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JPS63233790A - 細菌中に含まれるプラスミドの安定化方法及びこれにより得られる菌株 - Google Patents

細菌中に含まれるプラスミドの安定化方法及びこれにより得られる菌株

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JPS63233790A
JPS63233790A JP62196154A JP19615487A JPS63233790A JP S63233790 A JPS63233790 A JP S63233790A JP 62196154 A JP62196154 A JP 62196154A JP 19615487 A JP19615487 A JP 19615487A JP S63233790 A JPS63233790 A JP S63233790A
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dap
plasmid
expression
bacterium
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    • C12N15/67General methods for enhancing the expression
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    • C12N15/67General methods for enhancing the expression
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 組換えDNAの技術を微生物による目的分子の生産に実
際に適用してみると、一般に組換えプラスミドが不安定
であるという問題がある。
実験室で通常用いられるクローニング及び発現ベクター
iヨ、通常マルチコピープラスミドであり、それらの後
代への安定した伝達は1つの細胞ゲノムあたりの多数の
プラスミドにより確保される(ジョーンズ(J one
s)  ら、1980)。しかし、外来遺伝子のこれら
のプラスミドへの導入は、バクテリアの増殖サイクルの
期間に種々の程度の不安定性をもたらす。従って、工業
的生産工程では、1000!:lの培養物が必要であり
、50世代以上の世代交代後の1016個以上の細胞が
必要となる。従って、バクテリア中のプラスミドの存在
、惹いては外来分子(foreign molecul
e)の発現を確実にするために、醗酵器内での培養が終
了するまでバクテリア中のプラスミドを安定化させるこ
とが必須である。
抗生物質に対する耐性をコードする遺伝子を組み込むこ
とによりプラスミドを安定化させることは、実験室で通
常行なわれているが、下記の如き理由で、工業的スケー
ルでは適用できない。即ち、0抗生物質耐性゛菌株の使
用は、環境に対して危険を呈する可能性がある。
0培養中に必要な抗生物質の量は生産コストを有意に増
加させる。
O構成物質の使用は、ヒト及び動物の治療で用いられる
物質の生産においては考えられない。
従って、組換えプラスミドを保有するバクテリアの選択
のために他の方法を開発することが必要である。既に使
用されている数種のモデルは、同一の原理に基づいてい
る。即ち、宿主の欠失を補う性質をコードするプラスミ
ドの不存在下に宿主細胞が増殖することを防ぐため、宿
主細胞に突然変異(栄養素要求性突然変異又はバクテリ
アに対して致死的な遺伝子の導入)を起こさせるもので
ある。
例えば、スコグマン(S kogman)及びニルソン
(N11son )  (1984及び1985)はプ
ラスミドにより保育されるval S遺伝子による温度
感受性vat S突然変異の相補性(compleme
ntation )を用いた。このモデルでは、トリプ
トファンオペロンを保有するプラスミドの安定性は非許
容温度下で200世代後も完全である。一方、非選択温
度条件下(30℃)では、各叶代に1.2%のプラスミ
ドの消失が観察される。
ミワ(Miwa)等(1984)は、宿主株として、ス
トレプトマイシン依存性(Sm d)大腸菌(E、 c
oil)突然変異体、及び表現型Smdを不顕化してス
トレプトマイシン非依存性株とする遺伝子を有するプラ
スミド(Sm R株のrpsI2)を用いて、99%以
上のプラスミド安定性を確立した。
バーシュバーガー(Hershberger)及びロス
チック(Rosteck)  (1984)は、リプレ
ッサーが欠失されているプロファージλを溶原化するバ
クテリアを作った。該細胞は、λcIリプレッサーを有
するプラスミドの存在下でのみ細胞溶解を免れることが
できる。
新規な選択モデルを、dap+プラスミド遺伝子と染色
体突然変異体dap−との相補性に基づき、開発した。
該モデルはプラスミドを有する細胞のみの生存を確保す
るものである。
ジアミノピメリン酸(DAP)は、バクテリア細胞壁の
成分であり、又アスパラギン酸塩からリジンを生合成す
る過程での中間体でもある。DAP生合成のための酵素
が欠失している細胞株は、最少培地では増殖できない。
リジンを培地へ添加すると増殖を開始するが、しかし、
細胞膜にDAPを取り込まない細胞の溶解をすぐにもた
らす(ワーク(Work )  1950−デービス(
D avi s)等、1973)。
DAP生合成のための酵素の欠失は、プラスミド上に、
特に生産されるべき外来蛋白の発現ベクター上に、対応
する遺伝子を導入することにより補償することができる
。バクテリアが該プラスミドを失う場合、該バクテリア
はdap−となり、もはや増殖できなくなる。このモデ
ルは、DAPを含有しない任意の培地、即ち工業的スケ
ールの生産に使用される任意の培地或いはリジンが添加
された任意の最少又は富培地にも適用できるという利点
を有する。
又、このシステムはDNA、RNA又は蛋白質の合成を
妨げないという利点がある。
dap D−株(テトラヒドロピコリン酸−N−コハク
酸転移酵素に対応する、リジンの生合成過程の9種の遺
伝子の1つ、遺伝子りが欠失している)が横築され、通
常用いられる発現プラスミド(プロモーターPt、のコ
ントロール下に発現する遺伝子を有する)上のdap 
D遺伝子が導入される。選択条件下で該プラスミドは少
くとも150世代安定である。
リジンの生合成のための酵素をコードする他の遺伝子(
dap A)のプラスミド上でのクローニングは、リジ
ンの生産増加を目的として既に実施されている(ダウス
ール レヴエレンド(D auee−Lc Rever
end )等1982)、しかし、該文献の著者等は、
プラスミドの安定性をコントロールすることは出来なか
った。
大腸菌のdap D遺伝子は、プラスミドpBR322
中に既にクローン化されており、そのヌクレオチド配列
はりチャウド(Rlchaud)等(1984)により
公表されている。しかし、この研究の目的は遺伝子da
p Dの調節を研究することにのみあった。
この理由で、本発明はバクテリア中に含まれるプラスミ
ドベクターを安定化させる方法であって、該バクテリア
がdap−染色体変異を含み、上記プラスミドベクター
はdap+遺伝子を有することを特徴とする方法に関す
るものである。
dap−染色体変異の内でも、dap D−を用いるこ
とが望ましい。しかしDAP生合成のための酵素をコー
ドする他の遺伝子も、対応する遺伝子を保有するベクタ
ープラスミドを用いる限り使用できる。dap D−株
の場合、プラスミドに挿入されるべき遺伝子はdap 
Dである。
dapミル安定化システム蛋白質の発現を妨げない。従
って、どのような発現ベクターをも用いることができる
dap D+プラスミドと染色体の変異されたdapD
遺伝子との間の相同性組換えの可能性を回避するために
は、dap D遺伝子を染色体から実質的に欠失させる
ことが望ましい。
従って、より詳しくは、本発明は、上述のようなバクテ
リアに含まれるプラスミドベクターを安定化させる方法
であって、dap染色体変異がdapD遺伝子の少くと
も一部の欠失であり、プラスミドベクターがインダクト
なdap D遺伝子を有することを特徴とする方法に関
するものである。
いかなる組換えをも回避するためには、dap D遺伝
子の完全な欠失が最も好ましい解決法であることは明ら
かである。
しかし、選択システムは、それがいかに強力であっても
、プラスミドの内在的な不安定性を克服することはでき
ない。このため、遺伝学的方法により発現ベクターの安
定性を増大させるためには、該ベクターをモノマー状態
に維持する配列、特に、“e(3r″配列をベクターに
導入することができる。
上記“cer”(サマーズ(S ummers)及びシ
ャーラット(Sherrat) 、  1984)は、
いかなる蛋白質もコードせず、これが存在するとプラス
ミドをモノマー状態に維持することを促進させる要素で
ある。プ喪スミドが多量体(multlmer)を形成
する場合、娘細胞(daughter cells)に
分配され得るユニット数が減少し、プラスミドを持たな
い細胞が得られ易くなる。従って、cerはモノマー状
態にプラスミドを維持することにより、プラスミドを間
接的に安定化させる。
従って、本発明は産業上有用な蛋白質をコードする遺伝
子及び宿主バクテリア中で遺伝子を発現させる要素を更
に有するプラスミドベクターに関し、特に、ヒルジン又
はその天然或いは合成変異型(variant )の1
つ、C2−30、インターフェロン−γ又はα−アンチ
トリプシンをコードする遺伝子、これらの種々のベクタ
ーにより形質転換された細胞株、及び該形質転換株を完
全培地中で培養し、培養後に蛋白質を回収することによ
る工業的蛋白質の製造法に関する。
以下の記載において、発現システムはファージλの左向
きのプロモーターPt、を含有する。しかし、本発明の
バクテリア中で活性であるのは別のプロモーターであっ
てもよい。異種蛋白質(heterologous p
rotein)の発現要素について完全な記載を行なっ
ていないのはこのためである。
この種のプラスミドは現在広く知られている。単に、d
ap D又は他の遺伝子をプラスミドベクターの非本質
的部位に挿入することが望ましい。
本発明のプラスミドは、dap D−とされた任意の大
腸菌株を形質転換するのに使用することができる。
本発明の方法によれば、発現プラスミドが完全培地中で
、例えば抗生物質による選択圧、又は特定のアミノ酸を
含有しない培地を必要とせずに安定である細菌株が得ら
れる。更に、本発明の方法はプラスミドを失ってしまっ
たバクテリアに対し、対向選択(counter 5e
lection )を及ぼす。
従って、本発明は、また、dap+遺伝子及び産業上有
用な蛋白質の発現を確実にする要素を持つプラスミドベ
クターにより形質転換された菌株、特にdap−大腸菌
株(E、 coll)に関するものでもある。
又、本発明は、バクテリアから産業上有用な蛋白質を製
造する方法であって、本発明のプラスミドにより形質転
換されたバクテアを完全培地中で培養することを特徴と
する方法にも関する。該プラスミドは、更に該蛋白質の
遺伝子及び宿主バクテリア中でのこの蛋白質発現のため
の調節シグナルを有する。
下記実施例は、dap−バクテリア中でのdap D遺
伝子を有するプラスミドの安定性を、Ampr遺伝子を
有するプラスミドと比較して示すものである。
更に、dap D遺伝子を保有するこれらプラスミドは
、ヒルジン及びインターフェロン−γをコードする遺伝
子を発現するために用いることもできた。
これら2種の遺伝子はファージλ、プロモーターPLの
制御下に置かれており、宿主大腸菌は温度感受性リプレ
ッサーCl857を有する。このシステムは、温度を挙
げることにより、PLによりコントロールされた遺伝子
の発現を誘導(induce)する。
リプレッサーCl857を有する大腸菌株TGE900
をdapD’″になるよう変異させ、菌株TGE761
5又はTGE7214を得た。また、株N5969を変
異させ、TGE7303とした。
次いで、下記プラスミドを添付図面に従い調製した: 人肚rdapD  外来蛋白 第1図:pTG764  +   +    0第2図
:pTG720   +    Oヒルジン第2図:p
TG771   +    +  ヒルジン第3図:p
TG775  0    +  ヒルジン第3図:pT
G776  0    +  ヒルジン第4図:p’r
ayee   O+     Q第4図:pTG767
  0    +     0第5図:  pTG78
71  0    +   IPN−ガンマ第6図は、
pDB6のHlnd m−BBmHIフラグメントの制
限地図を示す。
第7図は、M13mp8におけるpDB6のPstI挿
入物及び導入されたEcoR1部位の概略図である。
第8図は、pTG47のKpnI−BglIIフラグメ
ントの制限地図を示す。
第9図は、種々の菌株の染色体DNAにおけるdap遺
伝子の欠失を、“サザンブロ・ソト(S outher
n blot)”オートラジオグラフイーニより示すも
のであり、 第9A図において、 プローブ=pTG47のEcoRIフラグメントにより
保有されるK anR遺伝子 バンド6−9PstIで切断されたDNA1O−14B
amHI及びHlndmで切断されたDNA バンド6及び10=株GC4540 7及び11=TGE7213 8及び12=TGE7214 9及び13−TGE901 14=pDB6 15−分子量マーカー 第9B図においてニ プローブ=M13TG620のEcoRIフラグメント
により保有されたdap D遺伝子の5′側 バンド4−7PstIで切断されたDNA8−11  
BamHI及びHlndI[Iで切断されたDNA バンド4及び8=株GC454σ 5及び9=TGE7213 6及び10=TGE7214 7及び11=TGE901 バンド13−分子量マーカー 1及び12=PstI又はBamHI及びHinduで
切断されたpDB 2=PstIで切断されたM13TG6203=Pst
rで切断されたM13TG597第9C図においてニ プローブ=pTG47のKpnI−BglIIフラグメ
ントにより保有されるdap D遺伝子の側方(f I
anking)領域 PstIで切断された染色体DNA バンド4=株GC4540 5=  TGE7213 6=  TGE7214 7=  TGE901 バンド8=分子量マーカー 1=PstIで切断されたpDB6のBamHI−H1
ndllll断片 2=PstIで切断されたM13TG6203=Pst
Iで切断されたM13TG597第9D図においてニ プローブ=pTG47のKpnI−BglII断片によ
り保有されるdap D遺伝子の側方領域PstIで切
断された染色体DNA バンド4=株RH5345 5=RL58 6=TGE7615 1.2及び3(第9C図におけると同様)7=分子量マ
ーカー 第10図は、pTG790についてのダイアグラムと制
限地図を示す。
第11図は、pTG792についてのダイアグラムと制
限地図を示す。
第12図は、pTG7922についてのダイアグラムと
制限地図を示す。
第13図は、pTG769についてのダイアグラムと制
限地図を示す。
第14図は、pTG7406についてのダイアグラムと
制限地図を示す。
第15図は、クーマシーブルー (Coomassic  blue)で顕現化して行な
った、TGE7213/pTG7407により合成され
た蛋白質のSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動を示
す。
バンド−18=分子量マーカー バンド2〜5=30℃で4時間(2及び3)又は7時間
(4及び5)の培養 バンド6−12=42℃で4時間(6,11及び12)
又は7時間(7,9及び10)の培養 C=不溶性フラクション;20μΩ S=可溶性フラクション;40μg 第16図は、pTG7675についてのダイアグラム及
び制限地図を示す。
第17図は、pTG7914についてのダイアグラム及
び制限地図を示す。
方法 特に断らない限り、各種酵素は公知の方法に従って用い
られる。
形質転換 コンピテント細胞がハナハン(Hanahan)  (
1983)の方法に従って製造された。その受容能は、
細胞株RL58で10’〜105形質転換体/μgDN
であり(ボレン(Bollen )等、1979) 、
TGE7615、TGE7214又はTGE7303株
で10”〜10θ形質転換体/μgDNである。
一般に、細胞株に導入されるべきプラスミドを含有する
DNA試料の適当に希釈された1〜10μQ溶液を、コ
ンピテント細胞株のストック0.2mGに添加する。該
コンピテント細胞を0℃で、15分間DNAと反応させ
、次いで37℃で90秒間インキュベートする。5分間
0℃に戻し、LB培地0.8mQを添加する。細胞株R
L58又はTGE7615については、該培地は8γ/
mQの割合でDAPを含有していなければならない。
このことは、dap D−細胞の増殖に必要であり、d
ap D遺伝子を持つプラスミドを含有している細胞に
ついてさえも必要である。細胞は一般に強く攪拌しなが
ら30℃でインキュベートされる。
(但し、プラスミドがプロモーターPt、を有しない場
合は37°Cに保持される)。インキュベーション時間
は60分間であるが、株TGE7615を30°Cで培
養する場合は90分間に延長できる。
次に、決められた容量(0,1m12)をLB固体培地
上に塗布する。アンピシリン耐性のための遺伝子を有す
るプラスミドの場合、クローンは100γ/或のアンピ
シリンを添加することにより選択される。dap D遺
伝子を有するクローンは概してdap D−である培養
物から、他の添加物を含有しないLB培地上で選択され
る。ディツシュは、30°Cで24時間インキュベート
される。次いで、コロニーをつまようじで3或のLB培
地に移し、30’Cで一夜増殖させた後、プラスミドを
単離し、適当な制限酵素で消化後、アガロースゲル上で
その構造を確認する。
dap D遺伝子を有するプラスミドは、dapD−変
異を保有する任意の大腸菌(例えばRL58、TGE7
615、TGE7214又はTGE7303)中で形質
転換することができる。該プラスミドが更にバタテリオ
ファジλプロモーターPt。
、 を有する場合は、プラスミド上又は染色体中のいず
れかでバクテリオファージλリプレッサーcI857或
いはcl及びRec突然変異(例えばRecA441)
を発現するdap D−大腸菌株中で必然的に形質転換
されねばならない。
大腸菌宿主TGE900を既知のdap D−変異株R
L58と接合(conjugation )させて、・
dap−とした。
株TGE900はゴッテスマン(G ottesman
)等(1980)により記載された株N4830の誘導
体であり、その特性は、次の如くである=su−F−h
is  ilv  bio   (λc1857Δ B
am  Δ HI)S、’0該株は、外来a 伝子がλ
プロモーターPt、の制御下におかれている発現ベクタ
ー用の宿主として一般に用いられている。これは、該バ
クテリアが有する温度感受性リプレッサー(λcI85
7)を不活性化させる温度上昇(37℃以上)により、
自由に発現を誘導できるものである。
dap−RL 58 (met  B dapD2  
ll1et  D279  Hfr  P4  X  
)株は、ボレン(Bollen )等(1979)によ
り記載されている。
この菌株を出発原料として、トリメトプリム耐性の自然
突然変異体が選択された(トリメトプリム2ガンマ/l
Tl12を含有するプッシュ上に該菌株を塗り広げ、4
ガンマ/軛のトリメトプリムを含有する培地より選択さ
れたコロニーの耐性を確認した後に)。事実、この耐性
をコードする遺伝子は、dapD−″突然変異に充分類
似しているので、接合後、受容株がトリメトプリム耐性
となった場合は、それは同時にdapD−″ともなる。
耐性菌株はTGE755と称された。その特徴は、Hf
r  dap D −Tmp  である。
TGE900株(F −Sm roSdap” )及び
TGE755の接合後(15分間後に停止)、DAP、
ストレプトマイシン及びトリメトプリムを含有する最少
培地に塗布することにより、Smr Tmp  コロニ
ーが選択される。選択された株のdap−の性質及びD
APを含有する最少培地中の親株(his  ilv 
)における栄養素要求性変異の存在が、LB培地上で確
認される。
一つの菌株(his  ilv  dap−)が選択さ
れた:TGE7615゜ 実施例2 構築は、ヌクレオチド1089から2491を除去する
ことにより、pBR322から誘導されたpML2プラ
スミド(ラスキー(L usky)及びボッチャン(B
otchan) 、  1981 )を出発物質として
開始した。該プラスミドはpBR322の複製起点及び
β−ラクタマーゼ遺伝子(アンピシリン耐性)を有して
いた。
PstI酵素認識配列は、エタンスルホネートで誘発さ
れたPstl’突然変異(ヴイエイラ(Vielra 
)及びメシング(Messing) 、1982)を有
するpUC8のA haI[I −A haIIIフラ
グメントを、pML2の2つのA haII[部位の間
に挿入することにより除かれた。これにより、pML2
から19塩基対が欠失される。得られたプラスミドpT
G190は、pUC8のPstI’変異を保有する。
8glnリンカ−(5’ −dCAGATCTG−3′
 ;コラボラテイブ リサーチ (Collaborative  Re5earch 
) )を、ラセ(L athe)等(1984)により
記載された“リンカ−ティリング”  (Iinker
 talling)法により、NruI部位にのみ挿入
した。得られた構築物は、pTG191である。
pTG191を、EcoRI及びBglIIで開環しく
これはテトラサイクリン耐性遺伝子を欠失する)、12
の制限酵素認識配列を含有するポリリンカーを持つファ
ージM13TG131 (、キーニー(K 1cny)
他、1983)のEcoRI −BglIIセグメント
と再すゲートした。
得られたプラスミドは、pTG192である。
b)pTG192プラスミドにおけるdap D遺伝大
腸菌のdap D染色体遺伝子をプラスミドpACYC
184内に挿入し、pDB6を得た(ペンディアク(B
 endiak)及びフリーセン(F riesen)
、1981)、該dap D遺伝子を、1. 3−kb
A Iu Iフラグメントの形でpDB6から回収し、
pTG192のEcoRI部位に挿入した( E co
RI末端は、DNAポリメラーゼIのクレノー(KIe
now )フラグメントで予め処理され、修復されてい
る)。
得られたプラスミドより、単一のEcoRI部位が再横
築されているpTG764を選択する。こうして、pT
G764は、dap D遺伝子及びp’rG192の(
当初はpUC8の)アンピシリン耐性遺伝子を持つ。
実施例3 現プラスミド(第2図) フランス国特許第84104755号に記載のpTG7
20プラスミドは、λプロモーターPt。
のコントロール下にあるヒルジン遺伝子を本来有する。
プラスミドpTG720をBglII及びBglIで消
化し、ヒルジン遺伝子及びaIllpr遺伝子の一部を
保有する2、74−kbのフラグメントを得る。
該フラグメントをホスファターゼで処理し、dapD遺
伝子及び上記aalpr遺伝子のもう片方のフラグメン
トを持つプラスミドpTG764のBglII−Bgl
Iフラグメントと再すゲートする。得られたプラスミド
pTG771は、再構築された完全なaIIIpr遺伝
子、dap D遺伝子及びヒルジンをコードする遺伝子
を含有する。
該プラスミドにより形質転換されたTGE7615のコ
ロニーをLB培地(dap+性に対する選択)又はLB
+アンピシリン培地上で選択する。
誘導(induction )後、上記形質転換体は、
ヒルジンを産生ずる。
実施例4 出発プラスミドはpTG771である。
A mprをコードする遺伝子の3′末端を含有する小
さなフラグメントを除去するため、A hamで消化を
行ない、EcoRI  “リンカ−” (CCGAAT
TCGG)の存在下リゲーションによりプラスミドを再
び閉じる。
こうして、プラスミドpTG775を得る。
EcoRI消化後、リゲーションにより、A11prを
コードする遺伝子が完全に除去される。
こうしてプラスミドpTG776を得る。
このプラスミドにより形質転換されたバクテリアTGE
7615は、無添加のLB培地上で選択される( da
p+に対する選択)。
誘導後、この形質転換株はヒルジンを産生ずる。
出発プラスミドは、プラスミドpTG192である。
SmaI及びA haII[で消化し、ホスファターゼ
で処理後、0.95−kbのベクターフラグメントを単
離し、dap D遺伝子を含有するpDB6の1゜3−
kb  Alulフラグメントとリゲートする。従って
、ampr遺伝子は完全に欠失される。TGE7615
株をこの新しいプラスミドで形質転換し、LB培地上で
選択を行ない、dap D遺伝子を保有するクローンを
得る。
2つのオリエンテーション(orientatlon 
)でdap遺伝子を保有するプラスミドが得られる。挿
入物のオリエンテーションはPstIによる消化に  
′より決定できる。選択された下記2種のプラスミドに
ついて: pTG766は1.34−kb及び0.9−kbのフラ
グメントを遊離し、 pTG767は、1.85−kb及び0.4−kbのフ
ラグメントを遊離する。
pTG40 (PED)(EP−A−0146462)
プラスミドは、1. 2−kbのHlndlI[フラグ
メント上に、プロモーターPt、のコントロール下にあ
るインターフェロン−γ遺伝子を持つ。
HlndIIIによる消化後、このフラグメントを回収
し、フォスファターゼで予め処理さたpTG767のH
1ndm部位に挿入する。リゲーション後、TGE76
15を形質転換し、dap D遺伝子の存在に対する選
択をLB培地上にて行なう。反対のオリエンテーヨンで
挿入物を保有する2つのプラスミドが選択される: pTG7671 (複製起点の近傍に且つ同一オリエン
テーヨンでPt、を有する)及びpT07これらプラス
ミドにより形質転換されたTGE7615バクテリアは
、無添加のLB培地上で選択できる( dap+性につ
いての選択)。
誘導後、上記形質転換株は、インターフェロン−γを産
生ずる。
下記実施例は、本発明に従って形質転換された菌株の特
性を示すものである。
dap D遺伝子を有する全てのプラスミドは、TGE
7615株中にあり、その他はTGE900株中にある
種々のプラスミドの安定性が適当な培地中で試験された
“選択培地”とは、本発明のプラスミドの場合はLB培
地のことであり、プラスミドpTG720及びpTG4
0の場合はLB+アンピシリン培地である。
“非選択培地”とは、本発明のプラスミドの場合はLB
培地+DAPであり、他のプラスミドの場合はLB培地
である。
110世代に亘る安定性の試験を、バクテリアの希釈と
増殖を成度繰返し行なう。この増殖期の終わりに、プラ
スミドの安定性を下記のように測定する: 培養物中の生菌数を適当に希釈して、非選択性寒天培地
内の細胞を計数することにより測定する;増殖時の後、
これらコロニーの有意な試料を選択及び非選択寒天培地
に移し、プラスミドをロスしたコロニーの百分率、即ち
選択培地での増殖を測定する。
インターフェロン遺伝子を有するプラスミドについて得
られた結果を第1表に示す。
第  1  表 110世代後のバクテリアによるプラスミドロスの測定
′xC= 生菌数 p−=プラスミドを失なった細胞 p’−/C/世代= (p−の数/試験したCの数)×
は代数 同様の試験を、LB培地中で170世代に亘るバクテリ
ア増殖後に、ヒルジンを遺伝子を有するプラスミド及び
クローニングベクターpT0766について行なった。
その結果を下記に示す。
第  2  表 LB培地中170世代後のバクテリアによるプラスミド
第1表及び第2表の結果は、下記のことを示す。
1)dapミルベクタ一定性は、ampr遺伝子を有す
るプラスミドに対して10のファクターで増加する; 2)選択培地と非選択培地との間での相異は最少である
; 3)クローニングベクターpTG766及びpTG76
7は5xlO−5p−/C/世代未満のロスである; 4)pTG40の安定性は、dap+ベクターの安定性
よりも有意に小さい。しかし、この減少は501!!代
後に特に顕著になり、培養の初期段階でのロスはわずか
2.5X10−4T)−/C/世代である;及び 5)amp’コントロールプラスミドpTG40及びp
TG720 (各々インターフェロン及びヒルジン遺伝
子を持つ)のロスは同程度である。経時的なプラスミド
のロスは、プラスミドがdap D遺伝子を有する場合
に減少する(pTG766.767.7671及び77
6)。
しかし、dap D遺伝子及びアンピシリン耐性をコー
ドする遺伝子を持つプラスミド(pTG771)の安定
性は他に比べて低く、pTG720のそれと同等のまま
である。この結果は、アガロースゲル中でプラスミド含
量の分析をすることにより説明される。即ち、pTG7
71は四量体を形成することが示され、この現象はプラ
スミドの分割(partltion )に影響を与えロ
スを増大させる(サマーズ(S u[IIfllers
)とシャーラット(Shcrratt ) 、1984
) o更に、より少ない“  数の計代(30)に亘る
場合、この多量体化現象は出現せず、計70世代に亘る
場合のpTG771のロスは2.8X10−’p’″/
C/助代以下のま末代以下。
従って、dap D遺伝子を有するプラスミドの安定性
は、ampr遺伝子を有するプラスミドに比し増大し、
そのロスは最小となる。
実施例7 37℃又は42℃におけるプラスミドの安定性プラスミ
ド類がプロモーターPt、の制御下にある外来蛋白質を
コードする遺伝子を含む場合には、該蛋白質の発現を誘
導(induce)させることなく、これらプラスミド
類の安定性を調べることは出来ない。それにも拘らず、
作業条件下には、誘導に引き続いて、OlD、が0.3
から3.6に増大し、これは3.6世代に相当すること
を指摘しておくべきである。従って、事実、バクテリア
は、誘導に先立って、先行の実施例で既に決定されたロ
スを伴って、30℃で最大数のけ代を形成しする。
外来蛋白質の発現が生じる場合(例えば、pTG720
についてはヒルジン、pTG40についてはインターフ
ェロン−γ)には、一定時間(2〜4時間)経過後に、
90〜95%の割合の大腸菌培養物の死滅率が観察され
た。これらは、プラスミドを含む細胞群である(何故な
らば、p−宿主細胞は、37〜42℃で生育可能だから
である)。必然的に、この死滅率は、生存細胞に対する
p′″細胞の割合を10乃至20のファクターで増大さ
せる。生存細胞の全体数が有意的に減少し、p−細胞が
個体数の大きな割合を占める様になると、p−細胞の増
殖が決定され、これがp+/p−比を有意的に減少させ
る(例えば、5時間30分及び7時間後に得られた結果
を示す第3表を参照)。
p−/細胞/世代というパラメーターは、p+細胞が最
早増殖しないので、この様な条件下では、その意義を失
っていることが明らかである。従って、以下のパラメー
ターを提案する:即ち、各培養期間に於けるp−細胞の
みを測定するp−/mI2/光学密度単位である。更に
、これは、2つの異なる培養物をそのプラスミドのロス
について比較することを可能とする。このパラメーター
は、以下の式に従って計算される: p−/鵬10D= (1−C%p” /100 ) )
 x生存細胞/mQ10D。
最後に、若し、このパラメーターが、細胞の全数(現在
の条件下では、4×108である)を基準として表現さ
れるならば、培地中の細胞パーセンテージ(Fp−)を
得ること、及び各期間に於けるp−細胞による培地の汚
染度合いを決定することが可能となる。Fp−は、以下
のようにして計算される: Fp−=4X10B c/IQ10D x100(p”/mQ10D) Fp’″は、分子の生産のための培養物が十分に純粋で
それ以上の培養に値するか否かを決定することを可能と
し、且つ誘導条件下に異なるプラスミドを互いに比較す
ることを可能とする客観的パラメーターである。
以下の実施例に示す誘導において、生存細胞の数及びp
+のパーセンテージが決定され、次いで、p / mQ
 / OD及びFp−が計算される。これらのデータは
、表として呈示される。
実施例8 ヒルジンの誘導 ヒルジン誘導の結果は、先ず、アンピシリン耐性遺伝子
を含むベクターに関して、次いで、dap D遺伝子を
更に含むベクターに関して、呈示する。
1)プラスミドの安定性 a)37℃のLB培地におけるアンピシリン耐性TGE
900/pTG720についての代表的な結果を第1表
に示す。
3時間後には、OD単位当たりの生存細胞の数は、p+
細胞の割合とともに、平行的に減少していることが明ら
かである。5時間30分後には、Fp−(細胞の全数に
対するp−細胞の%)2.35%のオーダーである。7
時間後には、この数は、二倍となるであろう。おそらく
これは、p″″の成長にのみよるものである。
第4表に示す結果は、pTG720について得られた結
果に比較し得るものである。
第4表から、以下のことが判る。即ちTGE900/p
TG771について記録された死滅率に匹敵する死滅率
を呈しているにもかかわらず、プラスミド(%p+)の
ロスは低い(5時間後に98%のp+)。これは、p−
細胞の絶対量(p−/111f210D)についても同
様である。5時間後のFp−の量は、0.04%であり
、これは、同一期間におけるpTG720の場合の11
50以下である。このことは、pTG720に比して、
pTG771がより大きい安定性を有することを示して
いる。誘導実験において、pTG771は、四量体を形
成せず、又、そのロスは、30℃で170は代に亘り測
定されたロス(第2表参照)よりも小さいものと思われ
ることを指摘しておく。
結果は、pTG720に比して、プラスミドpTG77
1の安定性がより大きいことを示している。
2)プラスミド含有量 誘導期間中に数回に亘り、プラスミドpTG720とp
TG771とを単離した。一般に、誘導の初期段階の対
数増殖期に、細胞当りプラスミド含有量が低いことが観
察されたが、時間の経過とともに実質的に増大した。ヒ
ルジンは、この期間中に生成された。
興味深いことに、このプラスミド濃度の増大は、95%
以上の細胞が死滅した集団で生じていた。
3)誘導された活性 pTG720及びpTG771から得られたヒルジンの
活性は、有意差を示さなかった。その値(アンチトロン
ビン単位、ATU)は、誘導5時間後に、pTG720
については。2720ATU/f210Dであり、pT
G771については2380ATU/Ω10Dであった
結論として、pTG771は、pTG720に比して安
定性が大きく、同時に、対数増殖期の終わりに、pTG
720と同じ生産能及びそのコピー数増大と言う点で同
じ特性を維持していると言うことができる。
実施例9 ガンマ−インターフェロンの誘導 ガンマ−インターフェロンの誘導についてのデータも、
ヒルジンについてと同様にして提示されている。
導 第5表の結果は、プラスミドのロスは、pTG720の
ロスと同等であり、5時間後にFp−は6%に増大する
ことを示している。しかしながら、pTG720とは異
なって、生存の低下は、より急速で、生存細胞数の最小
値は、3時間後にすでに生じている(これに対し、pT
G720の場合には5時間後に観察されている)。更に
、培養物中に存在するp−細胞は、生存し続け、3時間
後にはすでに著るしく分裂しており、5時間後のこのF
p″″6%に貢献している。
b)42℃のLB培地におけるdap D遺伝子を含L
B培地中42℃でのTGE7615/pTG7671発
現データを第6表に示す。第6表から以下のことが明ら
かである。5時間が経過するまでは最大死滅率には達し
ない。この期間中、%p+は、pTG40についての値
(10%)に比肩し得るがp−細胞の数(p−/m12
10D)は、pTG40について3時間後に得られた値
の175である。事実、5時間後には、Fp−は、0.
3%であるのに対し、pTG40についてのFp−は、
すでに6%となっている。従って、20倍にも達する相
違があり、これは、pTG7671の増大した安定性を
反映しており、30℃における安定性データを確認する
ものである(第1表参照)42℃におけるTGE761
5/pTG7671誘導条件下に、選択及び非選択培地
中で、プラスミドの安定性は実質上同一であった。一方
、pTG7671の安定性は、選択の不存在下において
も極めて高いものであった。従って、プラスミドのロス
は、極めて満足すべき、工業的スケールでの生産に適し
たレベルにまで下げられた。
2)プラスミド含有量 アガロースゲル上でのプラスミド含有量の分析は、プラ
スミドpTG40及びpTG7671により形質転換さ
れた細胞株が等量の材料を含んでいること、及びこの細
胞当りのプラスミド含f=i−iが誘導期間中に時間と
ともに増大することを示している。pTG40は、二量
体型で存在する(アガロースゲルに示される通り)。
3) dap D遺伝子を含むp+細胞の選択細胞の主
要部分がその生存能力を大巾に低下させたら直ちに発生
しなくなるp−細胞の成育状況を考慮しつつ、dap 
Dシステムの選択能を明らかにするために、誘導を行な
った。この誘導期間中に培養物は2時間毎に3回に亘り
5倍に希釈され、その後、定常期に達するまで放置され
た。42℃におけるTGE7615/pTG7671誘
導の結果は、選択培地中での生育について第7表に、又
非選択性L B +DA P培地中で成育について第8
表に示す。
第8表から、誘導開始9時間後に、選択的LB培地中で
は、全ての生存細胞は、プラスミドを含んでいることが
明らかである(プラスミドの存在は、LB培地中の全数
60のポジティブコロニー(positlve col
ony )中の30コロニーからのミニプレバレージョ
ン(+++ini preparation)により確
認され、アガロースゲル電気泳動によりプラスミドが同
定される)。これとは対照的に、非選択性培地中では、
生存率は5倍よりも大きいが、培地では、プラスミド含
有細胞を5%含むのみである。LB培地中よりもLB+
DAP培地中での生存率が高いということは、DAPが
加えられた培地中でのp−細胞の成育、並びにそれ以上
に明確に選択的培地中でのp″′細胞の死滅率を示して
いる。従って、LB培地は、p−細胞の対抗選択を効率
よく行なうものである。
4)インターフェロンの生産 pTG7671は、原プラスミドpTG40と同様のガ
ンマ−インターフェロン産生能を保持している。
実施例10 プラスミドpDB6とM13a+p8をPstIで切断
し、リゲートする。遺伝子の5′末端及び3′末端を含
むM13をこの領域に対して特異的なオリゴヌクレオチ
ド、TG596 (GCGCTTAATAACGAGT
TG)およびTG598 (TGTGCATACTTT
AGTC)により夫々スクリーニングする。候補体とし
て5B96及び5B98を選び、所望のフラグメント、
の挿入を配列決定法により確認する(第6図のダイアダ
ラム参照のこと)。
odapD遺伝子の5′及び3′末端へのEcoRI部
位の導入 点変異により5B96及び5B98中にEcoR1部位
を導入する。
5B98には、オリゴヌクレオチドTG597:GTA
CGCAGGAATTCCTTAATGCCGを使用す
る。これは、遺伝子末端の3′領域と対合するが、推定
される転写ターミネータ−(assumed tran
scrlptlon tertslnator)の前で
ある。
5B96には、オリゴヌクレオチドTG620 :AG
AGGCCCGAATTCCAAACGを使用する。こ
れは、da9 D遺伝子の推定されるプロモーターの上
流側の5′領域と対合する。
形質転換体は、EcoRI部位を導入するに使用したも
のと同じプローブにより分析する。このE coRI 
8位の存在は、DNAミニプレバレージョンにより、次
いで、選ばれたM13候補体を配列決定することにより
確認される(第7図参照)。
0欠失ベクター(deletlon vector )
の構築プラスミドpUC−4K (ファルマシア社によ
り市販)のカナマイシン耐性遺伝子をEeoRIフラグ
メントの形態で回収する。M13TG597及び620
をEcoRI及びPstIにより切断する。
これにより、dap D遺伝子の3′末端(推定される
ターミネータ−を有しない)及び遺伝子の5′末端(推
定されるプロモーターを有する)を遊離する。
クローニングベクターpTG192 (実施例2a参照
)をPstIにより切断する。
これら全てのフラグメントをリゲートする。5に細胞の
形質転換i及びLB培地+アンピシリン0.1μg/m
Q+カナマイシン0.02μg/mQ上への塗布(sp
reading )後に、コロニーをオリゴヌクレオチ
ドTG596によりスクリーニングする。
一つの構築物pTG47を選択する。その構造をDNA
ミニプレバレージョンにより分析し、Hlndmにより
プラスミドを消化してカナマイシン耐性遺伝子のオリエ
ンテーションを決定する。
かくして、5.3kb及び4.0kbの大きさの2本の
バンドが遊離される。pTG47中のカナマイシン耐性
遺伝子のオリエンテーションは、pDBG中のdap 
D遺伝子のそれと同じである(他方のオリエンテーショ
ンでは、4.9kb及び4.4kbの大きさのバンドが
得られたはずである)。
pTG47についてのダイアグラムを第8図に示す。
0染色体からのdap D遺伝子の欠失中間細胞株から
の染色体のdap D遺伝子の除去を行なう。
RH5345細胞(その受容能力は、pTG47のDN
Aのμg当り2.5X10″″7形質転換体に達する)
を、予めKpnI及びBglnにより切断したプラスミ
ドpTG47により形質転換させる(第8図参照)。
この消化により、dap D遺伝子の側方領域(fla
nking regions)を含むフラグメントが遊
離される。該遺伝子自身は、カナマイシン耐性遺伝子に
よって置き換えられる。
LB培地+DAP十カナマイシン0.01μg/−への
塗布後に、9つの候補が選択される。即ち、TGE72
1からTGE729までであり、そのdap−、kan
 F2表現型が確認される。
dap D遺伝子の欠如は、pTG764によるこれら
細胞株の形質転換後に、そのLB培地中での増殖能力に
より確認された。
oTGE901及びN5969株からのdap D遺伝
子の欠失 細胞株TGE721のdap D欠失は、ファージトラ
ンスデユーサ−P 1v1r /TGE721により、
細胞株TGE 901及びN5969内に形質導入され
、dap″″組換体は、カナマイシン0.01μg/−
に対する耐性により選択される。
選ばれた候補は、それぞれTGE7213.7214及
びTGE7303である。一つの候補、TGET214
については、dap−kanR特性に加えて、親株TG
E901の11e 、 val及びhis要求(r(l
Qui reffients)が適当な培地上で確認さ
れた。
実施例11 下記の遺伝子を分析した: 0親株TGE901及びRH5345、dapD”;0
欠失株TGE7213及びTGE7214 ;oTGE
901にdap D−突然変異を導入するのに用いられ
た親株RL58、及びそれにより得られたdap D−
変異株TGE7615;oTn5の組み込みによりカナ
マイシンに対し耐性を持つGC4540゜これに対し、
トランスジーン ソシエテ アノニムの株においては、
カナマイシン耐性遺伝子はTn903由来である(2つ
の遺伝子は相同性(homology)がないため、交
差雑種形成(cross hybrldizatlon
 )を起こさないはずである:ベツク(Beck)等、
1982)。
制限酵素の選択は、pDB6の配列に基づく:BamH
IとHlndIIIによる切断は、野生株の場合、da
p D遺伝子及びその側゛方領域を含有する9−kbの
染色体フラグメントを遊離する。欠失株の場合、耐性遺
伝子はBamHIによる消化で遊離し、HlndIII
による消化で2つのフラグメントに切断される; PstIは、野生型株の場合、各々dap D遺伝子の
一部を含有する2つのフラグメント(5′領域から2.
8kb及び3′領域から3.4kb)を遊離する。欠失
株の場合、PstIによる消化は、カナマイシン耐性遺
伝子及び2つの側方領域(5′側上の2.4kbフラグ
メント及び3′側上の2.8kbフラグメント)を遊離
する(第6及び8図)。
dap D遺伝子又はその側方領域或いはkan R遺
伝子を明らかにするべく、プローブが選択された:カナ
マイシン耐性遺伝子を調べるために、該耐性遺伝子のみ
を有するpTG47のEcoRI断片(第8図)を単離
する: dap D遺伝子を調べるため、dap D遺伝子の5
′領域のみを有し、TGE721.7213及び721
4中では完全に欠失されるべきM137G620の2.
4kbEcoRI断片が用いられる(第7図); 染色体dap D遺伝子及びその側方領域を調べるため
、カナマイシン耐性遺伝子及びdap D遺伝子の側方
にある染色体の2つの領域(5′及び3′側)を有する
pTG47のKpnI−BglII断片が用いられる。
従って、下記が明らかにされるものと期待される: 野生株においては、dap D遺伝子の5′領域に対応
する2、 8−kbバンド及び該遺伝子の3′領域に対
応する3、4−kbバンド(第6図);欠失法において
は、カナマイシン耐性遺伝子、dap D遺伝子の側方
に尚存在する5′領域(2,4kb)及びdap D遺
伝子の側方に尚存在する3′領域(2,8kb)  (
第8図)0カナマイシン耐性遺伝子の取り込みの証明P
stI又はBamHI及びHlndmで切断されたGC
4540、TGE7213、TGE7214及びTGE
901の染色体DNAを比較し、p’rG47のEco
RIフラグメントをプローブとして調べた。
PstIは、1.3−kbバンドを遊離する。
BamHI及びH1ndIII制限は、欠失法について
のみ0.7kb及び0.6kbの2つのフラグメントを
与え得る。TGE901又はGC4540においては、
バンドは認められない(第9A図)。
これらの結果より、カナマイシン耐性遺伝子が欠失法の
染色体に組み込まれ、該遺伝子がpUC−4Kに由来す
ることがわかる。
odapD遺伝子の染色体からの欠失の証明GC454
0、TGE7213.7214及びTGE901の染色
体DNAを、対照としてM13TG620、M13TG
5971、pDB6のBamHI −Hlnd II[
フラグメント及びPstlで切断された同フラグメント
(第6図)を用いて、比較する。
染色体DNAは、PstI又はBamHI及びHlnd
mで切断される。
EcoRIで切断されたM13TG620は、dap 
D遺伝子の5′側を特異的に含有するバンドから単離さ
れ、これをプローブとして使用する(第9B図)。
PstIで消化後、野生株においては、dap D遺伝
子の5′領域に対応する2、 8−kbバンド及び予期
しなかった1、7−kbバンドが認められることが判る
BamHI及びHindIIIで消化後、pD86由来
のバンド(9kb)よりも大きい約12−kbのバンド
が認められる。更に、付加的な2. 5−kbバンドも
野生株に存在する(第9B図)。
欠失法については、どの消化フラグメントにも有意な相
同性(homology)は認められない。
これらの観察により下記のことが判る:dap D遺伝
子の5′部分をカバーするプローブは、株TGE721
3及び7214の染色体中のいかなるバンドも明らかに
しない。このことは該遺伝子の5′側の欠失を示す; 野生株においては、dap D遺伝子に特異的な第2の
バンドが、予測されたバンドの他にも認めらるため、該
遺伝子はこれらの菌株中では重複していると思われる。
dap D遺伝子の重複は予期されなかったことてあっ
たので、我々は数種の野生株においてこの重複を確認し
、5′側に加えて3′側からのdap D遺伝子の欠失
を確認した。
PstIで消化後、同じ染色体DNA及び対照DNAが
用いられる(第8図)。
プローブはKpnI及びBg’lIIで切断されたpT
G47である。上記予期されたバンドの他に、このプロ
ーブは少くとも1.7−kbのバンドを認識するはずで
あ゛る。事実、pTG47は5′及び3′側からのda
p D遺伝子に対し相同性を有する300bp及び10
0bpを各々有し、これ等は、欠失法でも認められねば
ならない。
第9C図は下記のことを示す。: 2、8−kb及び2.4−kbのバンドは、欠失法で認
められ、3.4−kb及び2.8−kbバンドが野生株
で認めらる。加えて、カナマイシン耐性遺伝子に対応す
る1、3−kbバンドが認められる。
このことは、株TGE7213及び7214の欠夫を証
明するものである; 重複したdap D遺伝子による2つの強度の弱いバン
ドも又、野生株においてのみ現れる。1.7−kbバン
ドは5′部について認められることが知られているので
、2.1−kbバンドは3′側より由来したものである
に違いない。このことは、これ等株が、欠失株では消失
している重複を有することを証明するものである。
株RH5345及びRL58のPStIで切断された染
色体のDNAを、TGE901とRL58の接合により
得られたdapD−変異株と比較した。
これらDNAは、K pn I 、カナマイシン耐性遺
伝子(何も明らかにしない)を有するpTG47より単
離されたBglII断片及び遺伝子dap Dの側方に
ある領域を用いて調べられた。第9D図は、RH534
5において3.4及び2.8−kbのバンドのみが認め
られ、GC4540及びTGE901に存在する遺伝子
の重複によるバンドは認められないことを示す。更に、
7−kbバンドのみが、RL58及びTGE7615に
ついて認められ、このことはPst1部位の欠失を示す
。これにより、これら2つの変異株が同一であり、少く
ともdapD遺伝子のpstr部位において影響を受け
ることが証明されている。
結論として、これらの実験は下記のことを示す:株TG
E7213及び7214は、dap D遺伝子を欠失し
、カナマイシン耐性遺伝子を有する;RL58及びTG
E7615のdapD−突然変異は少くともdap D
遺伝子のPstI部位に存在する; いくつかの大腸菌株はdap D遺伝子の重複があり、
この重複は欠失株では認められない。
受容株の2つのdap D遺伝子は、形質導入により欠
失するので、重複遺伝子は、第一のdap D遺伝子と
近接(大腸菌の染色体地図上の2′未満)している。
実施例12 cer遺伝のクローニング eor遺伝子をCot  Elプラスミド(その配列は
チャン(Chan)等(1985)により公表されてい
る)より1.85−kb  HaeUフラグメントの形
で回収する。
その後、該HaeIIフラグメントをHpaIIで切断
し、クレノーで処理し、0.4−kbバンドを回収する
。M13[111)130をE coRVで切断し、ホ
スファターゼで処理する。Cot  Elの0.4−k
bフラグメントをM13ml)130にリゲートし、株
JM103に導入する。Col  Elcerフラグメ
ントの存在は、Smal及びHlndI[rで切断され
て遊離した0、4−kbバンドの配列決定により確認さ
れた。
M 13mpl 31のポリリンカー中に挿入されたe
or遺伝子を、Smaj及びHind■による消化後単
離し、BglIIで切断したpTG720ベクター(ヒ
ルジン遺伝子を有する、第2図)にリゲートし、クレノ
ーで処理する。得られたプラスミドがpTG720ce
rである。
pTG192 (第1図)をEcoRI及びBglII
で切断しM13mp131ポリリンカーを遊離させ、H
aeIII消化により短くする。例えば、pTG730
(フランス特許86/16.723に記載の、ヒルジン
の発現ベクター)等のアンピシリン耐性遺伝子を含むプ
ラスミドを用いる;このプラスミドは、BglII及び
EcoRIで切断され、pTG192のEcoRI−B
gl Uフラグメントに結合(I igatc)される
。こうして、pTG730のヒルジン構造遺伝子とPL
を含有する発現ブロックが失われ、M 13mpl 3
1ポリリンカーで置換される。この新しいプラスミドを
pTG790と呼ぶ(第10図)。
Oeerフラグメントのクローニングベクターへの導入 pTG790を5stI及びKpnIで切断し、ホスフ
ァターゼで処理する。この消化により得られるフラグメ
ントは、p T G 720 eerにリゲートされ、
5stI及びKpnIで切断され(これにより、eor
フラグメントが遊離される) 、BglII消化により
短くされる。得られるベクターpTG792は、cer
フラグメントを含有する(第11図)。
odapD遺伝子のe(3rフラグメント含有ベクター
への導入 pTG792をEcoRIで切断し、フレノウ(Kle
now)及びホスファターゼで処理する。得られるフラ
グメントと、dap D遺伝子を含有するpD86山来
の1. 3−kb  Alulフラグメント(第6図)
とをリゲートする。2つのプラスミドpTG7922及
びpTG7923が得られる。
両者は、2つのEcoRI部位間に位置するdap D
遺伝子のオリエンテーションにおいてのみ異なる。
pTG7922に関しては、上記3つの遺伝子即ち、複
製起源、アンピシリン耐性及びdap Dの各遺伝子用
のプロモーターが同一方向に配向している(第12図)
Oアンピシリン耐性遺伝子の欠失 下記構築法は、複数の目的を有する。即ち、−dap 
D遺伝子を含有するベクターからアンピシリン耐性遺伝
子を欠失させること、 −CQr遺伝子を含有するdap Dクローニングベク
ターを得ること、 −M 13a+p131ポリリンカー(cerのクロー
ニングに用いられたE coRV部位がない)を含有す
るdap Dクローニングベクターを得ること、及び 一単−EcoRI部位を有するdap Dベクターを得
ること。
PstIフラグメントを、夫々dap D遺伝子の3′
及び5′部分及びcer遺伝子を含有するpTG792
2及びpTG7923から回収し、これを類似している
が、EcoRI又はAvaI部位又はeorを有しない
フラグメントを含有するdapミルベクター導入する。
この類似するベクターは、夫々前記pTG767及びp
TG766である。
即ち、pTG7922及びpTG7923をPstIで
切断し、Bgln消化により短くし、PstIで切断さ
れホスファターゼで処理されたpTGγ67及びpTG
766に夫々リゲートする。得られるクローニングベク
ターは、夫々pTG769及びpTG768である(p
TG769を第13図に示す)。
実施例14:カテコール2,3−オキシゲナーゼ(C2
、30)用の発現ベクターの 構築へのdapミルモデル用 OC2、3Oの上流のBamHr部位を有しないベクタ
ー C2、30の構造遺伝子を上記dapベクターpTG7
671中へ導入すべく、pTG444から回収する。
pTG444は、非再生X ma■部位を除けばツコウ
スキー(Z ukovski )ら(1984)により
記載されたpTG445と同一である。pTG444を
BamHI及びHlndIIIで切断し、BamHI及
びHlndI[Iで切断されホスファターゼで処理され
たpTG769にリゲートする。得られるプラスミド、
即ちpTG7401は、c2,3oの構造遺伝子を含有
しない。
pTG7671は、2つのBglII部位、即ち、ポリ
リンカーのPt形成部の上流の部位及びリポソーム結合
部位中に位置するPt、の下流でγ−インターフェロン
の構造遺伝子の上流の部位を有する。pTG7671を
BglIIで切断し、KpnI消化により短くする。得
られる混合物をpTG7401にリゲートし、Bgll
I及びBamHIにてそのポリリンカーにおいて切断し
、ホスファターゼで処理する。BglII部位は、この
リゲーションにより再構成されるが、Bgln部位にリ
ゲートされたBamHI部位は失われる。C2、3Oの
構造遺伝子について、PLの2つのオリエンテーション
が可能である。C2、3OがPLの制御下にある構造を
区別するために、BamHI及びBglIIを用いて切
断を行なう(事実、所望のオリエンテーションに関して
は、Baa+HI部位がBglII部位の近傍に存在し
、実際上、消化により4.3−kbのバンドのみが得ら
れるであろう。また、他のオリエンテーションにおいて
は、消化により3.9−kbのバンドと0.4−kbの
バンドが遊離される。
PLの制御下にあるC2−30を有する、選択されたプ
ラスミドpTG7407は、下記に示すpTG7406
 (第14図参照)と近似した構造を有するが、C21
30の上流のBamHI部位を失っている。
o(:2 、30の上流のBamHI部位を有するベク
ター pTG769をBglII及びBaa+HIで切断し、
ホスファターゼで処理し、λの完全なN遺伝子及びPt
、を含有する任意の発現プラスミド(pTG907)の
BamHI−BglII7ラグメントにリゲートする。
構築物pTG7400が得られるが、これはBamHI
及び8glIr切断により2. 6−kb及び1.3−
kbの2つのバンドを遊離することにより同呈される。
この構築物は、PL及び完全なN遺伝子を含有する。
次いで、上記pTG7400をHpaIで切断し、リン
酸化されハイブリダイズされたBa1HIリンカ−1C
CGGATCCGG (ベセスダ リサーチ ラボラト
リ−(B ethesda ResearchL ab
oratory )により市販さ゛れている)をその中
へ挿入す゛る。こうして、HpaI部位を失ったが2つ
のBamHI部位を含有するpTG7402を得る。
該pTG7402をBamHIで切断し、再すゲートし
てpTG7404を得る。この方法により、1つのBa
mHI部位を除去し、N遺伝子を切形(truncat
e)する。
OC2、3O遺伝子のdap−corベクターへの導入 上記pTG7402をBaa+HI及びHlndmで切
断し、ホスファターゼで処理し、pTG444のBgl
II−Hlnd mフラグメントをその中へ導入し、p
TG7406を得る(第14図参照)。これは、pTG
7407と比べると、C2、3O遺伝子がBamHI 
−Hlnd m切断により除去されてpTG444から
導入されたフラグメントが回収される点において異なっ
ている。
0プラスミドpTG7407により形質転換されバクテ
リアTGE7213/pTG7407中でのC2,3o
遺伝子の発現を、30℃にて4時間及び7時間培養後に
及び4時間及び7時間後に42℃にて誘導中に観察した
。夫々の観察のため、サンプルを培養物から回収し、遠
心分離し、ペレットをリン酸塩緩衝液で洗浄し、同緩衝
液中にとり(ツコウスキー(Z ukovskl )ら
、1983に記載の方法に従う)、次いで、超音波で3
回20秒間処理する。
10.000gにて10分間遠心分離後のベレットを不
溶性フラクション(P)、上清を可溶性フラクション(
S)とする。
各フラクション中に存在する蛋白質をSDSポリアクリ
ルアミドゲル上での電気泳動により分析する。各バンド
は、クーマシーブルー (Cootnassjeblue )で染色することに
より顕現化する。結果を第15図に示す。MW35,0
00のバンドの強度が、特に42℃にて誘導7時間後に
、観察される。ゲルの“スキャニングにより、フラクシ
ョンS及びPにおいて夫々的64%及び75%のC2、
3Oが得られる。
よりリッチなサンプル(S、42℃にて7時間)におい
て、C2、3Oの特異的活性を、(ツコウスキー(Z 
ukowski )ら、1983記載の方法に従い)基
質としてカテコールを添加することにより測定する。2
8〜3!5U/mgの特異的活性が測定される。
純粋な酵素組成物の特異的活性は280U/mgであり
、分析された抽出物は約12%の活性C2、3Oを含有
する。
上記pTG7671をそのポリリンカーにおいてS s
t I (S ac Iと同一)及びKpnIで切断し
、次いでホスファターゼで処理し、5stI及びKpn
lで切断されたpTG720cerフラグメントにリゲ
ートする。TGE7615中に形質転換後、1つの候補
pTG7675を選択する(第16図)。これは、5s
tI及びKpnlで消化すると400bp及び3.4−
kbの2つのフラグメントを遊離する。
実施例16:γ−インフーフエロン発現の誘導(ind
uction )中のプラスミドの安定性の観察 結果を第9表に示す。総細胞数/IIIQ10Dユニッ
トを測定し、生存率(viability )のロスが
真実の現象であって、例えば細胞体積の変化によるもの
ではないことを確認する。これ等データを第9表に併記
する。Fp−は、実施例7で定義した通りであり、所定
時刻に存在する総細胞数に対するp−細胞の数である。
誘導7時間30分後のFp−が約2%に達することが判
る。従って、それは、前記実験(実施例9参照)におけ
るよりも低いものであり、これら2つの実、験における
プラスミドpTG40の構造上の差にのみ起因し得る。
即ち、実際のところ、誘導の各時点においてプラスミド
の量は同一であるが、最初の実験においてはプラスミド
はダイマーの形態であり、他方ここに記載の実験におい
ては、主としてモノマー形態にある(ゲル上の分析によ
り示される)。プラスミドの状態(conditi。
n)は、γ−インターフェロン産生に影響を与えないが
、プラスミドのモノマー形態が推持されない場合は、結
論として安定性が失われるものと説明できる。
結果を第10表に示す。総細胞数/mQ10Dユニット
を測定する。TGE901/pTG40に比し大差は認
められない。従って、生存率の現実の消失(loss)
が確認される:誘導7時間30分後、培養物のわずか0
.02%が生存し続けるに過ぎない。この結果を、2.
4%の値が得られたTGE901/pTG40について
の結果と比較すべきである。このことは、Fp−にも現
れており、TGE901/pTG40に比し、TGE7
615/pTG7675の場合は1000分の1に減少
している。しかし、いくつかのp−細胞は生存し続け、
誘導終期に現れる。プラスミド含量は前記と同一の特徴
を何し、換言すれば、増殖終期にコピー数が増加するが
、eerを有しないプラスミドと共に変化し得る数で存
在する多量体形態(multimeric form 
)のものが、この場合は殆んど存在しない。γ−インタ
ーフェロン産生量は、pTG40の場合に比し、わずか
に大きい。
結果を第11表に示す。結論は、TGE901/ p 
T G 40とTGE7615/pTG7675との比
較から導き出されたものと同一である。即ち、死滅率(
mortality )は、3.5X10−4のファク
ターに達し、総細胞数/mQ10Dユニットの値は誘導
中有意に変化しない。これと対照的に、誘導7時間30
分後であっても、p−細胞は現れない(24時間後、全
培養物は、TGE901/pTG40の場合はp−とな
り、TGE7213/pTG7675の場合は100%
p+のままであった)。プラスミド含量は、多量体(m
ultimer)の不存在下、TGE7615/pTG
7675のそれと同等である。γ−インターフェロン産
生量は、TGE76ユ5 / p T G 7675に
より得られたよりもわずかに大きい。
実施例17:アルファー1抗トリプシン用の発現ベクタ
ーの構築へのdapミルモデル 用 pTG2901(フランス国特許85107゜393号
記載のpTG983の切形された( trunCatθ
d)誘導体)由来のアルファ−1抗トリプシン発現ブロ
ックを含有するPstIフラグメント1即ち〜ファージ
ラムダプロモーターPL1切形されたN遺伝子、リポソ
ーム結合部位及びアルファー1抗トリプシンの構造遺伝
子 (Arg35 B )を前記pTG792中へ導入し、
Pstlで切断しホスファターゼで処理する。
得られる発現ベクターpTG7913を、次いで、Bg
ln及びS st Iで切断し、アルファー1抗トリプ
シン及びcer 14伝子を含有する発現ブロックを、
pTG767中へ導入し、BglII及び5stIで切
断し、ホスファターゼで処理する。
得られるプラスミドpTG7914は、dap D遺伝
子、aer遺伝子及びアルファ−1抗トリプシン発現ブ
ロック(Arg358)を含有する(第17図)。
本発明の代表的菌株の寄託 下記菌株は、パリ リュ デュ ドクトル ルー 25
のコレクシオン・ナシオナル・ド・クルチュール・デ・
ミクロオルガニスム (Collection Natlonale do 
Cu1tures desMicroorganism
esSNatlonal Co11ect1on of
Microbial  Cu1tures )に寄託さ
れた。
(1)TGE7615/pTG7671   寄託番号
l−586 (2)TGE7615/pTG771   寄託番号(
1) (2)いずれも寄託日は1986年7月25日で
ある。
(3)TGE7214、dap D遺伝子を欠失された
コリ(coil)株  寄託番号l−652(4)TG
E7303、dap D遺伝子を欠失されたコリ株  
寄託番号l−653 (上記2つの菌株は、dap D及びcer遺伝子を含
有するプラスミドpTG768で形質転換されている。
) (5)TGE7214/pTG7404、C2、3Oの
発現プラスミドで形質転換されたdapD−株  寄託
番号l−655 (3)、(4)、(5)いずれも寄託日は、1987年
3月10日である。
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ski M。
M、)、スペック ディー、  (Speck  D、
 )、カウフマン エム、  (Kauffmann 
 M、 )及びルコック ジエイ、ピー、  (Lec
ocq J、  P、 )、ジエネティクス アンド 
バイオテクノロジー オブ バシリ(G enetlc
s andB iotechnoligy of Ba
cilli) 309−319(1984)  。
【図面の簡単な説明】
第1図から第5図は下記のプラスミドの構築を示す。 Amprdap D  外来蛋白 第1図:pTG764  +   +    Q第2図
:pTG720   十〇   ヒルジン第2図:pT
G771   +    +  ヒルジン第3図:pT
G775  0    +  ヒルジン第3図:pT0
776  0    +  ヒルジン第4図:pT07
66  0    +     0第4図:pTG76
7  0    +     0第5図:pT0767
1  0    +   JPN−ガンマ第6図は、p
DB6のH1’nd m −BamHIフラグメントの
制限地図を示す。 第7図は、M13mp8におけるpDB6のPst■挿
入物及び導入されたEcoRI部位の概略図である。 第8図は、pTG47のKpnI−BglIIフラグメ
ントの制限地図を示す。 第9図は、種々の菌株の染色体DNAにおけるdap遺
伝子の欠失を″サザンプロット(Southern b
lot) ”オートラジオグラフィーにより示すもので
あり、 第9A図において、 プローブ=pTG47のEcoRIフラグメントにより
担持されるKanR遺伝子 ハンド6−9PstIで切断されたDNA1O−14B
amHI及びHlndI[Iで切断されたDNA バンド6及び10=株GC4540 7及び11=TGE7213 8及び12=TGE7214 9及びL3=TGE901 14=pDB6 15=分子量マーカー 第9B図においてニ プローブ=M13TG620のEcoRIフラグメント
により担持されたdap D遺伝子の5′側 バンド4−7PstIで切断されたDNA8−11  
BamHI及びHlndIIIで切断されたDNA バンド4及び8=株GC4540 5及び9=TGE7213 6及び10=TGE7214 7及び11=TGE901 バンド13=分子量マーカー 1及び12=PstI又はBamHI及びHlndmで
切断されたpDB6 2=PstIで切断されたM13TG6203=Pst
Iで切断されたM13TG597第9C図において: プローブ=pTG47のKpnI−BglIIフラグメ
ントにより保有されるdap D遺伝子の側方(fla
nking)領域 PstIで切断された染色体DNA バンド4=株GC4540 バンド5=TGE7213 6=TGE7214 7−TGE901 バンド8=分子量マーカー 1−PstIで切断されたpDB6のBaraHI−H
lndII[断片 2=PstIで切断されたM13TG6203=Pst
Iで切断されたM13TG597第9D図においてニ プローブ=pTG47のKpnI−BgllI断片によ
り保有されるdap D遺伝子の側方領域PstIで切
断された染色体DNA バンド4−株RH5345 5=RL58 6=TGE7615 1.2.3 (第9C図におけると同様)7=分子量マ
ーカー 第1O図は、pTG790についてのダイアグラムと制
限地図を示す。 第11図は、pTG792についてのダイアグラムと制
限地図を示す。 第12図は、pTG7922についてのダイアグラムと
制限地図を示す。 第13図は、pTG769についてのダイアグラムと制
限地図を示す。 第14図は、pTG7406についてのダイアグラムと
制限地図を示す。 第15図は、クーマシーブルー (CooIIIassicbluc)で顕現化して行な
った、TGE7213/pTG7407により合成され
た蛋白質のSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動を示
す。 バンド−及び8=分子量マーカー バンド2〜5=30℃で4時間(2及び3)又は7時間
(4及び5)の培養 バンド6−12=42℃で4時間(6,11及び12)
又は7時間(7,9及び10)の培養 C=不溶性フラクション;20μρ S=可溶性フラクション;40μg 第16図は、pTG7675についてのダイアグラム及
び制限地図を示す。 第17図は、pTG7914についてのダイアグラム及
び制限地図を示す。 (以 上) IG−9A −、ダ1  ・ ’ nG、9C 襠 で 休 一 り                  【α さ く 手続辛市正書(自発) 昭和62年11ηつ下戸

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)細菌中に含有されるプラスミドベクターを安定化
    させる方法であって、該細菌がdap^−染色体変異を
    含み、該プラスミドベクターがdap^+遺伝子を保有
    することを特徴とする方法。
  2. (2)dap^−染色体変異がdapD遺伝子の変異で
    あり、プラスミドベクターがインダクトなdapD遺伝
    子を保有する特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  3. (3)dap染色体変異が、dapD遺伝子の少なくと
    も一部の欠失であり、プラスミドベクターがインダクト
    なdapD遺伝子を有する特許請求の範囲第1項に記載
    の方法。
  4. (4)欠失が、dapD遺伝子の全欠失である特許請求
    の範囲第3項に記載の方法。
  5. (5)プラスミドベクターが、モノマー状態を保持する
    配列を有する特許請求の範囲第1項乃至4項のいずれか
    に記載の方法。
  6. (6)配列が、“cer”配列である特許請求の範囲第
    5項に記載の方法。
  7. (7)プラスミドベクターが、産業上有用な蛋白質をコ
    ードする遺伝子を有し、宿主細菌中でのその発現を確保
    するための要素を含有する特許請求の範囲第1項乃至6
    項のいずれかに記載の方法。
  8. (8)宿主細菌が、イー.コリ(E.coli)株であ
    る特許請求の範囲第1項乃至7項のいずれかに記載の方
    法。
  9. (9)産業上有用な蛋白質が、ヒルジン、γ−インター
    フェロン、C_2_、_3O及びアルファー抗トリプシ
    ンから選ばれるものである特許請求の範囲第7項又は第
    8項に記載の方法。
  10. (10)特許請求の範囲第1項乃至第9項のいずれかに
    記載の方法を実施することにより得られる安定化された
    発現プラスミドベクターを含有する細菌。
  11. (11)イー.コリ株であって、dapD遺伝子の少な
    くとも部分的な欠失を有し、dapD遺伝子及び産業上
    有用な蛋白質の発現をコードする遺伝子及び該宿主細胞
    中でのその発現を確保する要素を有するプラスミドベク
    ターにより形質転換されたイー.コリ株である特許請求
    の範囲第10項に記載の細菌。
  12. (12)産業上有用な蛋白質が、ヒルジン、γ−インタ
    ーフェロン、C_2_、_3O及びアルファー抗トリプ
    シンから選ばれるものである特許請求の範囲第11項に
    記載の細菌。
  13. (13)特許請求の範囲第10項乃至第12項のいずれ
    かに記載の細菌であって、その産業上有用な蛋白質の発
    現をコードする遺伝子がC_2_、_3Oをコードする
    遺伝子である細菌を、完全培地中で培養することを特徴
    とするC_2_、_3Oの製造法。
  14. (14)特許請求の範囲第10項乃至第12項のいずれ
    かに記載の細菌であって、その産業上有用な蛋白質の発
    現をコードする遺伝子がヒルジン類はその天然の又は人
    工的な変異型をコードする遺伝子である細菌を完全培地
    中で培養することを特徴とするヒルジン類の製造法。
  15. (15)特許請求の範囲第10項乃至第12項のいずれ
    かに記載の細菌であって、その産業上有用な蛋白質の発
    現をコードする遺伝子がγ−インターフェロンをコード
    する遺伝子である細菌を、完全培地中で培養することを
    特徴とするγ−インターフェロンの製造法。
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