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JPH07115987A - 安定同位体標識rnaの製造方法 - Google Patents

安定同位体標識rnaの製造方法

Info

Publication number
JPH07115987A
JPH07115987A JP26391793A JP26391793A JPH07115987A JP H07115987 A JPH07115987 A JP H07115987A JP 26391793 A JP26391793 A JP 26391793A JP 26391793 A JP26391793 A JP 26391793A JP H07115987 A JPH07115987 A JP H07115987A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
labeled
stable isotope
yeast
rna
atoms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP26391793A
Other languages
English (en)
Inventor
Kota Kawai
剛太 河合
Akira Watabe
暁 渡部
Tsutomu Okada
務 岡田
Sumiko Iino
寿美子 飯野
Hiroaki Fukuda
裕章 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
Original Assignee
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Oxygen Co Ltd, Nippon Sanso Corp filed Critical Japan Oxygen Co Ltd
Priority to JP26391793A priority Critical patent/JPH07115987A/ja
Publication of JPH07115987A publication Critical patent/JPH07115987A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定同位体で標識した酵母から、安定同位体
標識RNA及び5′リボヌクレオチドを高い回収率と高
い純度で製造できる方法の提供。 【構成】 全炭素に占める13C原子の存在比および/ま
たは全窒素原子に占める15N原子の存在比が95%以上
である安定同位体標識酵母の細胞壁を機械的あるいは酵
素的に破砕し、次いで該細胞壁破砕酵母菌体の懸濁液を
遠心分離して該菌体中のリボソーム画分を分離し、次い
で該リボソーム画分から標識RNAを分離する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は13Cや15Nなどの安定同
位体で標識された酵母から安定同位体標識RNAを抽出
する方法であり、特に高分子状態の安定同位体標識RN
Aを高純度、高収率で回収する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】安定同位体標識RNA及びそれを分解し
て得られる安定同位体標識5′リボヌクレオチドの標識
化合物は、最近目ざましい発展を遂げているRNAの多
次元NMRによる構造解析に不可欠なものである。すな
わち、13Cや15Nは、1Hと同様にスピン1/2の原子
核を持つために、これらの安定同位体を有する物質は高
分解能NMRの測定が可能である。これらの標識化合物
では1Hの化学シフトに加えて13Cと15Nの化学シフト
が利用できるようになり、多次元NMRによる原子のシ
グナルの帰属の決定が容易となる。従ってRNAのよう
な、わずか4種類の類似のヌクレオチド(シチジル酸、
アデニル酸、グアニル酸及びウリジル酸)からなり、N
MRの化学シフトが極めて狭い範囲に集中している物質
の構造決定のためには、安定同位体標識RNAは不可欠
な物質である。そして安定同位体で標識されたRNAお
よび5′リボヌクレオチドは、これらの測定に用いる任
意の標識RNAを化学合成または生物合成するための原
料として極めて価値のある物質である。
【0003】従来、13Cや15Nの一方または両方などの
安定同位体で標識されたRNAおよび5′リボヌクレオ
チドの製造方法に関する報告はなかった。しかし近時、
ヌクレイックアシッドリサーチ(Nucleic Acid Reseac
h)20巻17号4507〜4513頁および同号4515〜4523頁
(1992年)に、安定同位体で標識された炭素源及び窒素
源を用いて生育させた細菌の菌体から標識されたRNA
および5′リボヌクレオチドを製造する方法が発表され
た。これらの発表のうち前者は、全ての炭素原子が完全
に標識されたグルコース(136126)と窒素原子が
標識された硫酸アンモニウムを含む培地で大腸菌(E.Co
li MY 285)を培養して安定同位体標識を大腸菌に行
い、フレンチプレスで大腸菌の細胞を破壊したのち超遠
心によりリボソーム画分を得、フェノール処理すること
により安定同位体標識RNAを回収している。一方後者
は、炭素原子が標識されたメタノールと窒素原子が標識
された硫酸アンモニウムを原料としてメタノール資化性
細菌を培養、安定同位体標識を行い、溶菌させたのちに
核酸を酵素により加水分解し、カラムを用いてリボヌク
レオチドとデオキシリボヌクレオチドを分画して安定同
位体標識5′リボヌクレオチドを回収している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】安定同位体で標識され
た原料の原価は非常に高価なので、標識菌体からの安定
同位体標識RNAの収率が重要な要素となる。前者の方
法は標識菌体に大腸菌を、後者の方法では標識菌体にメ
タノール資化性菌を用いているが、両者とも菌体内のR
NAに対するDNAの割合が高く、後者の場合はカラム
を用いてデオキシリボヌクレオチドを除去しても、煩雑
な操作となって、しかも抽出した安定同位体標識5′リ
ボヌクレオチドにデオキシリボヌクレオチドの混入する
恐れもあり、純度の低下を招くことになる。本発明は上
記事情に鑑みてなされたもので、菌体内のRNA含量が
高く、またRNAに対するDNAの割合が著しく低い酵
母の特徴を利用し、安定同位体で標識した酵母から安定
同位体標識RNAおよび5′リボヌクレオチドを高い回
収率と高い純度で製造できる方法の提供を目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の安定同位体標識
RNAの製造方法は、全炭素に占める13C原子の存在比
および/または全窒素原子に占める15N原子の存在比が
95%以上である安定同位体標識酵母の細胞壁を機械的
あるいは酵素的に破砕し、次いで該細胞壁破砕酵母菌体
の懸濁液を遠心分離して該菌体中のリボソーム画分を分
離し、次いで該リボソーム画分から標識RNAを分離す
ることを特徴としている。
【0007】
【作用】本発明の安定同位体標識RNAの製造方法で
は、核膜を破壊することなく、酵母の細胞壁を機械的あ
るいは酵素的な方法により破壊するので、酵母のRNA
を遠心分離により容易に分離することができる。また、
酵母の全RNAの80%以上を占めるリボソーム画分から
RNAを分離精製するので、高分子状態のRNAを回収
率よく抽出できる。
【0008】本発明の方法により得られた安定同位体標
識RNAは、分解されずに全て高分子の状態を保ってお
り、安定同位体標識RNAを酵素的に分解して生成する
標識5′リボヌクレオチド画分には、標識2′リボヌク
レオチド、標識3′リボヌクレオチド、標識5′3′サ
イクリックリボヌクレオチド、標識2′3′サイクリッ
クリボヌクレオチドなどの不純物はほとんどなく、精製
処理工程を簡略にできる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の詳細について説明する。本発
明で用いる標識酵母とは、13Cで標識された安定同位体
標識酵母、15Nで標識された安定同位体標識酵母、及び
13Cと15Nの両方で標識された安定同位体標識酵母であ
り、全炭素に占める13C原子の存在比および/または全
窒素原子に占める15N原子の存在比が95%以上である
ことが望ましい。
【0010】一般に酵母は菌体内に含まれる核酸のう
ち、DNAに対するRNAの比率が高く、大腸菌などの
細菌類よりもRNAの原料としては適しており、調味料
用の核酸の製造のためには酵母が用いられている。本発
明に用いる酵母の規制は特になく、サッカロミセス(Sa
ccharomyces)属、キャンディダ(Candida)属、ピキア
(Pichia)属、ハンセヌラ(Hansenula)属、トルロプ
シス(Torulopsis)属、クレッケラ(Kloeckera)属等
の酵母に分類されている通常の酵母菌株を使用すること
ができる。
【0011】次に、上述した標識酵母からの標識RNA
の抽出法について述べる。まず、標識酵母を緩衝液(p
H7.5)に懸濁し、細胞壁を破壊する。細胞壁の破壊方
法としては、石英砂による磨砕、ガラスビーズによる磨
砕(ダイノミルなど)、液体窒素で菌体を凍結させてか
らミキサーなどで砕く凍結破砕、フレンチプレスによる
破砕などの機械的破砕方法や、ザイモリエース(Zymoly
ase,キリンビール社製,最適pH7.5)などのエンド-
β-1,3-グルカナーゼ系の酵素、カタツムリ酵素(Helix
pomatia, Helix aspersa の消化管,最適pH5.8)な
どを用いて酵素的に破壊する方法がある。機械的あるい
は酵素的に細胞壁を破壊する方法では、顕微鏡で観察し
て酵母が完全に壊れている条件で行うのが良い。例え
ば、酵母菌体が乾燥重量にして100mg/mlの濃度で懸濁し
ている緩衝液に、ザイモリエースを30 units/ml以上の
濃度になるように加え、pH6.5〜7.5、温度35〜45℃の条
件下で30分から2時間反応させる、あるいは、酵母菌体
を適度な濃度で緩衝液に懸濁させ、フレンチプレスを用
いて10,000〜20,000psi(ポンド/平方インチ)で2回
処理を行う、などの方法により酵母の細胞壁を完全に破
壊することができる。
【0012】細胞壁を破壊した酵母の懸濁液を5,000〜1
5,000Gで10〜30分間遠心し、上清を回収する。回収した
上清を更に100,000〜150,000Gで2〜3時間超遠心する
ことにより沈澱にリボソーム画分が得られる。なお、該
懸濁液からリボソーム画分を得る方法はこれに限らず、
塩化セシウム溶液などによる密度勾配遠心法を用いても
良い。次にリボソームから標識RNAを分離させるた
め、界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウム(NaC
1225SO4,通称SDS)を0.2〜5重量%になるよう
に添加し、更に水飽和フェノールを加え、攪拌後遠心す
る。中間層あるいはフェノール層には蛋白質が、水層に
は標識RNAが分離される。水層に分離された標識RN
Aを沈澱させるために、エタノールを添加する。なお、
標識RNAの沈澱を良好にするため、酢酸ナトリウム、
安息香酸ナトリウム、塩化ナトリウム、酢酸カリウムな
どを加え、標識RNAをナトリウム塩あるいはカリウム
塩の形に変えると良い。そしてこの水層を遠心すること
により、安定同位体標識RNAが得られる。
【0013】本発明の方法で調整した安定同位体標識R
NAは、通常の方法で5′リボヌクレオチドへの分解、
及びイオン交換クロマトグラフィーによる4種類の5′
リボヌクレオチドの分画が可能で、容易に安定同位体標
識5′リボヌクレオチドを調製することができる。以下
に本発明の方法について実施例を挙げて説明する。
【0014】(実施例1)キャンディダ・ウチリス I
FO 0369を、予め三角フラスコで種母培養し、こ
れをジャーファメンターに1%植菌した。種母培養及び
本培養における培地は、13CH3 13COONa(米国ア
イソテック社製;>99atom%)1.3重量%、15NH4
l(同アイソテック社製)0.25重量%、KH2PO4 0.1
重量%、K2HPO4 0.1%、MgSO4・7H2O 0.05重
量%を用いた。槽内液量3リットル、培養温度28℃、通気
量3リットル/min、攪拌数700r.p.m.、pH6.5(自動調
整)の培養条件下で本培養を行った。
【0015】培養終了後、5,000Gにて10分間酵母菌体を
遠沈し、蒸留水で水洗を3回行った後、乾燥重量10.5g
の標識酵母菌体を得た。なおこの菌体のRNA含量をS
TS法(Schmidt-Thannhauser-Schnider法)により測定
した。測定値は、乾燥重量当り7.0%であった。
【0016】乾燥重量 1.27gの標識酵母を、乾燥重量と
して100mg/mlとなるように、50mMのトリス緩衝液(pH
7.5,KCl 30mM,MgCl2 10mMを含む)に懸濁させ
た。続いて、β−メルカプトエタノール 0.1重量%と、
細胞壁溶解酵素であるザイモリエースを 35units/mlに
なるように加え、37℃で1時間反応させた。
【0017】反応終了後、KCl 30mM,MgCl2 10m
M,NaN3 2mM,グリセロール 20重量%を含む50mMの
トリス緩衝液(pH7.5)を等量加え、8,000Gにて20分
間遠心し、上清を回収した。引き続いて、回収した上清
に 1/3容量の2M KClを加え、100,000Gにて3時間超
遠心を行い、沈澱(リボソーム画分)を得た。この沈澱
を酢酸緩衝液(CH3COONa 50mM,(CH3CO
O)2Mg 10mM,pH7.4)に溶かし、1/10容量の5%
SDSを加えて攪拌後、等量の水飽和フェノールを加え
て1時間振とうした。引き続き、10,000Gにて20分間遠
心し、フェノール層と水層に分離したのち水層を回収し
た。この水層に等量のクロロホルムを加え、攪拌後3,00
0Gにて15分間遠心し、水層とクロロホルム層に分離した
のち水層を回収した。同じ操作をもう一度繰り返し行う
ことによりフェノールを除去した。フェノール除去後の
水層に 1/10容量の 1.3M CH3COOKを加え、更に2
容量のエタノールを加えた後に-20℃のフリーザーで一
晩放置し、RNAを沈澱させた。引き続き、95%エタノ
ール及び99%エタノールで洗浄し、真空乾燥することに
より、純度90%以上の標識RNAを53mg得た。
【0018】(実施例2)実施例1で使用した標識酵母
(キャンディダ・ウチリス IFO 0369)と同じ酵
母を乾燥重量 1.5g はかりとり、50mMのトリス緩衝液
(pH7.5,KCl30mM,MgCl2 10mMを含む)10ml
に懸濁させた。フレンチプレスを用いて15,000psiで2
回処理を行い、標識酵母の細胞壁を破壊した。
【0019】細胞壁破壊後の標識酵母の懸濁液に、KC
l 30mM,MgCl2 10mM,NaN32mM,グリセロール
20重量%を含む50mMのトリス緩衝液(pH7.5)を等量
加え、8,000Gにて20分間遠心し、上清を回収した。引き
続いて、回収した上清に 1/3容量の2M KClを加え、1
00,000Gにて3時間超遠心を行い、沈澱(リボソーム画
分)を得た。
【0020】標識酵母のリボソーム画分からの標識RN
Aの抽出に関しては、実施例1と同じ方法により行い、
純度90%以上の標識RNAを61mg得た。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は13Cと15
Nのうち一方または両方で標識された安定同位体標識酵
母の細胞壁を破壊し、酵母中の全RNAの80%以上を占
めるリボソームの画分を得、そこから安定同位体標識R
NAを分離精製する方法であり、高分子状態の標識RN
Aを回収率、純度ともに高く抽出することができる。ま
た、DNA混入の心配は殆どなく、その後DNAを分離
する操作が要らない。従って、本発明によれば、純度の
高い安定同位体標識RNAを高分子の状態で安価に製造
することが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯野 寿美子 茨城県つくば市大久保10 日本酸素株式会 社つくば研究所内 (72)発明者 福田 裕章 茨城県つくば市大久保10 日本酸素株式会 社つくば研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全炭素に占める13C原子の存在比および
    /または全窒素原子に占める15N原子の存在比が95%
    以上である安定同位体標識酵母の細胞壁を機械的あるい
    は酵素的に破砕し、次いで該細胞壁破砕酵母菌体の懸濁
    液を遠心分離して該菌体中のリボソーム画分を分離し、
    次いで該リボソーム画分から標識RNAを分離すること
    を特徴とする安定同位体標識RNAの製造方法。
JP26391793A 1993-10-21 1993-10-21 安定同位体標識rnaの製造方法 Withdrawn JPH07115987A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000290291A (ja) * 1999-03-31 2000-10-17 Nippon Sanso Corp 安定同位体標識オリゴヌクレオチド及びオリゴヌクレオチド検出方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000290291A (ja) * 1999-03-31 2000-10-17 Nippon Sanso Corp 安定同位体標識オリゴヌクレオチド及びオリゴヌクレオチド検出方法

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