JPH0322977A - MwoI制限エンドヌクレアーゼ及びメチラーゼの製造方法 - Google Patents

MwoI制限エンドヌクレアーゼ及びメチラーゼの製造方法

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JPH0322977A
JPH0322977A JP2062454A JP6245490A JPH0322977A JP H0322977 A JPH0322977 A JP H0322977A JP 2062454 A JP2062454 A JP 2062454A JP 6245490 A JP6245490 A JP 6245490A JP H0322977 A JPH0322977 A JP H0322977A
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gene
mwo
dna
restriction endonuclease
cloning vector
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Keith D Lunnen
キース・デイー・ランネン
Geoffrey G Wilson
ジエフリー・ジー・ウイルソン
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New England Biolabs Inc
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14—Hydrolases (3)
    • C12N9/16—Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
    • C12N9/22—Ribonucleases [RNase]; Deoxyribonucleases [DNase]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10—Transferases (2.)
    • C12N9/1003—Transferases (2.) transferring one-carbon groups (2.1)
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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】 発明の背景 本発明は、Mvol制限エンドヌクレアーゼ及び修飾メ
チラーゼ用のクローン並びにこのクローンからのこれら
酵素の製造に関する。
制限エンドヌクレアーゼは細菌中に天然に存在する種類
の酵素である。混在する他の細菌成分から精製して取り
出された制限エンドヌクレアーゼは、DNA分子を正確
な断片に分断するための実験に使用することができる。
この性質によってD N A分子を単一のものとして同
定し、その構或遺伝子に分画することができる。制限エ
ンドヌクレアーゼは近年の遺伝子研究に不可欠な手段で
あることが立証されている。この酵素は遺伝子工学や分
析の実施に使用する生化学的な「はさみ」である。
制限エンドヌクレアーゼは、DNA分子に沿った特定の
ヌクレオチド配列(「認識配列」)を認識し、これに結
合することにより作用する。一旦結合すると、その配列
の内部で、又はその配列の一方の側で分子を切断する。
異なる制限エンドヌクレアーゼは異なる認識配列に対す
る親和性を有している。これまでに検討された数百もの
細菌種の中で 100個以上の異なる制限エンドヌクレ
アーゼが同定されている。
細菌は種当たり多くてもほんの少数の制限エンドヌクレ
アーゼしか持っていない傾向にある。エンドヌクレアー
ゼは、その酵素が由来する細菌に従って命名されるのが
一般的である。従って、hamopbilws *el
7p目−1は例えば3つの異なる制限エンドヌクレアー
ゼを合成するが、これらはHoe I ,  Ht*I
I及びHselIと命名されている。
これらの酵素は夫々(AT) GGCC (入T), 
PuGCGCP7及びGGCC配列を認識し、切断する
。一方、大腸菌(Escherichii cali)
RY13はただ1つの酵素EcoR Iのみしか合戊せ
ず、これはGA^TC配列を認識する。
理論と結びつけることを望んでいるのではないが、実際
、制限エンドヌクレアーゼは細菌細胞の繁栄に保護的役
割を果していると考えられている。
すなわち、細菌を破壊したり、細菌に寄生したりするウ
ィルス及びブラスミドのような外来DNA分子による感
染に対し細菌が耐えうるようにするのである。感染する
DNA分子の長さを精査し、認識配列が生起するたびに
該DNA分子を切断することによって耐性を付与する。
発生する分断により感染遺伝子の多くが損傷し、DNA
はエクソq ヌクレアーゼで更に分解されやすくlる。
細菌の防御糸の第二成分は修飾メチラーゼである。これ
らの酵素は制限エンドヌクレアーゼに相補的であり、細
菌がそれ自身のDNAを保護し、このDNAと外来の感
染DNAとを区別しつるような手段を提供している。修
飾メチラーゼは対応の制限エンドヌクレアーゼと同じヌ
クレオチド認識配列を認識し、これに結合するが、DN
Aを破壊する代わりにメチル基を付加することによって
一ゼと結合したり、制限エンドヌクレアーゼで切断され
ることはない。細菌細胞のDNAはその修飾メチラーゼ
の活性により常に完全に修飾されており、従って、存在
する内因性の制限エンドヌクレアー・ゼには全く感受性
を示さない。修飾されていない、従って外来のものであ
ると同定されるDNAのみが制限エンドヌクレアーゼに
よる認識及び攻撃に対し感受性を示す。
遺伝子工学技術の出現により、現在では、遺伝子をクロ
ーニングし、その遺伝子がコードする蛋白質や酵素を従
来の精製法で得られたものより大量に製造することが可
能となった。制限エンドヌクレアーゼ遺伝子クローンを
単離する際のキーポイントは、このようなクローンが1
13〜1G−4という低い頻度で生ずるときに、複雑な
「ライブラリー」すなわち「ショットガン」法で得られ
たクローン集団内で該クローンを同定する単純で信頼性
のある方法を開発することである。その方法は、所望の
少数のクローンが生き残り、不必要な多数のクローンが
破壊されるような選択的なものであるのが好ましい。
東 ■型制限一修飾解のクローニングが増加しっ釆 つある。第1のクローニングfでは、制限エンドヌクレ
アーゼクローンを同定し又は選択する手段としてバクテ
リオファージ感染が使用された[EcoRII : [
oBkhら、Molac.1en.Geae+  17
8?l?〜719, (1980) ;  t{hgI
I : Mganら、Gene 3,!7〜II2(1
97g)  ;  Psll :Wilderら、Pr
oc.NttAcxd. Sci,78.  1503
 〜+507 (19811 ] 。細菌内の制喋 限一修飾lの存在により細菌はバクテリオファージ感染
に耐えうろことから、クローン化された制限一修飾遺伝
子を保有する細胞は、主として、ファージに晒されたラ
イブラリーから生存細胞として選択的に単離される。し
かし、この方法は限定的な価値しかないことが判明して
いる。特に、クローン化された制限一修飾遺伝子は、選
択的に生存させるのに十分なファージ耐性を必らずしも
示さないことが分かった。
もう1つのクローニングによる方法は、プラスミドーボ
ーン(p11目id−borne)として最初に特性化
された、大腸菌へのクローニングブラスミ玉 ドの移入糸を含む(EeoRV : Boaguele
+et らN*cl.^cid.Re+.!2.465
9−3676,(19N);  pxet1 :Giv
er0と8rooks,  Prox.Nstl.Ac
*d,Sci.USA 804[12−406,   
(1983)   ;  丁hetiiall  とR
OF,  Geac  19,355−359,   
(19g2)  ;   Pysll  :  Blu
menIh1ら..めに使用されている方法は、本出願
人のEPO特許第193413号明細書に開示されてい
る活性メチラーゼ遺伝子の選択を含む[Bs*RI :
 Kissら, Nscl.^cid Res且640
3 〜li4N(1985)] 。制限遺伝子と修飾遺
伝子は近接して結合している傾向にあるため、一方の遺
伝子のみを選択することにより両方の遺伝子を含むクロ
ーンをしばしば単離することができる。しかし、メチル
化活性の選択により釆 常に完全な制限一修飾lが得られるわけではなく、時に
は、その代わりにメチラーゼ遺伝子のみが得られる(B
spRI : Sxomol*sFiら,,Gene 
10,21’J425.  (19110)  ;  
BcmI : J***l*itisら+  Ge++
e20.  t97−204.  (19g2)  ;
 llswRI : l[it*及びI龜1dtw+,
 Gcas H,  ill−1111.  (198
3)  ;及び旧pI : W*ldetら.J.8i
o1.CheIl.  258+1235−1241.
  (1983)l。
制限一修飾遺伝子のクローニングに対する潜在的な障害
は、修飾によって常に防御されているわけではない宿主
にエンドヌクレアーゼを導入しようとするときに存在す
る。メチラーゼ遺伝子とエンドヌクレアーゼ遺伝子とを
単一のクローンとして一緒に導入するときには、エンド
ヌクレアーゼが宿主DNAを切断する機会を得る前にメ
チラーゼがこれを保護的に修飾する必要がある。従って
、先ずメチラーゼ、次にエンドヌクレアーゼと順次遺伝
子をクローニングすることが唯一可能なものであろう。
東 大腸菌での浦のクローニングに対する別の障害は多様な
メチラーゼ遺伝子をクローニングする過程で発見された
。(クローニングに通常使用されるものも含む)多くの
大腸菌株は、メチル化されたシトシンを含むDNAの導
入を阻止する浦を有している(R*IeilbとWII
BIl,  Proc,Mill.^codSci. 
, USA M3.  9070−9074,  H8
6) 。このような大腸菌株にシトシン特異性のメチラ
ーゼ遺伝子をクローン化することは、単独であっても、
又は対応発明の概要 本発明によると、Melh*oob*cterius 
wollei(Winterら、S7s(.Appl.
旧ctobiol.  5:457〜4661984)
由来のMvo I制限エンドヌクレアーゼ遺伝常に困難
である。従って、これらの遺伝子をクロ晃 一ニングするためには、これらの〆を欠く大腸菌の変異
株を使用する必要がある。
精製制限エンドヌクレアーゼ及び程度は低いものの修飾
メチラーゼは実験室内でDNAを特性化し再配列させる
有用な道具であるために、組換えDNA技術を用いて、
これらの酵素を豊富に合成する細菌株を得ることは商業
的に利益と−なる。このような菌株は商業的に有用な量
の生産を行う手段を提供すると同時に精製を聞略化する
ために有用であろう。
くは、本発明は、DNA配列GC (N7)GCを認識
し、N5とN6の間で切断する酵素である制限エンドヌ
クレアーゼMvo Iを発現するクローンに関する。本
発明により製造されるMvo I制限エンドヌクレアー
ゼは実質的に純粋であり、従来法によるMvo I調製
物に通常認められた汚染物質を含んでいない。
Mvo I酵素の遺伝子をクローニングする好ましい方
法は、M4ol+e+由来のDNAを含むライブラリー
を形成すること、Mvol修飾メチラーゼをコードする
DNAを含むクローンを単離すること、及びこれらのク
ローン中からスクリーニングしてMvo I制限エンド
ヌクレアーゼ遺伝子も含むものを同定することからなる
。
詳細な説明 本発明は、lJvo I制限及び修飾遺伝子のクローン
並びにこのようなクローンが産生ずる制限エンドヌクレ
アーゼ−volに関する。Mvo I修飾メチラーゼ遺
伝子を含有し、発現することに基づいて選択されるある
種のクローンはMvo 1制限遺伝子も含有していると
いう事実を利用する方法によりMvo I遺伝子をクロ
ーニングする。このようなクローンのD N Aは、i
n yijtoでMvo I制限エンドヌクレアーゼに
よる消化に対して抵抗性がある。
この消化に対する抵抗性により、Mvo Iメチラーゼ
及び制限エンドヌクレアーゼをコードするクローンを選
択的に単離する方法が得られる。
Mvol制限エンドヌクレアーゼ遺伝子とメチラ−ゼ遺
伝子をクローニングし、発現させるのに好適な、本明細
書中に記載の方法を第1図に示す。
この方法は下記の工程を含む: 1 1Jethrnobicje+iwa volle
iの増殖と溶菌。
M,vol+ei  はwinterら、S7st.^
ppl、11ic+obiol5:457〜466 (
1984)中に記載されている。
L vollei (DSkl 297G)の培養物は
西独のDeutscheS>mmlm++y ton 
Mikoorltnisaen(Grisebscbl
+ssse1. D−3400 Gotlia家l)に
寄託されている。この細菌のサンプルはJohn N,
Ree▼C博士[オハイオ州立大学、微生物学部、48
4v.I21h SjreNColisbwt, OH
43210(USA)]からも入手できる。
2. M.v++lI*iのDNAを精製する。
3.制限エンドヌクレアーゼB*ml{I , }li
adn[及びPst IでDNAを部分的に消化する。
4. 8s+sH I , Hiadm又はPslI部
位を含むpull32211i導体のようなクローニン
グベクターに、消化したDNAを連結する。得られた混
合物を使用して大腸菌株RRi(^TCC 31343
)のような適切な宿主を形質転換する。
5.形質転換細胞用に選択した、アンビシリン鳩 のような抗生物質の遭地上にDNA/細胞混合物をプレ
ーティングする。インキユベーションした後、形質転換
細胞のコロニーを集め、これを単一培養物即ち一次細胞
ライブラリーとする。
6.一次細胞ライブラリーから組換えプラスミドを完全
に精製して一次lプラスミドライブラリーを作製する。
7.次に、Mvol制限エンドヌクレアーゼを用いてプ
ラスミドライブラリーをi口▼ilroで完全に消化す
る。該Mvo I制限エンドヌクレアーゼは自己消化し
たM4ol!ei細胞([oaiHら、1985 ; 
Wisflerマトlラフィー及びイオン交換クロマト
グラフィ一のような標準的な蛋白質精製技術により l
lvo 1制限エンドヌクレアーゼ活性を精製する。M
vo I制限エンドヌクレアーゼ消化により、メチラー
ゼを含有しない非修飾クローンが選択的に破壊され、そ
の結果、llvo Iメチラーゼを保有するクローンの
相対的な頻度が増加する。
g.消化したプラスミドライブラリーDNAを大腸菌株
RRIのような適当な宿主内に形質転換適 させて戻し、抗生物質平板〆地上にプレーティングする
ことにより、再度、形質転換クローンを得る。コロニー
を取り出し、次の方法に従って、それらのDNAを分析
しMwo I修飾遺伝子の存在を調べる:コロニーが保
有するプラスミドDNAを精製し、IIl▼HroでM
vo I制限エンドヌクレアーゼと共にインキユベート
して、MvoIの消化に対して耐性であるかどうかを判
定する。クローンの細胞)flDNA全て(染色体DN
A及びプラスミドDNA)も精製し、Mvol制限エン
ドヌクレアーゼと共にインキユベートする。Mvo I
メチラーゼ遺伝子を保有するクローンのDNAが修飾さ
れるべきであり、プラスミドDNA及び全DNAの両者
は実質的に、又は完全に消化に対して耐性であることが
見出されるべきである。
9.工程8でMvo Iメチラーゼ遺伝子を保有すると
同定されたクローンの粗抽出物を調製し、この抽出物を
Mvo I制限エンドヌクレアーゼ活性についてアッセ
イすることにより、Mvol制限エンドヌクレアーゼを
保有するクローンを同定する。
遥 10.発酵槽中、アンピシリン含有豊裕l地内で増殖さ
せることにより、Mval制限及び修飾遺伝子を保有す
るクローンからIiva I @限エンドヌクレアーゼ
を製造できる。その後、細胞を遠心分離により採取し、
超音波処理して破壊することにより、MvoI制限エン
ドヌクレアーゼ活性を含む粗細胞抽出物を得る。
11.  アフィニティーク口マトグラフィー及びイオ
ン交換クロマトグラフィーのような標準の蛋白質精製技
術により、Mvo I制限エンドヌクレアーゼ活性を含
む粗細胞抽出物を精製する。
上記に概説した工程は本発明を実施する好ましい態様を
代表するものであるが、上記方法は当業界で公知の技術
に従って変化させうるちのであることは当業者には明ら
かであろう。
次の実施例は現在のところ、実施するのに好ましいもの
であり、本発明の実施態様を説明するために示している
。本実施例は例証的なものであり、本発明は、添付の特
許請求の範囲に示されるものを除き、本実施例で限定さ
れるものではないことは理解されよう。
実施例 Mwo I制限エンドヌクレアーゼ遺伝子のクローニン
グ と 1, M4ol1eiの増殖矛溶解(fruit)  
: 24L NewBru++svick嫌気性発酵槽
中62℃で、Schomheiら,^rcbJicro
biol.  127  : 59〜6S(198G)
に記載の最少培地201中でM,vollei培養物を
増殖させた。
N a  S ●9 H 2 0 0− 5 g / 
A’及びL−システイ2 ン・H(40.5g/j2を添加して培地を還元した。
M vollc+の増殖にはタングステンが必要である
(W…erら,19川ため、N a  W O  ” 
2 H 2 024 264■/lを含む微量元素溶液を補充した。発酵の間
には、80%H:20%CO2混合物をバプリ2 ングさせて培地を散らした。H :CO2ガス混2 合物で3001psの圧力としたloadのストッパー
付き血清フラスコ中でより少量の培養物(20jIe)
を増殖させた。自己消化[Koailら、Arch.旧
crobiol,141: 1?T 〜lロ(1985
)  ; Kieae+ら、I.  Bxelerio
l,169:1010−1016 +1887) ]に
よりM.vo目eiの溶解物を得た。指数増殖の間に湿
潤重量70gの細胞を採取し、6(1G−の最少培地に
再懸濁させ、次に、80%N2 :2G%CO2雰囲気
下の血清フラスコ内で、振とうすることな<、62℃で
インキユベートした。
H2が涸渇すると約48時間後には完全に溶解した。
この自己消化物を−70℃で保存した。
2.DNAの精製:解凍した自己消化物5一を、lOm
M Tti* − H CJ (pH 7、4).  
10iM E D T A,1).25M蔗糖.ブロテ
ィナーゼK20埒/一、5dと混合した。ドデシル硫酸
ナトリウムを1%w/Yまで加え、溶液を60℃で30
分間インキユベートした。
5MN a CJ O. 5mを加え、試験管を2時間
氷上に置いた。17. 000 gで15分間遠心分離
して溶液を清澄させ、次に、等量のイソブロパノールを
加えて核酸を沈澱させた。その沈澱物をTEバッフ7[
IQmM  Tris−HCl(pH  8.0), 
 lm劃 EDTA]  2mに溶解し、次にフェノー
ル及びクロロホルムで抽出した。7.5M酢酸アンモニ
ウム200n及び95%エタノール2.5容を加えて核
酸を再び沈澱させた。
沈澱物を70%エタノールで洗浄し、乾燥し、次にRN
*te 1埒/atを含有するTEバッファに再び溶解
した。
3,DNAの消化:精製したDNAをhm}IIで部分
的に切断した。50mM Trig(pH 7.5) 
.  loOmMN a CJ,  led M g(
J2.  10mli 2−メルカブトエタノール中1
H1当り10(U9の濃度となるようDNAを希釈し、
DNAI埒当り 0.5単位(1)のBIIH Iを第
一試験管に加え、次に第二試験管に移して81d l 
0. 25単位/埒とするようにして、各試験管が前の
試験管の半量のBsmH Iを有するようにした。DN
Aを37℃で1時間消化した後、10分間72℃に加熱
して消化を完結させた。クローニング用の部分的消化断
片源として、中等度の不完全な消化を示す試験管を選択
した。(これらは0.5u/ n. (1. 25 u
 / )t9,及び0.1u/埒の試験管であった。3
つの溶液を一緒に混合し、下記のように使用した。) 4,連結二次のようにして、消化したDNAを98R3
22に連結した:BamHIで消化したIJ.voll
eiD N A 2. O# (40I11)を、hm
H Iで切断し、脱リン酸化したpB1322 1.0
増( 10l11)と混合した。
10倍の連結混合物[5Qll+aM This(pH
7.5), l00mMMgCi!2.loO++M 
DTT,5d ATP] 20mと滅菌蒸留水130m
を加えて最終容量200ハとした。
T4 DNAリガーゼ7. 5t1!を加え、混合物を
l7℃で4時間インキユベートし、次に、クロロホルム
104を加えて滅菌した。約125Iilの連結DNA
を使用して、次のように大腸菌株RRIを形質転換した
:氷上でDNAを1.0−のS S C / C a 
U 2(50+eM N a (J, 5mMクエン酸
三ナトリウム, 67mMCaα2)とを混合し、水冷
したコンビテント大腸菌R R. 1 (hsdR  
M   AC丁T胤31343)細胞2.0一を加えた
。42℃で5分間インキユベートした後、Lu+ix−
プロス(L−プロス)8tdを加えて細胞を希釈し、3
7℃で4時間インキユベートした。
5.一次細胞ライブラリー二形質転換し,た細胞培養物
を軽く遠心分離し、上清を捨て、細抱をL一ブOスl.
Od1m再懸濁させた.  1004/IIIl(7)
7ンビシリンを含有する各LIlt目一アガー(L−ア
ガー)平板培地上に200Iiiずつブレーティングし
た。
37℃で一晩インキユベートした後、lOmlJ Tr
目fpH一次細胞ライブラリーを形成した。
6,一次プラスミドライブラリー二次のようにして一次
プラスミドライブラリーを調製した:アンビシリンl0
0l19/一を含有する L−ブロス500d中に一次
細胞ライブラリー 2.5dを接種した。
培養物を37℃で一晩振盪した後,. 4000tpI
1で5分間遠心分離した。上清を捨て、25%蔗糖、5
hM丁rig fp}I 8. O) IOd中に細胞
ベレットを室温で再懸濁させた。0.25M E DT
A (p}I 8.0) 5−を加えた後、[l.l’
5MTr目(p}111.11)中のl(1■/葺づゾ
チーム3Mlを加えた。この溶液を1時間氷上に放置し
、溶解用混合物(工%Triloa I−LOG. 5
0a+M Ttis(pH8.0),  67一M E
DTA)12mを強力にピペットで入れ、細胞懸濁液を
穏かに回転させて溶解させた。
溶解後、この混合物を506dのプラスチック製遠沈管
に移し、 4℃、17000rp園で45分間遠心した
。上清をピペットで取り除いた。固体Cs(J20.[
lgを計量し、50dのプラスチック製ねじ蓋式試験管
に入れ、さらに上清22. O.をピペットで入れて混
合した。臭化エチジウム溶液[10mM T+is(p
l1 8.0) ,1sM EDTA,10hM Na
Q!中の臭化エチジウム5■/d)l.Odを混合物に
加えた。溶液を2本の5/8インチ×3インチのポリア
ロマー製遠沈管に移し、密封した。次に、これらの遠心
管を8eckmsn Ty70cy−ターを使用し、1
7℃、440(toopmで42時間回転させた。ブラ
スミドを採集するために、遠心管に紫外線を照射し、上
部に外科用メスを突き刺し、2つの蛍光性DNAバンド
の低い方をシリンジで採集した。各遠心管からの低い方
のバンドをねじ蓋式ガラス管内で合一にし、等量の水一
飽和氷冷曽一プタノールで4回抽出して臭化エチジウム
を除去した。
抽出した溶液を透析チューブに移し、DNAバッファ(
 LO@Mτtit(ptl7。S), lmM ED
TA)を4回交換して24時間透析した。次に、透析し
たDNA溶液を予め計量してあるSodの滅菌遠沈管に
移し、その容量を測定した。51Na(Jを最終濃度0
,4Mとなるように加え、次に2容量のインブロパノー
ルを加えて混合した。溶液を−20℃に一晩置き、DN
Aを沈澱させた。沈澱後、溶液を0℃、150flOr
pm+でl5分間遠心し、上清を捨てた。
この遠心管をベンチ上に放置して15分間空気乾燥し、
次に、DNAペレットをDNAバッファ 5Gtlパに
溶解して−20℃で保存した。この方法で調製したプラ
スミドライブラリーのDNA濃度は1110〜200 
#/#1であることが分かった。
7.プラスミドプールの消化二次のようにして、一次プ
ラスミドブールを消化し、非Mvo Iメチラーゼクロ
ーン(aoa−Mto I  mcLl+41s@e 
cloies)を破壊した:  Mvol一消化用バッ
フ7 [101M Trh− H CJ (pH 1.
 5).  10mM M gα2 ,lQmM 2−
メルカブトエタノーノレ,  15hM N a (J
l 90m中のプラスミドライブラリー2IIIIを、
部分精製したlJvo I制限酵素2(1単位(3d)
と共に65℃で1時間インキユベートした。消化したD
NAをククロロホルムで抽出し、ミクロ遠心した。
8.形質転換:遠心管からの12. sgのサンプルを
使用してコンビテント大腸菌RR1200dを形質転換
した。細胞/DNA混合物を、アンピシリンIOOI1
9/一を含有する L−アがー平板培地上にプレーティ
ングした。37℃で一晩インキユベートした後、プレー
トを調べた。Mvo Iでプラスミドライブラリーを消
化すると、形質転換体の数が104以上の率で減少した
ことが分かった。個々のコロニーをプレートから取り出
し、各々をアンビシリン含有L−ブロスllldに接種
してミニ培養物を調製し、またアンピシリン含有L−ア
ガー平板培地上で平板塗抹培養してマスターストック(
in目et x’locklを調製した。
L生き残った個体の分析:第8節で得られた生き残った
コロニーの2つをlodの培養物(第8節)中で増殖さ
せ、コロニーが保有するブラスミドを、lirehoi
aとDol7の方法(Nocleie Acids R
es.7 : 15N(1979)]から採用した次の
ミニブリーブ(miaiprep)精製法で調製した。
ミニブリーブ法:各培養物を8000tpmで5分間遠
心分離した;上清を捨て、リゾチーム1■/一を含有す
る 25mM Tris,  10mM EDTA, 
5hMグルコース(pH 8.0) 1.1dに細胞ベ
レットを再懸濁した。室温で10分間後、各遠心管に0
.2MNaOH,l%SDSを2.0d加え、遠心管を
振盪して細胞を溶解させ、次に氷上に置いた。溶液が澄
明になったら、各遠心管番こ3M酢酸ナトリウム(pH
 4.8) 1.5−を加えて振盪した。4℃. 15
0110rpmで10分間遠心して、沈澱を形成させた
。イソプロパノール3dを含有する遠沈管に各上清を注
ぎ入れて混合した。室温で10分間後、150GOrp
mでlO分間、遠心管を回転させて、沈澱した核酸をべ
レット化した。上清を捨て、ベレットを室温で30分間
空気乾燥した。乾燥後、10a+M Tri3 10m
llEDTA, pHg.o 850l11にペレット
を再懸濁した。
5M N a cJ15111を各々に加え、この溶液
をイソブロパノール575I1!含有するEppe++
dfBl管に移し、再度、室温で10分間沈澱させた。
次に、遠心管をミクロ遠心機内で45秒間回転させ、上
溝を捨て、ベレットを空気乾燥した。次に、RNsse
 1004/dを含有する LhM This,  l
mM EDTA,  pH Il.G5flOt11に
ベレットを溶解し、37℃で1時間インキユベートして
RNAを消化した。SMNaCj!50バ、次にイソブ
ロパノール350Ii1を加えてDNAを再度沈澱させ
た。室温で10分間後、45秒間遠心分離してDNAを
沈澱させ、上溝を捨て、1hM丁ris, LmM E
DTA. pl1 8.0 150バの最終溶液にペレ
ットを再懸濁した。次に、MvoIで消化することによ
りプラスミドミニブリーブを分析した。
lfl,  MWII Iメチラーゼ遺伝子クローン二
分析されたプラスミドの2つは、Mvol制限酵素によ
る消化に対し、実質的に、しかし完全にではなく耐性で
あることが分かった。これらクローンは約k 9kb及び3Jbの長さの2つのBsiH I断片を保
有していた(第2図参照)。これらのブラスミドは同一
であるようであり、従って、MvoI修飾メチラーゼ遺
伝子だけでな(  MvoI制限エンドヌクレアーゼ遺
伝子を有することが示された。
目. MロI制限遺伝子クローン llvo I修飾メ
チラーゼ遺伝子を保有することが(第9節で)同定され
たpKL Mvol RM 3−1は、Mve I制限
エンドヌクレアーゼ遺伝子を保有していることも分かっ
た。このことは、形質転換によりブラスミドを移入した
大腸菌株E R 139gから調製した抽出物のi▼i
troでの制限エンドヌクレアーゼアッセイによって証
明された。
エンドヌクレアーゼアッセイ:エンドヌクレア一ゼ活性
をアッセイするために2つの溶液を調製した: (i) IOX制限エンドヌクレアーゼバッファ:10
0mM  Tris(pH  7.5).  160m
M  Mg(J2 .  lHmM2−メノレカブトエ
タノーノレ,  1500鵬MNaCJ;及び(ii)
消化反応用混合物: BindII[で消化した9[I
C19(3954/Ml) 45m. 10X制111
工:/ F ヌクL/7 −ゼバッファ35。5鱈,蒸
留水274.5パでD N A 50即/dとした。
細胞抽出物を次のように調製した:  lOG埒/一の
アンビシリンを加えたL−ブロス中、37℃でクローン
の培養物50−を一晩増殖させ、40(lorpmで5
分間遠心分離することにより細胞をベレット化した。上
溝を捨て、超音波処理バッファ[50mM KPO4(
pH 7.5).  loiM BME, O.ImM
EDTA]  3dにペレットを再懸濁した。リゾチ一
ム10■/dを含む超音波処理バッファ 0.3−を加
え、懸濁液を遠心し、氷上に1時間放置した。
サンプル Idを Eppeodo+Iチューブに移し
、10秒間ずつ3回穏やかに超音波処理して細胞を破壊
した。ミクロ遠心機内でチューブを5分間回転させ、得
られた上清を細胞抽出物として使用した。抽出物をアッ
セイするために、消化反応用混合物を3つのチューブに
分配し、第1チューブに150/l1、残りの2本のチ
ューブの各々に lQQl11入れた。第1チューブに
抽出物?. slJ1を加えて混合した。第lチューブ
から47. 5I11を取り出して第2チューブに移し
、混合し、同様の操作を繰り返した。従って、第1チュ
ーブはDNA1埒当り 1.04の抽出物を受容し、第
2チューブは0.31J!/Ill、第3チューブはO
.ltll/R等々を受容した。各々 iooIIIl
を含有するチューブを65℃で工時間インキユベートし
た後、各チューブの204のサンプルをゲル電気泳動で
分析した。抽出物の力価はlai!当り約5G単位であ
ることが分かったが、これは細胞1グラム当り約10G
O単位のMvo I制限エンドヌクレアーゼに相当する
(第3図参照)。
【図面の簡単な説明】
第1図は、Mvol制限エンドヌクレアーゼをクローニ
ングし、製造するための概略図を示している。 第2図は、Mtol制限エンドヌクレアーゼ及び修飾メ
チラーゼをコードする12 1b hmHI多断片挿入
物の制限地図である。 第3図は、pKL livo I RM 3−1の粗抽
出物から得られたMve I制限エンドヌクレアーゼ活
性を示すアガロースゲルの写真である。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Mwo I 制限エンドヌクレアーゼ遺伝子を含有
    するクローニングベクター。
  2. (2)請求項1記載のクローニングベクターを含む形質
    転換宿主。
  3. (3)Mwo I 遺伝子をMethanobacter
    ium wolfei(DSM2970)から切り出す
    請求項1記載のクローニングベクター。
  4. (4)Mwo I 修飾遺伝子を含有するクローニングベ
    クター。
  5. (5)請求項4記載のクローニングベクターを含む形質
    転換宿主。
  6. (6)(a)M.wolfei由来のDNAからライブ
    ラリーを形成すること;(b)Mwo I 修飾遺伝子を
    含むクローンを単離すること;並びに(c)修飾遺伝子
    を含むクローンをスクリーニングし、及びMwo I 制
    限エンドヌクレアーゼ遺伝子を含むクローンを単離する
    ことからなるMwo I 制限エンドヌクレアーゼ遺伝子
    のクローニング方法。
  7. (7)(a)M.wolfei由来のDNAを精製する
    工程;(b)精製DNAを消化してDNA断片を形成す
    る工程; (c)該断片をクローニングベクター中に連結する工程
    ; (d)工程(c)のクローニングベクターで宿主細胞を
    形質転換して細胞ライブラリーを形成する工程;及び (e)該細胞ライブラリーから組換えベクターを精製し
    てプラスミドライブラリーを形成する工程によってライ
    ブラリーを形成する請求項6記載の方法。
  8. (8)クローニングベクターがpBR322である請求
    項7記載の方法。
  9. (9)宿主細胞が大鵬菌hsdR^−株である請求項7
    記載の方法。
  10. (10)Mwo I で該プラスミドライブラリーを消化
    して消化プールを形成すること、該消化プールを宿主細
    胞内に形質転換すること、及びMwo I 修飾遺伝子を
    含むクローンを選択することにより、Mwo I 修飾遺
    伝子を含むクローンを単離する請求項7記載の方法。
  11. (11)(a)M.wolfei由来のDNAを精製す
    ること;(b)適切な制限エンドヌクレアーゼで精製D
    NAを消化してDNA断片を形成すること;(c)該断
    片をクローニングベクターに連結してDNA混合物を形
    成すること; (d)工程(c)のDNA混合物で宿主細胞を形質転換
    すること; (e)Mwo I 修飾メチラーゼ遺伝子を含むクローン
    を単離すること; (f)該Mwo I 修飾メチラーゼ遺伝子を含むクロー
    ンをスクリーニングして、Mwo I 制限エンドヌクレ
    アーゼ遺伝子を含むクローンを単離すること; (g)工程(f)のクローンを含む宿主細胞を培養する
    こと;及び (h)培養物からMwo I 制限エンドヌクレアーゼを
    取り出すこと からなるMwo I 制限エンドヌクレアーゼの製造方法
    。
  12. (12)クローニングベクターがプラスミド又はウィル
    スDNA分子である請求項11記載の方法。
  13. (13)プラスミドがpBR322である請求項12記
    載の方法。
JP2062454A 1989-03-13 1990-03-13 MwoI制限エンドヌクレアーゼ及びメチラーゼの製造方法 Pending JPH0322977A (ja)

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US322,685 1989-03-13
US07/322,685 US5053330A (en) 1989-03-13 1989-03-13 Method for producing the mwoi restriction endonuclease and methylase

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EP0388136B1 (en) 1995-11-22
DE69023681T2 (de) 1996-08-14
DE388136T1 (de) 1994-02-03
CA2011975A1 (en) 1990-09-13

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