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IT8922065A1 - CLONING OF THE NMT1 ADJUSTABLE GENE OF SCHIZOSACCHAROMYCES POMBE AND USE OF THE CONTROL SEQUENCES OF THE TRANSCRIPTION REGULATION OF THIS GENE FOR THE ADJUSTABLE EXPRESSION OF HETEROLOGICAL GENES - Google Patents

CLONING OF THE NMT1 ADJUSTABLE GENE OF SCHIZOSACCHAROMYCES POMBE AND USE OF THE CONTROL SEQUENCES OF THE TRANSCRIPTION REGULATION OF THIS GENE FOR THE ADJUSTABLE EXPRESSION OF HETEROLOGICAL GENES Download PDF

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IT8922065A1
IT8922065A1 IT1989A22065A IT2206589A IT8922065A1 IT 8922065 A1 IT8922065 A1 IT 8922065A1 IT 1989A22065 A IT1989A22065 A IT 1989A22065A IT 2206589 A IT2206589 A IT 2206589A IT 8922065 A1 IT8922065 A1 IT 8922065A1
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IT
Italy
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gene
thiamine
nmtl
adjustable
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Patrizio Visco
Original Assignee
Ministero Delluniversita E Dellaricerca Scient E Tecnologica
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Publication date
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda, in generale, un frammento di DNA cromosomale di Schizosaccharomyces pombe (S.pombe) che comprende il gene strutturale che codifica una nuova proteina (nmtl) la cui trascrizione ? completamente regolata dalla presenza o meno della tiamina nel terreno di coltura e le sequenze degli elementi di regolazione necessari per il controllo della trascrizione di detto gene mediata dalla tiamina, vettori che lo contengono e microorganismi trasformati con detti vettori. The present invention relates, in general, to a chromosomal DNA fragment of Schizosaccharomyces pombe (S.pombe) which comprises the structural gene that encodes a new protein (nmtl) whose transcription? completely regulated by the presence or absence of thiamine in the culture medium and the sequences of the regulatory elements necessary for the control of the thiamine-mediated transcription of said gene, vectors containing it and microorganisms transformed with said vectors.

In particolare, la presente invenzione riguarda le regioni a monte (promotore) e a valle (terminatore) di detto gene comprendenti, rispettivamente, le sequenze degli elementi di regolazione necessari per il controllo della trascrizione mediata dalla tiamina e quelle di terminazione della trascrizione e il loro uso per la costruzione di molecole di DNA ricombinante per l'espressione regolabile di proteine eterologhe di interesse in organismi ospiti. In particular, the present invention relates to the upstream (promoter) and downstream (terminator) regions of said gene comprising, respectively, the sequences of the regulatory elements necessary for the control of thiamine-mediated transcription and those of transcription termination and their use for the construction of recombinant DNA molecules for the adjustable expression of heterologous proteins of interest in host organisms.

I recenti sviluppi nel campo dell'ingegneria genetica hanno reso possibile la preparazione di una proteina di interesse in rese elevate mediante coltura di organismi ospiti trasformati con un vettore ibrido ad espressione contenente il gene eterologo che codifica per detta proteina, dove tale gene ? posto sotto il controllo di sequenze di regolazione riconosciute dall'ospite. Recent developments in genetic engineering have made it possible to prepare a protein of interest in high yields by culturing host organisms transformed with an expression hybrid vector containing the heterologous gene encoding said protein, where such gene? placed under the control of host-recognized regulatory sequences.

E' noto che l'ottenimento di un prodotto eterologo in rese elevate dipende strettamente dalla scelta sia dell'organismo ospite sia delle sequenze di regolazione (promotore e terminatore) poste a monte e a valle del gene strutturale che codifica per detto prodotto. It is known that obtaining a heterologous product in high yields strictly depends on the choice of both the host organism and the regulatory sequences (promoter and terminator) placed upstream and downstream of the structural gene which codes for said product.

Generalmente vengono impiegati promotori forti, capaci cio? di dare origine a RNA messaggeri con alta frequenza, e microorganismi ospiti scelti dal gruppo di batteri, come Escherichia coli e Bacillus, o lieviti come Saccharomyces cerevisiae oppure cellule di mammifero. Strong, capable promoters are generally employed to give rise to messenger RNA with high frequency, and host microorganisms chosen from the group of bacteria, such as Escherichia coli and Bacillus, or yeasts such as Saccharomyces cerevisiae or mammalian cells.

Preferibilmente l'espressione di geni eucariotici ? ottenuta utilizzando come organismi ospiti i lieviti in quanto presentano, rispetto ai batteri (procarioti) e alla cellule di mammifero, numerosi vantaggi. Preferably the expression of eukaryotic genes? obtained using yeasts as host organisms as they have numerous advantages compared to bacteria (prokaryotes) and mammalian cells.

I lieviti, infatti, sono microorganismi eucariotici che, a differenza delle cellule possono, vantaggiosamente, essere coltivati su larga scala in fermentatori e possiedono, inoltre, il meccanismo eucariotico necessario per l'espressione funzionale dei geni eucariotici clonati. In fact, yeasts are eukaryotic microorganisms which, unlike cells, can advantageously be grown on a large scale in fermenters and also possess the eukaryotic mechanism necessary for the functional expression of cloned eukaryotic genes.

Dai numerosi studi condotti su geni che codificano proteine di lievito e proteine umane appare probabile infatti che molte delle sequenze coinvolte nel meccanismo di controllo trascrizionale sono state altamente conservate attraverso l'evoluzione degli eucarioti. From the numerous studies conducted on genes that encode yeast proteins and human proteins, it appears likely that many of the sequences involved in the transcriptional control mechanism have been highly conserved through the evolution of eukaryotes.

Un tipico gene eucariotico ? costituito da una regione 5' terminale (promotore) che non viene trascritta, una regione codificante che pu? essere interrotta da introni e una regione 3' terminale (terminatore) non trascritta. La trascrizione, che ? catalizzata dall'RNA polimerasi li, inizia nella regione 5' non translata e questo primo trascritto include regioni codificanti e non. La terminazione della trascrizione avviene nella regione 3'terminale. Le regioni non codificanti (introni) sono rimosse dal trascritto primario mediante il processo di splicing che produce eventualmente un mRNA traducibile. L'analisi delle strutture primarie di molti geni eucariotici ha rivelato la presenza di segnali specifici necessairi per il passaggio dal trascritto primario a quello funzionale. L'analisi del promotore ha mostrato la presenza della sequenza TATA a 25-32 bp dal sito di inizio trascrizione e della sequenza CAAT a circa 80 bp a monte dello stesso sito. Sequenze a monte di TATA capaci di condizionare l'efficienza della trascrizione sono state messe in evidenza in diversi casi; spesso queste sequenze, dette anche enahancer cio? potenziatori, sono sequenze ripetute. A typical eukaryotic gene? constituted by a 5 'terminal region (promoter) that is not transcribed, a coding region that can? be interrupted by introns and a non-transcribed 3 'terminal (terminator) region. The transcript, what? catalyzed by RNA polymerase li, it begins in the 5 'non-translated region and this first transcript includes coding and non-coding regions. Termination of transcription occurs in the 3'terminal region. Non-coding regions (introns) are removed from the primary transcript by the splicing process which eventually produces a translatable mRNA. The analysis of the primary structures of many eukaryotic genes revealed the presence of specific signals necessary for the transition from the primary to the functional transcript. Promoter analysis showed the presence of the TATA sequence at 25-32 bp from the transcription start site and of the CAAT sequence at approximately 80 bp upstream of the same site. Upstream sequences of TATA capable of affecting transcription efficiency have been highlighted in several cases; often these sequences, also called enahancer cio? enhancers, are repeated sequences.

La sequenza a valle, corrispondente cio? all'estremit? 3' del messaggero si estende al di l? del sito di terminazione della traduzione. Prima del punto di terminazione in 3', si trova generalmente la sequenza AATAAA che ?, presumibilmente, il sito di riconoscimento dell'enzima che aggiunge poli-A all'RNA messaggero. The sequence downstream, corresponding to that? at the end? 3 'of the messenger extends beyond? of the translation termination site. Before the 3 'termination point, the AATAAA sequence is generally found which is, presumably, the recognition site of the enzyme that adds poly-A to messenger RNA.

In generale, l'organizzazione dei promotori dei lieviti ? simile a quella degli eucarioti pi? complessi sopra riportata. Una sequenza TATA ? generalmente presente a monte del sito di inizio della trascrizione, ma ad una distanza da questo variabile da 40 a 120 paia di basi in S .cerevisiae. A monte di tale sequenza sono presenti elementi di regolazione, analoghi agli enhancers eucariotici, che hanno mostrato essere delle sequenze specifiche per il legame dei fattori di regolazione positiva e negativa (si veda in particolare Guarente, L. et al.,(1987), Ann.Rev.Genet., 21, 425-452) ed una sequenza omologa ? stata ritrovata nella regione 3'. In general, the organization of yeast promoters? similar to that of eukaryotes pi? complexes above. A TATA sequence? generally present upstream of the transcription initiation site, but at a distance from this variable from 40 to 120 base pairs in S .cerevisiae. Upstream of this sequence there are regulatory elements, analogous to eukaryotic enhancers, which have been shown to be specific sequences for the binding of positive and negative regulatory factors (see in particular Guarente, L. et al., (1987), Ann.Rev. Genet., 21, 425-452) and a homologous sequence? was found in region 3 '.

E' noto ancora che l'elevato livello di trascrizione di un gene pu?, da un lato dare origine ad un prodotto che, proprio perch? espresso in gran quantit?, pu? risultare tossico per la cellula, e dall'altro lato pu? interferire con i meccanismi di replicazione del DNA e portare ad una instabilit? plasmidica. It is still known that the high level of transcription of a gene can, on the one hand, give rise to a product which, precisely why? expressed in large quantities, can? be toxic to the cell, and on the other hand it can? interfere with the mechanisms of DNA replication and lead to instability? plasmid.

Da qui l'esigenza di disporre di promotori la cui attivit? possa essere modulata mediante un sistema di induzione/repressione ad essi collegato. In tale modo l'espressione di un gene posto sotto il controllo di tale promotore pu? essere ottenuta mediante un modulatore esterno, chimico o fisico, che consente la scelta del momento esatto in cui deve iniziare l'espressione. Hence the need to have promoters whose activities? can be modulated by means of an induction / repression system connected to them. In this way the expression of a gene placed under the control of this promoter can? be obtained by means of an external modulator, chemical or physical, which allows the choice of the exact moment in which the expression must begin.

Sono stati descritti in letteratura tecnica e brevettuale numerosi promotori forti isolati da geni di lieviti che possono essere controllati efficientemente e convenientemente mediante variazione delle condizioni colturali. Numerous strong promoters isolated from yeast genes have been described in the technical and patent literature which can be controlled efficiently and conveniently by varying the culture conditions.

Cos? ad esempio i promotori dei geni inducibili GALI, PH05 e ADH1 isolati da S. cerevisiae, un lievito che si riproduce per gemmazione (gemmante), sono stati impiegati per la costruzione di vettori utili per l'espressione inducibile di geni che codificano proteine eterologhe di interesse, in particolare di proteine eucariotiche. What? for example, the promoters of the inducible genes GALI, PH05 and ADH1 isolated from S. cerevisiae, a yeast that reproduces by budding (budding), have been used for the construction of vectors useful for the inducible expression of genes encoding heterologous proteins of interest, in particular of eukaryotic proteins.

Il lievito Schizosaccharomyces pombe ? un organismo versatile e ampiamente studiato in laboratorio che come il lievito S.cerevisiae con, il quale ? solo lontanamente correlato, si presenta sotto forma di un ascomicete unicellulare. S.pombe si riproduce per scissione cellulare e mostra una similitudine con il sistema trascrizionale degli eucarioti pi? evoluti ancora pi? pronunciato di quello di S.cerevisiae Schizosaccharomyces pombe yeast? a versatile organism and extensively studied in the laboratory that like S.cerevisiae yeast with, which? only remotely related, it occurs in the form of a unicellular ascomycete. S.pombe reproduces by cell division and shows a similarity with the transcriptional system of eukaryotes pi? evolved even more? pronounced than that of S.cerevisiae

Infatti, la sequenza TATA ? collocata in modo pi? uniforme a 25-30 paia di basi a monte del sito di inizio della trascrizione, esattamente come nelle cellule eucariotiche superiori (Benoist, C. et al., (1980), Nucleic Acids Res., 8, 127-142). Indeed, the TATA sequence? placed in a more? uniform at 25-30 base pairs upstream of the transcription initiation site, exactly as in higher eukaryotic cells (Benoist, C. et al., (1980), Nucleic Acids Res., 8, 127-142).

Inoltre, i geni contenenti introni sono pi? frequenti e la sequenza consensus essenziale per il taglio CT-AC, collocata vicino al terminale 3' dell'introne, ? meno stringente di quella TACTAAC trovata in S. cerevisiae ed ? simile alla sequenza consensus trovata in eucarioti pi? evoluti (Mount,S.M., (1982), Nucleic Acids Res., 10, 459-472). Per tutti questi motivi S. pombe costituisce una alternativa molto attraente, rispetto ai lieviti gemmanti, come organismo ospite per l'espressione di geni eterologhi e la produzione di proteine di interesse. Furthermore, the genes containing introns are more? frequent and the consensus sequence essential for CT-AC cutting, located near the 3 'terminal of the intron,? less stringent than that TACTAAC found in S. cerevisiae and d? similar to the consensus sequence found in eukaryotes pi? evolved (Mount, S.M., (1982), Nucleic Acids Res., 10, 459-472). For all these reasons S. pombe constitutes a very attractive alternative to budding yeasts as a host organism for the expression of heterologous genes and the production of proteins of interest.

Tuttavia, l'uso di S pombe ? limitato dal fatto che non sono noti sistemi di regolazione della trascrizione efficienti in detto lievito e quindi non ? possibile controllare l'espressione dei geni eterologhi di interesse. However, the use of S pombe? limited by the fact that efficient transcription regulation systems in said yeast are not known and therefore not? It is possible to control the expression of the heterologous genes of interest.

Attualmente come geni inducibili di S.pombe sono stati isolati solo phol e pho4 che codificano due fosfatasi acide (Maundrell, K. et al., (1985), Nucleic Acids Res., 13, 3711-3722 ; Scweingruber, A.M. et al., (1986), J. Biol. Chem., 261, 15877-15882). Tuttavia detti geni vengono espressi in rese non elevate, non ? stata determinato infatti un abbondante trascritto, n? vengono completamente repressi nello stato di non induzione . Currently, only phol and pho4 encoding two acid phosphatases have been isolated as inducible genes of S.pombe (Maundrell, K. et al., (1985), Nucleic Acids Res., 13, 3711-3722; Scweingruber, A.M. et al. , (1986), J. Biol. Chem., 261, 15877-15882). However these genes are expressed in low yields, aren't they? in fact, an abundant transcript was determined, n? they are completely repressed in the state of non-induction.

Pertanto le sequenze di controllo della regolazione della trascrizione di detti geni non sembrano adatte per la costruzione di vettori ad espressione inducibile di proteine eterologhe. Therefore, the control sequences of the transcription regulation of said genes do not seem suitable for the construction of vectors with inducible expression of heterologous proteins.

Nella presente domanda di brevetto si riporta per la prima volta l'isolamento e caratterizzazione in termini nucleotidici e amminoacidici di un gene di S. pombe completamente regolabile che codifica una nuova proteina, qui di seguito indicata nmtl, e l'identificazione delle sequenze di controllo della regolazione della trascrizione di detto gene. The present patent application reports for the first time the isolation and characterization in nucleotide and amino acid terms of a fully adjustable S. pombe gene that encodes a new protein, hereinafter referred to as nmtl, and the identification of the control sequences of the regulation of the transcription of said gene.

Esso rappresenta uno dei geni espressi con maggior efficienza da S.pombe in condizioni di induzione ed ? completamente represso in terreno di coltura contenente tiamina in concentrazione pari o superiore a 0,5 ?iM. It represents one of the genes most efficiently expressed by S.pombe under induction conditions and? completely repressed in culture medium containing thiamine in a concentration equal to or greater than 0.5? iM.

Pertanto costituisce uno scopo della presente invenzione un frammento di DNA cromosomale di S. pombe clonato e sequenziato che comprende il gene strutturale nmtl che codifica una nuova proteina la cui trascrizione ? completamente regolata dalla presenza o meno della tiamina nel terreno di coltura e le sequenze degli elementi di regolazione necessari per il controllo della trascrizione di detto gene mediata dalla tiamina. Therefore, an object of the present invention is a cloned and sequenced fragment of S. pombe chromosomal DNA comprising the structural gene nmtl which encodes a new protein whose transcription? completely regulated by the presence or absence of thiamine in the culture medium and the sequences of the regulatory elements necessary for the control of thiamine-mediated transcription of said gene.

Costituisce inoltre uno scopo della presente invenzione un vettore di clonaggio ad espressione regolabile contenente detto frammento di DNA. An object of the present invention is also an adjustable expression cloning vector containing said DNA fragment.

Costituisce ancora uno scopo della presente invenzione un organismo ospite scelto tra batteri, lieviti o cellule di mammifero trasformato con detto vettore. Another object of the present invention is a host organism selected from bacteria, yeasts or mammalian cells transformed with said vector.

Costituiscono ancora uno scopo della presente invezione le regioni promotore e terminatore del gene strutturale nmtl contenenti, rispettivamente, le sequenze degli elementi di controllo della regolazione della trascrizione mediata dalla tiamina e le sequenze di terminazione della trascrizione. Another object of the present invention is the promoter and terminator regions of the nmt1 structural gene containing, respectively, the sequences of the control elements of the regulation of the thiamine-mediated transcription and the termination sequences of the transcription.

Costituisce inoltre uno scopo della presente invenzione l'uso di dette regioni per l'espressione completamente regolabile di geni strutturali eterologhi che codificano un polipeptide di interesse in organismi ospiti. It is also an object of the present invention to use said regions for the fully adjustable expression of heterologous structural genes which encode a polypeptide of interest in host organisms.

Costituisce un ulteriore scopo della presente invenzione una molecola di DNA ricombinante per l'espressione regolabile di polipeptidi eterologhi in organismi ospiti, dove detta molecola contiene la regione promotore o la regione terminatore del gene strutturale nmtl o entrambe, il gene strutturale eterologo che codifica il polipeptide di interesse la cui trascrizione ? regolata dagli elementi di regolazione contenuti nelle suddette regioni e almeno un gene marcante utile per la selezione degli organismi trasformati con detta molecola di DNA ricombinante. A further object of the present invention is a recombinant DNA molecule for the adjustable expression of heterologous polypeptides in host organisms, where said molecule contains the promoter region or the terminator region of the nmt1 structural gene or both, the heterologous structural gene that encodes the polypeptide of interest whose transcription? regulated by the regulatory elements contained in the aforesaid regions and at least one marking gene useful for the selection of the organisms transformed with said recombinant DNA molecule.

Costituisce un ulteriore scopo della presente invenzione un organismo ospite trasformato con la suddetta molecola di DNA ricombinante dove detto organismo ? scelto fra batteri, lieviti o cellule di mammifero. A further object of the present invention is a host organism transformed with the aforementioned recombinant DNA molecule where said organism? selected from bacteria, yeast or mammalian cells.

Costituisce inoltre uno scopo della presente invenzione un procedimento per la produzione completamente regolabile di polipeptidi eterologhi che comprende il coltivare un organismo ospite trasformato con una molecola di DNA ricombinante come sopra definita in terreno di coltura adatto in presenza o meno di tiamina. A further object of the present invention is a process for the fully adjustable production of heterologous polypeptides which comprises the cultivation of a host organism transformed with a recombinant DNA molecule as defined above in a suitable culture medium in the presence or not of thiamine.

Costituisce ancora uno scopo della presente invenzione la proteina codificata dal gene nmtl caratterizzata da un peso molecolare presunto di 39 KD e dalla sequenza amminoacidica dedotta da quella nucleotidica riportata in Figura 3A. Another object of the present invention is the protein encoded by the nmtl gene characterized by an assumed molecular weight of 39 KD and by the amino acid sequence deduced from the nucleotide sequence shown in Figure 3A.

Ulteriori scopi della presente invenzione appariranno evidenti dalla descrizione,del testo e dagli esempi che seguono. Further objects of the present invention will become evident from the following description, text and examples.

Allo scopo di illustrare meglio la presente invenzione qui di seguito viene riportata una breve descrizione delle figure. In order to better illustrate the present invention, a brief description of the figures is given below.

(A) L'analisi Northern blotting mostra l'effetto della concentrazione della tiamina sull'espressione di nmtl. (A) Northern blotting analysis shows the effect of thiamine concentration on nmtl expression.

L'analisi ? stata condotta sull'mRNA estratto da cellule di S.pombe 972 h coltivate in terreno minimo da solo (1) o addizionato con concentrazione differenti di tiamina 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; e 2,0 juM (da 2 a 9). The analysis? was carried out on mRNA extracted from S.pombe cells 972 h cultured in minimal medium alone (1) or added with different concentrations of 0.01 thiamine; 0.02; 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1.0; and 2.0 juM (2 to 9).

(B) Analisi Northern blotting dell'mRNA estratto dalle stesse colture sopra riportate per la determinazione del trascritto della citocromo C. I risultati mostrano che uguali quantit? di RNA sono caricate in ciascuna linea e che 1'mRNA nmtl, quando completamente espresso, ? circa 50-100 volte pi? abbondante dell'mRNA citocromo C. Questi dati indicano che l'nmtl ? uno dei maggiori trascritti cellulari. (B) Northern blotting analysis of mRNA extracted from the same cultures reported above for the determination of the cytochrome C transcript. The results show that equal quantities? of RNA are loaded in each line and that the nmtl mRNA, when fully expressed,? about 50-100 times pi? abundant of cytochrome C mRNA. These data indicate that nmtl? one of the major cellular transcripts.

Figura 2: Figure 2:

(A) L'analisi Northern blotting mostra la cinetica della repressione della trascrizione di nmtl da parte della tiamina. (A) Northern blotting analysis shows the kinetics of nmtl transcription repression by thiamine.

L'analisi ? stata condotta sull'mRNA estratto da cellule S.pombe 972 h? coltivate prima in terreno minimo privo di tiamina (To) e poi nello stesso terreno addizionato con tiamina (2jilfl). I prelievi effettuati dalla coltura (To) e ad intervalli di 1, 2, 3, 5 ore dalla stessa coltura addizionata con tiamina mostrano l'effetto repressore della tiamina che ? completo dopo circa 3 ore. The analysis? was conducted on mRNA extracted from S.pombe cells 972 h? grown first in minimal thiamine-free soil (To) and then in the same medium supplemented with thiamine (2jilfl). The samples taken from the culture (To) and at intervals of 1, 2, 3, 5 hours from the same culture added with thiamine show the repressive effect of thiamine which? complete after about 3 hours.

(B) L'analisi Northern blotting mostra la cinetica dell'induzione della trascrizione di nmtl da parte della tiamina. (B) Northern blotting analysis shows the kinetics of nmtl transcription induction by thiamine.

L'analisi ? stata condotta sull'mRNA estratto da cellule 5.pombe 972 h- coltivate prima in terreno minimo addizionato con 2 jiM di tiamina sino alla fase logaritmica (To) e poi in terreno minimo privo di tiamina. I prelievi effettuati dalla coltura To e dopo 4, 8, 10, 12, 14 e 16 ore da quella priva di tiamina mostrano che la prima comparsa di mRNA nmtl avviene dopo 10 ore, mentre dopo 16 ore si osserva la comparsa di tutto 1'mRNA. The analysis? was carried out on the mRNA extracted from 5 pombe 972 h- cells cultured first in minimal medium added with 2 µM of thiamine up to the logarithmic phase (To) and then in minimal medium free of thiamine. The samples taken from the To culture and after 4, 8, 10, 12, 14 and 16 hours from the thiamine-free one show that the first appearance of nmtl mRNA occurs after 10 hours, while after 16 hours the appearance of all 1 'is observed. mRNA.

Figura 3: Figure 3:

(A) Si riporta la sequenza nucleotidica del frammento di DNA cromosomale di S. pombe contenente il gene regolabile nmtl. Il gene strutturale (da 1 a 1038) che codifica la proteina matura nmtl ? caratterizzato anche dalla sequenza amminoacidica in cui gli amminoacidi sono indicati con il codice a lettera singola dove: (A) The nucleotide sequence of the chromosomal DNA fragment of S. pombe containing the adjustable gene nmtl is reported. The structural gene (1 to 1038) that encodes the mature nmtl protein? also characterized by the amino acid sequence in which the amino acids are indicated with the single letter code where:

La freccia orizzontale indica il sito di inizio trascrizione che ? posto 27 bp a valle della sequenza TATAAA (boxata). Le due sequenze sottolineate sono omologhe a quelle trovate nel gene PH03 di S.cerevisiae la cui espressione ? regolata dalla tiamina. La freccia verticale a valle del gene strutturale di nmtl (142 bp dal codone di stop) indica il sito di terminazione della trascrizione. The horizontal arrow indicates the transcription start site which? placed 27 bp downstream of the TATAAA sequence (boxed). The two underlined sequences are homologous to those found in the PH03 gene of S.cerevisiae whose expression? regulated by thiamine. The vertical arrow downstream of the nmtl structural gene (142 bp from the stop codon) indicates the transcription termination site.

(B) Si riporta la mappa di restrizione del frammento di 4,1 kb contenente il gene nmtl; l'area boxata rappresenta la regione del frammento di 4,1 kb sequenziato (Figura 3A) ; l'area punteggiata rappresenta la regione utilizzata per la costruzione dei plasmidi ad espressione regolabile; l?area ombreggiata rappresenta la regione codificante nmtl. (B) The restriction map of the 4.1 kb fragment containing the nmtl gene is reported; the boxed area represents the region of the sequenced 4.1 kb fragment (Figure 3A); the dotted area represents the region used for the construction of plasmids with adjustable expression; the shaded area represents the nmtl coding region.

L'analisi Northern blotting mostra l'espressione e repressione di nmtl in un plasmide in copie multiple . Northern blotting analysis shows the expression and repression of nmtl in a plasmid in multiple copies.

Linee a e b = cellule contenenti il plasmide DB262 tal quale (controllo); linee c e d = cellule trasformate con il plasmide pNMT41 contenente il frammento HindlII di 4,1 kb comprendente il gene nmtl; linee e ed f = cellule trasformate con il plasmide pNMT^ 41 contenente il frammento HindlII di 4,1 kb privo della sequenza BamHI-BamHI di 185 bp. Le cellule sono state coltivate in terreno minimo in assenza (linee a, c, e) o in presenza (linee b, d, f) di tiamina. Lines a and b = cells containing the plasmid DB262 as is (control); lines c and d = cells transformed with the pNMT41 plasmid containing the 4.1 kb HindlII fragment comprising the nmt1 gene; lines e and f = cells transformed with the plasmid pNMT ^ 41 containing the HindlII fragment of 4.1 kb devoid of the 185 bp BamHI-BamHI sequence. Cells were grown in minimal medium in the absence (lines a, c, e) or in the presence (lines b, d, f) of thiamine.

Figura 5: Figure 5:

(A) Analisi Southern blotting del ceppo diploide contenente una copia del gene nmtl intatto e una copia del gene nmtl distrutto per inserzione del gene ura4 (nmt::ura4) e delle quattro spore provenienti da questo dipolide. (A) Southern blotting analysis of the diploid strain containing one copy of the intact nmtl gene and one copy of the nmtl gene destroyed by insertion of the ura4 gene (nmt :: ura4) and of the four spores from this dipolid.

In colonna D si riporta il DNA ottenuto dal diploide digerito con HindlII. I due frammenti di 2,4 kb e 3,4 kb che ibridizzavano corrispondono rispettivamente ai geni wild type e a quello distrutto. Il diploide era sporulato e il DNA isolato da ognuna delle quattro spore. Il gene wild type (spore 1 e 3) e quello distrutto (spore 2 e 4) segregano rispettivamente con il fenotipo Ura (-) e Ura+ (+). Column D shows the DNA obtained from the diploid digested with HindlII. The two fragments of 2.4 kb and 3.4 kb that hybridized correspond to the wild type and the destroyed genes, respectively. The diploid was sporulated and the DNA isolated from each of the four spores. The wild type gene (spores 1 and 3) and the destroyed one (spores 2 and 4) segregate with the Ura (-) and Ura + (+) phenotype, respectively.

(B) Curve di crescita che mostrano la dipendenza del ceppo contenente il gene nmtl::ura4 dalla tiamina. (B) Growth curves showing the dependence of the strain containing the nmtl :: ura4 gene on thiamine.

Ognuna delle 4 spore (A) era coltivata in terreno minimo (supplementato con adenina, leucina e uracile) sia in presenza (simboli pieni) che in assenza (simboli vuoti) di tiamina. Le cellule sono state contate a intervalli regolari utilizzando un emocitometro. Il grafico in alto mostra cellule nmtl+ derivate dalla spora 1 (K ) e dalla spora 3 (A*)-Il grafico in basso mostra cellule nmtl::ura4 derivate dalle spore 2 (?0) e 4 (1D). Each of the 4 spores (A) was grown in minimal medium (supplemented with adenine, leucine and uracil) both in the presence (filled symbols) and in the absence (empty symbols) of thiamine. Cells were counted at regular intervals using a hemacytometer. The graph above shows nmtl + cells derived from spore 1 (K) and spore 3 (A *) - The graph below shows nmtl :: ura4 cells derived from spores 2 (? 0) and 4 (1D).

Figura 6: Figure 6:

Si riporta la costruzione dei vettori ad espressione regolabile in S.pombe pMNS36L e pMBS36L. The construction of the adjustable expression vectors in S.pombe pMNS36L and pMBS36L is reported.

(A) Rappresentazione schematica del frammento HindlII di 4,1 kb comprendente il gene nmtl dove: l'area piena rappresenta la regione codificante nmtl; le aree punteggiate a monte (promotore) e a valle (terminatore) rappresentano le sequenze utilizzate per la costruzione dei vettori ad espressione regolabile; sono mostrate le sequenze intorno al sito Ndel (-768) e il codone di inizio traduzione ATG; la freccia definisce l'estensione del trascritto nmtl. (A) Schematic representation of the 4.1 kb HindlII fragment comprising the nmtl gene where: the solid area represents the nmtl coding region; the upstream (promoter) and downstream (terminator) dotted areas represent the sequences used for the construction of the vectors with adjustable expression; the sequences around the Ndel site (-768) and the ATG translation start codon are shown; the arrow defines the extension of the nmtl transcript.

(B) Mostra la costruzione del plasmide pMNS36L. Il promotore del gene nmtl ? modificato all'ATG in modo da contenere il sito di restrizione Ndel (5'CATATG 3') e il sito Sali (5'GTCGAC 3'). Viene mostrata la sequenza modificta. Il sito Ndel in posizione -768 ? stato distrutto mediante delezione della sequenza 5'TATGTC 3'. La regione di terminazione della trascrizione del gene nmtl che va dal codone di stop TAA al residuo?C-terminale in posizione 2030 (Fig.3 A) ? stata copiata mediante PCR e i siti di restrizione BamHI, Smal e SstI sono stati aggiunti come indicato. Il vettore pMNS36L contiene il gene LEU2 di S.cerevisiae. come marker di selezione, e la sequenza arsi di S.pombe come origine di replicazione plasmidica clonati, rispettivamente, nei siti HindiII e EcoRI del vettore batterico pUC119. (B) Shows the construction of the pMNS36L plasmid. The promoter of the nmtl gene? modified to the ATG to contain the Ndel restriction site (5'CATATG 3 ') and the Sali site (5'GTCGAC 3'). The edited sequence is shown. The Ndel site in position -768? was destroyed by deletion of the sequence 5'TATGTC 3 '. The transcription termination region of the nmtl gene that goes from the TAA stop codon to the? C-terminal residue at position 2030 (Fig. 3 A)? was copied by PCR and the restriction sites BamHI, Smal and SstI were added as indicated. The pMNS36L vector contains the S.cerevisiae LEU2 gene. as a selection marker, and the arsi sequence of S.pombe as an origin of cloned plasmid replication, respectively, in the HindiII and EcoRI sites of the bacterial vector pUC119.

(C) Mostra la costruzione del plasmide pMBS36L. Questo vettore ? identico al. vettore pMNS36L tranne per il fatto che la sequenza intorno all'ATG ? stata modificata in modo da contenere il sito di restrizione blunt end Ball (5'TGGCCA 3') invece del sito Ndel. Il sito di restrizione endogeno Ndel in posizione -768 non ? stato modificato. (C) Shows the construction of the pMBS36L plasmid. This vector? identical to the. vector pMNS36L except that the sequence around the ATG? been modified to contain the blunt end Ball restriction site (5'TGGCCA 3 ') instead of the Ndel site. The Ndel endogenous restriction site at position -768 does not? been changed.

I vettori ad integrazione pMINS6L e pMIBS6L sono stati ottenuti per delezione dell'arsi rispettivamente dai plasmidi pMNS36L e pMBS36L. The pMINS6L and pMIBS6L integrating vectors were obtained by deletion of si from the pMNS36L and pMBS36L plasmids, respectively.

Figura 7: Figure 7:

Si riporta la costruzione dei plasmidi ibridi pMCMA (plasmide replicante) e pMCM (plasmide ad integrazione) contenenti il gene eterologo CAT. Figura 8: The construction of the hybrid plasmids pMCMA (replicating plasmid) and pMCM (integrating plasmid) containing the CAT heterologous gene is reported. Figure 8:

Mostra l?analisi per la determinazione della attivit? CAT sugli estratti preparati da cellule di S. pombe trasformate con il plasmide pMCMA (linee a e b) o pMCM (linee c e d). I trasformanti sono stati coltivati in assenza (linee a e c) ed in presenza (linee b e d) di tiamina. Shows the analysis for the determination of the activity CAT on extracts prepared from S. pombe cells transformed with the plasmid pMCMA (lines a and b) or pMCM (lines c and d). The transformants were grown in the absence (lines a and c) and in the presence (lines b and d) of thiamine.

Figura 9: Figure 9:

(A) - Analisi Northern blotting dell'mRNA estratto da cellule di S.pombe trasformate con i plasmidi pMS21L (a) e pMNS2lL (b) contenenti il gene della lipocortina 2 umana. Identici risultati sono ottenuti con entrambi i vettori. La lipocortina 2 ? espressa efficientemente in assenza (-) di tiamina ed ? completamente repressa in presenza di tiamina (+). (A) - Northern blotting analysis of mRNA extracted from S.pombe cells transformed with the plasmids pMS21L (a) and pMNS2lL (b) containing the human lipocortin 2 gene. Identical results are obtained with both vectors. Lipocortin 2? efficiently expressed in the absence (-) of thiamine and? completely repressed in the presence of thiamine (+).

(B) - Analisi Northern blotting dell'mRNA estratto da cellule di S. pombe trasformate con il plasmide pMBS36L comprendente il gene HPV-16 E6 (a) o il gene HPV-16 E7 (b) clonati fra i siti Ball e Sali. In entrambi i casi si ottengono alti livelli di espressione in assenza di tiamina (-) e una completa repressione in presenza di tiamina (+). (B) - Northern blotting analysis of mRNA extracted from S. pombe cells transformed with the pMBS36L plasmid comprising the HPV-16 E6 gene (a) or the HPV-16 E7 gene (b) cloned between the Ball and Sali sites. In both cases, high levels of expression are obtained in the absence of thiamine (-) and complete repression in the presence of thiamine (+).

In accordo con la presente invenzione allo scopo di individuare la presenza di geni di S .pombe che fossero completamente regolabili, si ? proceduto alla costruzione di una genoteca rappresentativa del genoma di detto lievito e al suo screening mediante sonde specifiche. In accordance with the present invention in order to detect the presence of genes of S.pombe which were completely adjustable, yes? proceeded with the construction of a representative library of the genome of said yeast and its screening using specific probes.

In particolare le sonde sono state preparate coltivando un ceppo wild type di 5.pombe in terreno minimo addizionato o meno con tiamina (2 jUM) e, dopo aver separato l'RNA da ciascuna coltura operando come riportato da Maundrell, K. et al., (1985), Gene, 39, 223-230, si ? proceduto alla purificazione degli mRNA. In particular, the probes were prepared by culturing a wild type strain of 5 pombe in minimal medium with or without thiamine (2 jUM) and, after having separated the RNA from each culture operating as reported by Maundrell, K. et al. , (1985), Gene, 39, 223-230, yes? proceeded to purification of mRNAs.

Poich? molti degli mRNA presenti nel citoplasma di cellule eucariotiche contengono al 3' terminale una sequenza poli(A), essi possono essere recuperati mediante passaggio su oligo(dT) cellulosa, poly(U) sefarosio o simili come descritto da Maniatis et al. (1982), "Molecular cloning: a laboratory manual", Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York. Since? many of the mRNAs present in the cytoplasm of eukaryotic cells contain a poly (A) sequence at the 3 'terminus, they can be recovered by passing over oligo (dT) cellulose, poly (U) sepharose or the like as described by Maniatis et al. (1982), "Molecular cloning: a laboratory manual", Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York.

Gli mRNA cos? ottenuti sono stati quindi utilizzati per la sintesi del DNA complementare a singola elica (cDNA) che ? stato poi marcato con 32 The mRNAs like this? obtained were then used for the synthesis of single-stranded complementary DNA (cDNA) which? it was then marked with 32

JZP. JZP.

Le sonde cos? ottenute sono state quindi impiegate per identificare all'interno di una genoteca di S. pombe quei cloni contenenti il frammento di DNA cromosomale che ibridizzava con esse in modo differente . The probes cos? obtained were then used to identify within a library of S. pombe those clones containing the fragment of chromosomal DNA that hybridized with them in a different way.

In accordo con ci?, secondo la presente invenzione una genoteca rappresentativa del genoma di S.pombe pu? essere ottenuta mediante digestione completa o parziale del DNA cromosomale di detto lievito con opportuni enzimi di restrizione. In accordance with this, according to the present invention a representative library of the genome of S.pombe can be be obtained by complete or partial digestion of the chromosomal DNA of said yeast with suitable restriction enzymes.

A tale scopo possono essere impiegati ceppi differenti di S.pombe. For this purpose, different strains of S.pombe can be used.

In particolare ? stato utilizzato il ceppo S. pombe (leul-32, weel-50, h meno) disponibile presso AFRC, Inst of Food Research. Dopo coltura in terreno Yeast Extract addizionato con glucosio e adenina, il DNA cromosomale estratto dalle cellule lisate di detto lievito ? stato digerito parzialmente con l'enzima di restrizione HindiII. I frammenti di DNA cromosomale derivati dalla digestione parziale con questo enzima sono stati clonati in un vettore di clonaggio scelto fra quelli della tecnica nota contenenti un marcante utile per la selezione dei trasformanti. In particular ? S. pombe strain (leul-32, weel-50, h minus) available from AFRC, Inst of Food Research was used. After culture in Yeast Extract medium added with glucose and adenine, the chromosomal DNA extracted from the lysed cells of said yeast? been partially digested with the HindiII restriction enzyme. The chromosomal DNA fragments derived from partial digestion with this enzyme were cloned in a cloning vector selected from those of the prior art containing a marker useful for the selection of transformants.

Preferibilmente ? stato utilizzato il vettore plasmidico bifunzionale in E.coli e in S.pombe DB262 (Wright,A. et al., (1986), Plasmid, 15. Preferably? The bifunctional plasmid vector was used in E.coli and in S.pombe DB262 (Wright, A. et al., (1986), Plasmid, 15.

156-158) ed i trasformanti sono stati selezionati su terreno selettivo operando secondo tecniche convenzionali (si veda a tale proposito Maniatis et al., 1982). 156-158) and the transformants were selected on a selective medium by operating according to conventional techniques (see in this regard Maniatis et al., 1982).

Allo scopo di individuare i framm?nti di DNA cromosomale di S.pombe che ibridizzavano differentemente con le sonde cDNA preparate da ciascuna coltura, tutti i cloni della genoteca sono stati trasferiti su filtri di nitrocellulosa ed il DNA estratto da detti cloni ? stato ibridizzato operando secondo la tecnica riportata da Maniatis et al. (1982). I cloni che davano una differente ibridizzazione con le suddette sonde sono stati isolati ed ulteriormente caratterizzati. In order to identify the fragments of chromosomal DNA of S.pombe that hybridized differently with the cDNA probes prepared from each culture, all the clones of the library were transferred on nitrocellulose filters and the DNA extracted from said clones? was hybridized by operating according to the technique reported by Maniatis et al. (1982). The clones that gave a different hybridization with the above probes were isolated and further characterized.

E' stato cos? individuato un clone che ibridizzava fortemente con la sonda cDNA tiamina meno (ottenuta da coltura di S.pombe in terreno privo di tiamina) e poco con la sonda cDNA tiamina pi? (ottenuta da coltura di S.pombe in terreno addizionato con tiamina). Questo clone conteneva un inserto di DNA cromosomale HindiII di circa 2,4 kb che, ad una successiva analisi dell'mRNA mediante Northern blotting, rivelava la presenza di un singolo trascritto di circa 1,3 kb che faceva supporre la presenza in detto frammento di una sequenza (gene strutturale) codificante una proteina la cui trascrizione era regolata dalla presenza o meno della tiamina. Was it so? identified a clone that hybridized strongly with the thiamine minus cDNA probe (obtained from a culture of S.pombe in a thiamine-free medium) and little with the thiamine pi cDNA probe? (obtained from cultivation of S.pombe in a medium added with thiamine). This clone contained a HindiII chromosomal DNA insert of about 2.4 kb which, upon subsequent analysis of the mRNA by Northern blotting, revealed the presence of a single transcript of about 1.3 kb which suggested the presence in said fragment of a sequence (structural gene) encoding a protein whose transcription was regulated by the presence or absence of thiamine.

Infatti l'analisi Northern blotting dell'RNA estratto da cellule di S.pombe coltivate in terreno minimo in assenza o presenza di differenti concentrazioni di tiamina aveva mostrato che la tiamina era un potente inibitore della trascrizione di detto gene (Figura 1A). In fact, Northern blotting analysis of RNA extracted from S.pombe cells grown in minimal medium in the absence or presence of different concentrations of thiamine had shown that thiamine was a potent inhibitor of the transcription of said gene (Figure 1A).

Incrementando la concentrazione della tiamina nel terreno di coltura minimo sino a valori di 0,05 uM non si osservava alcun effetto sull' espressione del gene. By increasing the concentration of thiamine in the minimum culture medium up to values of 0.05 µM, no effect on gene expression was observed.

Un aumento della concentrazione di detta vitamina al di sopra dei valori sopra riportati risultava invece in una riduzione del trascritto , mentre una completa inattivazione dell'espressione del gene era ottenuta per valori della concentrazione della tiamina pari o superiori a 0,5 j.iM (Figura 1A). An increase in the concentration of said vitamin above the values reported above resulted instead in a reduction of the transcript, while a complete inactivation of the gene expression was obtained for thiamine concentration values equal to or greater than 0.5 j.iM ( Figure 1A).

Per quest'ultima concentrazione, un' esposizione del blotting di 20 volte maggiore non rivelava alcuna traccia di ibridizzazione dell'mRNA. Per questa ragione il gene era designato nmtl (nessun messaggero in tiamina). For the latter concentration, a 20-fold greater blotting exposure revealed no trace of mRNA hybridization. For this reason the gene was designated nmtl (no messenger in thiamine).

Gli stessi campioni di RNA sono stati analizzati per determinare il trascritto della citocromo C che ? noto essere espresso efficientemente. I risultati riportati in Figura 1B mostravano che uguali quantit? di RNA erano caricati in ogni linea e che il trascritto di nmtl, quando completamente espresso, era 50-100 volte pi? abbondante del trascritto di citocromo C. The same RNA samples were analyzed to determine the cytochrome C transcript which? known to be expressed efficiently. The results reported in Figure 1B showed that equal quantities? of RNA were loaded in each line and that the transcript of nmtl, when fully expressed, was 50-100 times more? abundant of cytochrome C transcript.

Questi dati confermavano che l'nmtl rappresenta uno dei maggiori trascritti cellulari. These data confirmed that nmtl represents one of the major cellular transcripts.

Allo scopo di studiare la cinetica della repressione della trascrizione indotta dalla tiamina, una coltura di S.pombe cresciuta in terreno minimo sino alla fase logaritmica era supplementata con 2 uM di tiamina (To). Aliquote di detta coltura sono state prelevate ad intervalli regolari (circa 1 ora) e gli mRNA preparati da ciascuna coltura sono stati analizzati mediante la tecnica Northern blotting. I risultati ottenuti rivelavano che 1'mRNA di nmtl scompariva completamente dopo circa 3 ore (Figura 2A) indicando cos? una rapida risposta trascrizionale ed una elevata resa del turnover de11?mRNA. In order to study the kinetics of thiamine-induced transcription repression, a culture of S.pombe grown in minimal medium up to the logarithmic phase was supplemented with 2 µM of thiamine (To). Aliquots of this culture were taken at regular intervals (about 1 hour) and the mRNAs prepared from each culture were analyzed by the Northern blotting technique. The results obtained revealed that the nmtl mRNA disappeared completely after about 3 hours (Figure 2A), indicating that this is the case. a rapid transcriptional response and a high yield of 11? mRNA turnover.

Nell'esperimento inverso, in cui cellule di S.pombe coltivate in terreno minimo contenente tiamina (To) erano rimosse da detto terreno e inoculate in terreno minimo privo di tiamina, l'induzione della trascrizione di nmtl, determinata mediante Northern blotting su campioni prelevati ad intervalli regolari da detta coltura, mostrava che la prima comparsa dell'mRNA di nmtl avveniva dopo circa 10 ore mentre il livello massimo di nmtl mRNA era osservato dopo 16 ore. In the inverse experiment, in which S.pombe cells grown in minimal medium containing thiamine (To) were removed from said medium and inoculated in minimal thiamine-free medium, the induction of nmtl transcription, determined by Northern blotting on samples taken at regular intervals from said culture, he showed that the first appearance of the nmtl mRNA occurred after about 10 hours while the maximum level of nmtl mRNA was observed after 16 hours.

La richiesta di tempi di induzione pi? lunghi era dovuta, presumibilmente, all' elevata concentrazione intracellulare di tiamina la cui scomparsa richiedeva diverse generazioni per esaurire queste riserve interne. The request for induction times pi? long was due, presumably, to the high intracellular concentration of thiamine, the disappearance of which required several generations to exhaust these internal reserves.

Questi esperimenti rivelavano che: These experiments revealed that:

- sotto condizioni di induzione nmtl era uno dei pi? abbondanti mRNA presenti nella cellula; - under conditions of induction nmtl was one of the most? abundant mRNA present in the cell;

- la sua espressione poteva essere controllata mediante semplice modifica del terreno di coltura; - its expression could be controlled by simple modification of the culture medium;

- nello stato di non induzione l'espressione era completamente repressa. - in the state of non-induction the expression was completely repressed.

In accordo con la presente invenzione il frammento HindiII di 2,4 kb ? stato quindi completamente seguenziato in entrambe le direzioni impiegando una serie di mutanti di delezione preparati mediante digestione del frammento con Esonucleasi III e nucleasi SI come riportato da Henikoff, S., (1984),Gene, 28, 351-359. According to the present invention, the 2.4 kb HindiII fragment? It was then fully sequenced in both directions using a series of deletion mutants prepared by digesting the fragment with Exonuclease III and SI nuclease as reported by Henikoff, S., (1984), Gene, 28, 351-359.

Operando come sopra riportato ? stato trovato che detto frammento ? lungo 2,478 kb e al suo interno ? stato identificato un singolo open reading frane (fase di lettura aperta) di 1038 coppie di basi che codifica potenzialmente una proteina con un peso molecolare presunto di circa 39 kD e la cui sequenza animinoacidica, dedotta da quella nucleotidica, non mostra alcuna analogia con altre proteine note. Operating as described above? been found that said fragment? 2,478 kb long and within it? A single open reading landslide (open reading phase) of 1038 base pairs has been identified which potentially encodes a protein with an assumed molecular weight of about 39 kD and whose amino acid sequence, deduced from the nucleotide sequence, does not show any analogy with other proteins Note.

In accordo con la presente invenzione, allo scopo di identificare le regioni a monte e a valle di detto gene, si ? proceduto al mappaggio dei terminali dell'mRNA codificato dal clone contenente il plasmide comprendente il frammento Hindi II di circa 2,4 kb. In accordance with the present invention, in order to identify the upstream and downstream regions of said gene, yes? mapped the terminals of the mRNA encoded by the clone containing the plasmid comprising the Hindi II fragment of about 2.4 kb.

A tale scopo possono essere utilizzate tecniche convenzionali generalmente impiegate nel campo del DNA ricombinante . Conventional techniques generally used in the field of recombinant DNA can be used for this purpose.

In pratica il terminale 5'dell'mRNA di nmtl ? stato identificato impiegando il metodo della "primer extension" . In practice the terminal 5 of the mRNA of nmtl? was identified using the "primer extension" method.

Il metodo utilizza un oligonucleotide sintetico 5'CCTCAATCCCTTCACGCTCA 3 'complementare alla sequenza di nmtl mRNA da 90 a 109 marcato al 5' 32 The method uses a synthetic oligonucleotide 5'CCTCAATCCCTTCACGCTCA 3 'complementary to the sequence of nmtl mRNA from 90 to 109 labeled at 5' 32

con P con polinucleotide kinasi e "annealed" ed esteso con transcrittasi reversa come descritto da Grimm et al. ( Mol.Gen .Genet., 215, 81-86, (1988)) La regione 3'terminale del trascritto ? stata identificata mediante mappaggio con SI nucleasi utilizzando una sonda preparata da un mutante derivato dal trattamento con esonucleasi contenente una delezione 3' che si estende nel clone dalla posizione 1310. Il DNA del fago M13 a singola elica contenente questa delezione era annealed con il primer universale 17mer, esteso con l?enzima "Klenow" e digerito con Ncol. Il frammento di 371 nucleotidi complementare al 3' terminale dell'nmtl mRNA ? stato quindi purificato ed usato per 1'SI mappaggio. with P with polynucleotide kinase and "annealed" and extended with reverse transcriptase as described by Grimm et al. (Mol.Gen. Genet., 215, 81-86, (1988)) The 3'terminal region of the transcript? was identified by SI nuclease mapping using a probe prepared from an exonuclease-derived mutant containing a 3 'deletion extending into the clone from position 1310. The DNA of the single-stranded M13 phage containing this deletion was annealed with the universal primer 17mer, extended with the enzyme "Klenow" and digested with Ncol. The 371 nucleotide fragment complementary to the 3 'terminal of the nmtl mRNA? it was then purified and used for SI mapping.

I dati ottenuti hanno rivelato che la trascrizione inizia al residuo A in posizione -69 e finisce al 3 'terminale dell'mRNA 142 nucleotidi dopo il codone di stop di traduzione. The data obtained revealed that transcription begins at residue A in position -69 and ends at the 3 'terminus of 142 nucleotide mRNA after the translation stop codon.

La sequenza TATATAAA ? stata trovata in posizione da -34 a -27 rispetto al sito di inzio trascrizione . The TATATAAA sequence? was found in the -34 to -27 position with respect to the transcription initiation site.

La predetta lunghezza dell'mRNA basata sul mappaggio dei terminali ? risultata pertanto di 1252 nucleotidi, molto vicina cio? ai valori ottenuti mediante Northern blotting (1,3 kb). The predicted mRNA length based on terminal mapping? result therefore of 1252 nucleotides, very close to that? to the values obtained by Northern blotting (1.3 kb).

Sulla base di questi risultati si ? potuto concludere che la trascrizione del gene nmtl produce un semplice "unspliced" mRNA e non ha una eterogeneit? determinabile ad entrambi i terminali Allo scopo di ottenere una sequenza pi? lunga a monte del gene strutturale nmtl, la genoteca di S .pombe in HindiII ? stata nuovamente analizzata impiegando una sonda costituita dal frammento di circa 2,4 kb. E'stato cos? isolato un clone comprendente un frammento di circa 4,1 kb costituito dal frammento originale di 2,4 kb e da un frammento di 1,7 kb posto subito a monte di questo. Based on these results, yes? Could I conclude that the transcription of the nmtl gene produces a simple "unspliced" mRNA and does not have a heterogeneity? determinable at both terminals In order to obtain a sequence pi? long upstream of the nmtl structural gene, the S .pombe library in HindiII? was re-analyzed using a probe consisting of the fragment of about 2.4 kb. Was it so? isolated a clone comprising a fragment of about 4.1 kb consisting of the original fragment of 2.4 kb and a fragment of 1.7 kb placed immediately upstream of this.

L'analisi mediante Southern blotting del DNA cromosomale di S.pombe indicava che questi due frammenti erano presenti e contigui nel genoma del lievito e che non si trattava di un artefatto dovuto alla reazione di ligasi. Southern blotting analysis of the chromosomal DNA of S.pombe indicated that these two fragments were present and contiguous in the yeast genome and that it was not an artifact due to the ligase reaction.

In accordo con la presente invenzione la maggior parte (circa 1320 bp) del frammento di 1,7 kb ? stata quindi sequenziata in entrambe le direzioni operando come sopra riportato. La sequenza e la mappa di restrizione di questa regione di DNA cromosomale sono riportate in Figura 3A e 3B. According to the present invention, most (about 1320 bp) of the 1.7 kb? it was then sequenced in both directions operating as reported above. The sequence and restriction map of this chromosomal DNA region are shown in Figure 3A and 3B.

L' analisi della regione promotore del gene nmtl per la localizzazione di elementi ripetitivi, che in geni di cellule eucariotiche sono stati spesso identificati come sequenze specifiche di legame di fattori di modulazione che agiscono in trans, rivelava la presenza di una sequenza di 9 nucleotidi 5'AAATAATAC 3'in posizione da -684 a -676 e in posizione da -577 a -569 (Figura 3A sottolineate). Analysis of the promoter region of the nmtl gene for the localization of repetitive elements, which in genes of eukaryotic cells have often been identified as specific binding sequences of modulating factors acting in trans, revealed the presence of a sequence of 9 nucleotides 5 'AAATAATAC 3' in position -684 to -676 and in position -577 to -569 (Figure 3A underlined).

Per verificare se il frammento HindlII di 4,1 kb secondo la presente invenzione conteneva le sequenze di controllo per la regolazione della trascrizione del gene strutturale nmtl, il plasmide DB262 contenente l'intero frammento (pNMT41) ? stato impiegato per trasformare il lievito S.pombe. To verify whether the 4.1 kb HindlII fragment according to the present invention contained the control sequences for the transcription regulation of the nmt1 structural gene, the plasmid DB262 containing the whole fragment (pNMT41)? been used to transform S.pombe yeast.

I trasformanti, selezionati operando secondo tecniche convenzionali, sono stati quindi coltivati in presenza e assenza di tiamina. L'mRNA isolato da detti lieviti ? stato poi analizzato mediante Northern blotting (Figura 4). I risultati ottenuti mostravano che le cellule coltivate in condizioni di induzione, assenza di tiamina, (linea c) contenevano una quantit? di mRNA nmtl che era circa doppia rispetto a quella determinata per le cellule di controllo trasformate con il plasmide DB262 tal quale (linea a). L'mRNA nmtl non era determinabile n? in cellule di controllo n? in quelle trasformate coltivate in condizioni di repressione (presenza di tiamina). The transformants, selected using conventional techniques, were then grown in the presence and absence of thiamine. Is the mRNA isolated from said yeasts? was then analyzed by Northern blotting (Figure 4). The results obtained showed that the cells cultured under induction conditions, free of thiamine, (line c) contained a quantity? of nmtl mRNA which was approximately double that determined for the control cells transformed with the plasmid DB262 as is (line a). The nmtl mRNA was not determinable n? in control cells n? in those transformed cultivated in conditions of repression (presence of thiamine).

Allo scopo di confermare i risultati ottenuti e verificare che gli incrementi dell'mRNA nmtl fossero dovuti al frammento, contenuto nel plasmide, ? stato preparato un nuovo plasmide contenente il frammento di 4,1 kb privo della regione BamHI - BamHI di 185 bp contenuta nel gene strutturale nmtl (Figura 3A). L'analisi dell'mRNA ha mostrato, come atteso, che il trascritto del clone deleto presentava una lunghezza inferiore a quella del frammento normale di 4,1 kb (Figura 4, linee e ed f). Mediante analisi densiometriche ? stato possibile stimare che nel mezzo senza tiamina (linea e) il 45% dei trascritti erano derivati dal gene cromosomale intatto, mentre il 55% dal gene presente nel plasmide. In presenza di tiamina sia il trascritto derivato dal gene cromosomale che quello plasmidico erano compietamente repressi (line b, d e f). In order to confirm the results obtained and verify that the increases in nmtl mRNA were due to the fragment, contained in the plasmid,? A new plasmid was prepared containing the 4.1 kb fragment devoid of the 185 bp BamHI - BamHI region contained in the nmtl structural gene (Figure 3A). Analysis of the mRNA showed, as expected, that the transcript of the deleted clone was 4.1 kb shorter than that of the normal fragment (Figure 4, lines e and f). By means of densiometric analyzes? It was possible to estimate that in the thiamine-free medium (line e) 45% of the transcripts were derived from the intact chromosomal gene, while 55% from the gene present in the plasmid. In the presence of thiamine, both the chromosomal and plasmid-derived transcripts were completely repressed (line b, d and f).

Detti risultati confermavano che il frammento di DNA cromosomale di 4,1 kb conteneva il gene strutturale nmtl e tutte le sequenze di regolazione richieste per il controllo dell'espressione genica mediata dalla tiamina. These results confirmed that the 4.1 kb chromosomal DNA fragment contained the structural gene nmtl and all the regulatory sequences required for the control of thiamine-mediated gene expression.

Inoltre questi risultati mostravano che la regolazione di detto gene clonato nei plasmidi avveniva anche in presenza di copie multiple del promotore . Furthermore, these results showed that the regulation of said cloned gene in the plasmids also took place in the presence of multiple copies of the promoter.

Infatti esso era trascritto in .rese elevate in condizioni di induzione, mentre in presenza di tiamina veniva represso cos? come il gene cromosomale endogeno. In fact, it was transcribed in high yields under induction conditions, while in the presence of thiamine it was thus repressed. such as the endogenous chromosomal gene.

Il prodotto dell'espressione genica di nmtl, la cui sequenza animinoacidie a non mostra alcuna analogia con quella di proteine note, sembra essere coinvolto nella biosintesi della tiamina. Questa ipotesi e supportata dal fatto che il ceppo nmtl::ura4, ottenuto sostituendo la regione Xhol-Ncol di 820 bp del gene strutturale nmtl con il gene ura4 ? un tiamina auxotrofico, cio? esso richiede per crescere la presenza di tiamina nel terreno di coltura (Figura 5). The gene expression product of nmtl, whose animinoacid sequence does not show any analogy with that of known proteins, appears to be involved in the biosynthesis of thiamine. This hypothesis is supported by the fact that the nmtl :: ura4 strain, obtained by replacing the 820 bp Xhol-Ncol region of the nmtl structural gene with the ura4? an auxotrophic thiamine, that is? it requires the presence of thiamine in the culture medium to grow (Figure 5).

La regione promotore del gene nmtl, contenente gli elememti che controllano la regolazione della trascrizione mediata dalla tiamina, cos? come quella a valle del gene strutturale nmtl, contenente le sequenze di terminazione della trascrizione, appaiono particolarmente adatte alla costruzione di vettori per l'espressione inducibile di geni eterologhi in organismi ospiti. The promoter region of the nmtl gene, containing the elements that control thiamine-mediated regulation of transcription, thus such as the one downstream of the nmtl structural gene, containing the transcription termination sequences, appear particularly suitable for the construction of vectors for the inducible expression of heterologous genes in host organisms.

In accordo con la presente invenzione, la regione promotore pu? essere utilizzata tal quale 0 modificata in modo da creare intorno all'ATG dei siti di restrizione utili per l'inserimento in esatta fase di lettura di geni strutturali eterologhi senza alterare la funzionalit? delle sequenze di regolazione in essa contenute. In accordance with the present invention, the promoter region can? be used as it is or modified in order to create restriction sites around the ATG useful for the insertion in the exact reading phase of heterologous structural genes without altering the functionality? of the regulation sequences contained therein.

Vettori adatti agli scopi della presente invenzione possono essere plasmidi ad elevato numero di copie replicantisi in un organismo o ad integrazione genomica scelti fra quelli ad espressione in lieviti, batteri o cellule di mammifero disponibili commercialmente o presso centri di raccolta. Vectors suitable for the purposes of the present invention can be plasmids with a high number of replicating copies in an organism or with genomic integration selected from among those with expression in yeasts, bacteria or mammalian cells available commercially or at collection centers.

1 geni strutturali possono essere selezionati tra quelli che codificano per un qualsiasi polipeptide di interesse come ad esempio ormoni, proteine o enzimi utili in campo farmaceutico o alimentare . The structural genes can be selected from those encoding any polypeptide of interest such as hormones, proteins or enzymes useful in the pharmaceutical or food field.

Secondo una forma di attuazione della presente invenzione sono state costruite molecole di DNA ricombinante comprendenti la regione promotore di nmtl opportunamente modificata e/o la regione terminatore di nmtl e i geni strutturali che codificano CAT (Figura 8), la lipocortina 2 umana (Figura 9A) e i geni HPV-16 E6 e HPV-16 E7 di trasformazione del papillomavirus umano (Figura 9B) . According to an embodiment of the present invention, recombinant DNA molecules have been constructed comprising the suitably modified nmtl promoter region and / or the nmtl terminator region and the structural genes encoding CAT (Figure 8), human lipocortin 2 (Figure 9A) and the human papillomavirus transformation genes HPV-16 E6 and HPV-16 E7 (Figure 9B).

Secondo una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione, la regione promotore di nmtl ? stata clonata in un plasmide ad integrazione genomica in S-pombe posizionando subito a valle di questo il gene strutturale eterologo. La trasformazione delle cellule di lievito ? stata condotta mediante tecniche convezionali ed i trasformanti sono stati selezionati operando come riportato da Beach, D. e Nurse, P., (1981), Nature 290, 140-142. According to a further embodiment of the present invention, the promoter region of nmt1? was cloned into a genomically integrated plasmid in S-pombe by placing the heterologous structural gene immediately downstream of this. The transformation of yeast cells? was carried out by conventional techniques and the transformants were selected by operating as reported by Beach, D. and Nurse, P., (1981), Nature 290, 140-142.

Le cellule di lievito trasformate con i suddetti plasmidi ricombinanti sono state coltivate in terreno minimo in presenza e assenza di tiamina. I risultati ottenuti hanno mostrato, in entrambi i casi, una efficiente regolazione della trascrizione dei geni eterologhi posti a valle della regione promotore di nmtl. Yeast cells transformed with the aforementioned recombinant plasmids were cultured in minimal medium in the presence and absence of thiamine. The results obtained showed, in both cases, an efficient regulation of the transcription of the heterologous genes located downstream of the nmtl promoter region.

I risultati ottenuti mostravano una completa regolazione dell'espressione del gene eterologo clonato e, inoltre, l'analisi del 5* terminale del trascritto rivelava l'esatto inizio della trascrizione di detti geni. The results obtained showed a complete regulation of the expression of the cloned heterologous gene and, moreover, the analysis of the 5 * terminal of the transcript revealed the exact beginning of the transcription of said genes.

I vettori di clonaggio costruiti in accordo alla presente invenzione sono riportati in tabella I. The cloning vectors constructed in accordance with the present invention are shown in Table I.

In accordo con la presente invenzione il frammento di DNA cromosomale di 4,1 kb clonato nel plasmide DB262 ? stato depositato come E. coli JA221 (pNMT41) presso 1'American Type Culture Center come ATCC 68067. According to the present invention, the chromosomal DNA fragment of 4.1 kb cloned in the plasmid DB262? was deposited as E. coli JA221 (pNMT41) at the American Type Culture Center as ATCC 68067.

Gli esempi sperimentali che seguono sono illustrativi e non limitativi dell'invenzione stessa. The experimental examples which follow are illustrative and not limitative of the invention itself.

Esempio 1 Example 1

Estrazione del DNA cromosomale di Schizosaccharomyces pombe. Schizosaccharomyces pombe chromosomal DNA extraction.

Cellule di S,pombe (leul-32, weel-50, h meno) sono state coltivate in 200 mi di terreno di coltura YEA (Yeast extract (DIFCO) 5 g/1, glucosio 30 g/1, adenina 100 mg/1), sotto blanda agitazione, a 30?C sino ad una densit? di 8 x IO6 cellule per millilitro. S, pombe cells (leul-32, weel-50, h minus) were cultured in 200 ml of YEA culture medium (Yeast extract (DIFCO) 5 g / 1, glucose 30 g / 1, adenine 100 mg / 1 ), under mild agitation, at 30? C up to a density? of 8 x 10 6 cells per milliliter.

Quindi le cellule sono state separate dal sopranatante per centrifugazione (10 minuti, 5000 giri al minuto (rpm)) in un rotore SS34 modello Sorvall RC-5B a 4?C e risospese in 10 mi di tampone (20 mM fosfato citrato, pH 5,6, 40 mM EDTA, 1,2 M sorbitolo, 0,2% 2-mercaptoetanolo) contenente 1 mg/ml di lisozima. La sospensione agitata ? stata incubata a 37?C per 30 minuti e quindi centrifugata a 5000 giri al minuto (rpm) per 5 minuti . Then the cells were separated from the supernatant by centrifugation (10 minutes, 5000 revolutions per minute (rpm)) in an SS34 Sorvall RC-5B rotor at 4 ° C and resuspended in 10 ml of buffer (20 mM citrate phosphate, pH 5 , 6.40 mM EDTA, 1.2 M sorbitol, 0.2% 2-mercaptoethanol) containing 1 mg / ml of lysozyme. The shaken suspension? was incubated at 37 ° C for 30 minutes and then centrifuged at 5000 revolutions per minute (rpm) for 5 minutes.

Il pellet cos? ottenuto ? stato risospeso in 30 mi di tampone TE (10 mM Tris-HCl, pH 8, 0,1 mM EDTA) addizionato con 1,5 mi di una soluzione al 20% di sodiododeci lsolfato (SDS) e mantenuto a 65?C per 10 minuti. The pellet cos? obtained ? was resuspended in 30 ml of TE buffer (10 mM Tris-HCl, pH 8, 0.1 mM EDTA) added with 1.5 ml of a 20% sodiumdodecyl sulfate (SDS) solution and maintained at 65 ° C for 10 minutes.

Dopo aver aggiunto alla soluzione 10 mi di 5 M potassio acetato, la miscela risultante ? stata mantenuta in ghiaccio per 30 minuti. After adding 10 ml of 5 M potassium acetate to the solution, the resulting mixture? was kept on ice for 30 minutes.

11 precipitato cos? ottenuto ? stato separato per centrifugazione e 30 mi del supernatante sono stati addizionati a 30 mi di isopropanolo e fatti reagire a temperatura ambiente (20-25?C) per 5 minuti . 11 so precipitated? obtained ? was separated by centrifugation and 30 ml of the supernatant were added to 30 ml of isopropanol and reacted at room temperature (20-25 ° C) for 5 minutes.

Il precipitato risultante ? stato separato mediante centrifugazione e risospeso in 6 mi di soluzione contenente 100 mg/ml di proteinase K. La miscela risultante ? stata mantenuta a 37?C per 2 ore e quindi estratta con fenolo e fenolo-cloroformio. Gli acidi nucleici, precipitati addizionando alla miscela 2 volumi di etanolo, sono stati separati e sospesi in 500 jjl di soluzione contenente RNAsi A (50 jig/ml) e incubati a 37?C per 1 ora. The resulting precipitate? was separated by centrifugation and resuspended in 6 ml of solution containing 100 mg / ml of proteinase K. The resulting mixture? was kept at 37 ° C for 2 hours and then extracted with phenol and phenol-chloroform. The nucleic acids, precipitated by adding 2 volumes of ethanol to the mixture, were separated and suspended in 500 µl of solution containing RNase A (50 µg / ml) and incubated at 37 ° C for 1 hour.

La soluzione cos? ottenuta ? stata estratta con fenolo - cloroformio e quindi addizionata, goccia a goccia, con 2 volumi di etanolo. La precipitazione ? stata condotta sotto blanda agitazione, a temperatura ambiente. Il DNA precipitato ? stato raccolto per precipitazione e risospeso in tampone lxTE sino ad una concentrazione di 1 mg/ml. The solution cos? obtained? was extracted with phenol - chloroform and then added, drop by drop, with 2 volumes of ethanol. The precipitation? was carried out under gentle stirring, at room temperature. The precipitated DNA? was collected by precipitation and resuspended in lxTE buffer up to a concentration of 1 mg / ml.

Esempio 2 Example 2

Costruzione della qenoteca di S.pombe in HindlII. Construction of the S.pombe library in HindlII.

10 pg di DNA cromosomale ottenuti come riportato nell' esempio 1 sono stati diluiti in 120 pi di tampone 50 mM NaCl, 10 mM MgC^ , 20 mM Tris-HCl, 1 mM di Ditiotreiotolo (DTX) pH 7,5 e digeriti parzialmente con 4 unit? di enzima di restrizione HindlII (BRL) a 37?C per 30 minuti. 10 µg of chromosomal DNA obtained as reported in example 1 were diluted in 120 µl of 50 mM NaCl buffer, 10 mM MgC ^, 20 mM Tris-HCl, 1 mM of Dithiothreiotol (DTX) pH 7.5 and partially digested with 4 units of HindII restriction enzyme (BRL) at 37 ° C for 30 minutes.

Parallelamente 3 jug del plasmide DB262 (Wright, et al., (1986), PLASMID, 15, 156-158) sono stati digeriti nello stesso tampone sopra riportato con 5 unit? di HindlII a 37?C per 3 ore. In parallel, 3 jug of plasmid DB262 (Wright, et al., (1986), PLASMID, 15, 156-158) were digested in the same buffer reported above with 5 units? of HindII at 37 ° C for 3 hours.

Quindi 10 pg di frammenti di DNA sono stati ligati con 3 pg di DNA plasmidico in 300 pi di tampone di ligasi (66 mM Tris-HCl, pH 7.6, 1 mM ATP, 10 mM MgCl2, 10 mM (DTT)) in presenza di 1,5 unit? di T4 DNA ligasi (BRL) a 14?C per una notte. Il vettore DB262 diviene tetraciclina resistente quando il sito HindiII ? distrutto e pertanto consente la selezione dei trasformanti positivi. Then 10µg of DNA fragments were ligated with 3µg of plasmid DNA in 300µl of ligase buffer (66mM Tris-HCl, pH 7.6, 1mM ATP, 10mM MgCl2, 10mM (DTT)) in the presence of 1,5 unit? of T4 DNA ligase (BRL) at 14? C overnight. Vector DB262 becomes tetracycline resistant when the HindiII site? destroyed and therefore allows the selection of positive transformants.

La miscela di ligasi ? stata quindi utilizzata per trasformare cellule di E.coli JA221 (recAl, leuB6, trp delta E5 , hsdR, hsdM, lacY, C600) rese competenti mediante trattamento con 50 mM CaCl^ come descritto da Mandel,M. e Higa, (1970), J.Mol.Biol., 53^ 154. The ligase mixture? it was then used to transform E.coli JA221 cells (recAl, leuB6, trp delta E5, hsdR, hsdM, lacY, C600) made competent by treatment with 50 mM CaCl ^ as described by Mandel, M. and Higa, (1970), J.Mol.Biol., 53 ^ 154.

Quindi la selezione dei trasformanti ? stata effettuata su piastre di terreno LB agar (DIFCO) addizionate con 5 pg/ml di tetraciclina e incubate a 37?C per 18 ore. So the selection of transformants? was carried out on plates of LB agar medium (DIFCO) added with 5 pg / ml of tetracycline and incubated at 37 ° C for 18 hours.

Operando come sopra riportato sono state selezionate 10 colonie resistenti alla tetraciclina (colonie positive) contenenti un inserto eterologo con una lunghezza media di circa 4 Kb. Operating as reported above, 10 colonies resistant to tetracycline (positive colonies) containing a heterologous insert with an average length of about 4 Kb were selected.

Esempio 3 Example 3

Purificazione di poliA mRNA e sintesi delle sonde cDNA. Purification of polyA mRNA and synthesis of cDNA probes.

Il ceppo wild type S. pombe 972h ? stato coltivato, sotto agitazione, in 200 mi di terreno minimo, la cui composizione ? riportata da Nurse,P.(1975), Nature 256,547 o in terreno minimo contenente 2 mM di tiamina. Le colture sono state mantenute sotto blanda agitazione ad una temperatura di 30?C, sino ad una densit? di 8 x IO6 cellule/ml. Quindi le cellule sono state recuperate per centrifugazione, lavate in 0,9% NaCl e risospese in 2 mi di tampone a 0?C avente la seguente composizione : The wild type S. pombe 972h strain? been cultivated, under agitation, in 200 ml of minimum soil, the composition of which? reported by Nurse, P. (1975), Nature 256,547 or in a minimum medium containing 2 mM of thiamine. The cultures were kept under gentle stirring at a temperature of 30 ° C, up to a density? of 8 x 10 6 cells / ml. Then the cells were recovered by centrifugation, washed in 0.9% NaCl and resuspended in 2 ml of 0 ° C buffer having the following composition:

0,32 M di saccarosio; 0.32 M of sucrose;

20 mM Tris-HCl, pH 7,5; 20 mM Tris-HCl, pH 7.5;

10 mM EDTA; 10 mM EDTA;

0,5 mg/ml di eparina. 0.5 mg / ml of heparin.

La soluzione ? stata addizionata con 3 mi di palline di vetro (Sigma, 500 micron di diametro), trattata in vortex per 90 secondi e diluita immediatamente con 20 mi del tampone sopra riportato addizionato con SDS 1%. Le cellule cos? lisate sono state estratte con fenolo a 60?C per 3 minuti e poi con fenolo-cloroformio a 22?C per 5 minuti . The solution ? was added with 3 ml of glass beads (Sigma, 500 microns in diameter), vortexed for 90 seconds and immediately diluted with 20 ml of the above buffer added with 1% SDS. The cells cos? lysates were extracted with phenol at 60 ° C for 3 minutes and then with phenol-chloroform at 22 ° C for 5 minutes.

Successivamente l'RNA ? stato precipitato con 2 volumi di etanolo ed il pellet ? stato lavato con etanolo 70%, seccato sotto vuoto e risospeso in acqua sterile ad una concentrazione di 2 mg/ml. Per selezionare la frazione poliA+, l?RNA ? stato sospeso in 1 mM EDTA e denaturato a 65?C per 5 minuti, diluito con un ugual volume di 2 x loading tampone (lx = 20 mM Tris-HCl, pH 7,5, 1 mM EDTA, 0,5 M NaCl, 0,1% SDS) e la miscela risultante ? stata caricata in una colonna impaccata con 0,05 g di oligo(dT) cellulosa (Boehringer). La colonna ? stata lavata estensivamente con il tampone avente la composizione sopra riportata. Il poliadenilato mRNA ? stato eluito con una soluzione 10 mM Tris-HCl, pH 7,5, 1 mM EDTA, precipitato in 0,1 M NaCl, 66% etanolo e poi risospeso in acqua ad una concentrazione di 0,5 mg/ml. Subsequently the RNA? been precipitated with 2 volumes of ethanol and the pellet? was washed with 70% ethanol, dried under vacuum and resuspended in sterile water at a concentration of 2 mg / ml. To select the polyA + fraction, the? RNA? was suspended in 1 mM EDTA and denatured at 65 ° C for 5 minutes, diluted with an equal volume of 2 x loading buffer (lx = 20 mM Tris-HCl, pH 7.5, 1 mM EDTA, 0.5 M NaCl, 0.1% SDS) and the resulting mixture? was loaded into a column packed with 0.05 g of oligo (dT) cellulose (Boehringer). The column ? was extensively washed with the buffer having the above composition. Polyadenylate mRNA? was eluted with a 10 mM Tris-HCl solution, pH 7.5, 1 mM EDTA, precipitated in 0.1 M NaCl, 66% ethanol and then resuspended in water at a concentration of 0.5 mg / ml.

2 jig di poliA+ mRNA sono stati sospesi in 10 JJ.1 di una soluzione 100 mM KC1, 50 mM MgCl2, 10 mM Ditiotreitolo (DTT) contenente 0,5 mM di ciascuno dei deossinucleotidi (dGTP, dATP, dTTP) e 0,1 mCi di 32P-dCTP. La sintesi delle sonde cDNA ? stata condotta in presenza di 20 unit? di AMV trascriptasi inversa (Boehringer) a 42?C per 1 ora. 2 jigs of polyA + mRNA were suspended in 10 JJ. 1 of a 100 mM KC1, 50 mM MgCl2, 10 mM Dithiothreitol (DTT) solution containing 0.5 mM of each of the deoxynucleotides (dGTP, dATP, dTTP) and 0.1 mCi of 32P-dCTP. The synthesis of cDNA probes? was conducted in the presence of 20 units? of AMV reverse transcriptase (Boehringer) at 42 ° C for 1 hour.

La reazione ? stata bloccata addizionando EDTA ad una concentrazione finale di 40 mM. L'RNA ? stato quindi idrolizzato in 0,2 N NaOH a 65?C per 15 minuti e la soluzione risultante ? stata neutralizzata aggiungendo un ugual volume di 0,2 N HC1. I nucleotidi non incorporati sono stati allontanati mediante cromatografia su Sephadex G-50 e le frazioni contenenti cDNA ad alto peso molecolare ottenute dalle due colture (pi? o meno tiamina) sono state raccolte e utilizzate come sonde . The reaction ? was blocked by adding EDTA to a final concentration of 40 mM. The RNA? was then hydrolyzed in 0.2 N NaOH at 65 ° C for 15 minutes and the resulting solution? was neutralized by adding an equal volume of 0.2 N HCl. The unincorporated nucleotides were removed by chromatography on Sephadex G-50 and the fractions containing high molecular weight cDNA obtained from the two cultures (plus or minus thiamine) were collected and used as probes.

Esempio 4 Example 4

Screening della qenoteca di S. pombe. S. pombe library screening.

Circa 4x104 colonie positive ottenute come riportato nell'esempio 2, sono state piastrate ad una densit? di 2500 colonie/piastra su terreno LB agar addizionato con tetraciclina (5 pg/ml). Quindi le colonie che avevano raggiunto un diametro di 0,5-1 mm sono state trasferite su filtri di nitrocellulosa (Schleicher & Schuell, 0,45 jum) e lisate in situ. Il DNA ? stato adsorbito sul filtro mediante esposizione successiva a: About 4x104 positive colonies obtained as reported in Example 2, were plated at a density? of 2500 colonies / plate on LB agar medium supplemented with tetracycline (5 pg / ml). Colonies that had reached a diameter of 0.5-1 mm were then transferred to nitrocellulose filters (Schleicher & Schuell, 0.45 µm) and lysed in situ. DNA? been adsorbed on the filter by subsequent exposure to:

- 10% SDS (5 minuti); - 10% SDS (5 minutes);

- 0,2 N NaOH, 1,5 M NaCl (5 minuti); - 0.2 N NaOH, 1.5 M NaCl (5 minutes);

- 0,2 M Tris-HCl, pH 7.5, 2xSSC (lxSSC = 150 mM NaCl, 15 mM sodiocitrato) (2x5 minuti). - 0.2 M Tris-HCl, pH 7.5, 2xSSC (lxSSC = 150 mM NaCl, 15 mM sodium citrate) (2x5 minutes).

I filtri sono stati asciugati prima all'aria e poi a 80?C per 2 ore. Il trattamento di preibridizzazione ? stato condotto a 65?C per 5 ore in 100 mi di 6x SSC, 4 x Denhardt's (lx = 1% ficoll, 1% PVP,1% BSA pentax fraction V), 0,5% SDS, 100 pg/ml di DNA del timo di vitello denaturato. Poi i filtri sono stati trasferiti in 70 mi dello stesso tampone contenente la sonda cDNA/tiamina (10 cpm/ml) e 1'ibridizzazione ? stata condotta a 65?C per 24 ore. I filtri dopo lavaggio in 2xSSC (2 lavaggi per 5 minuti), 2xSSC, 1% SDS (2 lavaggi a 65?C per 30 minuti) e 0,lxSSC (1 lavaggio a 50?C per 30 minuti) sono stati esposti a autoradiografia su una lastra Kodak X-Omat AR. Successivamente la sonda utilizzata ? stata rimossa mediante lavaggio dei filtri in lxSSC e 50% formammide a 70?C per 30 minuti. Quindi i filtri sono stati lavati, seccati e ibridizzati con la sonda cDNA ottenuta da coltura in terreno minimo privo di tiamina operando come sopra descritto. The filters were dried first in air and then at 80 ° C for 2 hours. The prehybridization treatment? was conducted at 65 ° C for 5 hours in 100 ml of 6x SSC, 4 x Denhardt's (lx = 1% ficoll, 1% PVP, 1% BSA pentax fraction V), 0.5% SDS, 100 pg / ml of DNA of denatured calf thyme. Then the filters were transferred into 70 ml of the same buffer containing the cDNA / thiamine probe (10 cpm / ml) and the hybridization? was conducted at 65? C for 24 hours. Filters after washing in 2xSSC (2 washes for 5 minutes), 2xSSC, 1% SDS (2 washes at 65 ° C for 30 minutes) and 0, 1xSSC (1 wash at 50 ° C for 30 minutes) were exposed to autoradiography on a Kodak X-Omat AR plate. Subsequently the probe used? was removed by washing the filters in 1xSSC and 50% formamide at 70 ° C for 30 minutes. Then the filters were washed, dried and hybridized with the cDNA probe obtained from culture in minimal thiamine-free medium operating as described above.

Sono state cos? isolate numerose colonie che ibridizzavano in modo differente con le due sonde. Una di queste, che ibridizzava fortemente con la sonda cDNA terreno minimo meno tiamina e debolmente con la sonda cDNA terreno minimo pi? tiamina, ? stata ulteriormente caratterizzata. Were they like that? isolated numerous colonies that hybridized differently with the two probes. One of these, which hybridized strongly with the minimal medium cDNA probe minus thiamine and weakly with the minimal medium cDNA probe more? thiamine,? was further characterized.

Il plasmide ricombinante, estratto da detta colonia e digerito con HindlII, rivelava la presenza di una unica banda di 2,4 kb. The recombinant plasmid, extracted from said colony and digested with HindlII, revealed the presence of a single 2.4 kb band.

Esempio 5 Example 5

Sequenziamento del frammento HindlII di 2,4 kb. A) Subclonaggio del frammento HindlII di 2,4 kb in M13mpl9. Sequencing of the 2.4 kb HindlII fragment. A) Subcloning of the 2.4 kb HindlII fragment in M13mpl9.

1 pg del plasmide M13mpl9 (BRL) ? stato digerito in 20 pi di miscela di digestione con 5 unit? di enzima HindlII a 37?C per 1 ora. 1 pg of plasmid M13mpl9 (BRL)? been digested in 20 µl of digestion mixture with 5 units? of HindII enzyme at 37 ° C for 1 hour.

La reazione enzimatica ? stata inattivata a 65?C per 10 minuti e il DNA precipitato con etanolo e separato per centrifugazione. The enzymatic reaction? was inactivated at 65 ° C for 10 minutes and the DNA precipitated with ethanol and separated by centrifugation.

0,4 pg di DNA plasmidico cos? digerito sono stati ligati a 1 ug del frammento HindlII di 2,4 kb in 30 pi di miscela di ligasi in presenza di 0,2 unit? di T4 DNA ligasi, a 14?C per una notte. 0.4 pg of plasmid DNA cos? digested were ligated to 1 µg of the 2.4 kb HindlII fragment in 30 µl of ligase mixture in the presence of 0.2 units? of T4 DNA ligase, at 14? C overnight.

2,0 pi della miscela di ligasi sono stati impiegati per trasformare 200 pi di cellule competenti di E.coli JM101. 2.0 µl of the ligase mixture was used to transform 200 µl of competent E.coli JM101 cells.

La selezione delle placche ? stata quindi effettuata su piastre di LB agar morbido (3 mi) addizionate con 400 jug/ml di X-GAL, 80 pg/ml di IPTG e 200 rul di cellule E.coli JM101 non trattate. Da 12 placche bianche sono stati isolati 6 cloni positivi che contenevano i plasmidi ricombinanti. The selection of the plates? It was then carried out on soft LB agar plates (3 ml) added with 400 µg / ml of X-GAL, 80 µg / ml of IPTG and 200 µg / ml of untreated E.coli JM101 cells. 6 positive clones containing the recombinant plasmids were isolated from 12 white plaques.

Due di detti plasmidi, indicati p5 e p7 contenenti l'inserto nei due orientamenti, sono stati estratti e sequenziati. Two of said plasmids, indicated p5 and p7 containing the insert in the two orientations, were extracted and sequenced.

B) Sequenziamento di p5 e p7. B) Sequencing of p5 and p7.

I plasmidi p5 e p7 sono stati completamente sequenziati in entrambe le direzioni mediante preparazione di una serie di mutanti di delezione ottenuti dopo digestione con EsonucleasilII e nucleasi SI operando come descritto da Henikoff, S. (1984), Gene,28,351-359. The p5 and p7 plasmids were completely sequenced in both directions by preparing a series of deletion mutants obtained after digestion with ExonucleasilII and SI nuclease operating as described by Henikoff, S. (1984), Gene, 28,351-359.

La presenza di una unica fase di lettura aperta di 1038 bp faceva presupporre la presenza di un nuovo gene, qui di seguito indicato nmtl, che codificava potenzialmente una proteina di 346 amminoacidi con un peso molecolare di 39 kD. The presence of a single open reading phase of 1038 bp suggested the presence of a new gene, hereinafter referred to as nmtl, which potentially encoded a protein of 346 amino acids with a molecular weight of 39 kD.

Si ? proceduto quindi alla localazzazione dei terminali 5' e 3' dell?mRNA di nmtl. Yup ? then proceeded to the localization of the 5 'and 3' terminals of the nmtl mRNA.

In pratica la regione 5' dell'mRNA di nmtl ? stata determinata mediante la strategia "primer extension" impiegando 1'oligonucleotide 5'CCTCAA-TCCCTTCACGCTCA 3', complementare alla regione di mRNA compresa tra 90 'e 109 (Figura 3A), marcato terminalmente come descritto da Grimm et al., (1988), Mol. Gen.Genet., 215, 81-86. In practice, the 5 'region of the mRNA of nmtl? was determined by the "primer extension" strategy using the 5'CCTCAA-TCCCTTCACGCTCA 3 'oligonucleotide, complementary to the mRNA region between 90' and 109 (Figure 3A), terminally labeled as described by Grimm et al., (1988) , Mol. Gen. Gen., 215, 81-86.

I risultati ottenuti rivelavano che la trascrizione iniziava al residuo A in posizione -69 e che la sequenza TATATAAA si estendeva dalla posizione -34 a -27 rispetto al sito di inizio della trascrizione. The results obtained revealed that transcription started at residue A in position -69 and that the TATATAAA sequence extended from position -34 to -27 with respect to the transcription start site.

II terminale 3' del trascritto ? stato determinato mediante mappaggio con nuclease SI (Berk A.P. e Sharp, P.A., (1977), Celi, 2 , 721-737) usando una sonda di 371 nucleotidi corrispondente alla regione a valle del sito Ncol (+935) all'interno della sequenza codificante nmtl. Un singolo frammento protetto di 244 nucleotidi colloca il 3 'terminale del messaggero 142 nucleotidi dopo il codone di stop (Figura 3A). The 3 'terminal of the transcript? was determined by SI nuclease mapping (Berk A.P. and Sharp, P.A., (1977), Celi, 2, 721-737) using a 371 nucleotide probe corresponding to the downstream region of the Ncol (+935) site within the sequence coding nmtl. A single protected fragment of 244 nucleotides places the 3 'terminal of the messenger 142 nucleotides after the stop codon (Figure 3A).

La predetta lunghezza dell'mRNA di nmtl, basata sul mappaggio dei terminali, ? quindi di 1252 nucleotidi molto vicina al valore trovato mediante Northern blotting. Da questi dati ? possibile concludere che la trascrizione del gene nmtl produce un semplice "unepliced" mRNA e non ha alcuna eterogeneit? ai due terminali. The predicted length of nmtl mRNA, based on terminal mapping,? therefore of 1252 nucleotides very close to the value found by Northern blotting. From these data? Is it possible to conclude that the transcription of the nmtl gene produces a simple "unepliced" mRNA and has no heterogeneity? to the two terminals.

Allo scopo di ottenere l'intera sequenza a monte del gene nmtl, la banca genomica preparata come riportato nell'esempio 2 ? stata ibridizzata con il frammento di 2,4 kb marcato con 32P operando come riportato da Feinberg A.P. e Vogelstein, B., (1984) Anal.Biochem., 137, 266-267. Da uno dei cloni positivi ? stato isolato un plasmide contenente un frammento di DNA di 4,1 kb, qui di seguito indicato pNMT41, che all'analisi di restrizione con HindlII risultava costituito dal frammento originario di 2,4 kb e da un frammento di 1,7 kb. L'analisi Southern blotting del DNA cromosoraale di S.pombe, digerito con gli enzimi di restrizione BamHI e EcoRI, utilizzando come sonde i due frammenti HindiII di 2,4 e 1,7 kb separatamente, confermava che nel genoma del lievito il frammento di DNA di 1,7 kb era a monte e contiguo al frammento di 2,4 kb e non era il risultato di una reazione di ligazione durante la fase di clonaggio . In order to obtain the entire sequence upstream of the nmtl gene, the genomic bank prepared as reported in example 2? was hybridized with the 2.4 kb fragment labeled with 32P operating as reported by Feinberg A.P. and Vogelstein, B., (1984) Anal.Biochem., 137, 266-267. From one of the positive clones? A plasmid was isolated containing a DNA fragment of 4.1 kb, hereinafter referred to as pNMT41, which, upon restriction analysis with HindlII, resulted to consist of the original 2.4 kb fragment and a 1.7 kb fragment. Southern blotting analysis of the chromosoral DNA of S.pombe, digested with the restriction enzymes BamHI and EcoRI, using as probes the two HindiII fragments of 2.4 and 1.7 kb separately, confirmed that in the yeast genome the fragment of 1.7 kb DNA was upstream and contiguous to the 2.4 kb fragment and was not the result of a ligation reaction during the cloning step.

La maggior parte del frammento (1320 bp) di 1,7 kb ? stato sequenziato in entrambe le direzioni e la sua sequenza e mappa di restrizione sono riportate in Figura 3A e 3B. Most of the fragment (1320 bp) of 1.7 kb? been sequenced in both directions and its sequence and restriction map are shown in Figure 3A and 3B.

Esempio 6 Example 6

Determinazione delle sequenze di controllo della regolazione del gene nmtl. Determination of the control sequences of the nmtl gene regulation.

Allo scopo di verificare se il frammento di 4,1 kb conteneva gli elementi di controllo della regolazione della trascrizione di nmtl, il plasmide pNMT41 ? stato impiegato per trasformare cellule di S.pombe operando secondo la tecnica di Beach, D. e Nurse,P., (1981) Nature 290, 140-142. I trasformanti sono stati selezionati su terreno minimo selezionando per la leucina. In order to verify if the 4.1 kb fragment contained the control elements of the transcription regulation of nmtl, the plasmid pNMT41? been used to transform Spaombe cells by operating according to the technique of Beach, D. and Nurse, P., (1981) Nature 290, 140-142. Transformants were selected on minimal medium by selecting for leucine.

Alcune delle colonie trasformate sono state quindi coltivate in terreno minimo in assenza e in presenza di 2 ^?? di tiamina a 30 ?C per 40 ore. L'RNA preparato da ciascuna coltura come riportato nell'esempio 3 ? stato analizzato mediante Northern blotting utilizzando sonde nmtl marcate con 32P. Dai riportati in Figura 4 si osserva che cellule trasformate con pNMT41 coltivate in condizioni di induzione (assenza di tiamina) (linea c) contengono una quantit? di mRNA doppia rispetto alle cellule trasformate con il plasmide pDB262 tal quale (controllo) (linea a). In condizioni di repressione (presenza di tiamina) 11nmtl mRNA non ? determinabile n? nelle cellule di controllo (linea b) n? in quelle trasformate con il plasmide pNMT41 (linea d). Some of the transformed colonies were then grown in minimal soil in the absence and presence of 2 ^ ?? of thiamine at 30 ° C for 40 hours. The RNA prepared from each culture as reported in Example 3? was analyzed by Northern blotting using 32P-labeled nmtl probes. From the reported in Figure 4 it is observed that cells transformed with pNMT41 cultured under induction conditions (absence of thiamine) (line c) contain a quantity of double mRNA compared to cells transformed with the plasmid pDB262 as it is (control) (line a). Under conditions of repression (presence of thiamine) 11nmtl mRNA is not? determinable n? in control cells (line b) n? in those transformed with the pNMT41 plasmid (line d).

Per confermare che gli aumenti di mRNA erano dovuti alla presenza del plasmide contenente il frammento di 4,1 kb, ? stato costruito un plasmide contenente il frammento di 4,1 kb privo della regione BamHI-BamHI di 185 bp del gene strutturale nmtl (????? 41). L'analisi dell'nmtl mRNA isolato da cellule di S.pombe trasformate con detto plasmide mostrava la presenza di un trascritto pi? corto (Figura 4: linea e). Sulla base di risultati densiometrici, ? stato possibile osservare che in terreno privo di tiamina (linea e) il 45% del prodotto genico di nmtl era derivato dalla trascrizione del gene presente nel DNA cromosomale di S.pombe, mentre il 55% derivava dalla trascrizione del gene nmtl presente nel plasmide ricombinante. In presenza di tiamina, sia il trascritto derivato dal gene cromosomale che quello derivato dal gene plasmidico erano totalmente repressi {linea f). Sulla base di questi dati era possibile concludere che il gene clonato nmtl e le regioni che lo affiancano includono tutte le sequenze di regolazione della trascrizione del gene mediata dalla tiamina e, inoltre mostrano che detta regolazione avviene anche in presenza di copie multiple del promotore . To confirm that the increases in mRNA were due to the presence of the plasmid containing the 4.1 kb fragment,? A plasmid was constructed containing the 4.1 kb fragment devoid of the 185 bp BamHI-BamHI region of the nmtl structural gene (????? 41). The analysis of nmtl mRNA isolated from S.pombe cells transformed with said plasmid showed the presence of a transcript pi? short (Figure 4: line e). Based on densiometric results,? It was possible to observe that in thiamine-free medium (line e) 45% of the nmtl gene product was derived from the transcription of the gene present in the chromosomal DNA of S.pombe, while 55% derived from the transcription of the nmtl gene present in the recombinant plasmid . In the presence of thiamine, both the transcript derived from the chromosomal gene and that derived from the plasmid gene were totally repressed (line f). On the basis of these data it was possible to conclude that the cloned nmtl gene and the adjacent regions include all the regulatory sequences of the thiamine-mediated gene transcription and, furthermore, show that this regulation also occurs in the presence of multiple copies of the promoter.

Esempio 7 Example 7

Costruzione di un ceppo di S.pombe privo di attivit? nmtl {nmtl:: ura4) per l'anaJisi della funzione della proteina codificata dal gene nmtl. Allo scopo di ottenere informazioni circa la funzione del prodotto codificato dal gene nmtl, esso ? stato inattivato come riportato da Grimm, C. et al., (1988), Mol.Gen.Genet., 215, 81-86. Construction of a stump of S.pombe devoid of activity? nmtl {nmtl :: ura4) for the analysis of the function of the protein encoded by the nmtl gene. In order to obtain information about the function of the product encoded by the nmtl gene, it? been inactivated as reported by Grimm, C. et al., (1988), Mol. Gen. Genet., 215, 81-86.

La regione Xhol-Ncol di 816 bp contenuta nel gene strutturale nmtl ? stata sostituita con il gene ura4 (Bach, M.L., (1987), Curr.Genet., 12, 527-534 ). The 816 bp Xhol-Ncol region contained in the nmtl structural gene? has been replaced with the ura4 gene (Bach, M.L., (1987), Curr.Genet., 12, 527-534).

Il frammento lineare ottenuto dopo digestione con HindlII ? stato isolato e utilizzato per trasformare il ceppo diploide (h /h , ura4-dl8/ura4-dl8, leu-32/leu-32 , ade6-704/ade6-704) a uracil prototrofia. L'analisi di restrizione di 10 trasformanti diploidi stabili Ura+ mostrava per due di questi un pattern che confermava che una integrazione omologa al locus nmtl era avvenuta La digestione con HindlII di tale diploide (Figura 5, linea D) produceva quantit? eguimolecolari di una banda di 2,4 kb e di una banda di 3,4 kb corrispondenti, rispettivamente, al gene wild type e a quello distrutto. The linear fragment obtained after digestion with HindlII? was isolated and used to transform the diploid strain (h / h, ura4-dl8 / ura4-dl8, leu-32 / leu-32, ade6-704 / ade6-704) to uracil prototrophy. The restriction analysis of 10 Ura + stable diploid transformants showed for two of these a pattern that confirmed that a homologous integration at the nmtl locus had occurred. molecules of a 2.4 kb band and a 3.4 kb band corresponding, respectively, to the wild type gene and to the destroyed one.

Un diploide sporulante h+/h90 ? stato selezionato mediante esposizione a vapori di iodio e i prodotti di meiosi sono stati analizzati mediante dissezione tetraedrica. In tutti i casi le 4 spore erano vitali su terreno YEA. Il DNA estratto da ciascuna spora era analizzato mediante Southern blotting e, come atteso, mostrava due alleli nmtl wild type e due distrutti. Questi ultimi mostravano un fenotipo Ura+ (Figura 5 A). Le caratteristiche colturali di ognuna delle 4 spore ottenute da una singola tetrade coltivate in terreno minimo {supplementato con adenina, leucina e uracile) con 0 senza tiamina sono mostrate in Figura 5 B. Tutte e 4 le spore crescevano in terreno minimo contenente tiamina, comunque in terreno minimo da solo le cellule contenenti il gene nmt.l deleto (nmtl::ura4) non mostravano una crescita sostanziale . A sporulating diploid h + / h90? was selected by exposure to iodine vapors and the meiosis products were analyzed by tetrahedral dissection. In all cases the 4 spores were viable on YEA medium. DNA extracted from each spore was analyzed by Southern blotting and, as expected, showed two wild type and two destroyed nmtl alleles. The latter showed a Ura + phenotype (Figure 5A). The cultural characteristics of each of the 4 spores obtained from a single tetrad grown in minimal medium (supplemented with adenine, leucine and uracil) with 0 without thiamine are shown in Figure 5 B. All 4 spores grew in minimal medium containing thiamine, however in minimal medium alone, cells containing the deleted nmt.l gene (nmtl :: ura4) did not show substantial growth.

1 dati confermavano che il ceppo contenente il frammento nmtl::ura4 era tiamina auxotrofico. The data confirmed that the strain containing the nmtl :: ura4 fragment was auxotrophic thiamine.

Esempio 8 Example 8

Effetto della concentrazione della tiamina sull'espressione di nmtl. Effect of thiamine concentration on nmtl expression.

Cellule di S.pombe 972 h~ sono state coltivate per 40 ore in terreno minimo da solo o addizionato con concenrazioni differenti di tiamina (0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0 e 2,0 pi). Spaombe cells 972 h ~ were cultured for 40 hours in minimal medium alone or added with different concentrations of thiamine (0.01; 0.02; 0.05; 0.1; 0.2; 0.5 ; 1.0 and 2.0 µl).

Quindi 1'RNA ? stato estratto dalle cellule e dopo denaturazione ? stato frazionato su gel di agarosio 1,2% in 25 mM di tampone fosfato. Dopo elettroforesi, l'mRNA nmtl ? stato determinato mediante Northern blotting utilizzando una sonda nmtl marcata con P. So 1 RNA? been extracted from the cells and after denaturation? was fractionated on 1.2% agarose gel in 25 mM phosphate buffer. After electrophoresis, the mRNA nmtl? was determined by Northern blotting using a P.

I risultati riportati in Figura 1A mostrano che il trascritto del gene nmtl era presente abbondantemente in terreno minimo privo di tiamina, mentre scompariva all'aumentare della concentrazione della tiamina nel terreno di coltura. The results reported in Figure 1A show that the transcript of the nmtl gene was abundantly present in minimal thiamine-free medium, while it disappeared as the concentration of thiamine in the culture medium increased.

Gli stessi campioni di RNA sono stati saggiati in parallelo per la determinazione del trascritto della citocromo C mediante Northern blotting impiegando come sonda il frammento EcoRI-SalI di 0,54 kb contenente il gene codificante la citocromo C isolato dal plasmide pPoCyc(0,54) (Russell,P. e Hall ,B., (1982), Mol .Celi.Biol., 2,106-116) . The same RNA samples were assayed in parallel for the determination of the cytochrome C transcript by Northern blotting using as probe the 0.54 kb EcoRI-SalI fragment containing the gene encoding cytochrome C isolated from the pPoCyc plasmid (0.54) (Russell, P. And Hall, B., (1982), Mol .Celi.Biol., 2,106-116).

I risultati riportati in Figura 1B mostrano che uguali quantit? di mRNA erano caricate in ciascuna linea e che l'mRNA nmtl, quando espresso completamente, risultava 50-100 volte pi? abbondante di quello della citocromo C. Pertanto questi dati indicavano nmtl come uno dei maggiori trascritti cellulari. The results reported in Figure 1B show that equal quantities? of mRNA were loaded into each line and that the nmtl mRNA, when fully expressed, was 50-100 times more? abundant than that of cytochrome C. Therefore these data indicated nmtl as one of the major cellular transcripts.

Esempio 9 Example 9

Cinetica della repressione e dell'induzione della trascrizione di nmtl da parte della tiamina. Kinetics of repression and induction of nmtl transcription by thiamine.

A) Per studiare la cinetica della repressione, una coltura di S.pombe 972 h- ? stata cresciuta sino alla fase logaritmica in terreno minimo privo di tiamina. Quindi, dopo aver prelevato una aliquota di detta coltura (T?) per l'analisi dell'mRNA, il terreno minimo ? stato addizionato con 2 JJM di tiamina. Aliquote di detta coltura sono state prelevate ad intervalli regolari per la preparazione dell'mRNA. I risultati di Northern blottingting riportati in Figura 2A rivelano che il trascritto scompare completamente dalle cellule dopo circa 3 ore. A) To study the kinetics of repression, a 972 h-? was grown to the logarithmic phase in minimal thiamine-free medium. So, after taking an aliquot of said culture (T?) For mRNA analysis, the minimum medium? was added with 2 JJM of thiamine. Aliquots of said culture were taken at regular intervals for the preparation of the mRNA. The Northern blottingting results reported in Figure 2A reveal that the transcript disappears completely from the cells after approximately 3 hours.

B) Per studiare la cinetica dell'induzione, cellule di S.pombe 972 h sono state coltivate in terreno minimo addizionato con 2 jiM di tiamina sino alla fase logaritmica. Quindi una aliquota della coltura ? stata prelevata per la preparazione dell'mRNA (T?). Successivamente le cellule sono state separate dalla coltura, lavate con terreno minimo e risospese (IO6 cellule /mi) in terreno minimo fresco. Aliquote di detta coltura sono state prelevate ad intervalli di 1 ora e l'mRNA ? stato saggiato mediante Northern blottingting utilizzando la sonda nmtl marcata. B) To study the kinetics of induction, 972 h S.pombe cells were cultured in minimal medium supplemented with 2 µM of thiamine up to the logarithmic phase. So an aliquot of the crop? was taken for mRNA preparation (T?). The cells were then separated from the culture, washed with minimal medium and resuspended (106 cells / ml) in fresh minimal medium. Aliquots of this culture were withdrawn at 1 hour intervals and the mRNA? was assayed by Northern blottingting using the labeled nmtl probe.

I risultati riportati in Figura 2B mostrano l'assenza del trascritto al tempo T?; la prima comparsa del trascritto dopo 10 ore e la comparsa di tutto il trascritto nmtl dopo 16 ore. The results reported in Figure 2B show the absence of the transcript at time T ?; the first appearance of the transcript after 10 hours and the appearance of the entire nmtl transcript after 16 hours.

In conclusione questi dati indicano che l'espressione di nmtl pu? essere controllata mediante semplice modifica del terreno di coltura e che nello stato di non induzione l?espressione di tale gene ? completamente repressa. In conclusion, these data indicate that the expression of nmtl pu? be controlled by simple modification of the culture medium and that in the state of non-induction the expression of this gene? completely repressed.

Esempio 10 Example 10

Costruzione di vettori che contengono le sequenze di regolazione di nmtl. Construction of vectors containing nmtl regulation sequences.

A) Costruzione dei vettori a copie multiple PMNS36L e PMBS36L. A) Construction of the multiple copy vectors PMNS36L and PMBS36L.

Il frammento BclI-EcoRI di 1,8 kb contenente la regione promotore di nmtl e una parte del gene strutturale nmtl {Figura 3B) ? stato subclonato nel fago M13mpl9 (BRL) operando come descritto nell'esempio 5A e la regione intorno all'ATG ? stata modificata mediante mutagenesi in vitro come segue: The 1.8 kb BclI-EcoRI fragment containing the nmtl promoter region and a part of the nmtl structural gene (Figure 3B)? been subcloned in the phage M13mpl9 (BRL) operating as described in example 5A and the region around the ATG? was modified by in vitro mutagenesis as follows:

1) il residuo T in posizione 6 del gene strutturale ? stato sostituito con il residuo nucleotidico G in modo da modificare il sito di restrizione endogeno Acci nel sito Sali impiegando l'oligonucleotide sintetico 5 'CTTGTTAGTCGACATGATT 3?e operando come riportato da Maundrell et al. (1988), EMBO J., 7, 2203-2209. In tale modo si otteneva un promotore pi? facilmente inseribile; 2) la regione immediatamente a monte dell'ATG ? stata modificata in modo da includere il sito Ndel (51CATATG 3'). 1) the residue T in position 6 of the structural gene? was substituted with the nucleotide residue G in order to modify the endogenous restriction site Acci in the Sali site using the synthetic oligonucleotide 5 'CTTGTTAGTCGACATGATT 3? and operating as reported by Maundrell et al. (1988), EMBO J., 7, 2203-2209. In this way a promoter was obtained more? easily inserted; 2) the region immediately upstream of the ATG? modified to include the Ndel site (51CATATG 3 ').

Per questa reazione ? stato impiegato 1'oligonucleotide 5'AGTCGACATATGATTTAACA 3'. For this reaction? The 5'AGTCGACATATGATTTAACA 3 'oligonucleotide was used.

In questo costrutto 1'ATG dell'Ndel codifica per la metionina necessaria per l'inizio traduzione e consente la precisa fusione di sequenze nucleotidiche eterologhe che contengono al terminale 5'un sito di restrizione Ndel naturale o costruito. In this construct the Ndel ATG encodes the methionine necessary for the initiation of translation and allows the precise fusion of heterologous nucleotide sequences containing a natural or constructed Ndel restriction site at the 5 'terminal.

Il sito Ndel ? particolarmente adatto per costrutti di questo tipo poich? non causa alcuna modifica della sequenza N-terminale amminoacidica del prodotto genico espresso. The Ndel site? particularly suitable for constructs of this type since? it does not cause any modification of the N-terminal amino acid sequence of the expressed gene product.

Comunque per poter utilizzare questo sito di restrizione ? stato necessario modificare il promotore in modo da eliminare il sito endogeno Ndel in posizione -768 a monte dell'ATG. In pratica tale modifica ? stata ottenuta digerendo il promotore con Ndel e poi incubando con l'enzima "Klenow" (Boehringer) . L'attivit? esonucleasica 5'?)3' di questo enzima era usata per eliminare il sito di restrizione Ndel. La successiva analisi di sequenza mostrava infatti che la sequenza originale del promotore di nmtl 5'CCATATGTCTAA 3'era stata modificata a 5'CCATAA 3'(Figura 6 B) con conseguente perdita del sito di restrizione Ndel. Questa modifica non aveva alcun effetto negativo sulle sequenze coinvolte nel controllo della trascrizione mediata dalla tiamina (Figura 9 A). I promotori modificati come riportato in 1 e 2, sono stato poi isolati come frammento Pstl-Sall di 1,2 kb e subclonati nel vettore pIRT3 ad espressione in lieviti e in E.coli ottenendo rispettivamente i plasmidi pMS21L e pMNS21L. Anyway in order to use this restriction site? It was necessary to modify the promoter in order to eliminate the endogenous Ndel site in position -768 upstream of the ATG. In practice such a change? was obtained by digesting the promoter with Ndel and then incubating with the enzyme "Klenow" (Boehringer). The activity? 5 '?) 3' exonuclease of this enzyme was used to eliminate the Ndel restriction site. The subsequent sequence analysis indeed showed that the original sequence of the nmtl 5'CCATATGTCTAA 3 'promoter had been modified to 5'CCATAA 3' (Figure 6 B) with consequent loss of the Ndel restriction site. This modification had no adverse effect on the sequences involved in the control of thiamine-mediated transcription (Figure 9A). The modified promoters as reported in 1 and 2, were then isolated as a 1.2 kb Pstl-Sall fragment and subcloned in the pIRT3 vector for expression in yeasts and E. coli, obtaining the pMS21L and pMNS21L plasmids respectively.

Detti vettori contengono il marcante LEU2 di S. cerevisiae, utile per la selezione dei trasformanti, e l'arsi di S. pombe che fornisce l'origine di replicazione in eucarioti necessaria per il mantenimento episomale di plasmidi. LEU2 e arsi sono clonati, rispettivamente, nei siti HindlII e EcoRI del polilinker di pUC119. Said vectors contain the LEU2 marker of S. cerevisiae, useful for the selection of transformants, and the self of S. pombe which provides the origin of replication in eukaryotes necessary for the episomal maintenance of plasmids. LEU2 and arsi are cloned at the HindlII and EcoRI sites of the pUC119 polylinker, respectively.

II vettore pIRT3 ? stato ottenuto dal vettore pIRT2 (Hindley,J. et al., (1987), Mol.Cell.B-iol.,7., 504-511) cambiando l'orientamento del marcante LEU. The pIRT3 vector? was obtained from the pIRT2 vector (Hindley, J. et al., (1987), Mol.Cell.B-iol., 7., 504-511) by changing the orientation of the LEU label.

Infine, per fornire al vettore un segnale di terminazione della trascrizione, la regione 3' di nmtl compresa tra il codone di stop e il sito 990 bp a valle di questo ? stata amplificata mediante PCR (polymerase chain reaction) e inserita nei siti BamHI e SstI del polilinker di pUC119 (Figura 6 B) ottenendo pMNS36L. Finally, to provide the vector with a transcription termination signal, the 3 'region of nmt1 between the stop codon and the 990 bp site downstream of this? was amplified by PCR (polymerase chain reaction) and inserted in the BamHI and SstI sites of the pUC119 polylinker (Figure 6 B) obtaining pMNS36L.

Il plasmide pMBS36L ? identico al plasmide pMNS36L tranne per il fatto che la sequenza intorno all'ATG ? stata modificata in modo da contenere il sito Ball (5'TGGCCA 3?) invece di Ndel . Tale modifica ? stata ottenuta mediante mutagenesi in vitro utilizzando 1'oligonucleotide 5'GTCGAC-ATGGCCAATTTAACAAAG 3' (Figura 6C). Questo costrutto consente mediante digestione con Ball di eliminare il codone ATG nel caso in cui il gene eterologo contiene gi? il suo codone di inizio traduzione. B) Costruzione dei vettori ad integrazione genomica pMINS6L pMIBS6L. The pMBS36L plasmid? identical to the pMNS36L plasmid except that the sequence around the ATG? been modified to contain the Ball site (5'TGGCCA 3?) instead of Ndel. Such a change? was obtained by in vitro mutagenesis using the 5'GTCGAC-ATGGCCAATTTAACAAAG 3 'oligonucleotide (Figure 6C). This construct allows by digestion with Ball to eliminate the ATG codon in the case in which the heterologous gene already contains? its translation start codon. B) Construction of pMINS6L pMIBS6L genomically integrated vectors.

Plasmidi adatti per l'integrazione della sequenza di DNA eterologa nel cromosoma di S.pombe sono stati costruiti mediante delezione dell'elemento E?oRI arsi da pMNS36L e pMBS36L. Plasmids suitable for the integration of the heterologous DNA sequence into the chromosome of S.pombe were constructed by deletion of the E? ORI element arsi from pMNS36L and pMBS36L.

I plasmidi ottenuti sono stati indicati rispettivamente pMINS6L e pMIBS6L. The plasmids obtained were indicated respectively pMINS6L and pMIBS6L.

Le caratteristiche dei vettori costruiti sono riportati in tabella I. The characteristics of the constructed vectors are shown in table I.

Tabella I Table I.

Vettori Siti di Marker Origine di nmtl restriz . replicaz . termina. Vectors Marker sites Origin of nmtl restrict. replication ends.

all'ATG at the ATG

pMS21L Sali LEU2 arsi NO pMS21L Salts LEU2 burned NO

PMNS21L Ndel,Sal? LEU2 arsi NO PMNS21L Ndel, Sal? LEU2 burned NO

pMNS36L Ndel,Sali LEU2 arsi SI pMNS36L Ndel, Sali LEU2 burned YES

pMBS36L Ball,Sali LEU2 arsi SI pMBS36L Ball, Sali LEU2 burned YES

pMINS6L Ndel,Sali LEU2 SI pMINS6L Ndel, Sali LEU2 YES

pMIBS6L Ball,Sali LEU2 SI pMIBS6L Ball, Climb LEU2 YES

Esempio 11 Example 11

Espressione inducibile di Cloramfenicolo acetil transferasl (CAT). Inducible expression of chloramphenicol acetyl transferase (CAT).

Il frammento di DNA HindiII - BamHI di 1,639 kb contenente il gene strutturale che codifica per CAT ? stato isolato dal plasmide pAlOCAT (DOnofrio et al.,(1985), EMBO J. 4, 1981-1989) e subclonato in M13mpl8. Quindi un sito Ndel ? stato creato al codone ATG mediante mutagenesi in vitro impiegando 1 'oligonucleotide sintetico 5'TAAGGAAGCTCATATGGAGAAAA 3\ Successivamente il frammento Ndel-XhoII ? stato isolato da M13mpl8 e clonato nei siti Ndel e BamHI dei plasmidi pMNS36L e pMINSSL per dare rispettivamente i plasmidi ibridi pMCMA e pMCM. The 1,639 kb HindiII - BamHI DNA fragment containing the structural gene encoding CAT? was isolated from the plasmid pAlOCAT (DOnofrio et al., (1985), EMBO J. 4, 1981-1989) and subcloned in M13mpl8. So a Ndel site? was created at codon ATG by in vitro mutagenesis using the synthetic oligonucleotide 5'TAAGGAAGCTCATATGGAGAAAA 3 \ Subsequently the Ndel-XhoII fragment? was isolated from M13mpl8 and cloned in the Ndel and BamHI sites of the pMNS36L and pMINSSL plasmids to give the pMCMA and pMCM hybrid plasmids, respectively.

Il clonaggio ? stato condotto in miscela di ligasi come descritto nell'esempio 5A. Cloning? was carried out in a mixture of ligases as described in Example 5A.

I trasformanti S .pombe contenenti il plasmide replicantesi pMCMA sono stati coltivati in terreno minimo in presenza o meno di tiamina, a 30 ?C per 40 ore. The S .pombe transformants containing the replicating plasmid pMCMA were cultured in minimal medium with or without thiamine, at 30 ° C for 40 hours.

Successivamente le cellule sono state separate mediante centrifugazione a 5000 rpm, a 22? C per 5 minuti. Il pellet ? stato risospeso in 300 pi di tamone 0,25 M Tris-HCl, pH 7,5, 1 mM PMSF e dopo aggiunta di 500 p.1 di palline di vetro lisato in vortex per 4 minuti. 400 pi di sopranatante sono stati trasferiti in tubi Eppendorf e centrifugati ripetutamente (12.000 rpm per 2 e poi 5 minuti) per eliminare i residui cellulari. Infine il saggio CAT ? stato condotto su 1 pi del sopranatante . Subsequently the cells were separated by centrifugation at 5000 rpm, at 22? C for 5 minutes. The pellet? was resuspended in 300 µl of 0.25 M Tris-HCl tamon, pH 7.5, 1 mM PMSF and after adding 500 µl of lysed glass beads by vortexing for 4 minutes. 400 µl of supernatant was transferred into Eppendorf tubes and centrifuged repeatedly (12,000 rpm for 2 and then 5 minutes) to remove cell residues. Finally the CAT essay? was conducted on 1 µl of the supernatant.

1 risultati riportati in Figura 8 mostrano che in assenza di tiamina (linea a), il CAT ? attivamente prodotto da S. pombe, mentre in presenza di 2 ug/ml di tiamina la sua espressione ? drasticamente ridotta (linea b). The results shown in Figure 8 show that in the absence of thiamine (line a), the CAT? actively produced by S. pombe, while in the presence of 2 ug / ml of thiamine its expression? drastically reduced (line b).

Ancora, stime basate sulla diluizione degli estratti e sul tempo di esposizione del cromatogramma per ottenere dei segnali di uguale intensit? mostrano una stimolazione dell'espressione circa 200-300 volte maggiore per le cellule coltivate in condizioni di induzione. Risultati simili sono stati ottenuti impiegando cellule di S.pombe trasformate con il plasmide ad integazione pMCM (Figura 8 linee c e d). Again, estimates based on the dilution of the extracts and on the exposure time of the chromatogram to obtain signals of equal intensity? show about 200-300 times greater stimulation of expression for cells grown under induction conditions. Similar results were obtained using S.pombe cells transformed with the pMCM integrating plasmid (Figure 8 lines c and d).

I risultati indicano che detti ceppi contengono una sola copia del gene CAT stabilmente integrata nel DNA cromosomale del lievito. The results indicate that these strains contain only one copy of the CAT gene stably integrated in the chromosomal DNA of the yeast.

Per il ceppo integrante la differenza in attivit? CAT fra cellule indotte e non indotte era circa 500-600 volte maggiore. For the integrating strain the difference in activity? CAT between induced and non-induced cells was approximately 500-600 times greater.

Sulla base di quanto ottenuto ? possibile concludere che, il sistema di controllo dell'espressione genica di nmtl mediato dalla tiamina pu? essere trasferito ad un gene diverso e che la regolazione di tale gene ? efficace sia in vettori plasmidici ad elevato numero di copie che quando il costrutto, regione promotore di nmtl e gene eterologo, ? integrato nel genoma del lievito. Based on what has been achieved? It is possible to conclude that the thiamine-mediated control system of nmtl gene expression can? be transferred to a different gene and that the regulation of that gene? effective both in high copy number plasmid vectors and when the construct, promoter region of nmtl and heterologous gene,? integrated into the yeast genome.

Esempio 12 Example 12

Espressione induciblle della lipocortina 2 umana. Un frammento di DNA Sall-SstI contenente il gene della lipocortina 2 umana ? stato clonato nei vettori ad espressione pMS21L e pMNS21L operando come descritto nell'esempio 5A. Inducible expression of human lipocortin 2. A Sall-SstI DNA fragment containing the human lipocortin 2 gene? was cloned in the pMS21L and pMNS21L expression vectors by operating as described in Example 5A.

I plasmidi ricombinanti sono stati quindi impiegati per trasformare S.pombe. I trasformanti selezionati come sopra riportato sono stati coltivati in terreno minimo in presenza e in assenza di tiamina. I risultati dell'analisi Northern blotting dell'mRNA, riportati in Figura 9A, mostrano che alti livelli di trascritto del gene della lipocortina 2 sono ottenuti in condizioni di induzione (assenza di tiamina) (linea -), mentre tale trascritto scompare completamente in condizioni di non induzione ( presenza di tiamina) (linea ). The recombinant plasmids were then employed to transform S.pombe. The transformants selected as reported above were grown in minimal medium in the presence and absence of thiamine. The results of Northern blotting mRNA analysis, shown in Figure 9A, show that high transcript levels of the lipocortin 2 gene are obtained under induction conditions (thiamine-free) (line -), while this transcript disappears completely under conditions of non-induction (presence of thiamine) (line).

L'efficienza della regolazione della trascrizione della lipocortina 2 umana mediata dalla tiamina era identica per entrambi i vettori pMS21L e pMNS21L. Questo dimostra che l'introduzione del sito Ndel al terminale 3' del promotore e l'eliminazione del sito endogeno Ndel in posizione -768 (pMNS21L), non alterava l'attivit? del promotore stesso. The efficiency of thiamine-mediated human lipocortin 2 transcription regulation was identical for both pMS21L and pMNS21L vectors. This demonstrates that the introduction of the Ndel site at the 3 'end of the promoter and the elimination of the endogenous Ndel site in position -768 (pMNS21L), did not alter the activity. of the promoter himself.

Esempio 13 Example 13

Espressione inducibile dei geni HPV-16 E7 e HPV-16 E6 trasformanti del papillomavirus umano. Inducible expression of the transforming HPV-16 E7 and HPV-16 E6 genes of the human papillomavirus.

I geni HPV-16 E7 ed E6 sono stati copiati dal genoma virale mediante PCR come descritto nell'esempio 8 A e i siti Ball e Sali sono stati addizionati rispettivamente al 5* e 3' terminali. Detti geni sono stati quindi clonati nel plasmide pMBS36L previamente digerito con gli stessi enzimi. I plasmidi ricombinanti sono stati introdotti in S.pombe e i trasformanti cos? ottenuti sono stati coltivati per 40 ore in presenza (2 ^JIM) o assenza di tiamina. L'mRNA ? stato quindi preparato dalle due colture come riportato nell'esempio 3 e poi analizzato mediante Norhtern blotting. I risultati confermavano che i prodotti genici erano espressi in rese elevate in assenza di tiamina ed erano completamente repressi in presenza di tiamina (Figura 9B). Inoltre, nel il mappaggio del 5* terminale degli mRNA con SI mostrava che il trascritto iniziava correttamente. The HPV-16 E7 and E6 genes were copied from the viral genome by PCR as described in Example 8A and the Ball and Sali sites were added respectively to the 5 * and 3 'terminals. These genes were then cloned into the pMBS36L plasmid previously digested with the same enzymes. The recombinant plasmids were introduced in S.pombe and the transformants cos? obtained were cultured for 40 hours in the presence (2 ^ JIM) or absence of thiamine. The mRNA? it was then prepared from the two cultures as reported in Example 3 and then analyzed by Norhtern blotting. The results confirmed that the gene products were expressed in high yields in the absence of thiamine and were completely repressed in the presence of thiamine (Figure 9B). Furthermore, in the mapping of the 5 * terminal of the mRNAs with SI it was shown that the transcript started correctly.

Claims (23)

RIVENDICAZIONI 1. Frammento di DNA cromosomale di Schizosaccharomyces pombe contenente il gene strutturale nmtl che codifica una nuova proteina e le sequenze di controllo della regolazione della trascrizione di detto gene mediata dalla tiamina dove detto frammento di DNA ? caratterizzato dalla sequenza nucleotidica riportata in Figura 3A . CLAIMS 1. Schizosaccharomyces pombe chromosomal DNA fragment containing the nmtl structural gene encoding a new protein and the control sequences of thiamine-mediated transcription regulation of said gene where said DNA fragment? characterized by the nucleotide sequence shown in Figure 3A. 2. Regione promotore del gene nmtl o un frammento di questa contenente le sequenze di controllo della regolazione della trascrizione mediata dalla tiamina caratterizzata dalla seguente sequenza nucleotidica: 2. Promoter region of the nmtl gene or a fragment thereof containing the control sequences of thiamine-mediated transcription regulation characterized by the following nucleotide sequence: 3. Regione terminatore del gene nmtl comprendente le sequenze di terminazione della trascrizione caratterizzata dalla seguente sequenza nucleotidica: 3. Terminator region of the nmtl gene comprising the termination sequences of the transcript characterized by the following nucleotide sequence: 4. Vettore di clonaggio ad espressione regolabile in organismi ospiti scelti nel gruppo di batteri, lieviti o cellule superiori di mammifero comprendente il frammento di DNA in accordo alla rivendicazione 1. 4. Cloning vector with adjustable expression in host organisms selected from the group of bacteria, yeast or higher mammalian cells comprising the DNA fragment according to claim 1. 5. Vettore di clonaggio ad espressione regolabile secondo la rivendicazione 4, in cui l'organismo ospite ? il lievito Schizosaccharomvces pombe. 5. Adjustable expression cloning vector according to claim 4, wherein the host organism? the yeast Schizosaccharomvces pombe. 6. Vettore di clonaggio ad espressione regolabile secondo la rivendicazione 4, in cui l'organismo ospite ? Escherichia coli. 6. Adjustable expression cloning vector according to claim 4, wherein the host organism? Escherichia coli. 7. Vettore di clonaggio ad espressione regolabile secondo la rivendicazione 4, depositato presso 1'American Type Culture Center come ATCC 68076. 7. Adjustable expression cloning vector according to claim 4, deposited at the American Type Culture Center as ATCC 68076. 8. Molecola di DNA ricombinante ad espressione regolabile in organismi ospiti selezionati da batteri, lieviti o celluLe superiori di mammifero comprendente la regione promotore secondo la rivendicazione 2 e/o la regione terminatore secondo la rivendicazione 3, il gene strutturale eterologo che codifica un polipeptide di interesse dove detto gene ? posizionato in esatta fase di lettura sotto il controllo di dette regioni e almeno un gene marcante utile per la selezione degli organismi trasformati con detta molecola di DNA ricombinante. 8. Recombinant DNA molecule with adjustable expression in host organisms selected from bacteria, yeast or higher mammalian cells comprising the promoter region according to claim 2 and / or the terminator region according to claim 3, the heterologous structural gene encoding a polypeptide of interest where said gene? positioned in the exact reading phase under the control of said regions and at least one marking gene useful for the selection of the organisms transformed with said recombinant DNA molecule. 9. Molecola di DNA ricombinante ad espressione regolabile secondo la rivendicazione 8, in cui l'organismo ospite ? il lievito Schizosaccharomyces pombe. 9. Adjustable expression recombinant DNA molecule according to claim 8, where the host organism? the yeast Schizosaccharomyces pombe. 10. Molecola di DNA ricombinante ad espressione regolabile secondo la rivendicazione 8, in cui l'organismo ospite ? Escherichia coli. Adjustable expression recombinant DNA molecule according to claim 8, wherein the host organism? Escherichia coli. 11. Molecola di DNA ricombinante secondo le rivendicazioni da 8 a 10, in cui il gene strutturale eterologo codifca un enzima, un ormone o una proteina di interesse. Recombinant DNA molecule according to claims 8 to 10, wherein the heterologous structural gene encodes an enzyme, hormone or protein of interest. 12. Molecola di DNA ricombinante secondo la rivendicazione 11, in cui il gene eterologo ? scelto dal gruppo delle lipocortine, interleuchine, interferone, ormone della crescita umano o dal gruppo dei trasformanti del papillomavirus umano. 12. A recombinant DNA molecule according to claim 11, wherein the heterologous gene? chosen from the group of lipocortins, interleukins, interferon, human growth hormone or from the group of transformants of the human papillomavirus. 13. Microorganismo selezionato da lieviti, batteri o cellule di mammifero trasformato con un vettore in accordo alle rivendicazioni da 4 a 7 o con una molecola di DNA ricombinante in accordo alle rivendicazioni da 8 a 12. 13. Microorganism selected from yeasts, bacteria or mammalian cells transformed with a vector according to claims 4 to 7 or with a recombinant DNA molecule according to claims 8 to 12. 14. Microorganismo secondo la rivendicazione 13, in cui il lievito ? Schizosaccharomyces pombe. 14. Microorganism according to claim 13, wherein the yeast? Schizosaccharomyces pombe. 15. Microorganismo secondo la rivendicazione 13, in cui il batterio ? Escherichia coli. 15. Microorganism according to claim 13, wherein the bacterium? Escherichia coli. 16. Molecola di DNA ricombinante ad espressione regolabile secondo le rivendicazioni da 8 a 12, ottenuta dall'unione in presenza dell'enzima T4 DNA ligasi della regione promotore secondo la rivendicazione 2 e/o la regione terminatore secondo la rivendicazione 3, con un vettore di clonaggio scelto nel gruppo di plasmidi capaci di replicarsi autonomamente nelle cellule di organismi ospiti o nel gruppo di plasmidi capaci di integrarsi nel DNA cromosomale di detti organismi ospiti. Recombinant DNA molecule with adjustable expression according to claims 8 to 12, obtained by the union in the presence of the enzyme T4 DNA ligase of the promoter region according to claim 2 and / or the terminator region according to claim 3, with a vector of cloning chosen from the group of plasmids capable of replicating autonomously in the cells of host organisms or in the group of plasmids capable of integrating into the chromosomal DNA of said host organisms. 17. Molecola di DNA ricombinante ad espressione regolabile secondo la rivendicazione 16, in cui gli organismi ospiti sono scelti nel gruppo dei batteri, lieviti o cellule superiori di mammifero. Adjustable expression recombinant DNA molecule according to claim 16, wherein the host organisms are selected from the group of bacteria, yeast or higher mammalian cells. 18. Metodo per la produzione regolabile della proteina nmtl in organismi ospiti cine comprende il coltivare in terreno di coltura adatto detto organismo trasformato con un vettore secondo le rivendicazioni da 4 a 7 in presenza o meno di tiamina. 18. A method for the adjustable production of the nmt1 protein in cine host organisms comprises cultivating in a suitable culture medium said organism transformed with a vector according to claims 4 to 7 in the presence or not of thiamine. 19. Metodo secondo la rivendicazione 18, in cui la produzione di nmtl ? indotta in assenza di tiamina o in presenza di concentrazioni di questa inferiori o pari a 0,05 uM ed ? completamente repressa in presenza di concentrazioni di tiamina superiori a 0,05 yuM. 19. Method according to claim 18, wherein the production of nmtl? induced in absence of thiamine or in the presence of concentrations of this lower than or equal to 0.05 uM and? completely suppressed in the presence of thiamine concentrations above 0.05 yuM. 20. Metodo per la produzione regolabile di un polipeptide eterologo in un organismo ospite che comprende, il coltivare in terreno di coltura adatto un organismo trasformato con una molecola di DNA ricombinante in accordo alle rivendicazioni da 8 a 12 in presenza o assenza di tiamina. A method for the adjustable production of a heterologous polypeptide in a host organism which comprises culturing in a suitable culture medium an organism transformed with a recombinant DNA molecule according to claims 8 to 12 in the presence or absence of thiamine. 21. Metodo secondo la rivendicazione 20, in cui la produzione del polipeptide eterologo ? indotta in assenza di tiamina o in concentrazioni di questa inferiori a 0.05 yuM ed ? completamente repressa in presenza di concentrazioni di tiamina superiori a 0,05 ^uM. A method according to claim 20, wherein the production of the heterologous polypeptide? induced in the absence of thiamine or in concentrations of this lower than 0.05 yuM and? completely repressed in presence of thiamine concentrations higher than 0.05 µM. 22. Metodo secondo le rivendicazioni 20 e 21, in cui il polipeptide eterologo ? la lipocortina umana 2, la proteina trasformante del papillomavirus umano, interleuchine, interferone o l?ormone della crescita umano. Method according to claims 20 and 21, wherein the heterologous polypeptide? human lipocortin 2, the transforming protein of the human papillomavirus, interleukins, interferon or human growth hormone. 23. Nuova proteina nmtl caratterizzata da un peso molecolare di circa 39 Kilodalton e dalla seguente sequenza amminoacidica: 23. New nmtl protein characterized by a molecular weight of about 39 Kilodalton and the following amino acid sequence:
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