB5370 (pVE855)
はATCC67889として寄託されMB5372 (
pVE859)はATCC67890として寄託されて
いる.これら4種のコスミド並びにpAT1及びpVE
650のBasH I断片のサイズは求められており表
5に示される.コ スξドPVE924はpVE650からpAT1マi”
(7)領域に及んだ.抗生物質生合戒のための遺伝子は
しばしばクラスターであるために他のアベルメクチン遺
伝子はO−メチル化及びグリコシル化のための遺伝子に
連鎖することが可能である.この仮説を試験するために
pVE924を形威するBamH I断片はpVE61
6、pVE1053  (pVf!616ノ誘導体)又
はpVE623(plJ922の誘導体)にサブクロー
ン化された。
pVE924はBawl Iを用いて一部消化され、上
の3つのベクターのユニークなBaa+H Iにクロー
ン化された。1個以上のBawH I断片を含む一紐の
クローンが分離された。1個以上のBan+II I断
片をもつクローンからBawl I断片の相対順序の地
図が決定された。第5図はpVIl!924からのBa
Ill I断片の制限地図を表わす。
pVE924のDNA並びにプ7 スQドpAT1, 
pVE650及びpVB941を集団的に表わすpVE
924の5個のサブクローン〈第5図では*で示される
)は24個のアベルメクチン非生産菌(^vr)、2種
のC−22、C−23デヒドラーゼ(DH)突然変異体
及びアベルメクチンフラン環(FUR)を閉環すること
ができない突然変異体を用いて相補性実験で使用される
。D H、FUR及び9個のAvr突然変異体を含む1
2個の突然変異体は相補された。これらの突然変異体は
8種の相補性を与える.DH突然変異体はavrIを表
わし、FOR突然変異体はavrJを表わす。6種類の
非生産菌は藍■、藍旦、藍建、avrN、avrO及び
avrPを表わす.これらの遺伝子の位置は第3図に示
される. これらの結果は明らかにpVE923、pAT1, p
VE924、pVE855、pVE650及びpVE8
59テクo − ン化したDNAが多くのアベルメクチ
ン遺伝子を含むことを示す。このアベルメクチン遺伝子
クラスターからのDNA全てのサブクローニングはアベ
ルメクチン生合戒のための遺伝子を同定することができ
る。
pAT1、pVE923及びpVE924の制限地図を
比較すると0. 5 5 kb BamH I断片に隣
接した領域が3種のクローンで異なることを示す. p
AT1についてEcoR 1部位を含むベクター結合断
片まで3.4kbBamH Tは0. 5 5 kb 
Bag*H I断片に隣接した位置である。pVE92
4についてEcoR 1部位のない3.2kbBavl
l I断片は0. 5 5 kb Bawl I断片に
隣接した位置にある。コスミドpVE923は0. 5
 5 kb Basal I断片に隣接した位置にある
?. O kb BamH I断片を有する。アベルメ
クチン遺伝子クラスターのこの領域の実際の構造を決定
するためにS.アベルξチリス染色体からDNAは直接
大腸菌にクローン化された. この方法は問題の領域に隣接する2つのアベルメクチン
クラスター断片を含む大腸菌ブラスミドが組込まれるS
.アベル果チリスの相同組換え系による。コノプラスミ
ド、pVE1299はpAT1(7) 3. 4kb 
BamH I断片を含むpVE616 (Thio’ 
)の誘導体、2.9kbネオマイシン耐性遺伝子(ネオ
)断片種Tn5及びpVE924からの3.7 kb 
Bawl I断片である。
このベクターはS.アベルミチリスで複製することがで
きない.S.アベルミチリスに形質転換するときに染色
体に組込まれるプラスミドを含む形質転換細胞はThi
o’   Neo’として分離された。
組換えによりS.アベルミチリスからこのベクターを除
去した後、得られたブラスミドDNAを分離し大腸菌の
形質転換で用いられた。ブラスミドは回収され、そのn
eo DNAはpVE1299ではじめにクローン化し
た2つの断片の間に位置するS.アベルミチリスDNA
で置き換えられた.このようなプラスミドの制限地図作
或は0.55及び3.7kbBamtlI断片の間に実
際には3つの染色体Baa+H I断片(7.0kb、
?.4kb及び8.Okb)があることを明らかにする
.表6はアベルメクチン遺伝子クラスター領域からの9
5kb以上のDNAの制限地図を示す。
本出願はアベルメクチン生合威に於で遮断されたS.ア
ベルミチリス突然変異体を相補するために低コピー数ベ
クターを用いてアベルメクチン遺伝子の満足すべきクロ
ーニングを記載する。米国特許第4,703,009号
には高コピー数ベクターでのアベルメクチン生合戒とし
てクローン遺伝子に対する方法の具体例が記載されてい
るがこの説明には欠点がある。まずこのように記載され
た高コピー数ベクターは大きな断片を用いてうまく複製
することができない。第二にこのようなS.アベルミチ
リスインサートを含む高コピー数ベクターは、ゲノムと
組換えをすることは明らかである。これらのプラスミド
は分離、確認することは困難である。第三に高コピー数
クローンはアベルメークチン遺伝子の制御を変え、相補
するクローンの検出を困難にさせる。
五里牲 S.アベルξチリスからのアベルメクチン遺伝子クラス
ター領域はいくつかのプラスくドでクローン化されてお
り、アベルメクチンの新規な製造方法を提供するために
使用することができ、新規なアベルメクチンを製造する
ために使用することができハイブリッド抗生物質を提供
するために使用することができる。アベルメクチン生合
成に必要とされる遺伝子のいくつかはサブクローニング
によって局在されている。他のアベルメクチン遺伝子は
クローン化した領域内に及び/又はクローン化した領域
の近くに位置する。クローン化したS.アベルミチリス
D殉Aに対して多くの用途がある。
クローン化したアベルメクチン生合威遺伝子は8種の天
然産物アベルメクチンの標準組成を変えるために使用す
ることができ、新規なプロセスを生じる。アベルメクチ
ン遺伝子クラスター領域からサブクローン化されている
C−50−メチルトランスフェラーゼ遺伝子をS.アベ
ルミ′チリス株に導入するとC−5メトキシ威分の生産
が高められる。同様にアベルメクチンC−22.C−2
3デヒドラーゼに対する遺伝子は脱水化戒分の生産を高
めるためにS.アベルミチリス株に導入することができ
る。
アベルメクチン生合戒の律速段階である酵素をエンコー
ドする遺伝子のクローン化した領域からの同定はアベル
メクチンの改良された生産方法を提供するために使用す
ることができる,これは制限酵素の発現を高めるために
遺伝子をサブクローン化及び操作することにより生じる
。
新規なアベルメクチンはクローン化遺伝子の突然変異誘
発によって産生ずることができる.グリコシル化遺伝子
の突然変異誘発は優先的にモノサッカライド含有アベル
メクチンを生産する菌株を生じることができる。アベル
メクチンアグリコンの合威としての遺伝子の突然変異誘
発は新規なアベルメクチンをもたらすことができる。ア
ベルメクチンはケト基又はヒドロキシル、二重結合又は
飽和結合のような異種官能基に還元されるケト基を保持
することができる短鎖カルボン酸の逐次付加により合威
される。クローン化アベルメクチン遺伝子の突然変異誘
発は、天然アベルメクチン又は異なった官能性をもつア
ベルメクチンよりも異なるカルボン酸をもつアベルメク
チンの合威をもたらことができる. アベルメクチン遺伝子クラスター領域からのDNAを相
同配列を同定するためにハイブリッド形威プローブとし
て使用することができる。従ってここでクローン化した
DNAはここで記載した領域に重なるがS.アベルミチ
リスのゲノムで隣接した領域からのクローン化されてい
ないDNAも予め含んでいるS.アベルミチリス遺伝子
ライブラリーから別のプラスミドを局在させるために使
用することができる.ここでクローン化した領域からの
DNAは他の生物体に於て同一ではないが類似の配列を
同定するために使用することができる.アベルメクチン
グリコシル化としての遺伝子は他の抗生物質のグリコシ
ル化に関係する遺伝子を同定分離するために使用するこ
とができる.C一5アベルメクチンO−メチルトランス
フエラーゼとしての遺伝子はDNAプロープとして他の
〇一メチルトランスフェラーゼ遺伝子を同定し、クロー
ニングを促進するために使用することができる。これら
の非相同遺伝子のS.アベル旦チリスへの導入は変化し
たメチル化又はグリコシル化による新規なアベルメクチ
ンの合戒によって強力な駆虫剤をもたらすことができる
。同様にアベルメクチンアグリコンの合戒としてのDN
A含有遺伝子はブローブとして同定するために次いで類
似マクロライドの配列にクローン化するために使用する
ことができる。ミルベマイシンのような他の駆虫剤とし
ての遺伝子もこの方法でクローン化することができる。
ξルベマイシン生産菌からの適当な遺伝子による相補性
S.アベルξチリス突然変異体は強力なハイブリッド駆
虫剤化合物をもたらすことができる. 次の実施例は本発明が更に完全に理解されるように提供
され、発明を制限するものとして解釈されるべきではな
い. プラスξドDNAを分離し他のブラスミドについての研
究で与えられたものとほとんど違わない操作によって処
理した。良好な操作マニュアルはT,?ニアチス(Ma
niatis). E,  F . フリッシュ(Pr
itsch)及びJ.サムブルック(Sambrook
)、モレキュラークローニング:ラボラトリー マニュ
アル コールドスプリングハーバーラボラトリー、コー
ルドスプリングハーバー、NY(1982年)である.
ストレプトくセスに対する良好な操作マニュアルはD.
A,ホプウッド・M.  J.ビブ(Bibb) 、H
,  F.チャター(Chater) 、T. キーザ
ー(Kieser) 、C.  J,ブルトン(Bru
ton)、H.M.キーザー(Kieser) 、D.
  J.  リジェイ} (Lydiate)、C.P
.  スミス、J,M,  ワード?Ward)及びH
.シレンブ(Schret*pf) 、ジェネティック
 マニピュレーシ甘ン オブ ストレプトξセス,ラボ
ラトリー マニエアル,ジツンイネス ファデーシッン
,ノルウィッチ,υK (1985年)である.本研究
で使用される特殊な操作は上述したマニュアルに示され
るものと一致しない場合には本明細書に記載される. A、プラスミド分離のためのストレプトξセスの増殖 ストレプトミセス株の単一コロニーをR.’lE. 培
地A又は培地Dで分離した.スクロース103g,グル
コース10g,酵母エキス3g1プロリン3g1カサ逅
ノ酸0. 1 g,  KtSO* 0.2 5 g,
  MgC5・6Hz0 10−1g−Rx微量元素(
11当りFeCls − 6HtO O.2 g..Z
nClt O.0 4 g,MnC1g ・4Hz0 
0.0 1 gSCuC1g ・2H!O 0.0 1
g , NaBaO.f・10Hx0 0. 0 1 
g 1(NH*)J■rogm・4Ht8 0. 1 
g )及び寒天15gを含むR!YEを蒸留水で最終容
量94G−にした.オートクレープにかけた後次の溶液
、0.5%NH#P04 1 0ml、2.5M Ca
CIlt 8sd及び0. 2 MT E SpH7.
 2 (N一トリスー(ヒドロキシエチル)メチル−2
−アξノエタンスルホン酸)40−を各量の培地に加え
た。培地Dは11当り酵母エキス4g、麦芽エキスlO
g,グルコース4g,微量元素(11当り37.3%I
ICI50d、MgSO* − 7Ht0 6 1. 
1 g ,CaCOs  2.O  g S FeCi
ls  *  611*0  5.4  g S Zn
SOn711z0 1.4 4 g,  MnSOa 
@ HzO 1.1 1 gSCuSO4・5H!0 
0.2 5 g, HsBOs O.0 6 2 g及
びNa2M。
0,−2H!8 0. 4 9 g) 5−を含有した
。培地DのP}はオートクレープにかけ前にNaOHを
用いてpH7.0に調節した.ストレプト逅セスに対す
る液状増殖培地は30%スクロース、5dMgCj!x
を含むために修飾されプラスξドの維持に選択する抗生
物質を含んだYEME (1 1当り酵母エキス3g1
ペプトン5g,麦芽エキス3g1グルコース10g)で
ある.チオストレプトン耐性遺伝子(tsr)を含むプ
ラス逅ドをもつ菌株はチオストレプトンl1lI1当り
5gで増殖した。単一コロニーを10flx150m試
験管内のYEME6mjに接種した。培養液を28℃で
3日間220rpmで振盪させながら増殖させた。
(1)  小規模プラスミド分離 小規模プラスミド調製試料としてYEME培養液6−か
らの菌糸を14.000xgで12分間遠心分離して収
集した.沈降物を1 ’0%スクロース、10mM四酢
酸エチレンジアミン、pH8.0でl回洗浄した。プラ
ス≧ドDNAをマクネイル(MacNeil) 、D,
 J, J, of Microbiol. Meth
ods l l 5〜123頁(1 9 8 6年)で
以前に記載されている迅速煮沸操作により菌糸から分離
した。この沈降物をSTET (8%スクロース、5%
トリトンx−ioo、50+MEDTA及び50mM}
リス、pH8. 0 ) 0. 5−に再浮遊させ、3
0■/M1リゾチーム(シグマ, St.ルイスHa.
)溶液30plを加え、この混合液を37℃で15分間
温置し、次に沸騰水浴に2分間入れた.煮沸した溶解物
を14,000xgで12分間回転させ、上清を1. 
5 lIlのエンペンドルフ管に取り除き、次いでTE
(10+Mトリス.1mMEDTA,pH7.9)で予
め平衡にしたフェノールで1回抽出した.水相を別の1
.5II1のエッペンドルフ管に取り除き、同量のイソ
プロパノールを加えこの溶液を−20℃で20分間温置
し、DNAを7000xgで6分間DNAを沈降させた
.70%エタノールで1回洗浄した後、DNAをTEI
OOμlで再浮遊させた.推定2〜10μgのプラスξ
ドDNAが6III1の培養液から得られた.他方、プ
ラスξドDNAを細胞沈降物6mからアルカリ性溶解操
作により分離した.この細胞沈降物を50mMグルコー
ス、25wMトリスp88、10+MEDTAの1a1
に再浮遊させ、50一Hグノレコース、25一阿トリス
pus、10IIIMEDTA中30■/dリゾチーム
溶液’50ul.を加えた。
37℃で15分間温置した後、0. 2N NaOH,
 1%SDS溶液1.5mlを加え、混合液を5秒間旋
回させ、この混合液を氷上で15分間温置した.次に氷
冷却PH4.8酢酸カリウム溶液(酢酸塩について5M
,カリウムについて3M)150tIfを加え、この混
合液を10秒間旋回させ、氷上で15分間温置した.こ
の混合液を4℃に於て12.000xgで15分間遠心
分離し、得られた上滑を新しい管に移した.−20℃の
イソブロパノール又は0.05%ジエチルピロカーボネ
ートを含むイソプロパノール2.5−を加え、混合し、
4℃に於て12.000xgで15分間遠心分離した.
得られたDNA沈降物からの残りの溶媒をサバンドスピ
ードバク(SavantSpeed Vac)に取り除
き、DNAを0.3M酢酸アンモニウム0. 5 mに
溶解した.この溶液を1.5−のエッペンドルフ管に移
し、IM}リスpH7.9で予め平衡にしたフェノール
400μlと混合し、水相をξクロフェージで3分間遠
心分離により分離した。この水相を別のエソベンドルフ
管に取り除き、フェノールをクロロホルム400μlで
抽出した.得られたDNA水溶液を2容量のエタノール
を用いて−70℃で少なくとも20分間沈殿させた.こ
のDNAをミクロフェージで15分間遠心分離して収集
し、−20℃の70%エタノールで1回洗浄し、サバン
トスピードバクで乾燥させ、TEwi街液100μiに
再浮遊させた.(2)大規模プラスミド分離 大規模プラスξド分離に対してYEME培養液6−を使
用してYEME3(ldを含む250dのバンフル付き
フラスコに接種した。28℃に於て220rp−で2日
間振盪させた後この培養液を使用してYEME5 0 
0idを含む2lのバンフル付きフラスコを接種した。
4, 000xgで15分間遠心分離により菌糸を収集
してlO%スクロース、10a+I’lEDTAで1回
洗浄した、プラスミドDNAを2方法のいずれかで菌糸
から分離した。第1方法は上記マクネイル、D.J.1
986年で以前に記載された迅速煮沸操作である。この
細胞沈降物をSTET4 01Idに再浮遊させ、0.
 1 M トリスPH7.9中50■/lI1リゾチー
ム溶液0. 5−を加えた.この浮遊液を37℃で20
分間温置し、沸騰水浴に3分間入れ、4℃で30分間9
0.000 xgにて遠心分離した.上滑を除き、%容
量の−20℃イソプロパノールを加え、混合し、−20
℃で20分間温置した。DNAを9.000xgで8分
間遠心分離により収集した。CsCIl78gを0. 
1 M l−リス65m、0.0 1M EDTA, 
pl+7.9に溶解し、臭化エチジウム(5■/at)
2mlを加えて調製したCsC It溶液131dにこ
のDNAを再浮遊させた.この混合液をベックマン超遠
心機で43. OOOrp■により44時間遠心分離し
た、プラスミドDNAを分離す・る第2方法は上記マニ
アチス等、1982年に記載されるアルカリ性溶解操作
の変法である.500−の細胞沈降物を50−Mグルコ
ース、25sM}リスpH8、1 0mMEDTA3 
0dlに再浮遊させ、15■/dリゾチーム溶液2M1
を加えた.この混合液を37℃で30分間温置中にとき
どき回転させた.0.2N NaOHS1%SDS50
adlを加えこの混合液が均一になり溶解が明らかにな
るまでIWI1のピペットでこの混合液を混合した.氷
上で25分間ときどき回転させながら温置した後、5M
酢酸カリウムPII4.8、40mを加え、沈降物質が
小凝塊に分散するまで混合した.氷上で25分間温置し
た後、この混合液を4℃で15分間15.000xgに
より遠心分離した.ブラスξド含有上清を混合した−2
0℃イソプロパノール72adに加え4℃で15分間1
5,000xgにより遠心分離した.得られた上清を捨
て、無菌綿棒で余分な液体を除きDNA沈降物を更に真
空下で5分間乾燥した.DNAを20s)l}リス、0
.5%サノレコシノレ、5mMEDTA,pH7.9、
9j!i!と1 0 mg/ ad RNase 2 
5 u 1に再浮遊させ、容量をlOd以下にし、Cs
Cfl1gを加え、臭化エチジウム5■/II1溶液1
lI1を加えた, 5000xgで5分間遠心分離した
後、上清をベックマン クイックシール管に加え、閉じ
てベックマン?0.ITiローターで65.00O R
 P Mにより20℃で17.5時間回転させた.いず
れかの方法から得られたプラスξドDNAバンドをUV
照射で可視化し、除去し、CsCIl7 1 gを0.
 1 M }リス65−、0.0 18 EDTA, 
pH7.9に溶解し、臭化エチジウム(5■/d)0.
2−を加えて調製したCsC 1溶液13dで再びバン
ドにした、プラスミドDNAを第2勾配から除去し、臭
化エチジウムを4回のイソペンチルアルコール抽出で除
去した.2容量のTE.0.3容量の3.5M酢酸ナト
リウム及び6容量の100%エタノールを加えてブラス
ミドDNAを沈殿させた*=20″Cで一晩温置した後
DNAを13. 000xgで12分間遠心分離して沈
降させ、70%エタノールで1回洗浄し、TE1mに再
浮遊させた。細胞500−からDNAの収量は200〜
1000μgであった。
B、プラスミド分離に対する大腸菌の増殖pVE32B
由来コスξドクローンを含む大腸菌培養液をLB−An
+p培地〈アンピシリン100μg/ydを含む11当
りトリプトン10g1酵母エキス5g, Na(4 5
 g)で増殖した.これらの培養液を37℃で22Or
pmにより振盪させながら増殖させ、OOa。。1. 
0〜2.0のとき、50■/1liクロラムフエニコー
ル0. 5 dを加えた。ストレプト逅セスに対して上
述したアルカリ性溶解操作を変更して500Miの培養
液から大量のプラスξドDNA(200〜t . so
oμg)を調製した。6. 000xgで6分間細胞を
収集し細胞沈降物を50−Mグルコース、25IllM
トリスpus、1 0mMEDTA 1 8sdに再浮
遊させ15■/dリゾチーム溶液2−を加えた.この混
合液を室温で15分間温置中にときどき回転した。0.
 2N NaOL1%SDS4(ldを加え、混合液が
均一になり溶解が明らかになるまでこの混合液を1−ピ
ペットで混合した。氷上で25分間ときどき回転させな
がら温置した後5M酢酸カリウムpH4.8、20−を
加え、沈降物質が小凝集塊に分散するまで混合した。氷
上で25分間温置した後この混合液を4℃で15分間1
5,000xHにより遠心分離した。プラスミド含有上
清を−20℃イソプロパノール501Ilに加え、混合
し、4℃で15分間15.000xgにより遠心分離し
た。得られた上滑を捨て、余分な液体を無菌綿棒で除去
し、次にDNA沈降物を真空下で5分間乾燥した。この
DNAを20+sM}リス、5mMEDTApl{7.
9、9−とl Q +qg/d RNase 2 5 
II lに再浮遊させ、容量をlQadにし、CsCI
2 1 1 gを加え、臭化エチジウム5■/一溶液1
−を加えた。5000xgで5分間遠心分離した後、上
清をベックマンクイックシール管に加え、閉じてベソク
マン70.1Tiローターで65.00O R P M
により20℃で17.5時間回転させた。プラスミドD
NAバンドをUV照射で可視化し、除去し、CsC1 
7 1 gを0. 1 M トリス65−、0.0 1
M EDTASpH7.9、65−に溶解し、臭化エチ
ジウム(5m/d)2−を加えて調製したCsC l溶
液13−で再びバンドにした。
プラスミドDNAを第2勾配から除去し、4回のイソプ
ロビルアルコール抽出で臭化エチジウムを除去した。2
容量のTE,0.3容量の3.5M酢酸ナトリウム及び
6容量の100%エタノールを加えてブラスミドDNA
を沈降させた。−20℃で一晩温置した後、13, O
OOxgで12分間遠心分離してこのDNAを沈降させ
、70%エタノールで1回洗浄し、TEL一に再浮遊さ
せた。
C.プラスミドDNAの制限分析 DNAの制限分析及びアガロースゲル電気泳動法並びに
他の組換え体DNAテクノロジーの標準手法に対する操
作はT.マニアチス、E.F.フリッシュ及びJ.サム
ブルック、モレキュラークローニング:ラボラトリー 
マニュアル、コールドスプリングハーバー ラボラトリ
ー、コールドスプリングハーバー、NY(1982年)
に詳細に記載されている.大規模及び小規模調製試料か
ら分離したプラスミドDNAを製造業者の指示書により
種々の制限酵素を用いて切断した。酵素はニューイング
ランドバイオラブス(ベバーリー.MA) 、ベテスダ
 リサーチ ラブス(ベテスダ,MD)及びIBI(ニ
ュー八ベン,CT)から人手した。緩衝液として0. 
0 8 M トリスー酢酸塩一〇.0 0 4M ED
TAを用いて0. 8%アガロースの電気泳動により消
化を解析した。断片のサイズは既知分子量のλファージ
DNA断片と比較して求めた. D.クローン化DNAの制限酵素部位のマソピング pAT1及びpVIl!650の制限部位の位置を標準
マッピング手法により決定した.これらはサブクローニ
ング及びサブクローンの分析により更にこの領域から分
離した種々のコス逅ドに含まれる断片の分析により単及
び二重酵素消化の分析を包含する。
断片のサイズはIIindll[又はBaIIII I
とEcoR Iの組換えを用いて消化したλ断片と比較
して求めた。
E.プラスミドDNAによるストレプトミセスの形質転
換 (1)  原形質体の生或 形質転換は原形質体によるPEG仲介DNA取込みによ
って達成した。S.アベルξチリスの原形質体はマクネ
イル,D.J.及びクラブコ(Klapko) . L
. M. 1 9 8 7年J. Indust.Hi
crobiol,第2巻.209〜21B頁に記載され
る通り調製した.30%スクロース、5mMMgCj!
z及び0.5%グリシンを含むYEME培地3(ldに
S.アベル逅チリスの胞子5X10’又は6NiのYE
ME培養液lIIdを接種した。(Y E M E培養
液は単一コロニーを30%スクロース、51IMMgC
 l.及び0.5%グリシンを含むYEME5adに接
種して調製した).30dの培養液を28℃で2又は3
日間増殖させ、14.000xgで12分間菌糸を沈降
させ、P培地で1回洗浄した.P培地は1e当りスクo
−スl03g,  Ktsot  O.25g、MgC
 J .・H,02.03g及びRt微量元素21I#
1を含む。オートクレープにかけた後次の0.5%X}
l.Po.10−、CaClz ・2Hz0 8m、0
.2MMES(2−(N−モルホリノ)エタンスルホン
酸)40dを加える.この菌糸をP培地15mに再浮遊
させ、リゾチーム(P培地中50■/II#1)0.2
一を加え、浮遊液を37℃で1時間ゆっくりと振盪させ
ながら温置した。この混合液を10一注射器の底の2c
lIのガラスウールにより濾過して原形質体を消化され
ない菌糸から分離した。この原形質体を6.000 x
gで6分間沈降させ、20%スクロースを含むP培地3
III1に再浮遊させた。S.リビダンスの原形質体は
TBS (pH7.2)をMESの代わりに全緩衝液中
で使用した以外はS.アベルミチリスに対して上述した
通り調製した。全原形質体をドライアイス/エタノール
浴中で急速凍結し、−70℃で貯蔵した。
(2)形質転換操作 ストレプトミセス株をS.アベルミチリスに記載した方
法(上記マクネイル及びクラプコ. 1987)の変法
で形質転換した。0.1−の量の原形質体く約10’/
d)をプラスくドDNA (2 5ng〜1μg)5〜
lOμlで混合し、培地T O. 5 dを加え、この
混合液を室温で30秒間温置した.何回か半分の原形質
体、DNA及び培地Tを一緒に混合した。培地Tは異な
った濃度のスクロース(2.5%)、CaCfg (0
. 1 M)を含み、50sMトリスーマレイン酸(p
H8)で緩衝され、25%(重量容量)PEGIOOO
を有するほかは培地Pと同じである。この混合液をS.
アベルξチリスに対して0.OIMMESあるいはS.
リビダンスに対して0.OIMTESを含むP培地で連
続的に希釈した。S.リビダンスに対しては、形質転換
混合液の希釈液100μlをl7%スクロースを含むR
!YE培地に拡散させた.S.アベルξチリスに対して
は形質転換混合液の希釈液100μlを50℃でRMI
4軟寒天3WI!tに加えRl’ll4プレートに注い
だ。RM14は11当リスクロース2 0 5 g.寒
天20g.オートミール寒天3gを含み、TESO代わ
りにO. LM MES CpH6.5)を含むほかは
R.Yf!と同じである, RM14軟寒天は1j!当
り寒天6gのみを含む. (3)形質転換の検出 形質転換原形質体を含むR.YIEとRMl4再生培地
を28℃で20時間温置した。再生プレートにチオスト
レブトン0. 5 eyrを含むRM+a軟寒天3Wd
を置いた。再生プレート上に4〜15日で形質転換細胞
が現われた。
E.プラスミドDNAによる大腸菌の形質転換大腸菌の
コンビテント細胞をマンデル(Mandel) +M.
及びヒガ(Iliga) , A. J. Mol. 
Biol.第53巻、154〜162頁(1970年)
の方法で調製した。細胞をLB培地でA,。。= 0.
 4 5まで増殖させ氷上で20分間温置した。細胞を
沈降させ、原容量の半分まで0. 1 M Ca(J 
zに再浮遊させた。
氷上で20分後細胞を再び沈降させ、原容量の0. 1
まで0. I M CaC1 zに再浮遊させた。これ
らのコンビテント細胞は15%グリセロールを生成し、
−70℃で貯蔵した。
形質転換のためにコンビテント細胞0. 2−をDNA
 (1 0〜1 0 0 0ng/d)  1 0 p
 1と混合した.この混合液を氷上で10分間次に37
℃で3分間温置した。0.5一量のLB培地を加え、こ
の培養液を37℃で1時間220RPMにより振盪させ
た。アリコートをアンピシリン100μg/一としBプ
レートに置きプラスミドを選択した.F.相補性試験に
対して断片のplJ922へのサブクローニング アベルメクチン生合戒の遺伝子の位置決定を助けるため
ニpAT1、pVE650及びpVE859から(7)
DNA断片をplJ922にサブクローンした, pl
J922、2〜10μgを適当な制限酵素で消化させて
pIJ922のユニークなBamH I又はEcoR 
1部位で直線にした。
直線DNAを製造業者によって記載される通りかあるい
は別の方法によって子ウシ腸管アルカリ性ホスファター
ゼ(CIAP)(ベーリンガーマンハイム,インディア
ナポリス,IN)で処理した.簡単な方法は制限酵素消
化が完了した後直ちに直線にしたplJ922を処理す
る方法である。CIAP(DNAIμg当り0.02単
位)を制限酵素消化混合液に直接加え、37℃で30分
間温置した。
CIAPの第2アリコートを加え、更に30分間消化を
続けた.l 0 0sMEDTA、25%グリセロール
、0.25%プロムフェノールブルー、0.2%SDS
の1/5容量を加えて反応を終結させた。
直線ベクターを0.8%アガロースゲルによる電気泳動
にかけ、直線DNAをそのDNAを含むアガローススラ
イスから電気溶離した.そのDNAをエタノール沈殿さ
せ、TE50〜100μlに再浮遊させた。サブクロー
ニングとしてpAT1, pVE650又はpVE85
9、50〜10μgを制限酵素BaIIII I , 
 BgI n、Pstl又はECQR Iで消化し、0
.8%アガロースゲルの電気泳動にかけ、電気溶離し、
エタノール沈殿させ、TE50〜100μlに再浮遊さ
せた。Ba+mH I直線ベクターとBasiH Iも
しくはBgl II消化断片又はEcoR I直線ベク
ターとEcoR I消化断片又はPstl直線ベクター
とPstl消化断片の種々のアリコートを結合し、S.
リビダンスに形質転換した。Thio’形質転換細胞を
選択し、6−のYEME増殖培養液をミニ溶解物分析で
問題の断片の存在を試験した。
適当なインサートをもつ誘導体をため、果二溶解物5〜
10μlを種々のS.アベル稟チリス突然変異体に形質
転換し、得られたチオストレプトン耐性形質転換細胞を
突然変異体欠損の相補性に対して試験した。
A.  S.アベル逅チリスDNAライブラリーの作製 S.アベルξチリスDNAのライブラリーはSau3A
制限酵素で一部消化したゲノムDNAをplJ922の
適合するユニークなBamH 1部位に結合して作った
, plJ922はストレプトごセスに於てThio’
として選択することができる24kb、低コピー数スト
レプトξセスベクターである(ホブウッド等、ジエネテ
ィックマニビエレーシッンズオブ ストレプトξセスア
ラボラトリーマニュアル、279頁参照)。
(1)  ゲノムDNAの分離 S.アベルミチリス胞子株は可視的濁りYEME増殖培
養液0. 1 mを培地D寒天プレートに拡散して調製
した.5〜15日後に胞子を綿棒で除去し、0.85%
NaCj!,50%グリセロールで湿らし0.85%N
aC 1、50%グリセロールの2−に移した.S.ア
ベルミチリス胞子株(約5X10’胞子/d)100μ
EをyEME31)d+30%スクロース+0.5%グ
リシンを含む250−のバッフル付きフラスコに接種し
た.27℃で回転振盪機による220rpmで4日温置
した後、25mfのコレックス((orex)遠心機試
験管を用いて4℃でlO分間12,000xgにより遠
心分離して細胞を収集した。細胞沈降物を0.0 1M
 MES, pl{6.5を含むP培地20mに再浮遊
させ、4℃でIO分間12. 000xgにより遠心分
離し、沈降物をP培地5lR1に再浮遊させ、リゾチー
ム10−を加え混合した。浮遊液を37℃で1時間温置
し、次に0.25)I EDTApH8.0、2. 5
 mを加え氷上で15分間温置を続けた.この混合物を
穏やかに回転させて2%サルコシル7. 5 mを加え
た後細胞溶解が明らかであった。氷上で更に30分温置
した後前煮沸した5 噌/ ad RNAaseタイプ
IA(シグマ. St,ルイス,MO)の溶液150μ
lを加え、37℃で1時間温置を続けた.次にプロティ
ナーゼK(IBI,ニューハベン,CT)0.6lI1
を加えこの混合液を37℃で2時間温置し、次に4℃で
一晩温置した.(プロティナーゼKは25■/++d溶
液を37℃で1時間温置して前消化した).0.2Mト
リス,pH7.9で予め平衡にしたフェノール15++
dをこの溶解物に加え回転ミキサー(ルッジドローター
ター,クラフトデバイシス.ξネオラ,NY)によりa
 rp+sで混合した.この混合液を卓上遠心機で回転
させた後、水層を新しい試験管に移し、抽出を2回以上
繰り返した。クロロホルム:イソアミルアルコール24
:1で5回抽出して試料からフェノールを除去した。得
られた水溶液に0. 5容量の7.5M酢酸アンモニウ
ムを加え、混合し、2容量の氷冷却エタノールを加えた
.ガラス棒を用いてエタノールを混合し得られた沈降D
NAを棒に巻きつけた.余分な溶液は棒を試験管の側面
に押しつけてこのDNAから除去し、このDNAをジエ
チルピロカーボネート4μlを含むTE5−に溶解した
。このDNAを回転ミキサーによるarp一で回転させ
ながら一晩溶解した.次に上述の通りこの溶液からまた
DNAを沈殿させ最後にT E 2. 0 1I1に溶
解してODtb。測定によって定量したDNA 4 6
 9μg/一を得た。
《2》  ゲノムDNAのサイズ分画 20〜40kb範囲の最大断片を得るためにMbo 1
とSau3Aを希釈する条件を決定するパイロット実験
の後、S.アベルミチリスDNA100ngの4本のア
リコートを37℃でIOU,16.7U,2 3. 3
 U及び30UのMbo Iを用いて消化し、更にS.
アベルξチリスDNAIOOμgの4本のアリコートを
37℃で3U、5U,7U及び9UのSau3^を用い
て、11l1の反応混合液中でlO分間消化した.同じ
緩衝液、KC1緩衝液を両酵素に対して使用したが、こ
れは20mM}リス、20mMκCIS1 0+sM 
MgCj!z 、1mMジチオトレイトール、100μ
g/−ウシ血清アルブミン、pl17.9であった。停
止果ツクス(1%SDS,50+wMEDTA)0.2
5−を加えて反応を終結させ次いでフェノール抽出した
.特にことわらない限り、DNA溶液をフェノールで処
理して酵素を失活させタンパク質を除去した。標準フェ
ノール抽出はDNA溶液の有機溶媒による連続抽出から
なり次に遠心分離して相を分離する。抽出は、予め0.
 2 M }リスpH7.9で平衡にした同量のフェノ
ール、フェノール:クロロホルム:イソアもルアルコー
ル25:24:1、クロロホルム:イソア逅ルアルコー
ル24:1で行なわれる.DNAは濃縮及び/又はエタ
ノール沈殿で塩を除去してもよい。DNAの標準エタノ
ール沈殿は、0.5容量の7.5M酢酸アンモニウム、
3容量のエタノールヲ加エ、−20℃で一晩あるいは−
70℃で1時間温置することからなる,DNAを12.
 000xgで15分間遠心分離で沈降させ、70%エ
タノールで洗浄し、乾燥してTEに再浮遊させる.フェ
ノール抽出及びエタノール沈殿の後にMbo I消化物
をプールし、Sau3A消化物を別にプールし、32m
の10〜40%スクロース勾配(11’lNaCj!、
20一トリス、5dEDTASpH8.0)に充填した
。ベックマンSW2 8ローターで26.00O rp
mにより21時間遠心分離した後底に穴をあけ、勾配を
14滴画分を集めた。30画分ごとからのlOμlを0
. 4%アガロースゲルにより行いλ (ラムダ)標準
と比較した。Mbo I消化物の画分19〜23をlO
〜30kb画分にプールし、両分16〜18を>30k
b画分にプールした。Sau3A消化物画分23〜26
をlO〜30kb画分にプールし、両分15〜22を>
30kb画分にプールした。プールした百分を4℃で4
8時間TEに透析し、2−ブタノールで21#1に濃縮
し、酢酸アンモニウムとエタノールを用いて−20℃で
一晩沈殿させた。このDNAをTE400μlに再浮遊
させフェノール抽出し、最後にエチルエーテル抽出し、
エタノール沈殿してTEIOOμlに再浮遊させた。
(3)  plJ922の調製 plJ922をそのユニークなBamH 1部位で切断
し、子ウシ腸管アルカリ性ホスファターゼ(CIAP、
ベーリンガーマンハイム,インディアナポリス,IN)
で処理した.細胞41からplJ922 D N Aを
実施例1で記載した迅速煮沸法によりS.リビダンスT
K54から分離した.TK54とpIJ922は共にD
.ホプウンド.ジョンイネスインスティチュート,ノル
ウインチ英国から得た。pIJ922 D NA233
μgを得た. plJ922はIOXKCJI緩衝液(
200mM}リス,  2 0 0sMKCI,  l
 O Od MgCItz,1■/−ウシ血清アルブミ
ン,pH7.9)40μl , pIJ922 ( 2
 3. 3μg)100μl.BamH 1制限酵素(
LOU/pi’>5pl及びHz0255μlを含む反
応容量400μl中でBamH Iにより切断した。3
7℃で4時間消化した後DNAをフェノールで処理した
エタノール沈殿させた。
DNA沈降物をIOXCIP緩衝液(0.5M}リスp
l{9.0.   1  0s+M  MgC1g  
、 1mM  ZnC1t  、 1  01スパーミ
ジン)100μl及びHgo 8 8 6μlからなる
CIAP反応混合液に再浮遊させた。この反応はCIA
P,28U/μN7μlを加えて開始し、37℃で30
分間温置した後別のCIAP7μlを加えた.この反応
は停止ミックス(10XSTE200μj![100m
M}リスpH8.0.1M Nail,1 0+MED
TA] 、1 0%S?SIOOμl.  0.5M 
 EDTApll8.0.  8 0ml及びnzo 
6 2 0μl)1−を加えて終結させ、次いで65℃
で10分間加熱した。このDNAをフェノール抽出し、
2−ブタノールで1ldに濃縮し、エタノール沈殿させ
250μATEに再浮遊させ、また再度エタノール沈殿
させ、TEIOOμlに再浮遊させた。処理したpIJ
922のアリコートは0.7%アガロースゲルにより行
ない既知量のλDNAと比較しplJ922をBamH
 Iで切断した。
これは上記処理の後12μgが回収されたことを示した
。
(4)  plJ922のS.アベルミチリスゲノム断
片への連結反応 連結反応前に、CIAP処理pIJ922、5μl,S
au3A断片>30kb,15#J、3M酢゛酸ナトリ
ウムlOμN.TE80μl及びエタノール275μl
を混合してplJ922とS.アベル5チリスSau3
^断片>30kbを同時沈殿させた。−20℃で一晩温
置した後、DNA沈降物を}1■Ol74μl、10X
リガーゼ緩衝液(0.5Ml−リスpH7.4,1 0
 0mM MgClg .  1 0−スパー逅ジン及
び1■/dBsA)25μ10.1Mジチオトレイトー
ル25μl及び10mMATP25μlの混合液に再浮
遊した。この連結反応はT4DNAリガーゼ(ニューイ
ングランドバイオラブス,ベバーリ−Ma)1μeを加
えて開始し、13℃で一晩温置した。3回の実験では、
S.リビダンス原形質体は実施例lで記載した連結ミッ
クス10μlで形質転換され、to.ooo個以上の形
質転換細胞を得た。形質転換細胞の中にはS.アベルミ
チリスによって産生した色素メラニンを生じることが4
個見られ、S.リビダンスにはなかった。形質転換細胞
に胞子形威させ、胞子を集めた。胞子を単一コロニーと
してR.YHに塗布し、ブラスミドDNAを調製したと
き、65%以上のコロニーが平均サイズ約20kbのイ
ンサートを含むことが観察された。この胞子をYEME
培地に接種するために使用し、プラスミドDNAを迅速
煮沸方法によって調製し、実施例lで記載した通り精製
した.このplJ922−S.アベルξチリスライブラ
リーはS.アベルξチリスアベルメクチン突然変異体を
相補したクローンを分離するために使用した。
B.pAT1、C−5アベルメクチンO−メチルトラン
スフェラーゼの遺伝子を有するプラスミドの分離 C−5アベルメクチンO−メチルトランスフェラーゼ(
OMT−)に欠陥があり、主としてアベルメクチンBl
a及びB2aを作る菌株H^6233の原形質体をpl
J922−S.アベルミチリスライブラリーで形質転換
した。この形質転換混合液をRMI4再生培地に塗布し
、28゜Cで温置した.一晩温置した後0. 6%寒天
を有し、チオストレプトン165μg/idを含むRM
14培地の3#l1!のオーバーレイを加えてThio
’形質転換細胞を選択した。また28℃で12〜16日
間温置した後、形質転換細胞を個々に無菌のつまようじ
を用いて胞子形或培地Dにバッチした.更に28゜Cで
5〜7日間温置した後、胞子形或が明らかであった。次
に0.25インチのフィルターディスク(シュレイチャ
ー&シュエル、分析紙#740−E)を増殖培地Eで湿
らし、胞子形戒パッチにこすり、生産培地Fに接種する
ために使用した.28゜Cで12〜16日間温置した後
菌糸をメタノールで抽出し、抽出液のアリコートをE.
メルクシリカゲル60F−254TLCプレートに適用
し、アベルメクチンをジクロロメタン:酢酸エチル:メ
タノール9:9:lの溶媒混合液を用いて14分間展開
した。
この溶媒系は8種のアベルメクチンを4つのスポットに
分割し、アベルメクチンa及びbl分は分割されず速い
ものから遅いものまでの順序はアベルメクチンAl,A
2,Bl,B2である。これらの条件下でMA6233
は2つのスポットを生じこれはアベルメクチンB1a+
b及びアベルメクチンB2a+bを表わす。10,00
0個以上の形質転換細胞はアベルメクチンAl a+b
及びA2a+bの生産を選抜した。pAT1を含む分離
物はアベルメクチンA1a+b1A2a+b,B1a+
b及びB2a+bにより同時クロマトグラフイー処理さ
れた4つのスポットを生じることが見い出された。
プラスミドDNAはこの分離物から分離されH^623
3及び5個のC−50−メチルトランスフェラーゼに欠
陥のある別のS.アベルミチリス突然変異体を形質転換
するために使用された。6個全部がアベルメクチンA1
a+b及びA2a+bの生産能を回復した。pAT1を
含む突然変異体からのメタノール抽出液のHPLC分析
はアベルメクチンA1a+bとA2a+bの存在を確認
した。またC−5  0−メチルトランスフェラーゼ活
性はpATlをもつMA6233で測定し、plJ92
2ベクターを含むMA6233とplJ922を含むO
MT″S.アベルξチリス株と比較した。MA6233
は、OMT”株の5%以下のC−5  0−メチルトラ
ンスフェラーゼ活性であったがpAT1を含t;MA 
6233はOMT”株の80%以上のC−5  0−メ
チルトランスフエラーゼ活性であった。これはpAT1
が試験されたOMT一株の突然変異体を相補するDNA
を含み、恐ら<C−5  0−メチルトランスフエラー
ゼの遺伝子をエンコードすることを決定的に示している
。
培地E MgSOa・78!O (12.5%溶液)NaC l
  (12. 5%溶液) YInSOa ・tlto (0.5%溶液)ZnSO
a ’ 7HiO(1.0%溶液)CaC l ! ・
28zO(2.0%溶液)FeSOa + IHtO KNO3 ハイケースSF (ハムブコ) 酵母エキス(ジフコ) グルコース トウィーン80 蒸留水,最終容量1000dまで加えるNaOHを用い
てpH7.0に調整する培地F ペプトン化乳 アルダミン グルコース MgSO4・7H.O CuSOa ・5Hz0 41Ii 4d lm ladl lIlli 25 ■ 2g 20  g 20  g 20  g 100 ■ 20  g 4g 90  g 0.5  g 0.06■ ZnSO*  −  6Hz0           
         1  mgCoClg  ・611
z0                  0.1  
++1gPeCj!z  ・6th0        
          3 mg寒天         
        15 g蒸留水,最終容量1000−
まで加えるNaOHを用いてPH7.2に調整する。オ
ートクレープにかけた後、フィルター滅菌シクロへキサ
ミド溶液(2.5■/ml>  4dとチオストレプト
ン溶液(ジメチルホルムアミド10■/mf)o.5m
lを加える。
C. pAT1の確認 pAT1は約20kbのインサートを有し、制限地図は
第1図と表3に示されるpATLに対して決定した。
pAT1は5個の別のOMT一突然変異体に導入され、
次いで全部がC−5にO−メトキシをもつ実質量のアベ
ルメクチンを生戒することができた。鮭υ遺伝子の場所
はpAT1の制限地図の11.13kbと14.53k
bO間に位置する3. 4 kb IlamH I断片
に残るように決定された。これは3.4kb断片をpI
J922のBamH 1部位にサブクローン化して決定
され pAT83を作製した。pAT83をMA623
3に導入されるとき、アベルメクチンAla+b,A2
a+b,131a+b及びB2a+bの合戒が許容され
る。
表一」ー 蛙[幻1住 部位 露 部位名 インター68 (bp) コーオーダイネイト (bp) BcoR I Ba*ll I Bgl  II Xho  I EcoRV sph  I Sst  I Sea  I Bgl  If Ba+mH I Sca  1 Bawl 1 κho  1 χha  I BamH I BamH I Pst  1 sph  I Sst  I BamH I Pst  I Ba+wH I Bamll I Xho  I Sst  I Xho  I Sst  I Pst  I F!coR I 144B0 去104走 Bgl  n Xba  1 sph  I Sst  I Nde  I BcoRV Bgl  II Pst  I Sca  I sph  I sph  I Sst  I Sca  E Sph  r Sph  t xho  I EcoR I l000 270?5 プラスミドpVE650をPIJ922−ライブラリー
から分離した.原形質体をS.アベルミチリス突然変異
体lIIA627B (AGL− , OMT一)から
調製した。
原形質体200μlをライブラリーDNA約25ngを
含むTE5μlで形質転換した.形質転換細胞混合液を
希釈し、RM14再生培地に塗布した。
27℃で20時間インキヱベートした後、チオストレプ
トン165μg/一を含むRM14,  3 +dをプ
レートにかぶせ温置を11日間続けた。形質転換プレー
トを4℃に置き次に単一コロニーを胞子形成培地Dに無
菌のつまようじで集めた.更に27〜28℃で5〜7日
温置した後、胞子形或が明らかであった.次に0.25
インチのフィルターディスク(シュレイチャー&シュエ
ル、分析紙#740−E)を増殖培地Eで湿らし、胞子
形成パッチにこすり、生産培地Fに接種するために使用
した。
27〜28℃で12〜16日温置した後、菌糸をメタノ
ールで抽出し、抽出液のアリコートをE.メルクシリカ
ゲル60−F−254TLCプレートに施与し、ジクロ
ロメタン:酢酸エチル:メタノール9:9:1の溶媒混
合液で14分間アベルメクチンを展開した.これらの条
件下でMA627Bはアベルメクチンアグリコンを表わ
す4つのスポットを与えた.速いバンドから遅いバンド
までの順序はアベルメクチンアグリコンA1a+b,A
2a+b,B1a+b,B2a+bである,  (MA
6278はOMT−であるが低いC−50−メチルトラ
ンスフエラーゼ活性を保持し、このメチラーゼはグリコ
シル化アベルメクチンより十分にアベルメクチンアグリ
コンA1a+bとA2a+bをメチル化することは明ら
かである),3000個以上の形質転換細胞はグリコシ
ル化アベルメクチンの生産を選抜した. pVE650
を含む分離物はアベルメクチンB1a+bとB2a+b
により同時クロマトグラブイー処理された2つのスポッ
トを与えることを見い出した.この分離物からプラスξ
ドDNAを分離し、MA6278と25個の他のオレア
ンドロースをアベルメクチンアグリコンに合威又は付加
するのに欠陥のあるS.アベルξチリス突然変異体を形
質転換するために使用した.21個がオレアンドロース
を含むアベルメクチンの生産能を回復した. pVB650の制限地図を決定し、表4と第2図に示し
た。オレアンドロースのアベルメクチンアグリコンへの
合或又は付加の遺伝子の位置はpVE650からの断片
をplJ922にサブクローン化し、得られたサブクロ
ーンをアグリコン生産突然変異体に導入して決定した.
少なくとも3種の遺伝子を表わす3種の相補性種類を発
見し、表2に示した。
糞一エ BcoR I Ba+*H I BamH I Baml 1 ■ 部位 薯 部位名 インターバル (bp) ゴー才一ヂイネイト (bp) Sca  I Nru  I Stu  I BamH I Pst  I BataH T Bgl  II Pst  I Basal{ I EcoR I BamH I Ba+mH I Ba輪II Bgl  II Bgl  n BamH I EcoR I Baa+H I 1250 iooo l000 1?750 部位 田 部位名 インターバル (bp) コーオーヂイネイト (bp) 23    8gl  11      390   
   2473024     Xba  1    
  4030       2876025     
Nde  1      1560       30
32026     HcoR V      505
       30B2527     8gl  U
     1375      3220028   
  Pst  I      910       3
311029     Sca  I      98
0       3409030     Sca  
I      3020       3711031
     EcoR I      630     
  47800実見握土 クローン化アベルメクチン遺伝子は発酵生戒物組成:ク
ローン化アベルメクチンO−メチルトランスフェラーゼ
遺伝子を変える。
アベルメクチン生産菌株に於けるプラス逅ドのクローン
化アベルメクチンO−メチルトランスフェラーゼ(OM
T)の存在は生産したアベルメクチンの組威を変える.
野性型(不変)染色体OMT遺伝子を含むS.アベルミ
チリス株はAtc分としてC−5にメトキシ基をもつ約
31%のアベルメクチンとB戒分としてC−5にヒドロ
キシル基をもつ約69%のアベルメクチンを生産する.
アベルメクチンO−メチルトランスフエラーゼに欠陥の
ある突然変異体株1’lA6233はA威分として4%
のアベルメクチンだけをB戒分として96%のアベルメ
クチンを生産する.OMT遺伝子を含むプラスミドpA
T1を突然変異体株MA6233に形質転換するとき、
アベルメクチン,mtcは、A戒分として26%のアベ
ルメクチンB威分として74%のアベルメクチンをもつ
野性型菌株レベルにほとんど回復する. pAT1を機
能野性型OMT遺伝子をもつ菌株に形質転換するとき、
アベルメクチンAtc分のレベルは66%に著しく増加
するがアベルメクチンB威分の割合は34%に減少する
.これらの実験は、アベルメクチン生産株のクローン化
遺伝子の存在が発酵生産物組戒を変えることができアベ
ルメクチンAI及びA2の効率のよい製造方法をもたら
す具体例を与える. pATlは、二次代謝産物を生産する他のストレプトミ
セス株に形質転換されるとき、最初の実施例と同じ方法
でこれらの発酵を変えることができ、天然発酵生産物の
メチル化誘導体の生産をもたらすことができる.これら
の新規な誘導体はより強力であり、改良された活性スペ
クトルをもつことができる. イケダ等はアベルメクチンアグリコンの合成に対する遺
伝子がオレアンドロース部分のアベルメクチンアグリコ
ンへの合威又は付加の遺伝子に遺伝子的に結合されるこ
とを証明している。従ってアベルメクチン生合威の他の
遺伝子はpAT1やpVE650クローンのインサー}
DNAに隣接したDNAを分離してクローン化すること
ができる。
pVE650のインサートに隣接したDNAはS.アベ
ルミチリスDNAのコス旦ドライブラリーから分離した
。使用したコスミドベクターはpVE328であり、コ
スミドベクターはアンピシリン耐性(Amp’)を付与
する大腸菌及びThio’を付与するストレプトミセス
で複製することができる.  pVIl!328はサイ
ズが7.5kbLかないので43kbまでのDNA断片
をクローン化することができ、pVE328は2つのA
cos部位を含むので試験管内でファージヘッドに効率
よくパッケージすることができる.pVE328もまた
Dra 1部位に隣接したユニークなBgl II及び
Hpa Iクローニング部位を含む.BglI!クロー
ニング部位はGATC末端を有する断片を取込みBan
+HT.  BglII,  Bell, Xho I
I及びMbo Iが生じる。Hpa I部位はプラント
エンド断片をクローン化するために使用することができ
る.ストレプトミセスDNAが高G+C比、しばしば7
0%以上をもつことから、Dra 1部位TTTAAA
は極めてまれである(300kb当り1つ)。従ってB
gl■又はllpa1部位にクローン化したほとんどの
断片は後の分析や操作のためにDra Iと共に削除す
ることができる.結局ベクターは広い宿主範囲のストレ
プトミセススアージTG1cos部位を含む.この部位
は生体内でTGIへルパーファージによってpVE32
8誘導体をTGIビリオンにパッケージするために使用
することができる。次いでpVE328誘導体で増殖し
たTGI溶解物はpVE328誘導体をファージ仲介形
質導入によって他のストレブトミセスに導入するために
使用することができる。
この手法は形質転換より技術的に簡単であり、宿主を拡
大し、クローンを導入することができる。
pVE328は上記マニアチス等の操作とほとんど違わ
ない標準組換え体DNAテクノロジーを用いて作製した
。
出発プラスごドはリンク マイヤーズ(RickMye
rs)からF1フーア(Foor)を経て入手したps
VO10 X 2である。psVO10 X 2は2つ
の多重クローニング領域といくつかのSV40DNAを
含むpBR322の欠失誘導体である。1本の多重クロ
ーニング領域を含み、SV40DNAのなイpSVO1
0 X 2の誘導体を複合連結反応の後に分離した。こ
の連結反応はpsVO10 X 2の2つの消化(1つ
はPstl、Hind m , Pvu Iを用いもう
1つはBamll I %旧ndI[I,Pvu Iを
用いる)とPMC1403 (M.カサダバン.シカゴ
大学から入手)のBasH I ,  Pst I及び
Pvu Ifによる消化を含む.この連結反応の生戒物
中にはpVE61と呼ばれる2kbブラス〔ドがあり、
酵素EcoR I .  Saga I *  Bam
H I ,  Pst I *  BglII, .X
baI及び旧ndllIに対して多重クローニング領域
含有部位をもつことが見い出された.このプラスくドは
pVE81からの4 0 5bp Hinc If c
os断片をpVE61のユニークなSs+a I部位に
加えて大腸菌λコスミドに変換してpVE105を得た
。pVE81のcos jil域はλからの3. 2 
kb EcoR I − Bgl If断片としてpB
R322のf!coR I − Ram+H Iに予め
クローン化されてイテpVE81を得たe PVI!1
05(7)asp遺伝子のPst1部位はpVE105
のBgl I −Aat II断片をpUc8のBgl
 I 〜Aat II断片(ベセスダリサーチラボラト
リーズ.ゲイセルスブルグ,MD)に置き換えて取り除
いた.このコスミドはストレプト逅セスブラスミドpV
[!95をpV[!167に連結してシャトルコスミド
にした, pV[!95はpVE2BをSstIt’消
化し次に連結した後分離したpVE2Bの安定なThi
o’欠失誘導体である, pVE95をそのユニークな
Bgl■部位で直線にし、そのユニークなBamH 1
部位で直線にしたpVti163に結合してpVE16
7を得た.ユニークなクローニング部位を合成オリゴヌ
クレオチド配列 5    GATCGTTTAAAGTTAACAGA
TCTTTAAAG   3’3’    CAAAT
TTCAATTGTCTAGAAATTTCCTAG 
  5’の連結によってBall1部位で直線にしたp
VE167に導入した.二本鎖オリゴヌクレオチドは各
々1本鎖29merlO#gをTE50μl中で一緒に
調製し、この混合物を85℃で5分間加熱し、徐々に室
温に冷やし、4℃で一晩貯蔵した。pVE1671%μ
gを50倍モル過剰量のアニールしたオリゴヌクレオチ
ドと混合しT4DNAリガーゼと結合した。An+p’
形質転換細胞の中にオリゴヌクレオチドの1本のコピー
を同定しpVE232と呼んだ.pVE232はTGI
 cos部位を含む2 7 0 bp EcoRV −
11pal断片を加えてストレプトミセスファージrc
tコスsドに変換した, pVE232をそ(7)Xb
a1部位で直線にし、この部位をポリメラーゼクレノウ
フラグメント(ベセスダリサーチラボラトリーズ,ゲイ
セルスブルグ,MD)で処理してプラントにし、Hpa
 IとEcoR Vで切断されたTGIに結合した。
pVE288を2 7 0bp cos断片を含む誘導
体トシて同定した。Hpa I − EcoRV断片の
Xba I充填部位への挿入が2つのκha1部位を再
生することからTGI cos断片はpVE288から
Xba Iで切断することができる.2番目のAcos
部位はEcoR Iで消化した後pV[!288に挿入
され、DNAポリメラーゼクレノウ断片で処理される.
得られたpVE288のプラントエンド直線分子は旧n
ailで消化したpV[!81に結合し、同じ配向で2
つのAcos部位を有する誘導体を同定し、pVIl!
32Bと呼んだ.一次クローニング部位、Bgl II
は第4図では**によって示される. S.アベル逅チリスDNAのライブラリーはコスミドベ
クターpVE32Bで調製した.一部消化したSau3
A 処理S .アベルミチリス染色体DNAを15〜4
0%スクロース勾配で分離した。35〜45kbの断片
を含む両分をプールし、スクロースをTEil衝液で透
析して除去し、断片をエタノール沈殿で濃縮した.断片
約3 u g @pVE328、0.5〜0.2μgと
全容量20allで混合した.pVE328DNAは予
め1つのBgl I1部位で切断されておりCIAPで
処理した.T4DNAリガーゼと12℃で16時間連結
した後、DNA混合液4μlをアンバーシャムλ試験管
内パッケージングキットでファージにパッケージした.
コスξドライブラリーをAsp″″を選択する大腸菌株
RRIに導入した,2016の形質導入体をアンピシリ
ン75μg/atを有するLB培地0.15mを含むξ
クロ力価皿の細胞に個々に集め、37℃で一晩増殖し、
ジメチルスルホキシドl5μlを加え、このプレートを
シールーA−ミールバッグに閉じ、ドライアイス/エタ
ノール浴で迅速凍結し、−80℃で貯蔵した。これはS
.アベル果チリスのコスミドライブラリーである. コスミドライブラリーからのDNAを含むフィルターは
LBamp寒天(アンピシリン75μg/d)によりラ
イブラリーのレプリカを増殖して調製した,2016の
クローンの培養液を凍結する前に各培養液からの5μl
アリコートを8×12パターンでLBamp寒天(アン
ビシリン75μg/一)に移した.37℃で一晩温置し
た後、ICNバイオトランスナイロン膜(1.2μ規格
)をコロニー上に1時間置き、37℃で温置を続け次に
フィルターをコロニー側を上にしてLB−amp寒天に
移し、更に4時間37℃で温置した。次にフィルターを
LB−asp−cas+寒天(クロラムフェニコール5
0μg/一)に移し、37℃で一晩温置した。
DNAを細胞から放し、フィルターを種々の溶液で飽和
した一連のホワットマン3MMフィルターに移してフィ
ルターに固定した.各移動の間にフィルターを3MM乾
燥紙上に置き、余分の溶液を吸い取った.フィルターを
10%SDSで飽和した3MMに室温で5分間移し、次
にフィルターを0.5N NaOH, 1.5 NNa
Clで飽和した3MMに室温で5分間移して細胞を溶解
し、次いで100℃のスチームキャビネットに5分間入
れた。フィルターを0. 5 M トリスpH7.9.
  1.5 N Mac1で飽和した3MMに移して中
和し、室温で5分間温置した。次いでフィルターを2X
SSC (SSCは0.1 5 M MaCIl.  
0.0 1 5Mクエン酸三ナトリウム,pll7.o
)の溶液で2秒間浸し、95%エタノールにlO秒間浸
し、風乾し、真空オーブン中80℃で1時間焼いた.残
余の細胞片はフィルターを65℃に於でl%SOS,3
XSSCで1回l5分ずつ3回洗浄して除去した。洗浄
後フィルターを2XSSCに浸し、3MM紙上で風乾し
、使用するまで4℃でおいた。
各々96コスξドクローンからのDNAを含む21フィ
ルターをプラスミドpVE650端からの1.09kb
 BasH I断片を用いてブローブした。このDNA
をランダムブライミングキット(U.S.バイオケミカ
ルス,クリープランド.OH)を用いて32−PdCT
Pで標識した。TE5μl中の精製1. 0 9 kb
 Basll I断片(0.5μg)を95℃で10分
間加熱し、氷でIO分間冷却して変性した。
次のdATP  :  dTTP  :  dGTPの
1:1:1の混合液3μl、ランダムへキサヌクレオチ
ドを含む10X反応混合液2μl、11203μl、[
”P ]dCTP (比活性3000Ci/ミリモル)
5μl及びクレノウ酵素1μlをDNAに加えた.この
混合液を混合し、10秒間ミクロフェージし、次いで3
7℃で30分間温置した. 0. 2 5M EDTA
, pH8.2μlを加えて反応を終結した.標識1.
09kb断片を4℃で3分間12.00O rpmによ
り遠心分離してセントリーセプカラム(プリンストン 
セパレーションズ,アデルフィア,NJ)に通過させた
。21フィルターの各々を別個のプラスチックシールー
A−ミールバソグ#6006 (デージー社,インダス
トリアルエアポート.KS)に入れ、前ハイブリッド形
戒溶液9.5−を加えバッグを加熱密封した.前ハイブ
リッド形成溶液は0.75MNaC l、0.075M
クエン酸ナトリウム、pH7.0、0. 1%フイコー
ル、0.1%ポリビニルビロリジノン、0.1%BSA
,50%ホルムアミド、0.1%SDS及びせん断され
たヘリングスペルム(herring sperm) 
D N Aを含有し沸騰水浴中で10分間加熱変性した
。43℃で3時間温置した後、前ハイブリッド形戒溶液
を除去し、ハイブリッド形威溶液を21フィルターの各
々を含む同じバッグに加えた。ハイブリソド形或溶液は
、前ハイブリッド溶液を変性しlO%デキストランスル
フエートを含有させた。
プローブを95℃で10分間加熱し、次いで氷上に置い
た。2X10’カウントの全量を各ハイブリッドバッグ
に加え、バッグを加熱密封した。
密封後ハイブリッド形成溶液中に一様にプローフを分配
するようにした.ハイブリッド形威は水浴中43℃で一
晩ゆっくりと攪拌しながら行なった.18時間後バッグ
からフィルターを取り除き室温に於て0.3M NaC
l, 0.0 3Mクエン酸ナトリウム、pll7.0
、l%SDSで2回すすいだ。次いでフィルターを0.
3MNaCj!、0. 0 3 Mクエン酸ナトリウム
、pl+7.0、0. 1%SDSで2回43℃で15
分間洗浄した。次にフィルターを0.015MNaCl
, 0.0 0 1 5Mクエン酸ナトリウム、pH7
.0,0.1%SDSで2回43℃でlO分間、0. 
0 l 5 M NaCl、0.0015Mクエン酸ナ
トリウム、PH1.0、0. 1%SDSで2回60℃
で10分間洗浄した。フィルターを全てホヮットマン3
MMgに吸い取り、XwAフィルム(コダックX−OM
^T AR−5 )に14日間さらした。この最初スク
リーンは推定81のクローンを与えた。
1. 0 9 kb BamH I断片に対して正のシ
グナルを生じる個々のコスミド培養液をアンピシリン1
00μg/N4を含むLBプレートに3重にスポットし
、37℃で一晩温置し、4℃で2時間冷却し、82ml
ニトロセノレロースフィノレタ−(シュライチ十一アン
ドシュエル、BA85,0.45μ)をプレートに2分
間置き、次に細菌を含むフィルターをタラムフェニコー
ルlOμg/一を含むLBI天プレートにコロニー側を
上にして置いた。このプレートを37℃で12時間温置
し、次に細菌を溶解し、DNAをフィルターに固定した
.フィルターを0. 5 M NaOHに浸漬したホワ
ットマン3MM紙のシートにコロニー側を上にして3分
間置いてフィルター上の細菌コロニーを溶解した.次に
フィルターを0. 5 M NaOHを含むホヮソトマ
ン3MM紙の別のシートに移し3分間放置した。次にこ
のフィルターを中和緩衝液(1.0M}リスHC Il
pl1 8/ 1. 5 M NaCj! )を含むホ
’77トマン3MM紙に3分間移した.上の工程を繰り
返した。フィルターを除いてホワットマン3MM紙上に
置き30分間風乾した.乾燥フィルターを2枚の3MM
紙の間にはさみ、真空オープン中80℃で45分間ベー
タした.ベータしたフィルターを上述した32−P標識
1. 0 9 kb BamH I断片でハイブリッド
形威した.最初の81推定コロニーのうち9コロニーが
3フィルター全部について正のシグナルを示した。9個
のコスミドクローンを液体培養で増殖させて制限分析に
対して純粋な大量のDNAを分離した。
上述したコスミドライブラリーを含む2lフィルターを
ハイブリッドプローブから取り除き、pV[!650の
もう一方の末端からの2. 0 9 kb Bamll
 I断片でブローブした。乾燥していないフィルターを
95℃に於て0.0 1 5M NaCI!, 0.0
 0 1 5Mクエン酸ナトリウム、pH1.0、0.
5%SDSで2回20分間洗浄してプローブから取り除
いた。フィルターをX一線フィルムに48時間さらして
ブローブが除去されたことを確かめた。次いでブロープ
が2. 0 9 kb BamH I断片であるほかは
1.09kb断片に対して上述した通り21フィルター
をプロープした。最初のライブラリースクリーンはpV
Ill650からの2. 0 9 kb Ba+i}I
 I断片でハイブリッド形威した推定93コス旦ドを与
えた。再試験の際には12のコス逅ドが陽性であり、1
2クローンからDNAを精製した。
pAT1及びpVE650のBamH I断片に関して
制限分析により種々のコスよドクローンの地図を作威し
た。またクローンがグループ1とグループ2の相同性基
を含むことを同定するためにサザン分析を行なった。こ
れは4クローンの同定が認められ、110kb以上のゲ
ノムDNAを集団的に示した.pAT1及びpVE65
0関する位置は第3図に示される.これらのクローンが
別のアベルメクチン遺伝子のDNAを含む場合を試験す
るためにこのコスミドからplJ922に断片をサブク
ローン化した。pVE941のサブクローンはpVE8
59から(7) 1 4kb Bglll断片を含有し
た。このDNAはpVE650で相補されないアグリコ
ン生産突然変異体に形質転換された。全部で5個の突然
変異体がグリコシル化アベルメクチン生産能を回復した
。またこのDNAをアベルメクチンの3′及び3#ヒド
ロキシルをメチル化しないMA6316  (GMT−
 )及びMA6323 (GM−OMT− ’)に導入
した。これらの突然変異体も相補性を有した(表2の分
類GMT)。
pVE650及びpVE941でグリコシル化する遺伝
子は単一ブラスミドにサブクローン化することができる
。pVE859のPstlによる制限消化は8バンドを
生じた.最大のPstl断片をゲル精製し、pVE10
43ニクt111−ン化しテpVE1116を作威した
。pVE1043はplJ922から2工程で誘導され
た.まずplJ922をPstlで切断してpIJ92
2のPst[部位を破壊し、その部位に74DNAポリ
メラーゼを充填してpvc1023を作威した。(pV
[il043はEcoR IとBamll 1で消化し
たpVE1023に合成オリゴヌクレオチドを挿入して
作製した。オリゴヌクレオチドは次の配列からなる。
5 ’  AATTCGTTAACTGCAGCTAG
CATTAATAAGCTTTAAAG 3 ’3 ’
 GCAATTGACGTCGATCGTAATTAT
TCGAAATTTCCTAG 5 ’これはEcoR
 I −,  Ilpa I、Pstl、Nhe I、
Ase I , IIindll[、Dra I及びR
am mとしてユニークな部位を有するポリクローニン
グ部位の作威をもたらした。) pVB1116は分類
■、分111V、分類■、分類■及びGMT突然変異体
全てに相補性を有した。また分Hx及び分類■からの代
表的な突然変異体を相補することが確認された.従って
pVE1116はアベルメクチンをグリコシル化する遺
伝子を全て含むと考えられる.このブラスミドはアベル
メクチンアグリコンのアベルメクチンへの生物形質転換
が認められる.このプラスミドを適当な遊離ヒドロキシ
ルを含む別の抗生物質を生産する菌株に導入するとき、
このブラスξドはオレアンドロースを抗生物質に付加し
て新規な抗生物質を生或する。これらの新規な抗生物質
は高い活性を有することができる. pAT1, pVE923及びpVE924(7)制限
地図の比較は0. 5 5 kb BamH I断片に
隣接した領域が3種のクローンで異なることを示した。
pAT1についてベクター結合断片までの3. 4 k
b Bawl IはEcoR 1部位を含み、0. 5
 5 kb llam III断片に隣接した位置にあ
る。pVE924についてHcoR 1部位のない3.
2kbBamtl I断は0. 5 5 kb Ba+
*I I断片に隣接した位置にある。コスミドpV[!
923は0. 5 5 kb Baa+II T断片に
隣接した位置にある7. O kb Ilan+H断片
を有する。
アベルメクチン遺伝子クラスターのこの領域の実際の構
造を決定するためにS.アベルメクチン染色体からのD
NAを大腸菌に直接クローン化した。
S.アベルミチリスからのDNAを大腸菌に直接クロー
ン化するために選択される方法は、大腸菌プラスミドを
組込ませるS.アベルミチリスの相同組換え系に依存す
る。大腸菌プラスミドは問題の領域に隣接するアベルメ
クチンクラスタ一の2つの断片を含有する。このような
プラスミドはゲノムと相同断片の1つとの間に組換えに
よって組込む。得られた組込み体は2つのクローン化断
片によって示される各領域の複製を有する。複製された
領域間の組換えはベクターの除去をもたらす。この組換
えが組込みをもたらす組換えと異なった領域間で生じる
場合は得られた除去プラスξドは2つのクローン化した
断片とその間のDNA全てを含有する。
ストレプトミセスで複製しない大腸菌ベクターは、次の
特徴、大腸菌で選択する遺伝子、ストレプトミセスで選
択する遺伝子及び2つの断片をクローニングするユニー
クな部位を有する場合に使用することができる.これら
の実験に対してpVB616の誘導体を作威した。pV
E616は既に大腸菌で選択する遺伝子(amp)及び
ストレプトミセスで選択する遺伝子(thio)を含ん
でいる。次の配列を有する有用なクローニング部位を与
えるために合威オリゴヌクレオチドを作威した. 5’  GATCCGACTGTT^^CAGATCT
GAGCTCTGCA  3’3’    GCTGA
CAATTGTCTAGACTCGAG    5’オ
リゴヌクレオチドをpvEsieのBasH I ” 
Pst 1部位にクローン化してBasH [、llp
al、Bgl II、Sstl及びPstTに対するポ
リクローニング部位を有するpVE1011を作った.
第7図はpVE1011 (7)制限地図を示す, p
VE1011にクローン化するために選択される2つの
断片は0. 5 5 kb BagiH I断片に隣接
する, pAT1の3. 4 kb BaaH [断片
とpVB924からの3. 7 kb BasH I断
片を選択した(表6参照)。
pAT1の3. 4 kb BamH I断片をアガロ
ースゲルで精製し、消化したBgI n ニ結合し、p
VR1011をCIAP処理した.大腸菌を形質転換し
た後A+sp’形質転換細胞をインサートとしてスクリ
ーンした.1つの形質転換細胞は3.4kbインサート
を有するプラスξドを含みこのプラス逅ドはpVE10
38を消化した, pVE103BをLBasp (ア
ンピシリン100#g/lI1を含むLB)増殖培養液
500altから分離しCsC j!パンディングによ
り精製した.次にpVE1038をBageH Iとl
lpalで消化し、Tn5のゲル精製2. 9 kb 
Bawl I − Hpa I断片に結合した.得られ
たNeoゝAmp’形質転換細胞は2.9kb断片を有
するプラスミドPVE1051を含む, pVE105
1をLBamp増殖培養液500dから分離し、CsC
 j!パンディングによって精製した.次にpVB10
51をBamH Iで消化し、CIAPで処理しpVB
924のゲル精製3. 7 kb Ba麟H I断片に
結合させた.形質転換細胞は3.7kbインサートと一
致し、3.4kbと3.7kbBawl I断片の配向
は染色体と同じであった。pVlli1299と呼ばれ
るブラスミドのDNAをDNAメチル化欠陥菌株、MB
5386に形質転換した.S.アベルミチリスはメチル
特異的制限系を有する(J.Bact.第170巻,5
607 〜5612頁(1988年))。従ってDNA
を大腸菌からのS.アベルミチリスに導入する前にcl
a■及びdc−メチル化に欠陥のある菌株から分離しな
ければならない。MB5386から分離したpV[!1
299(7) CsCffi精製DNA5μlをS.ア
ベルミチリス原形質体100,c/!に導入した.形質
転換細胞をNeo’ Thi’として選択し、GG17
76と呼ばれるものをとっておく。小規模調製試料をチ
オストレブトン5μg/一とネオマイシン5μg/一を
有するYEMEで増殖したGG1776 、6mから調
製した.得られたDNA調製試料lOμ℃は大腸菌を形
質転換するために使用し、Amp’Neo”形質転換細
胞を試験した.予期した通り、これらの形質転換細胞は
3.4kb、2. l kb, 0. 5 5 kb 
Bawl{ l断片並びにpVE923の7. 0 k
b Bamll !バンドを含有した。驚くべきことに
形質転換細胞はまた2つの新しい8.Okbと7.4k
bのBam+H I断片を含有した. 7.Okb, 
8.Okb及び7.4kb断片はpVE924と I)
ATI ニ存在しない。従ってpVE924は3. 2
 kb BamH  I断片をもたらす0.55kbと
3. 7 kb Bamfl Iバンドの間でDNAの
欠失を含む。pVE1446と呼ばれるプラス逅ドをも
つ形質転換細胞ET14167をとっておく。次いで制
限地図作成はpVrilA46について断片の順序を決
定した(表6参照).7.4kb及び8. 0 kb 
BamH I断片によって示されるDNAはアベルメク
チン遺伝子がこの領域の両側に位置していたことからア
ベルメクチン遺伝子を含むと思われる。pVE1446
を含む大腸菌株はMB5472と呼ばれATCC 68
250として寄託されている。
皇一−i 1二一更 アベルメクチン クース ーの 17.50 7.40 7.00 3.60 2. 10 1.75 l.50 0.85 0.58 0.55 27.45 4.90 3.40 2.50 2.44 2,10 0.70 0.55 8,00 7.60 7.40 7.00 3.70 2.10 0.55 9.10 5.5o 4.90 3.70 3.40 3.15 2.60 2.44 2.30 2.l0 1.90 1.3o 1.20 0.95 0.75 0.55 10.00 7.40 5.6o 4.70 3.30 3.00 2.60 2.50 2.35 1.85 1.60 1.40 0.95 0,75 0.53 0.02 24.05 7.40 4.70 3.00 2.35 2.o9 1.85 1.40 1.o9 0.53 0.02 13.60 5.70 5.5o 4.70 4.00 3.20 3,00 2.35 1.65 1.40 0.53 0.02 Bamll [1asll PsL Bamll Pst B a ts H Ban+H EcoR I BamH I Stu  I Bamfll Stu  I Bamll I Bamll I BamH I 1300 l740 l660 l00 7l00 BamH I BasH I BasH I BamH I Ba+sH I BamH I BamH I Sea  I Stu  I Sea  I Ba餉HI Pst  I BamH I Bgl  II PsL  I 13amH I EcoR I BamH I 1200 l900 部位 口 部位名1 インターバル (bp) コー才−ヂイネイト (bp) Bas+II I Ba+sH I Bgl  II Bgl  II Stu  I BamH I EcoR I Bam+tl I BamH I BcoR I Baw+H I Pst  I BaaH I Bgl  II Ba+mH I Bamll I 27l0 24l0 B7330 l. この95kbfil域に於けるBas1 1部位
の地図は作威されている,  Bgl II ,  t
!coR I .Pst I , Stu I及びSc
a 1部位の地図のいくつかは作成されている.
【図面の簡単な説明】
第1図はpATlの制限地図である。ベクター及びイン
サー}DNAの両方で作威した部位が示される。 第2図はpVE650の制限地図である。ベクター及び
インサートDNAの両方で作威した部位が示され。 第3図はアベルメクチン遺伝子クラスタ一の地図である
。pV[!923, pAT1. pVEl446、p
VE924. pvH855. pVE650,pVE
1116及びpVE859ニ含まれるDNAの範囲が示
される. pVB924の欠失した領域は中空線で示さ
れる.アベルメクチン突然変異体を相補する領域が示さ
れる.avrAはアベルメクチンC−5  0−メチル
トランスフェラーゼとしての遺伝子である。虹4,旦.
D.E.旦及び旦は分類■,分類■.分類■.分類■、
分類■及び分類■、アグリコン生産突然変異体に欠損の
ある遺伝子を示す, avrFはアベルメクチングリコ
シルO−メチルトランスフェラーゼとしての遺伝子であ
る.アベルメクチンC−22.C−23デヒドラーゼは
avrlと呼ばれ、アベルメクチンのフラン環を作るた
めに関係ある遺伝子はavrJと呼ばれ、巨環状ラクト
ン環を作るために関係する6種の遺伝子はavrLと桟
,U本,と杜,藍捜及びと辻と呼ばれる.グループl及
びグループ2の関連配列の領域のおよその位置が示され
る. 第4図はpVE32Bの制限地図である。 第5図はコスミドpVE924及びBasll 1部分
サブクローンに於けるインサートの制限地図である.垂
直線はBamH I部位を示す.2〜15の数字は、表
5で挙げたpVE924の2番目に大きい断片から最も
小さいBamH I断片を示す。*で示されるプラス逅
ドは相補性試験で使用した. 第6図はグリコシル化領域の制限地図である。 点線で示されるBasH 1部位はpVE650のイン
サ−ト/ベクター結合に存在し染色体にはない。Okb
の原点はpVE650のインサートの開始を表わす。 pVE650, pVB1116.  pVE941,
 pVE908, pVE806.pVE80?. p
VE808. pVB1018及びpvEl420ニツ
イてDNAの範囲が示される.アベルメクチンのグリコ
シル化に欠損のある突然変異体を相補する領域の位置が
示される。 第7図はpVEl011の制限地図である。**はpV
E1299を作るために使用したクローニング部位を示
す。 FIG.2 領域 ■Thio EHXLAMCOS all A@FIG
.4 領域 一一■ThioBam :==Ecy?Ep Em: Asp FIG.7 手続補正書 (方式) 別紙の通り、 明細書1通を提出致します. 別紙の通り, 正式図面1通を提出致します. l.″1t件の表示 平成2年特許願第84751号 2.発明の名称 アベルメクチン生合成のためのストレプトミセスアベル
ジチリス由来クローニング遺伝子及びその使用方法 3.補正をする者 事件との関係

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、プラスミドpAT1、pVE650、pVE923
    、pVE924、pVE855、pVE859及びpV
    E1446。 2、pAT1である請求項1記載のプラスミド。 3、pVE650である請求項1記載のプラスミド。 4、pVE923、pVE924、pVE855又はp
    VE859である請求項1記載のプラスミド。 5、プラスミドpVE1446。 6、プラスミドpVE908、pVE807、pVE8
    06、pVE930、pVE808、pVE941、p
    VE818、pVE1116、pVE1018、pVE
    1420及びpAT83。 7、プラスミドpAT1、pVE650、pVE923
    、pVE924、pVE855、pVE859又はpV
    E1446に含まれるアベルメクチン生合成のための遺
    伝子。 8、プラスミドpAT1に含まれる請求項7記載の遺伝
    子。 9、プラスミドpVE650に含まれる請求項7記載の
    遺伝子。 10、プラスミドpVE923、pVE924、pVE
    855又はpVE859に含まれる請求項7記載の遺伝
    子。 11、pVE1446に含まれる請求項7記載の遺伝子
    。 12、プラスミドpAT1、pVE650、pVE92
    3、pVE924、pVE855、pVE859、pV
    E1446又は該プラスミドのDNA断片の1種以上を
    微生物に取込ませることを特徴とするアベルメクチン又
    はアベルメクチン様化合物の発酵ブイヨンからの収率を
    改良する方法。 13、微生物がストレプトミセスである請求項12記載
    の方法。 14、微生物がストレプトミセスアベルミチリスである
    請求項13記載の方法。 15、微生物がストレプトミセスヒグロスコピカスであ
    る請求項13記載の方法。 16、微生物がストレプトミセスシアノグリセウスであ
    る請求項13記載の方法。 17、微生物がストレプトミセスサーモアーキノシスで
    ある請求項13記載の方法。 18、プラスミドがpAT1である請求項12記載の方
    法。 19、プラスミドがpVE650である請求項12記載
    の方法。 20、プラスミドがpVE923、pVE924、pV
    E855又はpVE859である請求項12記載の方法
    。 21、プラスミドがpVE1446である請求項12記
    載の方法。 22、プラスミドpAT1、pVE650、pVE92
    3、pVE924、pVE855、pVE859又はp
    VE1446のプラスミド又はDNA断片の1種以上が
    取込まれているストレプトミセスアベルミチリスを用い
    て調製したアベルメクチン化合物。 23、ハイブリッド形成プローブとしてアベルメクチン
    遺伝子を含むDNA断片を用いることを特徴とする遺伝
    子を微生物から分離する方法。 24、微生物がストレプトミセスである請求項23記載
    の方法。 25、DNA断片がプラスミドpAT1、pVE650
    、pVE923、pVE924、pVE855、pVE
    859又はpVE1446から調製される請求項23記
    載の方法。26、DNA断片がプラスミドpAT1から
    調製される請求項23記載の方法。 27、DNA断片がプラスミドpVE650から調製さ
    れる請求項23記載の方法。 28、DNA断片がプラスミドpVE923、pVE9
    24、pVE855又はpVE859から調製される請
    求項23記載の方法。 29、DNA断片がプラスミドpVE1446から調製
    される請求項23記載の方法。 30、ストレプトミセスアベルミチリス突然変異体とク
    ローン化したストレプトミセスアベルミチリスDNAと
    の相補性を利用するストレプトミセスアベルミチリスか
    らアベルメクチン遺伝子を分離する方法。 31、クローン化したストレプトミセスアベルミチリス
    DNAがプラスミドpVE650、pAT1、pVE9
    23、pVE924、pVE855、pVE859又は
    pVE1446に由来する請求項30記載の方法。 32、プラスミドがpAT1である請求項31記載の方
    法。 33、プラスミドがpVE650である請求項31記載
    の方法。 34、DNAがプラスミドpVE923、pVE924
    、pVE855又はpVE859に由来する請求項31
    記載の方法。 35、DNAがプラスミドpVE1446に由来する請
    求項31記載の方法。 36、プラスミドpAT1を含む微生物学的菌株である
    ストレプトミセスリビダンス。 37、MA6619(ATCC67820)及びその突
    然変異体である請求項36記載の微生物学的菌株。 38、プラスミドpVE650を含む微生物学的菌株で
    あるストレプトミセスリビダンス。 39、MA6618(ATCC67819)及びその突
    然変異体である請求項38記載の微生物学的菌株。 40、プラスミドpVE923を含む微生物学的菌株で
    ある大腸菌。 41、MB5373(ATCC67891)及びその突
    然変異体である請求項40記載の微生物学的菌株。 42、プラスミドpVE924を含む微生物学的菌株で
    ある大腸菌。 43、MB5374(ATCC67892)及びその突
    然変異体である請求項42記載の微生物学的菌株。 44、プラスミドpVE855を含む微生物学的菌株で
    ある大腸菌。 45、MB5370(ATCC67889)及びその突
    然変異体である請求項44記載の微生物学的菌株。 46、プラスミドpVE859を含む微生物学的菌株で
    ある大腸菌。 47、MB5372(ATCC67890)及びその突
    然変異体である請求項46記載の微生物学的菌株。 48、プラスミドpVE1446を含む微生物学的菌株
    である大腸菌。 49、MB5472(ATCC68250)及びその突
    然変異体である請求項48記載の微生物学的菌株。
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