[go: up one dir, main page]

RU2418069C2 - Method of constructing recombinant bacteria belonging to genus pantoea and method of l-amino acids production with application of bacteria belonging to genus pantoea - Google Patents

Method of constructing recombinant bacteria belonging to genus pantoea and method of l-amino acids production with application of bacteria belonging to genus pantoea Download PDF

Info

Publication number
RU2418069C2
RU2418069C2 RU2006134574/10A RU2006134574A RU2418069C2 RU 2418069 C2 RU2418069 C2 RU 2418069C2 RU 2006134574/10 A RU2006134574/10 A RU 2006134574/10A RU 2006134574 A RU2006134574 A RU 2006134574A RU 2418069 C2 RU2418069 C2 RU 2418069C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bacterium
seq
gene
plasmid
fragment
Prior art date
Application number
RU2006134574/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006134574A (en
Inventor
Жанна Иосифовна Каташкина (RU)
Жанна Иосифовна Каташкина
Любовь Игоревна Голубева (RU)
Любовь Игоревна Голубева
Татьяна Михайловна Куваева (RU)
Татьяна Михайловна Куваева
Татьяна Александровна Гайденко (RU)
Татьяна Александровна Гайденко
Евгений Родионович Гак (RU)
Евгений Родионович Гак
Сергей Владимирович Машко (RU)
Сергей Владимирович Машко
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ)
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 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ) filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ)
Priority to RU2006134574/10A priority Critical patent/RU2418069C2/en
Publication of RU2006134574A publication Critical patent/RU2006134574A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2418069C2 publication Critical patent/RU2418069C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention describes method of constructing recombinant bacteria, belonging to genus Pantoea, method of constructing recombinant bacterium belonging to genus Pantoea - L-amino acid producent, bacterium belonging to genus Pantoea, obtained by said method, as well as method of obtaining L-amino acid with application of said bacterium.
EFFECT: invention makes it possible to increase production of L-amino acids.
12 cl, 7 dwg, 5 tbl, 6 ex

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к способу конструирования рекомбинантной бактерии, принадлежащей к роду Pantoea, и к способу получения L-аминокислот с использованием этой бактерии.The present invention relates to a method for constructing a recombinant bacterium belonging to the genus Pantoea, and to a method for producing L-amino acids using this bacterium.

Описание предшествующего уровня техникиDescription of the Related Art

Обычно увеличение активности генных продуктов, участвующих в биосинтезе L-аминокислот или нуклеиновых кислот, является общепринятым способом, используемым для увеличения продукции L-аминокислот или нуклеиновых кислот. Это увеличение часто достигалось путем создания мутантных штаммов, устойчивых к целевым веществам или их аналогам, путем усиления экспрессии генов биосинтеза, путем устранения чувствительности ферментов биосинтеза к ингибированию связи конечными продуктами или промежуточными продуктами биосинтеза по типу обратной, и путем создания бактериальных штаммов, дефицитных по генам, использующим предшественников целевого вещества для других путей, или путем создания бактериальных штаммов, дефицитных по генам, ответственным за деградацию целевого вещества.Typically, increasing the activity of gene products involved in the biosynthesis of L-amino acids or nucleic acids is a common method used to increase the production of L-amino acids or nucleic acids. This increase was often achieved by creating mutant strains that are resistant to target substances or their analogues, by enhancing the expression of biosynthesis genes, by eliminating the sensitivity of biosynthesis enzymes to inhibition of feedback by end products or intermediate biosynthesis products, and by creating bacterial strains that are deficient in genes using precursors of the target substance for other pathways, or by creating bacterial strains deficient in genes responsible for degradation left substance.

Эти манипуляции обычно приводят к получению штаммов, которые неспособны расти, растут только со значительно сниженной скоростью или нуждаются в дополнительных питательных веществах, таких как аминокислоты, для своего роста. Например, усиление экспрессии некоторых генов может стать чрезмерным и может привести к значительному ингибированию роста бактерии и как результат к снижению способности бактерии к продукции целевого вещества.These manipulations usually result in strains that are unable to grow, grow only at a significantly reduced rate, or require additional nutrients, such as amino acids, for their growth. For example, increased expression of certain genes can become excessive and can lead to significant inhibition of bacterial growth and, as a result, to a decrease in the ability of bacteria to produce the target substance.

Одним из подходов, позволяющих избегать вышеописанные трудности, является оптимизация экспрессии генов, которые кодируют белки, участвующие в распределении потоков углерода, азота или фосфора или в выведении целевого продукта из бактериальной клетки.One approach to avoiding the above difficulties is to optimize the expression of genes that encode proteins involved in the distribution of carbon, nitrogen or phosphorus streams or in the removal of the target product from a bacterial cell.

Было описано получение библиотеки синтетических промоторов различной силы для Lactococcus lactis (Jensen P.R., and Hammer K., Appl. Environ. Microbiol., 1998, 64, No.1. 82-87 Biotechnol. Bioeng., 1998, 58, 2-3, 191-5). Библиотека состоит из 38 химически синтезированных промоторных фрагментов ДНК, которые обладают рандомизированными спейсерами между консенсусными последовательностями в позициях с -35-го по -15-тый нуклеотиды. Для оценки силы полученных промоторов, олигонуклеотиды из библиотеки были клонированы в экспрессирующий вектор рАК80, который содержит β-галактозидазу. Было установлено, что большинство искусственных промоторов очень слабые (менее 500) и только три из них имели силу около 2000 относительных единиц. Однако практическое применение для этой библиотеки синтетических промоторов не было раскрыто.A library of synthetic promoters of various strengths has been described for Lactococcus lactis (Jensen PR, and Hammer K., Appl. Environ. Microbiol., 1998, 64, No.1. 82-87 Biotechnol. Bioeng., 1998, 58, 2-3 , 191-5). The library consists of 38 chemically synthesized promoter DNA fragments that have randomized spacers between consensus sequences at positions from the 35th to the 15th nucleotides. To evaluate the strength of the obtained promoters, oligonucleotides from the library were cloned into a pAK80 expression vector that contains β-galactosidase. It was found that most artificial promoters are very weak (less than 500) and only three of them had a strength of about 2000 relative units. However, the practical application for this library of synthetic promoters has not been disclosed.

Способ получения коринеформных бактерий, обладающих улучшенной продуктивностью аминокислот или нуклеиновых кислот, путем введения мутации в последовательность промотора генов биосинтеза аминокислот или нуклеиновых кислот раскрыт в Европейской патентной заявке ЕР 1033407 А1. Для каждого из следующих генов использовали до 8 различных вариантов мутантных промоторов: ген глутаматдегидрогеназы (gdh), ген цитратсинтазы (gltA), ген изоцитратдегидрогеназы (icd), ген пируватдегидрогеназы (pdhA) и ген аргининсукцинатсинтазы (argG). Несостоятельность этой техники, описанная в Европейской патентной заявке ЕР 1033407 А1, заключается в том, что каждый из описанных мутантных штаммов приготавливался отдельно, то есть один за другим. Также увеличение продуктивности L-аминокислоты во всех случаях, раскрытых в этой Европейской патентной заявке, достигался путем увеличения активности определенных ферментов, использующих ограниченное количество различных промоторов для генов, кодирующих эти ферменты. Этот подход является обычным для уровня техники приготовления бактерий-продуцентов аминокислот и бактерий-продуцентов нуклеиновых кислот и не направлен на оптимизацию или тонкую настройку промоторной активности генов, необходимых для продукции L-аминокислот или нуклеиновых кислот.A method for producing coryneform bacteria having improved amino acid or nucleic acid productivity by introducing a mutation into the promoter sequence of the amino acid or nucleic acid biosynthesis genes is disclosed in European Patent Application EP 1033407 A1. For each of the following genes, up to 8 different mutant promoter variants were used: glutamate dehydrogenase gene (gdh), citrate synthase gene (gltA), isocitrate dehydrogenase gene (icd), pyruvate dehydrogenase gene (pdhA) and arginine succinate synthase (argG) gene. The failure of this technique, described in European patent application EP 1033407 A1, lies in the fact that each of the described mutant strains was prepared separately, that is, one after the other. Also, an increase in the productivity of the L-amino acid in all cases disclosed in this European patent application was achieved by increasing the activity of certain enzymes using a limited number of different promoters for the genes encoding these enzymes. This approach is common in the art of preparing bacteria producing amino acids and bacteria producing nucleic acids and is not intended to optimize or fine-tune the promoter activity of genes necessary for the production of L-amino acids or nucleic acids.

Способ создания библиотеки искусственных промоторов был раскрыт в заявке PCT WO 03089605. Этот способ включает: а) получение ДНК-кассеты для вставки, которая включает первый сайт рекомбиназы, второй сайт рекомбиназы и селективный маркерный ген, расположенный между этими сайтами; в) получение первого олигонуклеотида, который включает: i) первый фрагмент нуклеиновой кислоты, который гомологичен области, предшествующей по направлению транскрипции интересующему гену на хромосоме (upstream-область), и ii) второй фрагмент нуклеиновой кислоты, который гомологичен 5'-концу вставочной ДНК- кассеты; с) получение второго олигонуклеотида, который включает: i) третий фрагмент нуклеиновой кислоты, гомологичный 3'-концу указанной вставочной ДНК- кассеты, ii) предшественник промотора, который включает консенсусную область из 35-ти нуклеотидов (от -35-ти до -30-ти нуклеотидов), линкерную последовательность, и консенсусную область из 10-ти нуклеотидов (от-12-ти до -7-и нуклеотидов), причем линкерная последовательность включает от 14-х до 20-ти нуклеотидов и фланкируется областью из 35-ти и областью из 10-ти нуклеотидов, причем указанный предшественник промотора модифицирован таким образом, что включает по крайней мере одну измененную нуклеотидную позицию промоторного предшественника, при этом область из 35-ти и 10-ти нуклеотидов каждая включает от 4-х до 6-ти консервативных нуклеотидов промотора, и iii) четвертый фрагмент нуклеиновой кислоты, который гомологичен области, расположенной дальше по отношению к точке инициации транскрипции промотора (downstream-область); и d) смешивания первого и второго олигонуклеотидов в реакции амплификации со вставочной ДНК-кассетой для получения библиотеки двухцепочечных амплифицированных продуктов, содержащих искусственные промоторы.A method of creating a library of artificial promoters was disclosed in PCT application WO 03089605. This method includes: a) obtaining a DNA cassette for insertion, which includes a first recombinase site, a second recombinase site and a selective marker gene located between these sites; c) obtaining a first oligonucleotide that includes: i) a first nucleic acid fragment that is homologous to the region preceding the direction of transcription of the gene of interest on the chromosome (upstream region), and ii) a second nucleic acid fragment that is homologous to the 5'-end of the inserted DNA - cassettes; c) obtaining a second oligonucleotide, which includes: i) a third nucleic acid fragment homologous to the 3 ′ end of said insertion DNA cassette, ii) a promoter precursor that comprises a consensus region of 35 nucleotides (from -35 to -30 nucleotides), a linker sequence, and a consensus region of 10 nucleotides (from 12 to 7 nucleotides), and the linker sequence includes from 14 to 20 nucleotides and is flanked by a region of 35 and a region of 10 nucleotides, wherein said promoter precursor the ora is modified in such a way that it includes at least one altered nucleotide position of the promoter precursor, with a region of 35 and 10 nucleotides each comprising 4 to 6 conserved nucleotides of the promoter, and iii) a fourth nucleic acid fragment which is homologous to the region further downstream of the transcription initiation point of the promoter (downstream region); and d) mixing the first and second oligonucleotides in the amplification reaction with an inserted DNA cassette to obtain a library of double-stranded amplified products containing artificial promoters.

В качестве способа встраивания фрагментов ДНК в хромосому бактерий семейства Enterobacteriaceae уже известны температуро-чувствительная плазмида или метод Mu-интеграции (Microbiol Res. 2006 Mar 29, J Bacteriol. 1981 Jan; 145(1):358-68).A temperature-sensitive plasmid or Mu integration method (Microbiol Res. 2006 Mar 29, J Bacteriol. 1981 Jan; 145 (1): 358-68) is already known as a method for embedding DNA fragments into the chromosome of bacteria of the Enterobacteriaceae family.

Однако в настоящее время нет сообщений, описывающих использование Red-зависимой интеграции для встраивания целевых фрагментов ДНК в бактерии, принадлежащие к роду Pantoea. Также в настоящее время нет сообщений, описывающих оптимизацию экспрессии гена для продукции полезного метаболита, например, для продукции L-аминокислоты, путем ферментации бактерии, принадлежащей к роду Pantoea, которая модифицирована таким образом, что в ней оптимизирована экспрессия целевого гена.However, there are currently no reports describing the use of Red-dependent integration for embedding target DNA fragments in bacteria belonging to the genus Pantoea. There are also currently no reports describing the optimization of gene expression for the production of a useful metabolite, for example, for the production of an L-amino acid, by fermentation of a bacterium belonging to the genus Pantoea, which is modified in such a way that expression of the target gene is optimized in it.

Описание изобретенияDescription of the invention

Целью настоящего изобретения является предоставление способа конструирования рекомбинантной бактерии, включающего:An object of the present invention is to provide a method for constructing a recombinant bacterium, comprising:

a) получение экзогенного фрагмента ДНК, который имеет в своем составе по крайней мере 2 сайта, как минимум по 30 п.о. в длину каждый, идентичных сайтам, расположенным в целевом гене на хромосоме бактерии, принадлежащей к роду Pantoea,a) obtaining an exogenous DNA fragment that contains at least 2 sites, at least 30 bp in length each, identical to sites located in the target gene on the chromosome of a bacterium belonging to the genus Pantoea,

b) введение указанного линейного фрагмента ДНК в бактерию, принадлежащую к роду Pantoea, причем указанная бактерия модифицирована таким образом, что является устойчивой к продуктам генов gam, bet и exo из фага лямбда иb) introducing said linear DNA fragment into a bacterium belonging to the genus Pantoea, said bacterium being modified in such a way that it is resistant to the products of the gam, bet and exo genes from lambda phage and

c) отбор рекомбинантной бактерии, в которой указанный целевой ген заменен на указанный линейный фрагмент ДНК или линейный фрагмент ДНК встроен в целевой ген.c) selecting a recombinant bacterium in which said target gene is replaced with said linear DNA fragment or a linear DNA fragment is inserted into the target gene.

Также целью настоящего изобретения является предоставление способа, описанного выше, при этом указанная бактерия является бактерией Pantoea ananatis SC17(0).It is also an object of the present invention to provide a method as described above, wherein said bacterium is a Pantoea ananatis SC17 (0) bacterium.

Также целью настоящего изобретения является предоставление способа конструирования библиотеки фрагментов ДНК в хромосоме бактерии, включающего:It is also an object of the present invention to provide a method for constructing a library of DNA fragments in a bacterial chromosome, comprising:

a) введение набора фрагментов ДНК, которые частично идентичны целевому гену на хромосоме бактерии, принадлежащей к роду Pantoea, в указанную бактерию, причем указанная бактерия модифицирована таким образом, что является устойчивой к продуктам генов gam, bet и exo фага лямбда иa) introducing a set of DNA fragments that are partially identical to the target gene on the chromosome of a bacterium belonging to the genus Pantoea, in the specified bacterium, and the specified bacterium is modified so that it is resistant to the products of the gam, bet and exo genes of the phage lambda and

b) отбор бактерии, в которой указанный целевой ген заменен на указанные фрагменты ДНК.b) selecting a bacterium in which said target gene is replaced with said DNA fragments.

Также целью настоящего изобретения является предоставление способа, описанного выше, причем указанные фрагменты ДНК содержат регуляторный элемент для экспрессии гена, выбранный из группы, состоящей их промотора, терминатора, сайта связывания рибосомы (RBS), оператора и их сочетания.It is also an object of the present invention to provide the method described above, said DNA fragments containing a regulatory element for gene expression selected from the group consisting of their promoter, terminator, ribosome binding site (RBS), operator, and combinations thereof.

Также целью настоящего изобретения является предоставление способа, описанного выше, причем указанный регуляторный элемент содержит рандомизированную последовательность.It is also an object of the present invention to provide the method described above, wherein said regulatory element comprises a randomized sequence.

Также целью настоящего изобретения является предоставление способа конструирования бактерии, принадлежащей к роду Pantoea, которая обладает оптимизированным уровнем экспрессии гена, кодирующего белок, участвующий в распределении потоков углерода, азота или фосфора или в выведении целевого вещества из указанной бактерии, включающий:Another objective of the present invention is the provision of a method for constructing a bacterium belonging to the genus Pantoea, which has an optimized expression level of a gene encoding a protein involved in the distribution of carbon, nitrogen or phosphorus streams or in the removal of the target substance from the specified bacterium, including:

1) замену природных регуляторных элементов на библиотеку фрагментов ДНК, полученную способом, описанным выше, в хромосоме указанной бактерии и1) the replacement of natural regulatory elements with a library of DNA fragments obtained by the method described above on the chromosome of the bacteria and

2) отбор бактерии с указанным оптимизированным уровнем экспрессии указанного гена.2) selection of bacteria with the specified optimized expression level of the specified gene.

Также целью настоящего изобретения является предоставление способа, описанного выше, причем указанная бактерия является бактерией-продуцентом L-аминокислоты.It is also an object of the present invention to provide a method as described above, wherein said bacterium is an L-amino acid producing bacterium.

Также целью настоящего изобретения является предоставление способа, описанного выше, причем указанная L-аминокислота выбрана из группы, состоящей из L-аланина, L-аргинина, L-аспарагина, L-аспарагиновой кислоты, L-цистеина, L-глутаминовой кислоты, L-глутамина, L-глицина, L-гистидина, L-изолейцина, L-лейцина, L-лизина, L-метионина, L-фенилаланина, L-пролина, L-серина, L-треонина, L-триптофана, L-тирозина и L-валина.It is also an object of the present invention to provide the method described above, wherein said L-amino acid is selected from the group consisting of L-alanine, L-arginine, L-asparagine, L-aspartic acid, L-cysteine, L-glutamic acid, L- glutamine, L-glycine, L-histidine, L-isoleucine, L-leucine, L-lysine, L-methionine, L-phenylalanine, L-proline, L-serine, L-threonine, L-tryptophan, L-tyrosine and L-valine.

Также целью настоящего изобретения является предоставление способа, описанного выше, причем указанная бактерия является бактерией-продуцентом нуклеиновой кислоты.It is also an object of the present invention to provide a method as described above, wherein said bacterium is a nucleic acid producing bacterium.

Также целью настоящего изобретения является предоставление способа, описанного выше, причем указанная нуклеиновая кислота выбрана из группы, состоящей из инозина, гуанозина, ксантозина и аденозина.It is also an object of the present invention to provide the method described above, wherein said nucleic acid is selected from the group consisting of inosine, guanosine, xanthosine and adenosine.

Также целью настоящего изобретения является предоставление бактерии, принадлежащей к роду Pantoea и полученной способом, описанным выше.It is also an object of the present invention to provide a bacterium belonging to the genus Pantoea and obtained by the method described above.

Также целью настоящего изобретения является предоставление бактерии, описанной выше, причем оптимизированный уровень экспрессии гена достигается путем модификации области промотора указанного гена, состоящей из 35-ти пар оснований.It is also an object of the present invention to provide the bacterium described above, wherein an optimized level of gene expression is achieved by modifying the promoter region of the gene, consisting of 35 base pairs.

Также целью настоящего изобретения является предоставление бактерии, описанной выше, причем указанным геном является ген yhfK.It is also an object of the present invention to provide a bacterium as described above, said gene being the yhfK gene.

Также целью настоящего изобретения является предоставление бактерии, описанной выше, причем область из 35-ти пар оснований выбрана из группы, состоящей из SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23, SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28 и их сочетания.It is also an object of the present invention to provide a bacterium as described above, wherein a region of 35 base pairs is selected from the group consisting of SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23, SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO : 28 and combinations thereof.

Также целью настоящего изобретения является предоставление способа получения L-аминокислоты, включающего:Another objective of the present invention is the provision of a method for producing L-amino acids, including:

a) выращивание описанной выше бактерии в питательной среде, иa) growing the above bacteria in a culture medium, and

b) выделение L-аминокислоты из культуральной жидкости. Также целью настоящего изобретения является предоставление способа, описанного выше, причем указанная L-аминокислота выбрана из группы, состоящей из L-аланина, L-аргинина, L-аспарагина, L-аспарагиновой кислоты, L-цистеина, L-глутаминовой кислоты, L-глутамина, L-глицина, L-гистидина, L-изолейцина, L-лейцина, L-лизина, L-метионина, L-фенилаланина, L-пролина, L-серина, L-треонина, L-триптофана, L-тирозина и L-валина.b) isolation of the L-amino acid from the culture fluid. It is also an object of the present invention to provide the method described above, wherein said L-amino acid is selected from the group consisting of L-alanine, L-arginine, L-asparagine, L-aspartic acid, L-cysteine, L-glutamic acid, L- glutamine, L-glycine, L-histidine, L-isoleucine, L-leucine, L-lysine, L-methionine, L-phenylalanine, L-proline, L-serine, L-threonine, L-tryptophan, L-tyrosine and L-valine.

Подробное описание наилучшего способа осуществления изобретенияDetailed Description of the Best Mode for Carrying Out the Invention

1. Способ согласно настоящему изобретению1. The method according to the present invention

Настоящее изобретение предоставляет способ конструирования рекомбинантной бактерии, принадлежащей к роду Pantoea. Конструирование такой рекомбинантной бактерии обычно достигается путем использования бактерии, которая модифицирована таким образом, что обладает устойчивостью к продуктам генов gam, bet и ехо из фага лямбда. Именно в процессе этого конструирования было установлено, что продукты генов gam, bet и ехо фага лямбда системы Red-зависимой интеграции являются токсичными для бактерии рода Pantoea. Эта проблема была решена путем выделения мутантного штамма, который устойчив к продуктам генов gam, bet и exo фага лямбда. Этот полученный мутантный штамм использовали в качестве реципиентного штамма для интеграции фрагментов ДНК с использованием системы Red-интеграции (см. ниже Пример 1).The present invention provides a method for constructing a recombinant bacterium belonging to the genus Pantoea. The construction of such a recombinant bacterium is usually achieved by using a bacterium that is modified in such a way that it is resistant to the products of the gam, bet and exo genes from phage lambda. It was in the process of this construction that it was found that the products of the gam, bet, and exo phage lambda genes of the Red-dependent integration system are toxic to bacteria of the genus Pantoea. This problem was solved by isolating a mutant strain that is resistant to the products of the gam, bet and exo phage lambda genes. This obtained mutant strain was used as a recipient strain for integration of DNA fragments using the Red integration system (see Example 1 below).

Настоящее изобретение также предоставляет простой и прямой одноступенчатый способ получения бактерии-продуцента L-аминокислоты или бактерии-продуцента нуклеиновой кислоты, которая обладает оптимизированным уровнем экспрессии гена, участвующего в метаболизме и биосинтезе целевого вещества или в выведении целевого вещества из указанной бактерии, и, соответственно, влияет на продукцию L-аминокислоты и нуклеиновой кислоты.The present invention also provides a simple and direct one-step method for producing a bacterium-producer of L-amino acid or bacteria-producer of nucleic acid, which has an optimized expression level of a gene involved in the metabolism and biosynthesis of the target substance or in the removal of the target substance from the specified bacterium, and, accordingly, affects the production of L-amino acids and nucleic acids.

Настоящее изобретение также предоставляет бактерию-продуцент L-аминокислоты с оптимизированным уровнем экспрессии гена, который участвует в метаболизме и биосинтезе целевого вещества или в процессе выведения целевого вещества из указанной бактерии, а также предоставляет способ инактивации целевого гена на хромосоме, который не включен в открытые рамки считывания (ORF), генов или аллелей, которые необходимы для роста бактерий и продукции L-аминокислоты, продукции нуклеиновой кислоты.The present invention also provides an L-amino acid producing bacterium with an optimized level of gene expression that is involved in the metabolism and biosynthesis of the target substance or in the process of removing the target substance from the specified bacterium, and also provides a method for inactivating the target gene on a chromosome that is not included in the open framework reading (ORF), genes or alleles that are necessary for bacterial growth and L-amino acid production, nucleic acid production.

Настоящее изобретение также предоставляет способ получения L-аминокислот, таких как L-аланин, L-аргинин, L-аспарагин, L-аспарагиновая кислота, L-цистеин, L-глутаминовая кислота, L-глутамин, L-глицин, L-гистидин, L-изолейцин, L-лейцин, L-лизин, L-метионин, L-фенилаланин, L-пролин, L-серин, L-треонин, L-триптофан, L-тирозин и L-валин; и способ получения нуклеиновой кислоты.The present invention also provides a method for producing L-amino acids such as L-alanine, L-arginine, L-asparagine, L-aspartic acid, L-cysteine, L-glutamic acid, L-glutamine, L-glycine, L-histidine, L-isoleucine, L-leucine, L-lysine, L-methionine, L-phenylalanine, L-proline, L-serine, L-threonine, L-tryptophan, L-tyrosine and L-valine; and a method for producing a nucleic acid.

Настоящее изобретение было осуществлено благодаря использованию штамма, который был модифицирован таким образом, что является устойчивым к продукту генов gam, bet и ехо из фага лямбда (здесь и далее обозначаемые как "λ-Red-гены") в качестве штамма-реципиента фрагментов ДНК.The present invention has been made possible through the use of a strain that has been modified to be resistant to the product of the gam, bet and exo genes from lambda phage (hereinafter referred to as “λ-Red genes”) as a strain recipient of DNA fragments.

Штамм, который модифицирован таким образом, что является устойчивым к продукту λ-Red-генов (здесь и далее обозначаемый как λ-Red-устойчивый штамм), может быть получен следующим способом. Для получения λ-Red-устойчивого штамма, клетки штамма Р. ananatis SC17 (патент США 6596517) были электропорированы плазмидой, несущей λ-Red-гены. После культивирования в течение 18-ти часов было получено приблизительно 105-106 трансформантов, среди которых около 10-ти клонов имели большой размер, тогда как другие клоны были очень маленькими. После 18-ти часов культивирования большие клоны были приблизительно 2 мм в диаметре, маленькие колонии были приблизительно 0,2 мм в диаметре. В течение пролонгированного культивирования (до 24 часов), маленькие колонии больше не росли, тогда как большие продолжали расти. Штаммы P. ananatis с таким большим размером колонии являются устойчивыми к экспрессии всех трех Red-генов из фага лямбда (gam, bet и ехо). Предпочтительным для настоящего изобретения λ-Red-устойчивым штаммом является штамм Pantoea ananatis SC17(0) (VKPM B-9246).The strain, which is modified in such a way that is resistant to the product of λ-Red genes (hereinafter referred to as λ-Red-resistant strain), can be obtained in the following way. To obtain the λ-Red-resistant strain, cells of the strain P. ananatis SC17 (US Pat. No. 6,596,517) were electroporated with a plasmid carrying the λ-Red genes. After culturing for 18 hours, approximately 10 5 -10 6 transformants were obtained, among which about 10 clones were large, while the other clones were very small. After 18 hours of cultivation, large clones were approximately 2 mm in diameter, small colonies were approximately 0.2 mm in diameter. During prolonged cultivation (up to 24 hours), small colonies no longer grew, while large colonies continued to grow. Strains of P. ananatis with such a large colony size are resistant to the expression of all three Red genes from lambda phage (gam, bet and exo). A preferred λ-Red-resistant strain for the present invention is Pantoea ananatis strain SC17 (0) (VKPM B-9246).

λ-Red-устойчивый штамм может быть использован во многих разных методиках для генетической рекомбинации целевого гена, например, для инактивации гена, для интеграции гена.The λ-Red-resistant strain can be used in many different methods for genetic recombination of a target gene, for example, for inactivation of a gene, for gene integration.

Для получения рекомбинантного штамма могут быть выполнены следующие стадии:To obtain a recombinant strain, the following steps can be performed:

a) приготовление экзогенного линейного фрагмента ДНК, содержащего по крайней мере 2 сайта длиной минимум по 30 п.о. каждый, идентичных сайтам, расположенным в целевом гене на хромосоме бактерии, принадлежащей к роду Pantoea,a) preparation of an exogenous linear DNA fragment containing at least 2 sites at least 30 bp long. each identical to sites located in the target gene on the chromosome of a bacterium belonging to the genus Pantoea,

b) введение указанного линейного фрагмента ДНК в бактерию, принадлежащую к роду Pantoea, причем указанная бактерия модифицирована таким образом, что является устойчивой к продуктам генов gam, bet и ехо из фага лямбда, иb) introducing said linear DNA fragment into a bacterium belonging to the genus Pantoea, said bacterium being modified to be resistant to the products of the gam, bet and exo genes from the lambda phage, and

c) отбор рекомбинантной бактерии, в которой указанный целевой ген заменен на указанный линейный фрагмент ДНК или линейный фрагмент ДНК встроен в целевой ген.c) selecting a recombinant bacterium in which said target gene is replaced with said linear DNA fragment or a linear DNA fragment is inserted into the target gene.

Термин «целевой ген» означает локус на хромосоме указанного λ-Red-устойчивого штамма бактерии рода Pantoea, который должен быть модифицирован. Источником чужеродного фрагмента ДНК может быть организм, другой, чем λ-Red-устойчивый штамм, или это может быть λ-Red-устойчивый штамм.The term "target gene" means a locus on the chromosome of the specified λ-Red-resistant strain of bacteria of the genus Pantoea, which must be modified. The source of the foreign DNA fragment may be an organism other than a λ-Red-resistant strain, or it may be a λ-Red-resistant strain.

Термин «рекомбинантная бактерия» означает бактерию рода Pantoea, в ген которой встраивается интегративная кассета или часть гена которой заменяется на интегративную кассету.The term "recombinant bacterium" means a bacterium of the genus Pantoea, in the gene of which an integrative cassette is inserted or part of the gene of which is replaced by an integrative cassette.

Термин «рекомбинантная бактерия» означает бактерию рода Pantoea, в которой указанный линейный фрагмент ДНК встроен в целевой ген на хромосоме или заменяет некоторую часть целевого гена.The term "recombinant bacterium" means a bacterium of the genus Pantoea, in which the specified linear DNA fragment is inserted into the target gene on the chromosome or replaces some part of the target gene.

Фрагмент ДНК согласно настоящему изобретению означает фрагмент ДНК, обладающий свободным 5'-концом и 3'-концом и означает, что он не является кольцевой ДНК. Линейный фрагмент ДНК, который является частично идентичным целевой области, может быть получен путем клонирования линейного фрагмента ДНК на хромосоме бактерии рода Pantoea или другой бактерии семейства Enterobacteriaceae. Линейный фрагмент ДНК может быть, к примеру, один раз клонирован в плазмиду из ДНК хромосомы для получения рекомбинантной плазмиды и затем извлечен из рекомбинантной плазмиды с помощью рестриктаз, или он может быть получен путем прямого амплифицирования целевого гена из геномной молекулы ДНК методом ПЦР.A DNA fragment according to the present invention means a DNA fragment having a free 5'-end and 3'-end and means that it is not circular DNA. A linear DNA fragment, which is partially identical to the target region, can be obtained by cloning a linear DNA fragment on the chromosome of a bacterium of the Pantoea genus or another bacterium of the Enterobacteriaceae family. A linear DNA fragment can, for example, be cloned once into a plasmid from chromosome DNA to produce a recombinant plasmid and then extracted from the recombinant plasmid using restriction enzymes, or it can be obtained by direct amplification of the target gene from a genomic DNA molecule by PCR.

Ген для встраивания может быть слитым геном, состоящим из двух или больше генов или из комплекса генов, содержащего два или более генов.The embedding gene may be a fused gene consisting of two or more genes or a complex of genes containing two or more genes.

Для того чтобы отобрать необходимую рекомбинантную бактерию, в линейный фрагмент ДНК могут быть включены генетические маркеры для позитивной (например, гены устойчивости к антибиотикам) или для негативной (например, ген sacB) селекции. Согласно методу red-управляемой интеграции, интегрированный ген устойчивости к антибиотику может быть удален путем введения сайтов attL и attR, которые являются сайтами прикрепления фага лямбда и продукта ПЦР, и путем комбинирования системы вырезания, происходящей из фага лямбда с методом red-управляемой интеграции. Для удаления селективного маркера, в частности, может быть использована система int-xis (заявка РСТ WO 05/010175).In order to select the required recombinant bacterium, genetic markers for positive (e.g., antibiotic resistance genes) or for negative (e.g. sacB gene) selection can be included in the linear DNA fragment. According to the red-managed integration method, the integrated antibiotic resistance gene can be removed by introducing attL and attR sites, which are the attachment sites of the lambda phage and the PCR product, and by combining the excision system derived from the lambda phage with the red-controlled integration method. To remove the selective marker, in particular, the int-xis system can be used (PCT application WO 05/010175).

Для встраивания линейного фрагмента ДНК, содержащего необходимый ген, может быть использован ген, который участвует в метаболизме и биосинтезе целевого вещества или в процессе выведения целевого вещества из бактерии рода Pantoea. Примеры таких генов включают, но не ограничиваются только ими, гены гликолиза или ассимиляции азота, гены пентозного цикла, гены цикла Кребса и так далее. Более точно, примеры включают, но не ограничиваются только глутаматдегидрогеназой, глутаматсинтазой, глутаматсинтетазой, изоцитратдегидрогеназой, аконитатгидратазой, цитратсинтазой, фософенолпируваткарбоксилазой, пируватдегидрогеназой, пируваткиназой, фосфоенолпируватсинтазой, енолазой, фосфоглицеромутазой, фосфоглицераткиназой, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой, триозофосфатизомеразой, фруктозобифосфатальдолазой, фосфофруктокиназой, глюкозофосфатизомеразой, глутамин-оксоглутаратаминотрансферазой, изопропилмалатсинтазой и так далее. Бактериальные гены, включенные в биосинтез L-аминокислот, нуклеиновых кислот и их предшественников, могут также быть использованы. Фраза «ген, кодирующий белок, участвующий в выведении целевого вещества из бактерии» означает ген, кодирующий мембранный белок, который непосредственно экскретирует целевое вещество из бактериальной клетки, или ген, кодирующий белок, который активирует мембранный белок, который экскретирует целевое вещество.To embed a linear DNA fragment containing the required gene, a gene can be used that is involved in the metabolism and biosynthesis of the target substance or in the process of removing the target substance from bacteria of the Pantoea genus. Examples of such genes include, but are not limited to, nitrogen glycolysis or assimilation genes, pentose cycle genes, Krebs cycle genes, and so on. More specifically, examples include, but are not limited to glutamate, glutamate, glutamate synthetase, isocitrate, aconitate, citrate, fosofenolpiruvatkarboksilazoy, pyruvate dehydrogenase, pyruvate kinase, phosphoenolpyruvate synthase, enolase, phosphoglyceromutase, phosphoglycerate kinase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, triosephosphate isomerase, fructose, phosphofructokinase, glyukozofosfatizomerazoy, glutamine-oxoglutarate aminotransferase, isopropyl malate synth Zoy and so on. Bacterial genes included in the biosynthesis of L-amino acids, nucleic acids and their precursors can also be used. The phrase "a gene encoding a protein involved in the removal of a target substance from a bacterium" means a gene encoding a membrane protein that directly excretes a target substance from a bacterial cell, or a gene encoding a protein that activates a membrane protein that excretes a target substance.

Этот основной подход был использован для точной настройки экспрессии гена yfhK в штамме Pantoea ananatis для увеличения уровня продукции L-глутаминовой кислоты. Достигнутая оптимизация, скорее, чем максимизация экспрессии гена или оперона, является актуальной проблемой при конструировании различных бактериальных штаммов, способных продуцировать биологически активные метаболиты, особенно в случаях, когда низкие уровни экспрессии целевого гена являются недостаточными для достижения конечной цели. С другой стороны, сверхэкспрессия целевого гена может привести не только к нейтральному, но и к негативному действию. Кроме того, желаемый уровень этого ключевого гена остается неизвестным. Тонкая настройка является крайне желательной для обеспечения оптимизации и поэтому должно быть протестировано огромное количество вариантов. Обычный подход для проведения этого рода тонкой настройки включает молекулярное клонирование целевого гена в рекомбинантных плазмидах и размещение их под контролем различных промоторов, с последующей оценкой полученных рекомбинантных штаммов. После отбора лучших вариантов необходимо провести большую дополнительную работу, если желателен улучшенный штамм-продуцент.This basic approach was used to fine tune the expression of the yfhK gene in the Pantoea ananatis strain to increase the level of L-glutamic acid production. The achieved optimization, rather than maximizing the expression of a gene or operon, is an urgent problem in the construction of various bacterial strains capable of producing biologically active metabolites, especially in cases where low levels of expression of the target gene are insufficient to achieve the final goal. On the other hand, overexpression of the target gene can lead not only to a neutral, but also to a negative effect. In addition, the desired level of this key gene remains unknown. Fine tuning is highly desirable to ensure optimization, and therefore a huge number of options should be tested. The usual approach for carrying out this kind of fine tuning involves molecular cloning of the target gene in recombinant plasmids and placing them under the control of various promoters, followed by evaluation of the resulting recombinant strains. After selecting the best options, you need to do a lot of extra work if an improved producer strain is desired.

Способ согласно настоящему изобретению включает конструирование библиотеки фрагментов ДНК в хромосоме бактерии, принадлежащей к роду Pantoea, путем встраивания в хромосому указанной бактерии набора фрагментов ДНК, синтезированных in vitro, причем мутантная бактерия принадлежит к роду Pantoea и является устойчивой к продуктам генов gam, bet и ехо фага лямбда, и используется в качестве бактерии-реципиента. Предпочтительной мутантной бактерией, используемой в данном методе, является бактерия Pantoea ananatis SC17(0). Точнее, способ согласно настоящему изобретению включает конструирование библиотеки ДНК-фрагментов, которая содержит один или более регуляторных элементов для экспрессии гена, включая промоторы, сайты связывания рибосом (RBS) и операторы. Более точно, способ согласно настоящему изобретению включает конструирование библиотеки ДНК-фрагментов, которые содержат один или более регуляторных элементов, которые включают рандомизированную последовательность.The method according to the present invention involves constructing a library of DNA fragments in the chromosome of a bacterium belonging to the genus Pantoea by inserting into the chromosome of the indicated bacterium a set of DNA fragments synthesized in vitro, the mutant bacterium belonging to the genus Pantoea and is resistant to the products of the gam, bet and exo genes phage lambda, and is used as a recipient bacterium. The preferred mutant bacterium used in this method is the bacterium Pantoea ananatis SC17 (0). More specifically, the method of the present invention includes constructing a library of DNA fragments that contains one or more regulatory elements for gene expression, including promoters, ribosome binding sites (RBS), and operators. More specifically, the method according to the present invention includes constructing a library of DNA fragments that contain one or more regulatory elements that include a randomized sequence.

Термин «бактерия, принадлежащая к роду Pantoea» означает, что бактерия относится к роду Pantoea в соответствии с классификацией, известной специалисту в области микробиологии. Некоторые штаммы Enterobacter agglomerans были недавно переклассифицированы в Pantoea agglomerans, Pantoea ananatis, Pantoea stewartii или подобные им, на основе анализа нуклеотидной последовательности 16S rRNA, и т.д.The term "bacterium belonging to the genus Pantoea" means that the bacterium belongs to the genus Pantoea in accordance with the classification known to the specialist in the field of microbiology. Some strains of Enterobacter agglomerans have recently been reclassified to Pantoea agglomerans, Pantoea ananatis, Pantoea stewartii or the like based on analysis of the 16S rRNA nucleotide sequence, etc.

Фраза «набор фрагментов ДНК» означает смесь заново синтезированных фрагментов ДНК или смесь известных фрагментов ДНК, полученных из природных или мутированных микроорганизмов, библиотеки ДНК, GenBank и т.д. Набор ДНК-фрагментов может быть образован путем непосредственного смешивания заново синтезированных фрагментов ДНК с известными последовательностями, фрагментов ДНК, полученных из различных источников, указанных выше, или фрагментов ДНК, полученных путем химического синтеза, фрагментов ДНК, которые имеют область, содержащую рандомизированную последовательность.The phrase “set of DNA fragments” means a mixture of newly synthesized DNA fragments or a mixture of known DNA fragments obtained from natural or mutated microorganisms, a DNA library, GenBank, etc. A set of DNA fragments can be formed by directly mixing newly synthesized DNA fragments with known sequences, DNA fragments obtained from various sources indicated above, or DNA fragments obtained by chemical synthesis, DNA fragments that have a region containing a randomized sequence.

Фраза «бактерия модифицирована таким образом, что является устойчивой к продукту гена» означает, что бактерия модифицирована таким образом, что способна расти и образовывать колонии в среде, в условиях, когда ген в бактерии экспрессируется.The phrase “the bacterium is modified in such a way that it is resistant to the gene product” means that the bacterium is modified in such a way that it is able to grow and form colonies in the environment, under the conditions when the gene is expressed in the bacterium.

Фраза «регуляторные элементы» обозначает нуклеотидные последовательности, расположенные перед, внутри и/или после кодирующей области, которые контролируют транскрипцию и/или экспрессию кодирующей области вместе с аппаратом биосинтеза белка. Эта фраза обычно используется при описании промоторов, сайтов связывания рибосом (RBS), операторов или других элементов генома и тех, которые влияют на уровень экспрессии генов.The phrase "regulatory elements" refers to nucleotide sequences located before, inside and / or after the coding region that control the transcription and / or expression of the coding region together with the protein biosynthesis apparatus. This phrase is commonly used to describe promoters, ribosome binding sites (RBS), operators or other elements of the genome and those that affect the level of gene expression.

Фраза «рандомизированная последовательность» означает, что в процессе обычного химического синтеза фрагмента ДНК, случайные нуклеотиды (обычно обозначаемые как N, где N - это аденин, гуанин, цитозин или тимин) встраиваются в определенные позиции фрагмента ДНК или в некоторую область фрагмента ДНК, имеющего случайные нуклеотидные последовательности, соответственно. Фрагменты ДНК содержат последовательности, названные «регуляторные элементы».The phrase “randomized sequence” means that during the normal chemical synthesis of a DNA fragment, random nucleotides (usually denoted as N, where N is adenine, guanine, cytosine or thymine) are inserted at certain positions of the DNA fragment or in some area of the DNA fragment having random nucleotide sequences, respectively. DNA fragments contain sequences called "regulatory elements".

Способ согласно настоящему изобретению также включает получение бактерии-продуцента L-аминокислоты с оптимизированным уровнем экспрессии целевого гена, который кодирует белок, участвующий в метаболизме и биосинтезе целевого вещества, или в выведении целевого вещества из указанной бактерии и, как результат, влияет на продукцию L-аминокислоты. Способ согласно настоящему изобретению подразделяется на следующие этапы:The method according to the present invention also includes obtaining an L-amino acid producing bacterium with an optimized expression level of the target gene, which encodes a protein involved in the metabolism and biosynthesis of the target substance, or in the removal of the target substance from the specified bacterium and, as a result, affects the production of L- amino acids. The method according to the present invention is divided into the following steps:

1) введение библиотеки искусственно созданных фрагментов ДНК, которые содержат регуляторные элементы для экспрессии указанного целевого гена, в хромосому указанной бактерии вместо природных регуляторных элементов указанного целевого гена, и1) introducing a library of artificially created DNA fragments that contain regulatory elements for the expression of the specified target gene, in the chromosome of the specified bacteria instead of the natural regulatory elements of the specified target gene, and

2) отбор бактерии с желаемым фенотипом.2) selection of bacteria with the desired phenotype.

Термин «экспрессия» в том значении, в котором он используется здесь, означает продукцию белкового продукта, кодируемого геном.The term “expression”, as used herein, means the production of a protein product encoded by a gene.

Фраза «оптимизированный уровень экспрессии» означает такую экспрессию целевого гена или нескольких генов, следствием которой является бактерия с желаемым фенотипом.The phrase "optimized expression level" means the expression of the target gene or several genes, the result of which is a bacterium with the desired phenotype.

Фраза «желаемый фенотип» включает одну или более характеристик бактерии, которые являются объектами для улучшения. Предпочтительно, это может быть способность бактерии к продукции L-аминокислоты в большем количестве, чем родительский штамм; это может также быть способность расти на минимальной среде, которая не содержит добавок, которые обычно используются для комплементации ауксотрофности или другие необходимые для роста факторы или их сочетание.The phrase “desired phenotype” includes one or more characteristics of a bacterium that are objects for improvement. Preferably, this may be the ability of the bacterium to produce L-amino acids in greater quantities than the parent strain; it may also be the ability to grow on a minimal medium that does not contain the additives that are commonly used to complement auxotrophy or other factors necessary for growth or a combination thereof.

Фраза «ген, кодирующий белок, участвующий в метаболизме или биосинтезе целевого вещества» означает ген, кодирующий белок, который вовлечен в метаболические пути углерода, азота или фосфора. Примеры таких генов включают, но не ограничиваются только ими, гены гликолиза или ассимиляции азота, гены пентозного цикла, гены цикла Кребса и т.д. Более точно, примеры включают, но не ограничиваются только глутаматдегидрогеназой, глутаминсинтетазой, глутаматсинтазой, изоцитратдегидрогеназой, аконитатгидратазой, ситратсинтазой, фосфоенолпируваткарбоксилазой, пируватдегидрогеназой, пируваткиназой, фосфоенолпируватсинтазой, енолазой, фосфоглицеромутазой, фосфоглицераткиназой, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой, триозофосфатизомеразой, фруктозобифосфатальдолазой, фосфофруктокиназой, глюкозофосфатизомеразой, глутамин-оксоглутаратаминотрансферазой, изопропилмалатсинтазой и т.д. Бактериальные гены, участвующие в биосинтезе L-аминокислот, нуклеиновых кислот и их предшественников могут также быть включены.The phrase “gene encoding a protein involved in the metabolism or biosynthesis of the target substance” means a gene encoding a protein that is involved in the metabolic pathways of carbon, nitrogen or phosphorus. Examples of such genes include, but are not limited to, nitrogen glycolysis or assimilation genes, pentose cycle genes, Krebs cycle genes, etc. More specifically, examples include, but are not limited to glutamate, glutamine synthetase, glutamate synthase, isocitrate dehydrogenase, aconitate, sitratsintazoy, phosphoenolpyruvate carboxylase, pyruvate dehydrogenase, pyruvate kinase, phosphoenolpyruvate synthase, enolase, phosphoglyceromutase, phosphoglycerate kinase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, triosephosphate isomerase, fructose, phosphofructokinase, glyukozofosfatizomerazoy, glutamine-oxoglutarate aminotransferase, isopropyl malate synth zoy etc. Bacterial genes involved in the biosynthesis of L-amino acids, nucleic acids and their precursors may also be included.

Фраза «ген, кодирующий белок, участвующий в выведении целевого вещества из бактерии» означает ген, кодирующий мембранный белок, который непосредственно выводит целевое вещество из бактериальной клетки, или ген, кодирующий белок, который активирует мембранный белок, который выводит целевое вещество.The phrase "a gene encoding a protein involved in the removal of a target substance from a bacterium" means a gene encoding a membrane protein that directly removes a target substance from a bacterial cell, or a gene encoding a protein that activates a membrane protein that excretes a target substance.

Смесь фрагментов ДНК, содержащих регуляторные элементы, встраивается в хромосому бактерии вместо природного регуляторного элемента, приводя к возникновению популяции бактериальных клеток с различными уровнями экспрессии интересующих генов. Отбор бактерии с желаемым фенотипом может быть осуществлен путем прямой оценки количества наработанной L-аминокислоты в стандартной минимальной среде или другими методами, пригодными для установления характеристик, необходимых для желаемого фенотипа.A mixture of DNA fragments containing regulatory elements is inserted into the bacterial chromosome instead of the natural regulatory element, resulting in a population of bacterial cells with different levels of expression of the genes of interest. The selection of bacteria with the desired phenotype can be carried out by directly assessing the amount of accumulated L-amino acids in a standard minimal medium or by other methods suitable for determining the characteristics necessary for the desired phenotype.

Термин «бактерия-продуцент L-аминокислоты» в том значении, в котором он используется здесь, означает бактерию, которая способна к продукции целевой L-аминокислоты и вызывает накопление L-аминокислоты в ферментационной среде в больших количествах, по сравнению с природным или родительским штаммом, и предпочтительно означает, что указанный микроорганизм способен накапливать в среде целевую L-аминокислоту в количестве не менее чем 0.5 г/л, более предпочтительно, не менее чем 1.0 г/л.The term “L-amino acid producing bacterium,” as used herein, means a bacterium that is capable of producing the target L-amino acid and causes the accumulation of L-amino acid in the fermentation medium in large quantities, compared to the natural or parent strain , and preferably means that the microorganism is capable of accumulating in the medium the target L-amino acid in an amount of not less than 0.5 g / l, more preferably not less than 1.0 g / l.

Определение уровня ферментативной активности и отбор регуляторных элементов последовательностей, оптимальных для определенных условий, требует от специалиста глубоких знаний в данной области техники; отбор регуляторных элементов последовательностей, основанный на научном предположении или интуиции, может не привести к желаемому или оптимальному результату. Кроме того, приготовление даже ограниченного количества мутантов с различными уровнями ферментативной активности является трудоемким и требует больших затрат времени, так как такие мутанты обычно приготавливаются один за другим. Однако способ согласно настоящему изобретению преимущественно предлагает простую и прямую одноступенчатую процедуру интеграции природного или искусственного фрагмента ДНК в хромосому, генерирующую популяцию бактериальных клеток с широким спектром уровней экспрессии целевого гена. К примеру, рандомизация четырех нуклеотидов в определенной области химически синтезированного регуляторного элемента обеспечивает 44, или 256 теоретически возможных вариантов этой области.The determination of the level of enzymatic activity and the selection of regulatory elements of sequences that are optimal for certain conditions require a specialist in-depth knowledge in this technical field; selection of regulatory elements of sequences based on scientific assumption or intuition may not lead to the desired or optimal result. In addition, the preparation of even a limited number of mutants with different levels of enzymatic activity is time-consuming and time-consuming, since such mutants are usually prepared one after another. However, the method according to the present invention advantageously offers a simple and direct one-step procedure for integrating a natural or artificial DNA fragment into a chromosome, generating a population of bacterial cells with a wide range of expression levels of the target gene. For example, the randomization of four nucleotides in a certain region of a chemically synthesized regulatory element provides 4 4 , or 256 theoretically possible variants of this region.

Кроме того, обычным является увеличение активности целевого фермента путем встраивания копии гена, кодирующего фермент, в плазмиду бактерии.In addition, it is common to increase the activity of the target enzyme by inserting a copy of the gene encoding the enzyme into the bacterial plasmid.

Однако уровень экспрессии гена, интегрированного в хромосому бактерии, и уровень экспрессии того же гена, встроенного в плазмиду, заселяющую бактерию, может быть не одним и тем же. Поэтому другим преимуществом метода, согласно настоящему изобретению, является то, что метод позволяет оценить и отобрать бактерию в условиях, оптимальных для экспрессии интересующего гена, с последующим прямым использованием бактерии для продукции L-аминокислоты без дополнительных манипуляций.However, the expression level of a gene integrated into the bacterial chromosome and the expression level of the same gene integrated into the plasmid populating the bacterium may not be the same. Therefore, another advantage of the method according to the present invention is that the method allows to evaluate and select the bacterium under conditions optimal for expression of the gene of interest, followed by direct use of the bacterium for the production of L-amino acids without additional manipulations.

Методами получения плазмидной ДНК, разрезания и лигирования ДНК, трансформации, выбора олигонуклеотидов в качестве праймеров и подобными им могут являться обычные методы, хорошо известные специалисту в данной области, Эти методы описаны, например, в книге Sambrook, J., Fritsch, E.F., and Maniatis, Т., "Molecular Cloning A Laboratory Manual, Second Edition", Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989).Methods for producing plasmid DNA, cutting and ligation of DNA, transformation, selection of oligonucleotides as primers and the like can be conventional methods well known to those skilled in the art. These methods are described, for example, in Sambrook, J., Fritsch, EF, and Maniatis, T., "Molecular Cloning A Laboratory Manual, Second Edition", Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989).

Бактерия согласно настоящему изобретению может быть бактерией-продуцентом L-аминокислоты и нуклеиновой кислоты с оптимальным уровнем экспрессии гена, который кодирует белок, участвующий или в распределении углерода, азота и фосфора, или в выведении целевого вещества из указанной бактерии, при этом оптимизация экспрессии приводит к увеличенной продукции L-аминокислоты. Такая бактерия может быть получена методом согласно настоящему изобретению.The bacterium according to the present invention can be a producing bacterium of L-amino acid and nucleic acid with an optimal expression level of a gene that encodes a protein involved either in the distribution of carbon, nitrogen and phosphorus, or in the removal of the target substance from the specified bacterium, while the optimization of expression leads to increased production of L-amino acids. Such a bacterium can be obtained by the method according to the present invention.

Более точно, бактерия согласно настоящему изобретению продуцирует L-аминокислоту, такую как L-аланин, L-аргинин, L-аспарагин, L-аспарагиновая кислота, L-цистеин, L-глутаминовая кислота, L-глицин, L-гистидин, L-изолейцин, L-лейцин, L-лизин, L-метионин, L-фенилаланин, L-пролин, L-серин, L-треонин, L-триптофан, L-тирозин и L-валин. Также бактерия согласно настоящему изобретению включает бактерию-продуцент L-глутаминовой кислоты, имеющую оптимизированный уровень экспрессии гена, который влияет на продукцию L-глутаминовой кислоты. Кроме того, L-глутаминовая кислота играет значительную роль в биосинтезе L-лейцина, L-лизина, L-изолейцина, L-валина, L-гистидина, L-аспартата, L-аланина, L-тирозина и L-фенилаланина в качестве донора аминогруппы. И бактерия согласно настоящему изобретению является бактерией-продуцентом L-лейцина с оптимизированным уровнем экспрессии гена, который влияет на продукцию L-лейцина.More specifically, the bacterium of the present invention produces an L-amino acid such as L-alanine, L-arginine, L-asparagine, L-aspartic acid, L-cysteine, L-glutamic acid, L-glycine, L-histidine, L- isoleucine, L-leucine, L-lysine, L-methionine, L-phenylalanine, L-proline, L-serine, L-threonine, L-tryptophan, L-tyrosine and L-valine. Also, the bacterium of the present invention includes an L-glutamic acid producing bacterium having an optimized gene expression level that affects the production of L-glutamic acid. In addition, L-glutamic acid plays a significant role in the biosynthesis of L-leucine, L-lysine, L-isoleucine, L-valine, L-histidine, L-aspartate, L-alanine, L-tyrosine and L-phenylalanine as a donor amino groups. And the bacterium of the present invention is an L-leucine producing bacterium with an optimized gene expression level that affects the production of L-leucine.

Поэтому улучшенное снабжение азотом для гена, кодирующего аминотрансферазу, является полезным для продукции других аминокислот, таких как L-лейцин, L-лизин, L-изолейцин, L-валин, L-гистидин, L-аспартат, L-аланин, L-тирозин и L-фенилаланин.Therefore, an improved nitrogen supply for the gene encoding aminotransferase is useful for the production of other amino acids such as L-leucine, L-lysine, L-isoleucine, L-valine, L-histidine, L-aspartate, L-alanine, L-tyrosine and L-phenylalanine.

Примеры бактерий-продуцентов L-глутаминовой кислоты включают мутантные штаммы, принадлежащие к роду Pantoea, которые дефицитны по активности α-кетоглутаратдегидрогеназы или имеют сниженную активность α-кетоглутаратдегидрогеназы, и могут быть получены как описано выше. Такие штаммы включают штамм Pantoea ananatis AJ13356 (патент США 6331419). Штамм Pantoea ananatis AJ13356 был депонирован в Национальном Институте Биологических Наук и Человеческих Технологий, Агенство Промышленной Науки и Технологии, Министерство Международной Торговли и Промышленности (National Institute of Bioscience and Human-Technology, Agency of Industrial Science and Technology, Ministry of International Trade and Industry) (в настоящее время называющийся Национальный Институт Прогрессивной Промышленной Науки и Технологии, Международный Депозитарий Организмов для Целей Патентования, Централ 6, 1-1, Хигаши 1-Чоме, Тсукуба-ши, Ибараки-кен, 305-8566, Япония - National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, International Patent Organism Depositary, Central 6, 1-1, Higashi 1-Chome, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken, 305-8566, Japan, 19 февраля 1998 и получивший инвентарный номер FERM P-16645). Затем было произведено международное депонирование этого штамма согласно условиям Будапештского Договора от 11 января 1999 г., и штамм получил инвентарный номер FERM ВР-6615. Штамм Pantoea ananatis AJ13356 не имеет α-KGDH активности в результате инактивации гена αKGDH-E1 субъединицы (sucA). Вышеупомянутый штамм при выделении был идентифицирован как Enterobacter agglomerans и депонирован как штамм Enterobacter agglomerans AJ13356. Тем не менее, позднее он был классифицирован как Pantoea ananatis на основе нуклеотидной последовательности 16S pPHK и других доказательств. Несмотря на то что штамм АJ13356, был депонирован в указанный выше депозитарий как Enterobacter agglomerans, для целей данного описания он будет упоминаться как Pantoea ananatis.Examples of bacteria producing L-glutamic acid include mutant strains belonging to the genus Pantoea that are deficient in the activity of α-ketoglutarate dehydrogenase or have a reduced activity of α-ketoglutarate dehydrogenase, and can be obtained as described above. Such strains include Pantoea ananatis strain AJ13356 (US Pat. No. 6,331,419). The strain Pantoea ananatis AJ13356 was deposited at the National Institute of Bioscience and Human-Technology, the Agency of Industrial Science and Technology, the Ministry of International Trade and Industry) at the National Institute of Biological Sciences and Human Technology (currently called the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, International Depository of Organizations for Patenting Goals, Central 6, 1-1, Higashi 1-Chome, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken, 305-8566, Japan - National Institute of Advanced Industrial science and Technology, International Patent Organism Depositary, Central 6, 1-1, Higashi 1-Chome, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken, 305-8566, Japan, February 19, 1998 and received accession number FERM P-16645). Then, the strain was internationally deposited in accordance with the conditions of the Budapest Treaty of January 11, 1999, and the strain received accession number FERM BP-6615. The strain Pantoea ananatis AJ13356 does not have α-KGDH activity as a result of inactivation of the αKGDH-E1 gene subunit (sucA). The above strain, when isolated, was identified as Enterobacter agglomerans and deposited as Enterobacter agglomerans AJ13356 strain. However, it was later classified as Pantoea ananatis on the basis of the 16S pPHK nucleotide sequence and other evidence. Although strain AJ13356 was deposited with Enterobacter agglomerans at the above depository, for the purposes of this description it will be referred to as Pantoea ananatis.

Стратегия, описанная выше для получения L-глутаминовой кислоты, может быть использована для получения бактерии, продуцирующей другие L-аминокислоты.The strategy described above for producing L-glutamic acid can be used to produce bacteria that produce other L-amino acids.

Бактерия согласно настоящему изобретению является бактерией-продуцентом нуклеиновой кислоты, обладающей оптимизированным уровнем экспрессии гена, кодирующей белок, участвующий в распределении потоков углерода, азота или фосфора, или в выведении целевого вещества из указанной бактерии, которое приводит к увеличению продукции нуклеиновой кислоты. Нуклеиновая кислота выбирается из группы, состоящей из инозина, ксантозина, гуанозина и аденозина. Такая бактерия может быть получена способом согласно настоящему изобретению.The bacterium of the present invention is a nucleic acid producing bacterium having an optimized expression level of a gene encoding a protein involved in the distribution of carbon, nitrogen or phosphorus streams, or in removing the target substance from said bacterium, which leads to an increase in nucleic acid production. The nucleic acid is selected from the group consisting of inosine, xanthosine, guanosine and adenosine. Such a bacterium can be obtained by the method according to the present invention.

2. Способ получения L-аминокислоты2. The method of obtaining L-amino acids

Способом получения L-аминокислоты является способ, включающий стадии выращивания бактерии согласно настоящему изобретению в питательной среде с целью продукции и накопления L-аминокислоты в культуральной жидкости и выделения L-аминокислоты из культуральной жидкости. Более точно, способ получения L-аминокислоты включает способ получения L-глутаминовой кислоты, который включает этапы выращивания бактерии согласно настоящему изобретению в питательной среде с целью продукции и накопления L-глутаминовой кислоты в культуральной жидкости и выделения и очистки L-глутаминовой кислоты из культуральной жидкости.A method for producing an L-amino acid is a method comprising the steps of growing a bacterium according to the present invention in a culture medium for the purpose of producing and accumulating an L-amino acid in a culture fluid and isolating the L-amino acid from the culture fluid. More specifically, a method for producing L-amino acid includes a method for producing L-glutamic acid, which includes the steps of growing a bacterium according to the present invention in a nutrient medium for the production and accumulation of L-glutamic acid in the culture fluid and the isolation and purification of L-glutamic acid from the culture fluid .

Согласно настоящему изобретению выращивание, выделение и очистка L-аминокислоты из культуральной или подобной ей жидкости может быть осуществлена способом, подобным традиционным способам ферментации, в которых аминокислота продуцируется с использованием бактерии.According to the present invention, the cultivation, isolation and purification of an L-amino acid from a culture or similar liquid may be carried out in a manner similar to traditional fermentation methods in which the amino acid is produced using a bacterium.

Питательная среда, используемая для выращивания, может быть как синтетической, так и натуральной, при условии, что указанная среда содержит источники углерода, азота, минеральные добавки и, если необходимо, соответствующее количество питательных добавок, необходимых для роста микроорганизмов. К источникам углерода относятся различные углеводы, такие как глюкоза и сахароза, а также различные органические кислоты. В зависимости от характера ассимиляции используемого микроорганизма могут использоваться спирты, такие как этанол и глицерин. В качестве источника азота могут использоваться различные неорганические соли аммония, такие как аммиак и сульфат аммония, другие соединения азота, такие как амины, природные источники азота, такие как пептон, гидролизат соевых бобов, ферментолизат микроорганизмов. В качестве минеральных добавок могут использоваться фосфат калия, сульфат магния, хлорид натрия, сульфат железа, сульфат марганца, хлорид кальция и подобные им соединения. В качестве витаминов могут использоваться тиамин, дрожжевой экстракт и подобные им соединения.The nutrient medium used for growing can be either synthetic or natural, provided that the medium contains sources of carbon, nitrogen, mineral additives and, if necessary, the appropriate amount of nutrient additives necessary for the growth of microorganisms. Carbon sources include various carbohydrates such as glucose and sucrose, as well as various organic acids. Depending on the nature of the assimilation of the microorganism used, alcohols such as ethanol and glycerin may be used. Various inorganic ammonium salts, such as ammonia and ammonium sulfate, other nitrogen compounds, such as amines, natural nitrogen sources, such as peptone, soybean hydrolyzate, microorganism fermentolizate, can be used as a nitrogen source. As mineral additives, potassium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, iron sulfate, manganese sulfate, calcium chloride and the like can be used. As vitamins, thiamine, yeast extract and the like can be used.

Выращивание осуществляется предпочтительно в аэробных условиях, например при перемешивании культуральной жидкости на качалке, взбалтывании с аэрацией, при температуре в пределах от 20 до 40°С, предпочтительно в пределах от 30°С до 38°С. pH среды поддерживают в пределах от 5 до 9, предпочтительно от 6.5 до 7.2. pH среды можно доводить аммиаком, карбонатом кальция, различными кислотами, основаниями и буферными растворами. Обычно выращивание в течение от 1-го до 5-ти дней приводит к накоплению целевой L-аминокислоты в культуральной жидкости.The cultivation is preferably carried out under aerobic conditions, for example, by stirring the culture fluid on a rocking chair, shaking with aeration, at a temperature in the range from 20 to 40 ° C, preferably in the range from 30 ° C to 38 ° C. The pH of the medium is maintained in the range from 5 to 9, preferably from 6.5 to 7.2. The pH of the medium can be adjusted with ammonia, calcium carbonate, various acids, bases and buffers. Usually, cultivation for 1 to 5 days leads to the accumulation of the target L-amino acid in the culture fluid.

После выращивания твердые остатки, такие как клетки, могут быть удалены из культуральной жидкости методом центрифугирования или фильтрацией через мембрану, а затем L-аминокислота может быть выделена и очищена методами ионообменной хроматографии, концентрирования и/или кристаллизации.After growth, solid residues, such as cells, can be removed from the culture fluid by centrifugation or filtration through a membrane, and then the L-amino acid can be isolated and purified by ion exchange chromatography, concentration and / or crystallization.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На Фиг.1 изображены генетические карты вспомогательных («хелперных») плазмид, которые индуцируют экспрессию λ-Red-генов.Figure 1 shows the genetic maps of auxiliary ("helper") plasmids that induce the expression of λ-Red genes.

На Фиг.2 изображено конструирование библиотеки промоторов in vitro.Figure 2 shows the construction of an in vitro promoter library.

На Фиг.3 изображена интеграция ПЦР фрагментов ДНК в хромосому Р. ananatis.Figure 3 shows the integration of PCR of DNA fragments into the chromosome of P. ananatis.

На Фиг.4 изображены 2 варианта модификации природного гена yhfK. А) Фрагмент хромосомы природного штамма Р. ananatis, несущей ген yhfK. В) Нуклеотидная последовательность фрагмента хромосомы, содержащего upstream-область гена yhfK. С) Первый вариант модификации: встраивание кассеты, содержащей терминатор Tthr, вырезаемый маркер KmR и промотор Ptac сразу после стоп-кодона гена crp. D) Второй вариант модификации: замена upstream-области гена yhfK на интегративную кассету, содержащую терминатор Tthr, вырезаемый маркер KmR рандомизированный промотор PtacN из полученной библиотеки промоторов и консенсусную SD-последовательность AGGAGG.Figure 4 shows 2 variants of the modification of the natural yhfK gene. A) A fragment of the chromosome of a natural strain of P. ananatis carrying the yhfK gene. B) The nucleotide sequence of a fragment of a chromosome containing the upstream region of the yhfK gene. C) The first modification option: embedding a cassette containing the terminator T thr , cut-out marker Km R and the promoter P tac immediately after the stop codon of the crp gene. D) Second modification option: replacing the upstream region of the yhfK gene with an integrative cassette containing the terminator T thr , a marker Km R cut out, a randomized promoter P tacN from the obtained library of promoters, and an AGGAGG consensus SD sequence.

На Фиг.5 показана структура хромосомы перед генами dadX(A) и gntK (В), содержащими замененные участки с промоторами.Figure 5 shows the structure of the chromosome in front of the dadX (A) and gntK (B) genes containing replaced regions with promoters.

На Фиг.6 показана структура плазмиды RSFPlacsacB.Figure 6 shows the structure of the plasmid RSFPlacsacB.

На Фиг.7 показана схема конструирования плазмид RSF-Red-TER и RSF-Red-Kan.Figure 7 shows the design scheme of plasmids RSF-Red-TER and RSF-Red-Kan.

ПримерыExamples

Настоящее изобретение будет более подробно описано ниже со ссылкой на следующие неограничивающие настоящее изобретение Примеры.The present invention will be described in more detail below with reference to the following non-limiting Examples.

Пример 1. Отбор штамма-реципиента для высокоэффективного λ-Red-опосредованного рекомбинантного конструирования штамма P. ananatis.Example 1. The selection of the recipient strain for highly efficient λ-Red-mediated recombinant construction of the strain P. ananatis.

λ-Red-зависимую рекомбинацию использовали для интеграции фрагментов ДНК, полученных методом ПЦР, с фланкирующими участками размером 40 п.о., которые гомологичны участкам в геноме Р. ananatis. Для этой цели конструировали две новые хелперные плазмиды RSF-Red-TER, RSF-Red-Kan, которые экспрессируют гены λ gam, bet и ехо (здесь и далее обозначенные как «λ-Red-гены») (Фиг.1). Детальная конструкция этих плазмид описана ниже в Примере-ссылке. Обе плазмиды могут быть использованы для широкого круга бактерий-хозяев, имеющих различные генотипы, потому что: 1) они имеют репликон плазмиды RSF1010 для широкого круга хозяев, который способен быть стабильно удерживаемым во многих грамотрицательных и грамположительных бактериях и даже в растениях (Scholz, et al., 1989; Buchanan-Wollaston et al,, 1987); 2) λ-Red-гены gam, bet и ехо находятся под контролем промотора PlacUV5, который распознается многими бактериальными РНК-полимеразами (см., например, Brunschwig, Е. and Darzins, A., Gene, 111, 1, 35-41 (1992); Dehio, M. et al., Gene, 215, 2, 223-229 (1998)); 3) автоматически регулируемый элемент PlacUV5-lacI и ρ-независимый терминатор транскрипции оперона rrnB из Е.coli (TrrnB) обеспечивает низкий уровень базальной экспрессии λ-Red-генов (Skorokhodova, A.Yu et al., Biotekhnologiya (Rus), 5, 3-21 (2004)). Кроме того, плазмида RSF-Red-TER содержит ген левансахарозы (sacB), который позволяет извлекать эту плазмиду из клеток на среде, содержащей сахарозу. В клетках Е. coli частота интеграции фрагментов ДНК, полученных методом ПЦР, с короткой фланкирующей областью обеспеченная плазмидами RSF-Red-TER и RSF-Red-Kan, была такой же высокой, как для хелперной плазмиды pKD46 (Datsenko, K.A., Wanner, B.L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 6640-6645, (2000)). Однако экспрессия λ-Red генов была токсичной для клеток Р. ananatis. Клетки, трансформированные хелперными плазмидами RSF-Red-TER или RSF-Red-Kan, имели очень низкую скорость роста на LB-среде, содержащей ИПТГ (1 мМ) и соответствующий антибиотик (хлорамфиникол, 25 мг/мл, или канамицин, 40 мг/мл), и чрезвычайно низкую частоту λ-Red-зависимой рекомбинации (10-8), в случае, когда она вообще происходила.λ-Red-dependent recombination was used to integrate DNA fragments obtained by PCR with 40 bp flanking regions that are homologous to regions in the P. ananatis genome. For this purpose, two new helper plasmids, RSF-Red-TER, RSF-Red-Kan, which express the λ gam, bet and exo genes (hereinafter referred to as “λ-Red genes") were constructed (Figure 1). A detailed construction of these plasmids is described below in the Reference Example. Both plasmids can be used for a wide range of host bacteria having different genotypes because: 1) they have a replicon of plasmid RSF1010 for a wide range of hosts that can be stably retained in many gram-negative and gram-positive bacteria and even in plants (Scholz, et al., 1989; Buchanan-Wollaston et al ,, 1987); 2) The λ-gam, bet, and exo λ-genes are controlled by the promoter P lacUV5 , which is recognized by many bacterial RNA polymerases (see, for example, Brunschwig, E. and Darzins, A., Gene, 111, 1, 35- 41 (1992); Dehio, M. et al., Gene, 215, 2, 223-229 (1998)); 3) the automatically regulated element P lacUV5- lacI and ρ-independent terminator of transcription of the rrnB operon from E. coli (T rrnB ) provides a low level of basal expression of λ-Red genes (Skorokhodova, A.Yu et al., Biotekhnologiya (Rus), 5, 3-21 (2004)). In addition, the RSF-Red-TER plasmid contains the levansaccharose gene (sacB), which allows the plasmid to be extracted from cells in a medium containing sucrose. In E. coli cells, the frequency of integration of DNA fragments obtained by PCR with a short flanking region provided by the plasmids RSF-Red-TER and RSF-Red-Kan was as high as for the helper plasmid pKD46 (Datsenko, KA, Wanner, BL , Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 6640-6645, (2000)). However, the expression of λ-Red genes was toxic to P. ananatis cells. Cells transformed with helper plasmids RSF-Red-TER or RSF-Red-Kan had a very low growth rate on LB medium containing IPTG (1 mM) and the corresponding antibiotic (chloramphenicol, 25 mg / ml, or kanamycin, 40 mg / ml), and the extremely low frequency of λ-Red-dependent recombination (10 -8 ), in the case when it generally occurred.

Были отобраны мутантные штаммы Р. ananatis, устойчивые к экспрессии всех трех Red-генов из фага лямбда (gam, bet и ехо). Для этого клетки штамма Р. ananatis SC17 (патент США 6596517) были электропорированы плазмидой RSP-Red-TER. Приблизительно 106 трансформантов было получено после культивирования в течение 18-ти часов и до 10 клонов имели большой размер, тогда как все другие клоны были очень маленькие. Большие колонии были приблизительно 2 мм в диаметре, маленькие колонии были приблизительно 0.2 мм после 18-ти часового культивирования. В течение продолженного культивирования (до 24 часов) маленькие колонии больше не росли, тогда как большие колонии продолжали расти. Одну из мутантных колоний большого размера штамма Р. ananatis, которая была устойчивой к экспрессии всех трех Red-генов из фага лямбда (gam, bet и ехо), отобрали для дальнейшего анализа.Mutant P. ananatis strains resistant to the expression of all three Red genes from lambda phage (gam, bet and exo) were selected. For this, cells of strain P. ananatis SC17 (US Pat. No. 6,596,517) were electroporated with the plasmid RSP-Red-TER. Approximately 10 6 transformants were obtained after culturing for 18 hours and up to 10 clones were large, while all other clones were very small. Large colonies were approximately 2 mm in diameter, small colonies were approximately 0.2 mm after 18 hours of cultivation. During continued cultivation (up to 24 hours), small colonies no longer grew, while large colonies continued to grow. One of the large-sized mutant colonies of the P. ananatis strain, which was resistant to the expression of all three Red genes from lambda phage (gam, bet and exo), was selected for further analysis.

ДНК плазмиды RSF-Red-TER из этой большой колонии и из нескольких маленьких колоний выделяли и ретрансформировали в Е. coli MG1655 для проверки способности плазмиды обеспечивать синтез активных продуктов генов Red-системы. Контрольный эксперимент Red-зависимой интеграции в полученных трансформантах показал, что только плазмида, очищенная из большой колонии, обеспечивает экспрессию λ-Red-генов, необходимую для Red-зависимой интеграции.RSF-Red-TER plasmid DNA from this large colony and from several small colonies was isolated and retransformed into E. coli MG1655 to test the plasmid's ability to synthesize active products of Red system gene genes. A control experiment of Red-dependent integration in the obtained transformants showed that only the plasmid purified from a large colony provides the expression of λ-Red genes necessary for Red-dependent integration.

Для проверки того, имеет ли место Red-зависимая интеграция в выбранном большом клоне, была произведена электропорация линейного фрагмента ДНК, полученного методом ПЦР, содержащего маркер KmR и фланкирующую область размером 40 п.о., которая гомологична гену hisD, и синтезированного таким образом, чтобы быть интегрированным в сайт распознавания SmaI гена hisD из Р. ananatis; два маленьких клона использовали в качестве контроля. Нуклеотидная последовательность гена hisD из Р. ananatis показана на SEQ ID NO: 42. Олигонуклеотиды, показанные на SEQ ID NO: 43 и 44, использовали в качестве праймеров, и плазмиду pMW118-(λattL-Kmr-λattR) использовали в качестве матрицы в ПЦР; два маленьких клона, которые не были устойчивы к λ-Red-генам, использовали в качестве контроля. Конструирование плазмиды pMW118-(λattL-Kmr-λattR) описано ниже в Примере-ссылке 2. Плазмида RSF-Red-TER способна индуцибельно экспрессировать Red-гены, что связано с наличием гена lacI на плазмиде. Проверяли два условия индукции: в первой группе ИПТГ (1 мМ) добавляли за один час до электропорации, во второй группе ИПТГ добавляли в момент начала культивирования для приготовления электрокомпетентной культуры. Скорость роста клеток, несущих плазмиду RSF-Red-TER, происходящих от большой колонии, не была значительно ниже, чем скорость роста штамма без плазмиды SC17. Добавление ИПТГ вызывало только слабое торможение скорости роста этих культур. В то же время, потомство маленьких колоний росло очень медленно без ИПТГ и индукция приводила практически к остановке их роста. После электропорации культур клеток-потомков большой колонии многие KmR клоны (18 клонов с коротким временем индукции и около 100 клонов с пролонгированным временем индукции) выросли. Все 100 протестированных колоний имели фенотип His-; ПЦР-верификация 20-ти клонов подтвердила ожидаемую структуру хромосомы этих клеток. С другой стороны, после электропорации клеток-потомков маленьких клонов интегранты не были получены.To check whether there is a Red-dependent integration in the selected large clone, electroporation of a linear DNA fragment was carried out by PCR, containing a Km R marker and a 40 bp flanking region, which is homologous to hisD gene, and synthesized in this way to be integrated into the SmaI recognition site of hisD gene from P. ananatis; two small clones were used as a control. The nucleotide sequence of hisD gene from P. ananatis is shown in SEQ ID NO: 42. The oligonucleotides shown in SEQ ID NO: 43 and 44 were used as primers, and plasmid pMW118- (λattL-Km r -λattR) was used as a template in PCR; two small clones that were not resistant to λ-Red genes were used as controls. The construction of the plasmid pMW118- (λattL-Km r -λattR) is described below in Example link 2. Plasmid RSF-Red-TER is capable of inducibly expressing Red genes, due to the presence of the lacI gene on the plasmid. Two induction conditions were checked: in the first group, IPTG (1 mM) was added one hour before electroporation, in the second group, IPTG was added at the time of cultivation to prepare an electrocompetent culture. The growth rate of cells bearing plasmid RSF-Red-TER, originating from a large colony, was not significantly lower than the growth rate of the strain without plasmid SC17. The addition of IPTG caused only a slight inhibition of the growth rate of these crops. At the same time, the offspring of small colonies grew very slowly without IPTG and induction practically stopped their growth. After electroporation of cultures of progeny cells of a large colony, many Km R clones (18 clones with a short induction time and about 100 clones with a prolonged induction time) grew. All 100 colonies tested had His - phenotype; PCR verification of 20 clones confirmed the expected chromosome structure of these cells. On the other hand, after electroporation of progeny cells of small clones, no integrants were obtained.

Полученный таким образом большой клон выращивали на чашках, содержащих 7% сахарозы для избавления от плазмиды, и ретрансформировали его плазмидой RSF-Red-TER. Бесплазмидный штамм назвали SC17(0) и депонировали во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов (ВКПМ) (1-й Дорожный проезд, 1, Москва, 117545, РФ) 21 сентября 2005 года под инвентарным номером ВКПМ В-9246. Все клоны, выросшие после этой ретрансформации, имели большой размер, как и родительский клон SC17(0). Провели эксперимент по Red-опосредованной интеграции в штамм SC17(0), который был ретрансформирован плазмидой RSF-Red-TER. Проверили три независимо полученных трансформанта; использовали тот же фрагмент ДНК, который использовали в предыдущем эксперименте. Применяли короткое время индукции (1 час до электропорации). В каждом триплете выросло более чем 100 KmR клонов. Все протестированные клоны имели фенотип His-. Поэтому было сделано заключение о том, что отобрали мутантный штамм, названный SC17(0), который устойчив к экспрессии λ-Red-генов. Этот штамм можно использовать в качестве реципиента для Red-зависимой интеграции в хромосому Р. ananatis.The large clone thus obtained was grown on plates containing 7% sucrose to eliminate the plasmid and retransformed with the plasmid RSF-Red-TER. The non-plasmid strain was named SC17 (0) and was deposited in the All-Russian Collection of Industrial Microorganisms (VKPM) (1st Road passage, 1, Moscow, 117545, RF) on September 21, 2005 under accession number VKPM B-9246. All clones that grew after this retransformation were large, as was the parent clone SC17 (0). An experiment was conducted on Red-mediated integration into strain SC17 (0), which was retransformed with the plasmid RSF-Red-TER. Three independently obtained transformants were tested; used the same DNA fragment that was used in the previous experiment. A short induction time was used (1 hour before electroporation). In each triplet, more than 100 Km R clones grew. All tested clones had His - phenotype. Therefore, it was concluded that a mutant strain called SC17 (0), which is resistant to the expression of λ-Red genes, was selected. This strain can be used as a recipient for Red-dependent integration into the P. ananatis chromosome.

Аналогичный эксперимент провели с хелперной плазмидой RSF-Red-Kan. После электротрансформации SC17 этой плазмидой, все клоны, которые росли на твердой LB-среде, имели тот же размер, что и родительский штамм SC17, однако значительное замедление роста наблюдалось после индукции. Для того чтобы воспроизвести отбор λ-Red-устойчивого штамма, используя хелперную плазмиду RSF-Red-Kan, клетки после электропорации помещали на твердую LB-среду с добавлением ИПТГ в различных концентрациях. Отсутствие роста наблюдалось на чашке с 1 мМ ИПТГ; только несколько больших клонов выросло на чашке с 50 мкМ ИПТГ; и много маленьких и несколько больших клонов выросло на чашке, содержащей 20 мкМ ИПТГ. Одна из больших колоний, которая выросла на среде с 20 мкМ ИПТГ, как было установлено, являлась реципиентом для λ-Red-зависимой интеграции. В этом эксперименте частота интеграции для этого клона была такой же, как и для штамма SC17(0). Процедура, разработанная в последнем эксперименте, может быть успешно применена для отбора λ-Red-устойчивых производных других бактериальных штаммов или штаммов, для которых экспрессия λ-Red-генов является токсической.A similar experiment was performed with the helper plasmid RSF-Red-Kan. After electrotransformation of SC17 by this plasmid, all the clones that grew on solid LB medium were the same size as the parent strain SC17, however, a significant growth retardation was observed after induction. In order to reproduce the selection of the λ-Red-resistant strain using the helper plasmid RSF-Red-Kan, the cells after electroporation were placed on solid LB medium supplemented with IPTG in various concentrations. Lack of growth was observed on a plate with 1 mM IPTG; only a few large clones grew on a plate with 50 μM IPTG; and many small and several large clones grew on a plate containing 20 μM IPTG. One of the large colonies that grew on medium with 20 μM IPTG was found to be a recipient for λ-Red-dependent integration. In this experiment, the integration frequency for this clone was the same as for strain SC17 (0). The procedure developed in the last experiment can be successfully applied to select λ-Red-resistant derivatives of other bacterial strains or strains for which the expression of λ-Red genes is toxic.

Пример 2. Дизайн и характеристика библиотеки промоторов, пригодной для оптимизации уровня экспрессии интересующего гена.Example 2. Design and characterization of a library of promoters suitable for optimizing the expression level of a gene of interest.

Для разработки дизайна группы промоторов с различной силой в Р. ananatis применяли подход, реализованный ранее для Е. coli (заявка РСТ WO 2004080386, WO 2005/010175).To develop the design of a group of promoters with different strengths in P. ananatis, the approach previously implemented for E. coli was applied (PCT application WO 2004080386, WO 2005/010175).

Получение сгенерированной методом ПЦР библиотеки промоторов.Preparation of a promoter library generated by PCR.

Библиотеку промоторов, пригодную для оптимизации уровня экспрессии интересующего гена, конструировали путем рандомизации четырех интернальных нуклеотидов области из 35-ти нуклеотидов («-35») инициирующего промотора Ptac. Библиотеку интегрировали перед геном lacZ на хромосоме штамма Р. ananatis SC17(0) и определяли активность LacZ в каждом трансформанте. Структура области хромосомы Р. ananatis перед геном lacZ показана на Фиг.3. Нуклеотидные последовательности генов yghU, scrK, lacZ из Р. ananatis показаны на SEQ ID NO: 45, 46 и 47 соответственно.A library of promoters suitable for optimizing the expression level of a gene of interest was constructed by randomizing four internal nucleotides from a 35-nucleotide region (“-35”) of the P tac initiating promoter. The library was integrated before the lacZ gene on the chromosome of P. ananatis strain SC17 (0) and the LacZ activity in each transform was determined. The structure of the chromosome region of P. ananatis in front of the lacZ gene is shown in Figure 3. The nucleotide sequences of the yghU, scrK, lacZ genes from P. ananatis are shown in SEQ ID NO: 45, 46 and 47, respectively.

Область «-35» промотора Ptac показана на SEQ ID NO: 16. Для получения промоторов различной силы фрагмент ДНК с группой Ptac-подобных промоторов, отличных от промотора области «-35», конструировали методом ПЦР с использованием плазмиды pDR540 ("Pharmacia", Швеция) в качестве матрицы. Для этой цели в качестве 5'-праймеров использовали или праймер «I» (SEQ ID NO: 1), полностью соответствующий последовательности Ptac, или праймер «1'», «рандомизированный» праймер (SEQ ID NO: 2). Оба содержали сайт распознавания BglII на 5'-конце. Четыре из шести позиций в праймере «1'» из консенсусной области «-35» рандомизировали в процессе химического синтеза, и они содержали комбинацию любых четырех нуклеотидов, обозначенных как «n» в SEQ ID NO: 2. Праймер «2» (SEQ ID NO: 3), который использовался как праймер на 3'-конце, содержит 46 нуклеотидов из 3'-конца Ptaс, SD-последовательность и начало кодирующей области гена lacZ. Фрагменты ДНК, полученные методом ПЦР, которые содержали или оригинальный промотор Ptaс, или группу рандомизированных tac-подобных промоторов, использовали в дальнейшем для дизайна.The “-35” region of the P tac promoter is shown in SEQ ID NO: 16. To obtain promoters of different strengths, a DNA fragment with a group of P tac-like promoters other than the “-35” promoter was constructed by PCR using plasmid pDR540 (Pharmacia ", Sweden) as a matrix. For this purpose, either the “I” primer (SEQ ID NO: 1), which fully corresponds to the P tac sequence, or the “1 '” primer, a “randomized” primer (SEQ ID NO: 2), was used as 5'-primers. Both contained a BglII recognition site at the 5'-end. Four of the six positions in primer “1” from the consensus region “-35” were randomized during chemical synthesis and they contained a combination of any four nucleotides designated as “n” in SEQ ID NO: 2. Primer “2” (SEQ ID NO: 3), which was used as a primer at the 3'-end, contains 46 nucleotides from the 3'-end of P tac , the SD sequence and the beginning of the coding region of the lacZ gene. DNA fragments obtained by PCR, which contained either the original promoter P tac , or a group of randomized tac-like promoters, were used later for design.

Одновременно проводили амплификацию фрагмента ДНК с вырезаемым геном устойчивости Km, фланкированным сайтами attL и attR фага лямбда, с использованием плазмиды pMW118-(λattL-Kmr-λattR) в качестве матрицы и праймеров «3» (SEQ ID NО: 4) и «4» (SEQ ID NO: 5). Полученный фрагмент ДНК имел сайт распознавания на одном конце для рестриктазы BglII, который полезен для лигирования с фрагментами tac-подобных промоторов, и сайт из 42-х п.о., гомологичный хромосоме Р. ananatis и расположенный перед геном scrK для того, чтобы обеспечить последующую интеграцию в бактериальный геном (см. Фиг.3), с другого конца. Два ПЦР-генерированных фрагмента обрабатывали BglII и лигировали in vitro с помощью Т4 ДНК-лигазы.At the same time, the DNA fragment was amplified with the Km resistance gene cut out, flanked by the attL and attR sites of the lambda phage, using plasmid pMW118- (λattL-Km r -λattR) as the template and primers “3” (SEQ ID NO: 4) and “4 "(SEQ ID NO: 5). The resulting DNA fragment had a recognition site at one end for BglII restriction enzyme, which is useful for ligation with fragments of tac-like promoters, and a 42 bp site homologous to the P. ananatis chromosome and located in front of the scrK gene in order to provide subsequent integration into the bacterial genome (see Figure 3), from the other end. Two PCR generated fragments were treated with BglII and ligated in vitro using T4 DNA ligase.

Интеграция сгенерированной методом ПЦР библиотеки промоторов в хромосому Р. ananatisIntegration of PCR-generated promoter library into P. ananatis chromosome

Полученные лигазные смеси использовали для λ-Red-зависимой интеграции в хромосому Р. ananatis. Хелперную плазмиду использовали в качестве носителя λ-Red-генов фага. Для получения электрокомпетентных клеток Р. ananatis штамм SC17(0), трансформированный плазмидой RSF-Red-TER, выращивали в течение ночи при температуре 34°С на LB-среде с добавлением хлорамфиникола до концентрации 50 мкг/мл. Затем культуру разводили в 100 раз свежей LB-средой, содержащей 50 мкг/мл хлорамфиникола, и выращивали до достижения ею оптической плотности OD600 приблизительно равной 0.3 при температуре 34°C с аэрацией. После этого добавляли ИПТГ до концентрации 1 мМ и продолжали культивирование до достижения оптической плотности OD600=0.7. Образцы клеток объемом 10 мл отмывали 3 раза равными количествами деионизованной ледяной воды и ресуспендировали в 40 мкл 10% ледяного глицерина. Непосредственно перед электропорацией, 100-200 нг амплифицированных in vitro фрагментов ДНК растворяли в 5 мкл деионизованной воды и добавляли к суспензии клеток. Процедуру проводили с использованием устройства для электротрансформации бактерий ("BioRad", USA, catalog number 165-2089, version 2-89). Применяемые параметры пульсации были следующими: интенсивность электрического поля составляла 20 кВ/см, время пульсации 5 мс. После электропорации 1 мл LB-среды, обогащенной глюкозой (0.5%) немедленно добавляли к клеточной суспензии. Затем клетки выращивали с аэрацией при температуре 34°С в течение 2-х часов и рассевали на чашки с твердой LB-средой, содержащей 40 мкг/мл канамицина с последующей ночной инкубацией при температуре 34°С. Отобранные KmR - интегранты рассевали на чашки с LB-средой с добавлением ИПТГ (1 мМ) и сахарозы (5 г/л) при температуре 34°С и выращивали для формирования единичных колоний. Выделяли KmR, CmS-варианты таким образом, что хелперная плазмида RSF-Red-TER удалялась из интегрантов.The resulting ligase mixtures were used for λ-Red-dependent integration into the chromosome of P. ananatis. The helper plasmid was used as a carrier of λ-Red phage genes. To obtain electrocompetent P. ananatis cells, strain SC17 (0), transformed with the RSF-Red-TER plasmid, was grown overnight at 34 ° C in LB medium with the addition of chloramphenicol to a concentration of 50 μg / ml. The culture was then diluted 100 times with fresh LB medium containing 50 μg / ml chloramphenicol, and grown until it reached an optical density of OD 600 of approximately 0.3 at 34 ° C with aeration. After that, IPTG was added to a concentration of 1 mM and cultivation was continued until an optical density of OD 600 = 0.7 was reached. Cell samples with a volume of 10 ml were washed 3 times with equal amounts of deionized ice water and resuspended in 40 μl of 10% ice glycerol. Immediately prior to electroporation, 100-200 ng of amplified in vitro DNA fragments were dissolved in 5 μl of deionized water and added to the cell suspension. The procedure was carried out using a device for electrotransformation of bacteria ("BioRad", USA, catalog number 165-2089, version 2-89). The applied ripple parameters were as follows: the electric field intensity was 20 kV / cm, the ripple time was 5 ms. After electroporation, 1 ml of glucose-enriched LB medium (0.5%) was immediately added to the cell suspension. Then the cells were grown with aeration at a temperature of 34 ° C for 2 hours and scattered on plates with solid LB medium containing 40 μg / ml kanamycin, followed by night incubation at a temperature of 34 ° C. Selected Km R integrants were scattered on plates with LB medium supplemented with IPTG (1 mM) and sucrose (5 g / l) at 34 ° C and grown to form single colonies. Km R , Cm S variants were isolated in such a way that the helper plasmid RSF-Red-TER was removed from the integrants.

ПЦР-верификация.PCR verification.

Для того чтобы подтвердить идентичность полученной хромосомной структуры отобранных KmR, CmS колоний, проводили ПЦР с использованием праймеров «5» (SEQ ID NO: 6), который является гомологом сайта attR на 5'-конце и «6» (SEQ ID NO: 7), чей сайт отжига локализован в структурной части гена lacZ.In order to confirm the identity of the obtained chromosome structure of the selected KmR, CmS colonies, PCR was performed using primers “5” (SEQ ID NO: 6), which is the homologue of the attR site at the 5'-end and “6” (SEQ ID NO: 7 ), whose annealing site is localized in the structural part of the lacZ gene.

ДНК-секвенирование полученных tac-подобных промоторов.DNA sequencing of the obtained tac-like promoters.

Первоначально провели ПЦР-амплификацию геномных фрагментов ДНК, выделенных из отобранных клонов с помощью набора для выделения геномной ДНК ("Sigma", США). Для секвенирования полученных фрагментов ДНК использовали метод Сэнгера и праймеры «5» (SEQ ID NO: 6) и «7» (SEQ ID NO: 8), как для ПЦР, так и для секвенирования.Initially, PCR amplification of genomic DNA fragments isolated from selected clones was performed using a genomic DNA isolation kit (Sigma, USA). For sequencing of the obtained DNA fragments, the Sanger method and primers “5” (SEQ ID NO: 6) and “7” (SEQ ID NO: 8) were used, both for PCR and for sequencing.

Тест на β-галактозидазу.Test for β-galactosidase.

Все клеточные культуры выращивали ночь на LB-среде с добавлением 0.5×М9 солевого раствора, глюкозы (5 г/л) и 40 мкг/мл канамицина, затем разводили в 100 раз свежей средой, и выращивали при температуре 34°C с аэрацией в течение 3 часов. Активность β-галактозидазы измеряли по обычной методике (Miller, 1972). Представленные данные (табл.1) являются средним значением от трех независимо выросших культур каждого клона. Стандартная ошибка не превышала 30%.All cell cultures were grown overnight on LB medium supplemented with 0.5 × M9 saline, glucose (5 g / l) and 40 μg / ml kanamycin, then diluted 100 times with fresh medium and grown at 34 ° C with aeration for 3 hours. Β-galactosidase activity was measured by the usual method (Miller, 1972). The data presented (Table 1) are the average of three independently grown cultures of each clone. The standard error did not exceed 30%.

Как видно из табл.1, значения активностей в репрезентативных клонах библиотеки с Ptas-подобными промоторами отличаются в два раза. Также можно видеть, что выбранная процедура позволяет конструировать библиотеку мутантных промоторов только с рандомизированной областью «-35».As can be seen from Table 1, the activity values in representative clones of the library with P tas-like promoters differ by a factor of two. You can also see that the selected procedure allows you to construct a library of mutant promoters only with a randomized region of "-35".

Пример 3. Увеличение продукции глутаминовой кислоты путем тонкой настройки уровня экспресии гена yhfK.Example 3. Increasing the production of glutamic acid by fine-tuning the level of expression of the yhfK gene.

Ген yhfK кодирует предположительно переносчик Glu. Было раскрыто, что его амплификация на плазмиде увеличивает продуктивность штамма-продуцента L-глутаминовой кислоты (патентная заявка США 2005/0196846). Для тонкой настройки уровня экспрессии гена yhfK использовали Red-зависимую интеграцию, как описано выше, для модификации 5'-концевой области гена в его природной локализации. Структура 5'-концевой области гена yhfK в хромосоме Р. ananatis представлена на Фиг.4А. Нуклеотидная последовательность области показана на SEQ ID NO: 48.The yhfK gene encodes presumably the Glu transporter. It has been disclosed that its amplification on a plasmid increases the productivity of the producer strain of L-glutamic acid (US patent application 2005/0196846). To fine-tune the level of expression of the yhfK gene, Red-dependent integration was used, as described above, to modify the 5'-terminal region of the gene in its natural location. The structure of the 5'-terminal region of the yhfK gene on the P. ananatis chromosome is shown in Fig. 4A. The nucleotide sequence of the region is shown in SEQ ID NO: 48.

В хромосоме Р. ananatis ген yhfK расположен через 42 п.о. после гена crp (см. Фиг.4А). В 5'-концевой области гена yhfK не были найдены регуляторные элементы (терминатор, промотор, или SD-последовательность) (Фиг.4В). Поэтому было предложено, что введение сильного промотора и, может быть, SD-последовательности перед этим геном может усилить его уровень экспрессии значительно. В то же время, для обеспечения стабильности мRNA гена crp в штаммах с различными модификациями области, прилегающей к 3'-концу гена crp, не нарушая его характер экспрессии, сразу после стоп-кодона этого гена ввели терминатор лидерного пептида треонинового оперона Е. coli Tthr (см. Пример-ссылку 2). Структуры полученных модификаций представлены на Фиг.4С и D.On the P. ananatis chromosome, the yhfK gene is located after 42 bp after the crp gene (see Fig. 4A). No regulatory elements (terminator, promoter, or SD sequence) were found in the 5'-terminal region of the yhfK gene (Fig. 4B). Therefore, it was suggested that the introduction of a strong promoter and, possibly, an SD sequence in front of this gene can enhance its expression level significantly. At the same time, to ensure the stability of the mRNA of the crp gene in strains with various modifications of the region adjacent to the 3'-end of the crp gene without violating its expression, immediately after the stop codon of this gene, the leader peptide of the threonine operon of E. coli T was introduced thr (see Example Link 2). The structures of the modifications obtained are shown in FIGS. 4C and D.

Для конструирования интегративных кассет фрагменты ДНК с вырезаемым маркером KmR и природным промотором Ptaс или рандомизированными промоторами амплифицировали методом ПЦР с использованием геномных фрагментов ДНК, которые были выделены из клонов библиотеки промоторов с использованием праймеров: прямого праймера «9» (SEQ ID NO: 11) и обратного праймера «8» (SEQ ID NО: 9) или «8'»(SEQ ID NO: 10). Обратный праймер «8» позволяет амплифицировать природную upstream-область ген yhfK, праймер «8'» позволяет амплифицировать 5'-концевую область гена yhfK с добавочной SD-последовательностью. Полученные фрагменты ДНК содержали сайт распознавания XbaI на 5'-концах и были гомологичны на протяжении 40-а или 42-х п.о. желаемому сайту интеграции на 3'-концах. Параллельно фрагмент ДНК, содержащий Tthr, амплифицировали методом ПЦР с использованием плазмиды pML-ter_thrL (см. Пример-ссылку 2) в качестве матрицы и праймеров «10» (SEQ ID NO: 12) и «II» (SEQ ID NO: 13). Полученный второй фрагмент содержал сайт распознавания XbaI на 3'-конце и был гомологичен на протяжении 43-х п.о. желаемому сайту интеграции на 5'-конце. Все ПЦР-генерированные фрагменты ДНК обрабатывали рестриктазой XbaI и фрагменты, содержащие различные промоторы лигировали с фрагментом, содержащим терминатор Tthr.To construct integrative cassettes, DNA fragments with a cut out Km R marker and the natural promoter Ptac or randomized promoters were amplified by PCR using genomic DNA fragments that were isolated from clones of the promoter library using primers: direct primer "9" (SEQ ID NO: 11 ) and reverse primer “8” (SEQ ID NO: 9) or “8 '” (SEQ ID NO: 10). Reverse primer “8” allows amplification of the natural upstream region of the yhfK gene; primer “8 '” allows amplification of the 5'-terminal region of the yhfK gene with an additional SD sequence. The obtained DNA fragments contained the XbaI recognition site at the 5'-ends and were homologous for 40 a or 42 bp desired integration site at 3'-ends. In parallel, the DNA fragment containing T thr was amplified by PCR using the plasmid pML-ter_thrL (see Example link 2) as a matrix and primers "10" (SEQ ID NO: 12) and "II" (SEQ ID NO: 13 ) The obtained second fragment contained the XbaI recognition site at the 3'-end and was homologous for 43 bp desired integration site at the 5'-end. All PCR-generated DNA fragments were digested with XbaI and fragments containing various promoters were ligated with a fragment containing the terminator Th thr .

Полученные лигированные смеси осаждали спиртом, растворяли в деионизованной воде и использовали для Red-зависимой интеграции в штамм SC17(0)/RSF-Red-TER с использованием той же процедуры, которую использовали для интеграции библиотеки промоторов. Факт интеграции подтверждали методом ПЦР с использованием праймеров «12» (SEQ ID NO: 14) и «13» (SEQ ID NO: 15).The resulting ligation mixtures were precipitated with alcohol, dissolved in deionized water, and used for Red-dependent integration into strain SC17 (0) / RSF-Red-TER using the same procedure as that used to integrate the promoter library. The fact of integration was confirmed by PCR using primers "12" (SEQ ID NO: 14) and "13" (SEQ ID NO: 15).

Для переноса этих модификаций в штамм-продуцент L-глутаминовой кислоты AJ 13601 (Европейская патентная заявка 1078989), геномную ДНК выделяли из полученных штаммов с использованием набора «Genomic DNA Isolation Kit» ("Sigma", CШA). После электропорации этих фрагментов ДНК в штамм AJ13601 получали штаммы, имеющие ген yhfK под контролем промотора Ptaс или консенсусной последовательности SD и промотора PtaсN соответственно. Промотор PtaсN в общем случае означает промотор с рандомизированной областью. Процедуру проводили с использованием устройства для электротрансформации бактерий ("BioRad", США, catalog number 165-2089, version 2-89). Применяемые параметры пульсации были следующими: интенсивность электрического поля 12.5 кВ/см, время импульса 10 мс. Фрагменты промотора, используемые в этих экспериментах, содержали только первые 11 п.о. (из 21 п.о.) лактозного оператора O1, поэтому они не репрессировались LacI.To transfer these modifications to the L-glutamic acid producing strain AJ 13601 (European Patent Application 1078989), genomic DNA was isolated from the obtained strains using the Genomic DNA Isolation Kit (Sigma, United States). After electroporation of these DNA fragments into strain AJ13601, strains were obtained having the yhfK gene under the control of the promoter P tac or the consensus sequence SD and the promoter P tacN, respectively. The promoter P tacN generally means a promoter with a randomized region. The procedure was carried out using a device for electrotransformation of bacteria ("BioRad", USA, catalog number 165-2089, version 2-89). The pulsation parameters used were as follows: electric field intensity 12.5 kV / cm, pulse time 10 ms. The promoter fragments used in these experiments contained only the first 11 bp (from 21 bp) of the lactose operator O 1 , so they were not repressed by LacI.

Ночную культуру выращивали при температуре 34°С на LB-среде с добавлением MES (0,1М, рН 7.0), глюкозы (5 г/л), тетрациклина (10 мкг/мл) и хлорамфиникола (25 мкг/мл). Затем культуру разводили в 100 раз свежей средой, содержащей глюкозу (40 г/л), MgSO4·7H2O (0.5 г/л), (NH4)2SO4 (16 г/л), KH2PO4 (0.3 г/л), KCl (1 г/л), MES (10 г/л), бетаин (1 г/л), FeSO4·7H2O (10 мг/л), MnSO4·5H2O (10 мг/л), лизина (100 мг/л), метионина (100 мг/л), DAP (100 мг/л), пантотенат кальция (10 мг/л), CaCO3 (30 г/л), 10 мкг/мл тетрациклин и 50 мкг/мл хлорамфиникол, и выращивали в течение 26-ти часов при температуре 34°С в условиях аэрации. Продукцию и накопление глутамата измеряли методом тонкослойной хроматографии (ТСХ). Представлены усредненные данные результатов выращивания трех независимых культур.The overnight culture was grown at 34 ° C on LB medium supplemented with MES (0.1 M, pH 7.0), glucose (5 g / l), tetracycline (10 μg / ml) and chloramphenicol (25 μg / ml). Then the culture was diluted 100 times with fresh medium containing glucose (40 g / l), MgSO 4 · 7H 2 O (0.5 g / l), (NH 4 ) 2 SO 4 (16 g / l), KH 2 PO 4 ( 0.3 g / l), KCl (1 g / l), MES (10 g / l), betaine (1 g / l), FeSO 4 · 7H 2 O (10 mg / l), MnSO 4 · 5H 2 O ( 10 mg / l), lysine (100 mg / l), methionine (100 mg / l), DAP (100 mg / l), calcium pantothenate (10 mg / l), CaCO 3 (30 g / l), 10 μg / ml tetracycline and 50 μg / ml chloramphenicol, and were grown for 26 hours at 34 ° C under aeration. Glutamate production and accumulation were measured by thin layer chromatography (TLC). The averaged data from the results of growing three independent crops are presented.

Отбор проводили по продукции L-глутаминовой кислоты. Один из лучших клонов, имеющий высокий уровень продукции L-глутаминовой кислоты (№11), и один из клонов, имеющий сниженную скорость роста и продукцию L-глутаминовой кислоты (№52), отобрали и секвенировали 5'-концевую область гена yhfK. Активность LacZ, экспрессируемую под контролем этих Ptaс-подобных промоторов измеряли как описано выше (данные представлены в табл.1).The selection was carried out on the production of L-glutamic acid. One of the best clones having a high level of production of L-glutamic acid (No. 11), and one of the clones having a reduced growth rate and production of L-glutamic acid (No. 52), the 5'-terminal region of the yhfK gene was selected and sequenced. LacZ activity expressed under the control of these P tac-like promoters was measured as described above (data are presented in Table 1).

Как можно видеть из табл.2, в этих экспериментальных условиях, наилучшие результаты получали при комбинировании высокоэффективной консенсусной SD-последовательности (SD-последовательность, AGGAGG, включена в праймер «8'» (SEQ ID NO: 10) как его составная часть) и относительного слабого промотора Ptaс11 (штамм AJ13601 Ptac11SDyhfK). Выход глутамата, продуцируемого этим штаммом, был выше ((Δ1% по выходу) по сравнению с исходным штаммом AJ13601. Использование более эффективного промотора Ptaс52 в сочетании с природной 5'-концевой областью гена yhfK приводило, как правило, к худшим результатам.As can be seen from table 2, in these experimental conditions, the best results were obtained by combining a high-performance consensus SD sequence (SD sequence, AGGAGG, is included in the primer "8 '" (SEQ ID NO: 10) as its component) and relative weak promoter P tac11 (strain AJ13601 P tac11 SDyhfK). The yield of glutamate produced by this strain was higher ((Δ1% in yield) compared to the original AJ13601 strain. Using the more efficient promoter P tac52 in combination with the natural 5'-terminal region of the yhfK gene led, as a rule, to worse results.

Описанные выше результаты служат доказательством того, что использование промоторной библиотеки, как описано выше (в сочетании с другими регуляторными элементами, такими как SD-последовательность, сайты связывания репрессоров и активаторов, и так далее), представляют рабочие инструменты для тонкой настройки уровня экспрессии интересующего гена.The results described above prove that the use of a promoter library, as described above (in combination with other regulatory elements, such as the SD sequence, repressor and activator binding sites, and so on), provide working tools for fine-tuning the expression level of the gene of interest .

Пример-ссылка 1. Конструирование хелперных плазмид RSF-Red-TER и RSF-Red-Kan.Reference Example 1. Construction of helper plasmids RSF-Red-TER and RSF-Red-Kan.

Схема конструирования хелперных плазмид представлена на Фиг.5.The design scheme of helper plasmids is presented in FIG. 5.

На первой стадии конструирования хелперных плазмид RSF-Red-TER и RSF-Red-Kan был сконструирован вектор RSFsacBPlacMCS. Для этой цели фрагменты ДНК, содержащие ген cat из плазмиды pACYC184, и структурную часть гена sacB из В. subtillis амплифицировали методом ПЦР с использованием олигонуклеотидов SEQ ID NO: 49, 50, 51 и 52 соответственно. Эти олигонуклеотиды содержат следующие подходящие сайты рестрикции на 5'-конце, которые необходимы для последующего клонирования: BglII, SaсI, XbaI и BamHII соответственно. Полученный фрагмент гена sacB размером 1.5 тыс.п.о. клонировали в сайты XbaI-BamHI ранее полученного вектора pMW119-PlaclacI. Этот вектор конструировали тем же способом, как описано для вектора pMW118-PlaclacI (Skorokhodova, A.Yu et al., Biotekhnologiya (Rus), 5, 3-21 (2004)), однако он содержит полилинкерный сайт из плазмиды pMW219, вместо плазмиды pMW218. После этого, ранее описанный фрагмент гена cat размером 1.0 тыс.п.о. обрабатывали рестриктазами BglII и SacI и клонировали в сайты BamHI-SacI плазмиды RSF-PlaclacIsacB, которая была получена на предыдущей стадии. Полученная плазмида pMW-PlaclacIsacBcat содержала фрагмент PlacUV5-lacI-sacB-cat. Для субклонирования этого фрагмента в вектор RSF1010 плазмиду pMWPlaclacIsacBcat расщепляли рестриктазой BglII, обрабатывали фрагментом Klenow ДНК-полимеразы I для образования липкого конца, и затем разрезали SacI. Фрагмент BglII-SacI размером 3.8 тыс.п.о. плазмиды pMWPlaclacIsacBcat элюировали из 1%-ного агарозного геля и лигировали с RSF1010, которая содержала вектор, обработанный рестриктазой PstI, фрагментом Klenow ДНК-полимеразы I и SacI. Лигированную смесь трансформировали в штамм Е. coli TG1 и высевали на LB-агар, содержащий хлорамфиникол (50 мг/л). После рестрикционного анализа плазмид, выделенных из выросших клонов, получили плазмиду RSFsacB. Для конструирования вектора RSFsacBPlacMCS фрагмент ДНК, содержащий промотор PlacUV5, амплифицировали методом ПЦР с использованием олигонуклеотидов SEQ ID NO: 53 и 54 в качестве праймеров и плазмиды pMW119-PlaclacI в качестве матрицы. Полученный фрагмент размером 146 п.о. расщепляли рестриктазами SacI и NotI и лигировали с большим фрагментом SacI-NotI из плазмиды RSFsacB.At the first stage of constructing helper plasmids RSF-Red-TER and RSF-Red-Kan, the RSFsacBPlacMCS vector was constructed. For this purpose, DNA fragments containing the cat gene from plasmid pACYC184 and the structural part of the sacB gene from B. subtillis were amplified by PCR using oligonucleotides SEQ ID NO: 49, 50, 51 and 52, respectively. These oligonucleotides contain the following suitable restriction sites at the 5'-end, which are necessary for subsequent cloning: BglII, SacI, XbaI and BamHII, respectively. The resulting fragment of the sacB gene size of 1.5 thousand p. cloned into the XbaI-BamHI sites of the previously obtained vector pMW119-P lac lacI. This vector was constructed in the same manner as described for the vector pMW118-P lac lacI (Skorokhodova, A. Yu et al., Biotekhnologiya (Rus), 5, 3-21 (2004)), but it does contain a polylinker site from plasmid pMW219. instead of plasmid pMW218. After that, the previously described fragment of the cat gene size of 1.0 thousand p. treated with restriction enzymes BglII and SacI and cloned into the BamHI-SacI sites of the plasmid RSF-P lac lacIsacB, which was obtained in the previous step. The resulting plasmid pMW-P lac lacIsacBcat contained a fragment of P lacUV5- lacI-sacB-cat. To subclone this fragment into the RSF1010 vector, plasmid pMWP lac lacIsacBcat was digested with restriction enzyme BglII, treated with a Klenow fragment of DNA polymerase I to form a sticky end, and then SacI was cut. Fragment of BglII-SacI 3.8 thousand bp in size plasmids pMWP lac lacIsacBcat were eluted from a 1% agarose gel and ligated with RSF1010, which contained the vector treated with the restriction enzyme PstI, a Klenow fragment of DNA polymerase I and SacI. The ligation mixture was transformed into E. coli TG1 strain and plated on LB agar containing chloramphenicol (50 mg / L). After restriction analysis of plasmids isolated from grown clones, the plasmid RSFsacB was obtained. To construct the RSFsacBP lac MCS vector, the DNA fragment containing the P lacUV5 promoter was PCR amplified using oligonucleotides SEQ ID NOS: 53 and 54 as primers and plasmid pMW119-P lac lacI as a template. The resulting fragment is 146 bp in size. digested with restriction enzymes SacI and NotI and ligated with a large fragment of SacI-NotI from the plasmid RSFsacB.

После этого фрагмент ДНК размером 2,3 тыс.п.о., содержащий λ-Red-αβγ-гены и терминатор транскрипции tL3, амплифицировали методом ПЦР с использованием олигонуклеотидов SEQ ID NO: 55 и 56 в качестве праймеров и плазмиды pKD46 в качестве матрицы (Datsenko, K.A., Wanner, B.L., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 6640-6645, (2000)). Полученный фрагмент клонировали в сайты PvuI-NotI вектора RSFsacBPlacMCS. Таким образом была сконструирована плазмида RSFRed. Для того чтобы исключить сквозное прочитывание генов Red с промотора гена cat, ρ-независимый терминатор транскрипции оперона rrnB из Е. coli вставили между геном cat и промотором PlacUV5. Для этой цели фрагменты ДНК, содержащие промотор PlacUV5 и терминатор TrrnB, амплифицировали методом ПЦР с использованием олтигонуклеотидов SEQ ID NO: 57 и 54 в качестве праймеров и плазмиды pMW119-PlaclacI в качестве матрицы и олигонуклеотидов SEQ ID NO: 58 и 59 в качестве праймеров и хромосомы штамма Е. coli BW3350 в качестве матрицы соответственно. Полученные фрагменты обрабатывали рестриктазой KpnI и лигировали. После этого фрагмент ДНК размером 0.5 тыс.п.о., содержащий как PlacUV5, так и d TrrnB, амплифицировали методом ПЦР с использованием олигонуклеотидов SEQ ID NO: 54 и 59 в качестве праймеров. Полученный фрагмент ДНК расщепляли рестриктазой EcoRI, обрабатывали фрагментом Klenow ДНК-полимеразы I для образования липких концов, разрезали рестриктазой BamHI и лигировали с большим фрагментом Ecl136II-BamHI вектора RSFsacBPlacMCS. Полученную плазмиду назвали RSF-Red-TER.After this, a 2.3 thousand bp DNA fragment containing λ-Red-αβγ genes and tL3 transcription terminator was amplified by PCR using oligonucleotides SEQ ID NO: 55 and 56 as primers and plasmid pKD46 as a template (Datsenko, KA, Wanner, BL, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 6640-6645, (2000)). The resulting fragment was cloned into the PvuI-NotI sites of the RSFsacBP lac MCS vector. Thus, the RSFRed plasmid was constructed. In order to prevent end-to-end reading of Red genes from the cat gene promoter, a ρ-independent transcription terminator of the rrnB operon from E. coli was inserted between the cat gene and the P lacUV5 promoter. For this purpose, DNA fragments containing the P lacUV5 promoter and the T rrnB terminator were amplified by PCR using oligonucleotides SEQ ID NO: 57 and 54 as primers and plasmid pMW119-P lac lacI as the matrix and oligonucleotides SEQ ID NO: 58 and 59 as primers and chromosomes of strain E. coli BW3350 as a matrix, respectively. The resulting fragments were treated with restriction enzyme KpnI and ligated. After this, a 0.5 kb DNA fragment containing both P lacUV5 and d T rrnB was amplified by PCR using oligonucleotides SEQ ID NOS: 54 and 59 as primers. The resulting DNA fragment was digested with EcoRI restriction enzyme, treated with a Klenow fragment of DNA polymerase I to form sticky ends, cut with BamHI restriction enzyme and ligated with a large Ecl136II-BamHI fragment of RSFsacBPlacMCS vector. The resulting plasmid was named RSF-Red-TER.

Для получения плазмиды RSF-Red-Kan фрагмент ДНК размером 1.3 тыс.п.о., содержащий ген kan и терминатор ТrrnB амплифицировали методом ПЦР используя ранее полученную плазмиду pMW118-SceKm в качестве матрицы и олигонуклеотиды SEQ ID NO: 58 и 60 в качестве праймеров. Для конструирования плазмиды pMW-SceKm фрагмент ДНК, содержащий ген kan, фланкированный желаемыми сайтами распознавания рестрикционных эндонуклеаз (включая I-SceI-мегануклеазный сайт распознавания), генерировали методом ПЦР с использованием олигонуклеотидов SEQ ID NO: 60 и 61 в качестве праймеров и плазмиды pUC4K в качестве матрицы. Полученный фрагмент обрабатывали XbaI и BamHI и встраивали в сайты XbaI-BamHI на плазмиде pMW118-PlaclacI.To obtain the RSF-Red-Kan plasmid, a 1.3 kb DNA fragment containing the kan gene and T rrnB terminator was amplified by PCR using the previously obtained plasmid pMW118-SceKm as a matrix and oligonucleotides SEQ ID NO: 58 and 60 as primers. To construct the plasmid pMW-SceKm, a DNA fragment containing the kan gene flanked by the desired restriction endonuclease recognition sites (including the I-SceI meganuclease recognition site) was generated by PCR using oligonucleotides SEQ ID NO: 60 and 61 as primers and plasmids pUC4K in as a matrix. The resulting fragment was treated with XbaI and BamHI and inserted into XbaI-BamHI sites on plasmid pMW118-P lac lacI.

Полученный фрагмент размером 1,3 тыс. п.о. разрезали рестрикционной эндонуклеазой BamHI, обрабатывали фрагментом Klenow ДНК-полимеразы I для образования липкого конца и расщепляли KpnI. Параллельно, плазмиду RSF-Red-TER последовательно обрабатывали рестриктазой НindIII, фрагментом Klenow ДНК-полимеразы I и рестриктазой KpnI, и большой фрагмент элюировали из 1% агарозного геля. После лигирования полученных фрагментов реакционной смесью, полученной после лигирования, трансформировали штамм TG1 и клетки высевали на LB-arap, содержащий 50 мг/л канамицина. Плазмиду RSF-Red-Kan отбирали после рестрикционного анализа плазмид, выделенных из растущих клонов.The resulting fragment size of 1.3 thousand BP cut with restriction endonuclease BamHI, treated with a Klenow fragment of DNA polymerase I to form a sticky end, and cleaved with KpnI. In parallel, the RSF-Red-TER plasmid was sequentially treated with the restriction enzyme HindIII, the Klenow fragment of DNA polymerase I and the restriction enzyme KpnI, and the large fragment was eluted from 1% agarose gel. After ligation of the obtained fragments with the reaction mixture obtained after ligation, the TG1 strain was transformed and the cells were plated on LB-arap containing 50 mg / L kanamycin. Plasmid RSF-Red-Kan was selected after restriction analysis of plasmids isolated from growing clones.

Пример-ссылка 2. Конструирование плазмиды pMW118-(λattL-Kmr-λattR).Example reference 2. Construction of the plasmid pMW118- (λattL-Km r -λattR).

Плазмиду pMW118-(λattL-Kmr-λattR) конструировали из плазмиды pMW118-attL-Tc-attR (WO 2005/010175) путем замены маркерного гена устойчивости к тетрациклину на маркерный ген устойчивости к канамицину из плазмиды pUC4K (Vieira, J. and Messing, J., Gene, 19(3): 259-68 (1982)).Plasmid pMW118- (λattL-Km r- λattR) was constructed from plasmid pMW118-attL-Tc-attR (WO 2005/010175) by replacing the tetracycline resistance marker gene with the pUC4K plasmid kanamycin marker gene (Vieira, J. and Messing , J., Gene, 19 (3): 259-68 (1982)).

Для этой цели большой фрагмент EcoRI-HindIII плазмиды pMW118-attL-Tc-attR лигировали с двумя фрагментами плазмиды pUC4K: фрагментом HindIII-PstI (676 п.о.) и фрагментом EcoRI-HindIII (585 п.о.).For this purpose, a large EcoRI-HindIII fragment of the pMW118-attL-Tc-attR plasmid was ligated with two fragments of the pUC4K plasmid: the HindIII-PstI fragment (676 bp) and the EcoRI-HindIII fragment (585 bp).

Основную плазмиду pMW118-attL-Tc-attR получали путем лигирования следующих четырех ДНК-фрагментов:The main plasmid pMW118-attL-Tc-attR was obtained by ligation of the following four DNA fragments:

1) фрагмент BglII-EcoRI (114 п.о.), несущий сайт attL (SEQ ID NO: 29), который получали методом ПЦР амплификации соответствующей области хромосомы штамма Е. coli W3350 (содержащего профаг λ) с использованием праймеров Р1 и Р2 (SEQ ID NOS: 30 и 31). Эти праймеры содержали дополнительные сайты узнавания для эндонуклеаз BglII и EcoRI;1) a BglII-EcoRI fragment (114 bp) carrying the attL site (SEQ ID NO: 29), which was obtained by PCR amplification of the corresponding chromosome region of E. coli strain W3350 (containing prophage λ) using primers P1 and P2 ( SEQ ID NOS: 30 and 31). These primers contained additional recognition sites for BglII and EcoRI endonucleases;

2) фрагмент PstI-HindIII (182 п.о.), несущий сайт attR (SEQ ID NO: 32), который получали методом ПЦР-амплификации соответствующей области хромосомы Е. coli W3350 (содержащей профаг λ) с использованием праймеров Р3 и Р4 (SEQ ID NOS: 33 и 34). Эти праймеры содержали дополнительные сайты узнавания для эндонуклеаз PstI и HindIII;2) a PstI-HindIII fragment (182 bp) carrying the attR site (SEQ ID NO: 32), which was obtained by PCR amplification of the corresponding region of the E. coli W3350 chromosome (containing prophage λ) using primers P3 and P4 ( SEQ ID NOS: 33 and 34). These primers contained additional recognition sites for the endonucleases PstI and HindIII;

3) большой фрагмент BglII-HindIII (3916 п.о.) из плазмиды pMW118-ter_rrnB. Плазмиду pMW118-ter_rrnB получали лигированием нижеследующих трех фрагментов ДНК:3) a large fragment of BglII-HindIII (3916 bp) from the plasmid pMW118-ter_rrnB. Plasmid pMW118-ter_rrnB was obtained by ligation of the following three DNA fragments:

- большой фрагмент ДНК (2359 п.о,), несущий фрагмент AatII-EcoRI плазмиды pMW118, который получали следующим образом: плазмиду pMW118 расщепляли рестрикционной эндонуклеазой EcoRI, обрабатывали фрагментом Klenow ДНК-полимеразы I и расщепляли рестрикционной эндонуклеазой AatII;a large DNA fragment (2359 bp) carrying the AatII-EcoRI fragment of plasmid pMW118, which was prepared as follows: plasmid pMW118 was digested with EcoRI restriction endonuclease, treated with Klenow fragment of DNA polymerase I and digested with AatII restriction endonuclease;

- маленький фрагмент AatII-BglII (1194 п.о.) плазмиды pUC19, несущий ген bla для устойчивости к ампицилину (ApR) получали методом ПЦР-амплификации соответствующей области плазмиды pUC19 с использованием праймеров Р5 и Р6 (SEQ ID NOS: 35 и 36). Эти праймеры содержали дополнительные сайты узнавания эндонуклеазами AatII и BglII;- a small fragment of AatII-BglII (1194 bp) of pUC19 plasmid carrying the bla gene for ampicillin resistance (Ap R ) was obtained by PCR amplification of the corresponding region of pUC19 plasmid using primers P5 and P6 (SEQ ID NOS: 35 and 36 ) These primers contained additional recognition sites with AatII and BglII endonucleases;

- маленький фрагмент BglII-PstIpol (363 п.о.) терминатора транскрипции ter_rrnB получали методом ПЦР-амплификации соответствующей области хромосомы Е. coli MG1655 с использованием праймеров Р7 и Р8 (SEQ ID NOS: 37 и 38). Эти праймеры содержали дополнительные сайты узнавания для эндонуклеаз BglII и PstI;- a small fragment of BglII-PstIpol (363 bp) of the ter_rrnB transcription terminator was obtained by PCR amplification of the corresponding region of E. coli chromosome MG1655 using primers P7 and P8 (SEQ ID NOS: 37 and 38). These primers contained additional recognition sites for BglII and PstI endonucleases;

4) маленький фрагмент EcoRI-PstI (1388 п.о.) (SEQ ID NO: 39) плазмиды pML-Tc-ter_thrL, несущий ген устойчивости к тетрациклину и терминатор транскрипции; плазмиду pML-Tc-ter_thrL получали в два этапа:4) a small fragment of EcoRI-PstI (1388 bp) (SEQ ID NO: 39) of the plasmid pML-Tc-ter_thrL carrying the tetracycline resistance gene and transcription terminator; plasmid pML-Tc-ter_thrL was obtained in two stages:

- плазмиду pML-ter_thrL получали путем расщепления плазмиды pML-MCS (Mashko, S.V. et al., Biotekhnologiya (in Russian), 2001, no. 5, 3-20) эндонуклеазами рестрикции XbaI и BamHI с последующим лигированием большого фрагмента (3342 п.о.) с фрагментом XbaI-BamHI (68 п.о.), который содержит терминатор ter_thrL, полученный методом ПЦР-амплификации соответствующей области хромосомы Е. coli MG1655 с использованием праймеров Р9 и Р10 (SEQ ID NOS: 40 и 41), Эти праймеры содержали дополнительные сайты узнавания для эндонуклеаз XbaI и BamHI;- the plasmid pML-ter_thrL was obtained by digestion of the plasmid pML-MCS (Mashko, SV et al., Biotekhnologiya (in Russian), 2001, no. 5, 3-20) with restriction endonucleases XbaI and BamHI, followed by ligation of a large fragment (3342 p. o.) with an XbaI-BamHI fragment (68 bp) that contains the ter_thrL terminator obtained by PCR amplification of the corresponding region of E. coli chromosome MG1655 using primers P9 and P10 (SEQ ID NOS: 40 and 41), These the primers contained additional recognition sites for endonucleases XbaI and BamHI;

- плазмиду pML-Tc-ter_thrL получали путем расщепления плазмиды pML-ter_thrL рестрикционными эндонуклеазами KpnI и XbaI с последующей обработкой фрагментом Klenow ДНК-полимеразы I и лигированием с маленьким фрагментом EcoRI-Van91I (1317 п.о.) плазмиды pBR322, несущей ген устойчивости к тетрациклину (pBR322 расщепляли рестрикционными эндонуклеазами EcoRI и Van91I и затем обрабатывали фрагментом Klenow ДНК-полимеразы I).- plasmid pML-Tc-ter_thrL was obtained by digestion of the plasmid pML-ter_thrL with restriction endonucleases KpnI and XbaI, followed by treatment with a Klenow fragment of DNA polymerase I and ligation with a small fragment of EcoRI-Van91I (1317 bp) of the resistance plasmid pBR322 carrying the plasmid tetracycline (pBR322 was digested with restriction endonucleases EcoRI and Van91I and then treated with a Klenow fragment of DNA polymerase I).

Пример 4. Использование библиотеки рандомизированных промоторов.Example 4. The use of a library of randomized promoters.

С использованием процедуры, описанной в Примере 2, возможно получение в одну стадию библиотеки клонов с различными уровнями экспрессии интересующих генов.Using the procedure described in Example 2, it is possible to obtain in one stage a library of clones with different levels of expression of genes of interest.

С другой стороны, библиотека созданных промоторов может быть использована для конструирования набора штаммов с различными уровнями экспрессии интересующих генов, для которых соотношение между указанными уровнями экспрессии может быть приблизительно рассчитано a priori.On the other hand, a library of created promoters can be used to construct a set of strains with different expression levels of genes of interest, for which the ratio between the indicated expression levels can be approximately calculated a priori.

Для подтверждения указанного заявления несколько промоторов из библиотеки созданных промоторов интегрировали в хромосому штамма Р. ananatis SC17(0) перед геном dadX (SEQ ID NO: 64), кодирующим аланинрацемазу. Для этой цели из штаммов AJ13601Ptac11SDyhfK, AJ13601Ptac52SDyhfK и AJ13601PtacSDyhfK (см. Пример 3) выделяли геномную ДНК с использованием Genomic DNA Isolation Kit ("Sigma", USA). Полученные образцы ДНК использовали в качестве матриц для ПЦР с праймерами PdadA (SEQ ID NO: 65) и PdadX (SEQ ID NO: 66) для получения in vitro интегративной кассеты, содержащей Ptac-подобный промотор, соединенный с вырезаемым маркером устойчивости к канамицину и терминатором транскрипции Tthr. Кроме того, ген gntK (SEQ ID NO: 67), кодирующий глюконаткиназу, модифицировали подобным образом. В этом случае, в качестве матриц для ПЦР использовали хромосомные ДНК, выделенные из клонов, содержащих промоторы Ptac, Ptac49 и Ptac11, из библиотеки промоторов, и праймеры attL-gntK (SEQ ID NO: 68) и PtacN-gntK (SEQ ID NO: 69) для получения in vitro интегративной кассеты, содержащей Ptac-подобный промотор, соединенный с вырезаемым маркером устойчивости к канамицину. Указанные олигонуклеотиды содержат необходимые для интеграции участки, гомологичные нужным участкам гена dadX или gntK на их 5'-концах, и участки, гомологичные концевым участкам амплифицированного фрагмента ДНК на их 3'-концах. Полученные таким образом интегративные кассеты интегрировали в хромосому штамма SC17(0)/RSFRedTER с помощью процедуры, описанной выше.To confirm this statement, several promoters from the library of created promoters were integrated into the chromosome of strain P. ananatis SC17 (0) before the dadX gene (SEQ ID NO: 64) encoding alanine racemase. For this purpose, genomic DNA was isolated from the AJ13601P tac11 SDyhfK, AJ13601P tac52 SDyhfK and AJ13601P tac SDyhfK strains (see Example 3) using the Genomic DNA Isolation Kit (Sigma, USA). The obtained DNA samples were used as PCR matrices with primers PdadA (SEQ ID NO: 65) and PdadX (SEQ ID NO: 66) to obtain an in vitro integrative cassette containing a P tac-like promoter linked to a cut-out marker of resistance to kanamycin and transcription terminator T thr . In addition, the gntK gene (SEQ ID NO: 67) encoding gluconate kinase was modified in a similar manner. In this case, chromosomal DNAs isolated from clones containing the P tac , P tac49, and P tac11 promoters , from the promoter library, and attL-gntK primers (SEQ ID NO: 68) and PtacN-gntK (SEQ ID NO: 69) to obtain an in vitro integrative cassette containing a P tac-like promoter coupled to a cut-out marker of resistance to kanamycin. These oligonucleotides contain the regions necessary for integration that are homologous to the desired regions of the dadX or gntK gene at their 5'-ends, and regions that are homologous to the terminal regions of the amplified DNA fragment at their 3'-ends. The integrative cassettes thus obtained were integrated into the chromosome of strain SC17 (0) / RSFRedTER using the procedure described above.

Полученные в хромосоме структуры приведены на Фиг.5. Подтверждение правильности конструкции в штаммах проводили методом ПЦР с использованием праймеров dadX-t1 (SEQ ID NO: 70), dadX-t2 (SEQ ID NO: 71) и gntR (SEQ ID NO: 72), gntK (SEQ ID NO: 73) соответственно. В сконструированных штаммах оценивали специфические активности аланинрацемазы или глюконаткиназы. Активность аланинрацемазы оценивали по устойчивости к D-циклосерину на чашках с LB-агаром (Peter, A., Bron, Appl. Environ. Microbiol., Vol.68, No. 11, Nov. 2002, p.5663-5670).The structures obtained on the chromosome are shown in FIG. 5. The validation of the design in the strains was carried out by PCR using dadX-t1 primers (SEQ ID NO: 70), dadX-t2 (SEQ ID NO: 71) and gntR (SEQ ID NO: 72), gntK (SEQ ID NO: 73) respectively. In the designed strains, the specific activities of alanine racemase or gluconate kinase were evaluated. Alanine racemase activity was evaluated by resistance to D-cycloserine on LB agar plates (Peter, A., Bron, Appl. Environ. Microbiol., Vol. 68, No. 11, Nov. 2002, p. 563-5670).

Специфическую активность глюконаткиназы оценивали спектрофотометрически при 340 нм по появлению НАДФ-Н в связанной реакции с 6-фосфоглюконатдегидрогеназой. Для этого штаммы выращивали на минимальной среде М9 при рН=6.0 с добавлением глюкозы (5 г/л) до конечной оптической плотности А595=1.0. Клетки отмывали один раз 1 мл 50 мМ буфера Трис-HCl (рН 7.5) и ресуспендировали в растворе, содержащем 50 мМ буфера Трис-HCl (рН 7.5), 2 мМ DTT, 2 мМ MgCl2. Клетки разрушали с помощью ультразвука. Раствор для проверки активности содержал 50 мМ буфера Трис-HCl (рН 8.0), 4 мМ НАДФ, 2 мМ MgCl2, 4 мМ АТФ, 4 мМ глюконата и 2 ед./мл 6-фосфоглюконатдегидрогеназы в качестве фермента для связанной реакции. Специфическую активность определяли исходя из молярного коэффициента экстинкции НАДФ-Н, равного 6.2·103.The specific activity of gluconate kinase was evaluated spectrophotometrically at 340 nm by the appearance of NADP-H in a coupled reaction with 6-phosphogluconate dehydrogenase. For this, the strains were grown on M9 minimal medium at pH = 6.0 with the addition of glucose (5 g / l) to a final optical density of A 595 = 1.0. Cells were washed once with 1 ml of 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) and resuspended in a solution containing 50 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5), 2 mM DTT, 2 mM MgCl 2 . Cells were destroyed by ultrasound. The activity test solution contained 50 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), 4 mM NADP, 2 mM MgCl 2 , 4 mM ATP, 4 mM gluconate, and 2 units / ml 6-phosphogluconate dehydrogenase as an enzyme for the coupled reaction. Specific activity was determined based on the molar extinction coefficient of NADP-H equal to 6.2 · 10 3 .

Как показано в Таблице 3, в конструированных штаммах наблюдалась явная корреляция между относительными активностями ферментов, определяемых как соотношение специфической активности, которой обладал штамм, содержащий один из Ptac-подобных промоторов, к специфической активности, которой обладал штамм, содержащий промотор Ptac перед соответствующим геном.As shown in Table 3, in the constructed strains there was a clear correlation between the relative activities of the enzymes, defined as the ratio of the specific activity that a strain containing one of the P tac-like promoters possessed to the specific activity that the strain containing the P tac promoter had before the corresponding genome.

Пример 5. Использование комбинированной системы рекомбинации λRed-λInt/Xis для введения в хромосому множественных модификаций.Example 5. The use of a combined recombination system λRed-λInt / Xis for the introduction of multiple modifications into the chromosome.

Проверяли возможность повторной интеграции различных кассет, фланкированных сайтами attL и attR фага λ, в хромосому Р. ananatis с использованием Red-зависимой рекомбинации линейных фрагментов с плечами гомологии длиной около 40 п.н. С этой целью несколько генов на хромосоме заменяли на ген устойчивости к тетрациклину. Использованные в экспериментах праймеры представлены в Таблице 4.The possibility of reintegration of various cassettes flanked by attL and attR sites of phage λ into the P. ananatis chromosome using the Red-dependent recombination of linear fragments with homology arms of about 40 bp in length was tested. For this purpose, several genes on the chromosome were replaced with a tetracycline resistance gene. The primers used in the experiments are shown in Table 4.

Представленные в Таблице 5 результаты свидетельствуют о том, что в неселективных условиях частота повторной интеграции в ту же точку (когда att-сайты размером 120 и 150 п.н. служат плечами гомологии) в 10-30 раз выше, чем в требуемую точку интеграции (с использованием плеч гомологии 36-40 п.н.). Но все равно возможно отобрать клоны, содержащие две модификации. В случае электропорации хромосомы (метод описан в Примере 3) все повторные интеграции кассеты, фланкированной att сайтами фага λ, имели место в требуемой точке.The results presented in Table 5 indicate that under non-selective conditions, the frequency of reintegration at the same point (when att sites of 120 and 150 bp serve as homology shoulders) is 10-30 times higher than at the desired integration point ( using shoulders homology 36-40 bp). But it’s still possible to select clones containing two modifications. In the case of electroporation of the chromosome (the method is described in Example 3), all reintegrations of the cassette flanked by att sites of phage λ took place at the desired point.

Пример 6. Процедура двухстадийной λ Red-зависимой рекомбинации для введения немаркированной точечной мутации в хромосому Р. ananatis.Example 6. The procedure of two-stage λ Red-dependent recombination for the introduction of unlabeled point mutations in the chromosome of P. ananatis.

Была разработана процедура двухстадийной λ Red-зависимой интеграции для введения немаркированной точечной мутации в хромосому Р. ananatis. Процедура включает следующие стадии: а) введение в бактерию, устойчивую к продуктам генов фага λ gam, bet и ехо, фрагмента экзогенной линейной ДНК, который включает двойной селективный/контраселективный маркер, фланкированный 2 сайтами длиной минимум 30 п.н., идентичными сайтам, локализованным рядом с требуемой точкой на хромосоме бактерии; б) замена с использованием λ Red-зависимой интеграции маркера коротким фрагментом ДНК, содержащим требуемую точечную мутацию, фланкированную сайтами, идентичными сайтам, локализованным рядом с требуемой точкой на хромосоме; и в) отбор бактерии с немаркированной точечной мутацией с использованием контрселекции.A two-stage λ Red-dependent integration procedure was developed to introduce an unlabeled point mutation into the P. ananatis chromosome. The procedure includes the following stages: a) introducing into a bacterium resistant to the products of the phage genes λ gam, bet and exo, an exogenous linear DNA fragment that includes a double selective / counter-selective marker flanked by 2 sites at least 30 bp in length identical to the sites localized near the desired point on the chromosome of the bacterium; b) replacement using λ Red-dependent integration of the marker with a short DNA fragment containing the desired point mutation, flanked by sites identical to sites located near the desired point on the chromosome; and c) selection of bacteria with unlabeled point mutation using counter-selection.

Любой подходящий маркер устойчивости к антибиотику может быть использован в качестве селективного маркера в рамках способа согласно настоящему изобретению. Например, маркеры устойчивости к хлорамфениколу, ампициллину, канамицину, тетрациклину, стрептомицину и подобные им.Any suitable antibiotic resistance marker may be used as a selective marker in the method of the present invention. For example, markers of resistance to chloramphenicol, ampicillin, kanamycin, tetracycline, streptomycin and the like.

В качестве контрселективного маркера (маркера негативной селекции) могут быть использованы ген sacB из В. subtilis, кодирующий левансукразу, экспрессия которой является летальной для бактерии, содержащей этот ген и растущей на питательной среде, содержащей сахарозу (Gay, P. et al., J. Bacteriol., 164, 918-921 (1985)); ген tetA, позволяющий проводить контрселекцию в присутствии фузаровой кислоты (Bochner, B.R. et al., J. Bacteriol., 143, 926-933 (1980)); ген rpsL, придающий чувствительность к стрептомицину (Russel, С. В. and Dahlquist, F.W., J. Bacteriol., 171, 2614-2618 (1989)) и подобные им.The sacB gene from B. subtilis, encoding levansucrase, the expression of which is lethal for bacteria containing this gene and growing on nutrient medium containing sucrose, can be used as a counter-selective marker (marker of negative selection) (Gay, P. et al., J . Bacteriol., 164, 918-921 (1985)); the tetA gene, which allows for counter-selection in the presence of fusaric acid (Bochner, B.R. et al., J. Bacteriol., 143, 926-933 (1980)); a rpsL gene conferring sensitivity to streptomycin (Russel, C. B. and Dahlquist, F.W., J. Bacteriol., 171, 2614-2618 (1989)) and the like.

Чтобы проиллюстрировать процедуру введения точечной мутации, осуществляли замену нативного сайта узнавания SmaI, локализованного внутри гена hisD бактерии Р. ananatis, сайтом узнавания XhoI.To illustrate the procedure for introducing a point mutation, the native SmaI recognition site located inside the hisD gene of the bacterium P. ananatis was replaced with the XhoI recognition site.

Конструирование двойного селективного/контраселективного маркера.Construction of a double selective / contraselective marker.

Плазмиду RSFsacB, описанную Примере-ссылке 1, обрабатывали рестрикционной эндонуклеазой XbaI и лигировали при низкой концентрации ДНК (1 нг/мкл). Затем смесью, полученной после лигирования, трансформировали штамм Е. coli TG1. После выделения и рестрикционного анализа плазмидных ДНК из CmR клонов, выросших после трансформации, была отобрана плазмида RSFPlacsacB с отсутствующим геном lacI (Фиг.6).The plasmid RSFsacB described in Example link 1 was digested with XbaI restriction endonuclease and ligated at a low DNA concentration (1 ng / μl). Then, the E. coli TG1 strain was transformed with the mixture obtained after ligation. After isolation and restriction analysis of plasmid DNA from Cm R clones grown after transformation, the RSFPlacsacB plasmid with the missing lacI gene was selected (Figure 6).

Введение маркера PlacUV5-sacB-cat в хромосому Р. ananatis.Introduction of the marker P lacUV5 -sacB-cat into the P. ananatis chromosome.

Плазмиду RSFPlacsacB использовали в качестве матрицы для ПЦР-амплификации кассеты PlacUV5-sacB-cat. Для этой реакции использовали праймеры HisD-Plac-5 (SEQ ID NO: 90) и HisD-cat-3 (SEQ ID NO: 91). Праймеры содержали сайты, гомологичные областям хромосомы, фланкирующим сайт узнавания SmaI, локализованный внутри гена hisD бактерии Р. ananalis на его 5'-конце.Plasmid RSFPlacsacB was used as template for PCR amplification of the P lacUV5 -sacB-cat cassette. The primers HisD-Plac-5 (SEQ ID NO: 90) and HisD-cat-3 (SEQ ID NO: 91) were used for this reaction. The primers contained sites homologous to regions of the chromosome flanking the SmaI recognition site located within the hisD gene of P. ananalis bacterium at its 5'-end.

Полученный в этой реакции фрагмент ДНК использовали для электропорации в штамм SC17(0)/RSFRedkan как описано выше (условия см. в Примере 1). После электропорации клетки высевали на чашки в LB-агаром с добавлением хлорамфеникола (20 мг/л). Для проверки выросших интегрантов проводили ПЦР с использованием праймеров HisD-L5 (SEQ ID NO: 62) и HisD-R3 (SEQ ID NO: 63) (условия см. в Примере 1).The DNA fragment obtained in this reaction was used for electroporation into strain SC17 (0) / RSFRedkan as described above (for conditions, see Example 1). After electroporation, cells were plated on plates in LB agar supplemented with chloramphenicol (20 mg / L). To verify the grown integrants, PCR was performed using HisD-L5 primers (SEQ ID NO: 62) and HisD-R3 (SEQ ID NO: 63) (for conditions, see Example 1).

Замена маркера коротким фрагментом ДНК, содержащим требуемую мутацию с использованием λ Red-зависимой интеграции.Replacing the marker with a short DNA fragment containing the desired mutation using λ Red-dependent integration.

Короткий, полученный с использованием ПЦР фрагмент ДНК, содержащий требуемую мутацию, получали следующим образом. Сначала гибридизовали два комплементарных праймера, XhoI-F (SEQ ID NO: 92) и XhoI-Rev (SEQ ID NO: 93). В результате получали короткий двухцепочечный фрагмент ДНК, содержащий в центре требуемую мутацию (замена сайта узнавания SmaI на XhoI). Для того чтобы увеличить фланговые области, гомологичные хромосоме, проводили ПЦР-амплификацию полученного фрагмента с использованием праймеров His-SL (SEQ ID NO: 94) и His-SR (SEQ ID NO: 95). Полученный фрагмент ДНК содержал в центре сайт узнавания XhoI, фланкированный участками длиной 83 п.н., гомологичными соответствующим участкам на хромосоме Р. ananatis.A short PCR DNA fragment containing the desired mutation was prepared as follows. First, two complementary primers were hybridized, XhoI-F (SEQ ID NO: 92) and XhoI-Rev (SEQ ID NO: 93). The result was a short double-stranded DNA fragment containing the desired mutation in the center (replacing the SmaI recognition site with XhoI). In order to increase the flank regions homologous to the chromosome, PCR amplification of the obtained fragment was carried out using His-SL (SEQ ID NO: 94) and His-SR (SEQ ID NO: 95) primers. The obtained DNA fragment contained the XhoI recognition site in the center, flanked by 83 bp sites homologous to the corresponding sites on the P. ananatis chromosome.

Указанный фрагмент ДНК использовали для электропорации в описанный выше штамм SC17(0)hisD::PlacUV5-sacB-cat со вспомогательной плазмидой RSFRedkan. Клетки для электропорации культивировали в 10 мл среды LB с добавлением 40 мг/л канамицина и 1 мМ ИПТГ до достижения OD595=0.5. Клетки собирали с использованием центрифугирования, трижды отмывали ледяной водой и один раз - 10% глицерином и ресуспендировали в 50 мкл 10% глицерина. После добавления 100 нг фрагмента интегративной ДНК осуществляли электропорацию (Е=20 кВ/см, время импульса 5 мс). После электропорации клетки высевали на чашки с LB-агаром, содержащим 20% сахарозы. Проверяли 100 выросших устойчивых к сахарозе клонов. Около 25% проверенных клонов имели фенотип SucRCnSHis+. Из этих клонов выделяли геномную ДНК и амплифицировали фрагмент хромосомы, содержащий в центре ожидаемую мутацию, с помощью ПЦР с использованием праймеров HisD-L5 и HisD-R3. Рестрикционный анализ амплифицированных фрагментов показал присутствие требуемой мутации (замена сайта узнавания SmaI на XhoI) во всех отобранных клонах.The indicated DNA fragment was used for electroporation into the strain SC17 (0) hisD :: P lacUV5 -sacB-cat described above with the auxiliary plasmid RSFRedkan. Electroporation cells were cultured in 10 ml of LB medium supplemented with 40 mg / L kanamycin and 1 mM IPTG until OD 595 = 0.5 was achieved. Cells were collected using centrifugation, washed three times with ice water and once with 10% glycerol and resuspended in 50 μl of 10% glycerol. After adding 100 ng of the integrative DNA fragment, electroporation was performed (E = 20 kV / cm, pulse time 5 ms). After electroporation, the cells were plated on plates with LB agar containing 20% sucrose. Checked 100 grown sucrose resistant clones. About 25% of the tested clones had the Suc R Cn S His + phenotype. Genomic DNA was isolated from these clones and the chromosome fragment containing the expected mutation in the center was amplified by PCR using HisD-L5 and HisD-R3 primers. Restriction analysis of amplified fragments showed the presence of the desired mutation (replacing the SmaI recognition site with XhoI) in all selected clones.

Хотя указанное изобретение описано в деталях со ссылкой на наилучший способ осуществления изобретения, для специалиста в указанной области техники очевидно, что могут быть совершены различные изменения и произведены эквивалентные замены, и такие изменения и замены не выходят за рамки настоящего изобретения.Although the invention has been described in detail with reference to the best mode of carrying out the invention, it will be apparent to those skilled in the art that various changes can be made and equivalent replacements made, and such changes and replacements are not outside the scope of the present invention.

Каждому из упомянутых выше документов соответствует ссылка, и все цитируемые документы являются частью описания настоящего изобретения.Each of the above documents has a link, and all cited documents are part of the description of the present invention.

Таблица 1Table 1 КлонClone "-35" область 5'->3'"-35" area 5 '-> 3' LacZ активность, единицы МиллераLacZ activity, Miller units SEQ ID NO:SEQ ID NO: Ptac P tac TTGACATTGACA 60006000 1616 8484 TTTGCATTTGCA 20002000 1717 6565 TTGTGATTGTGA 12501250 18eighteen 4949 TTGTAATTGTAA 12001200 1919 4747 TTGAGATTGAGA 10001000 20twenty 6060 TTTCAATTTCAA 770770 2121 18eighteen TAGTGATAGTGA 150150 2222 8282 TCGCGATCGCGA 100one hundred 2323 2525 TCCGGATccgga 8080 2424 2121 TCTCGATCTCGA 7070 2525 88 TGAAGATGAAGA 4747 2626 5252 GTGCTAGTGCTA 28002800 2727 11eleven TTGGAATTGGAA 730730 2828

Таблица 2table 2 ШтаммStrain OD540 OD 540 Глутамат, г/лGlutamate, g / l Выход, %Exit, % AJ13601Aj13601 13,713.7 15,615.6 39.039.0 AJ13601PtacyhfKAJ13601P tac yhfK 13,713.7 14,214.2 35,535.5 AJ13601Ptac52SDyhfKAJ13601P tac52 SDyhfK 11,711.7 10.410.4 26,026.0 AJ13601Ptac11SDyhfKAJ13601P tac11 SDyhfK 13,413,4 16,016,0 40,040,0

Таблица 3Table 3 ПромоторPromoter ГенGene lacZlacZ dadXdadX gntKVgntKV Относительная активность β-галатозидазыThe relative activity of β-galatosidase Относительная устойчивость к D-циклосеринуRelative D-Cycloserine Resistance Относительная активность глюконат киназыThe relative activity of gluconate kinase Ptac P tac 1one 1one 1one Ptac52 P tac52 0.470.47 0.50.5 Ptac49 P tac49 0.200.20 0.410.41 Ptac11 P tac11 0.120.12 0.20.2 0.0250.025

Таблица 4Table 4 МодификацияModification Праймеры для получения фрагмента ДНК для интеграцииDNA fragment primers for integration Проверочные праймерыTesting Primers ΔrecDΔrecD SEQ ID NOs: 74 и 75SEQ ID NOs: 74 and 75 SEQ ID NOs: 76 и 77SEQ ID NOs: 76 and 77 ΔresCΔresC SEQ ID NOs: 78 и 79SEQ ID NOs: 78 and 79 SEQ ID NOs: 80 и 81SEQ ID NOs: 80 and 81 ΔresBΔresB SEQ ID NOs: 82 и 83SEQ ID NOs: 82 and 83 SEQ ID NOs: 84 и 85SEQ ID NOs: 84 and 85 ΔsbcBΔsbcB SEQ ID NOs: 86 и 87SEQ ID NOs: 86 and 87 SEQ ID NOs: 88 и 89SEQ ID NOs: 88 and 89

Таблица 5Table 5 Штамм - реципиентThe strain is the recipient ДНК для электропорацииDNA for electroporation Количество колоний на 109 электропорированных клеток, выросших на среде, содержащей:The number of colonies per 10 9 electroporated cells grown on a medium containing: Отпечаток реплики TcR клоновReplica Tc R Clone Replica тетрациклинtetracycline тетрациклин и хлорамфениколtetracycline and chloramphenicol Количество проверенных клонов TcR The number of tested clones Tc R Количество клонов CmR среди проверенных клонов TcR The number of Cm R clones among the tested Tc R clones Хромосомная электропорацияChromosomal Electroporation SC17recD::attKmR SC17recD :: attKm R Хромосома SC17hisD::attCmR Chromosome SC17hisD :: attCm R 2323 30thirty 1717 1717 Red-зависимая интеграцияRed dependent integration SC17(0)hisD::attCmR (RSFRedkan)SC17 (0) hisD :: attCm R (RSFRedkan) Фрагмент ПЦР recB::attTcR PCR fragment recB :: attTc R 4646 00 3535 1one Фрагмент ПЦР recC::attTcR PCR fragment recC :: attTc R 271271 00 3333 1one Фрагмент ПЦР sbcB::attTcR PCR fragment sbcB :: attTc R 432432 8484 3434 33

Claims (12)

1. Способ конструирования рекомбинантной бактерии, принадлежащей к роду Pantoea, включающий:
a) получение экзогенного линейного фрагмента ДНК, который имеет в своем составе, по крайней мере, 2 участка минимум по 30 п.о. в длину каждый, идентичных участкам, расположенным в целевом участке на хромосоме указанной бактерии,
b) введение указанного линейного фрагмента ДНК в указанную бактерию, при этом указанная бактерия модифицирована таким образом, что является устойчивой к продуктам генов gam, bet, and exo из фага лямбда, и
c) отбор рекомбинантной бактерии, в которой целевой участок заменен на указанный линейный фрагмент ДНК или линейный фрагмент ДНК встроен в целевой участок.
1. A method of constructing a recombinant bacterium belonging to the genus Pantoea, including:
a) obtaining an exogenous linear DNA fragment, which has at least 2 sections of at least 30 bp each in length identical to the sites located in the target area on the chromosome of the specified bacterium,
b) introducing said linear DNA fragment into said bacterium, wherein said bacterium is modified to be resistant to gam, bet, and exo gene products from lambda phage, and
c) selection of a recombinant bacterium in which the target region is replaced with the indicated linear DNA fragment or the linear DNA fragment is inserted in the target region.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная бактерия является бактерией Pantoea ananatis SC17(0).2. The method according to claim 1, characterized in that the bacterium is a bacterium Pantoea ananatis SC17 (0). 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный целевой участок в рекомбинантной бактерии модифицирован за счет инактивации или удаления.3. The method according to claim 1, characterized in that the specified target site in a recombinant bacterium is modified due to inactivation or removal. 4. Способ конструирования бактерии, принадлежащей к роду Pantoea, содержащей библиотеку фрагментов ДНК, включающий:
а) получение набора экзогенных фрагментов ДНК, каждый из которых имеет в своем составе, по крайней мере, 2 участка минимум по 30 п.о. в длину каждый, идентичных участкам, расположенным в целевом участке на хромосоме указанной бактерии,
b) введение указанного набора линейных фрагментов ДНК в указанную бактерию, при этом указанная бактерия модифицирована таким образом, что является устойчивой к продуктам генов gam, bet и ехо из фага лямбда, и
b) отбор рекомбинантных бактерий, в которых целевой участок заменен на указанный линейный фрагмент ДНК или линейный фрагмент ДНК встроен в целевой участок.
4. A method of constructing a bacterium belonging to the genus Pantoea, containing a library of DNA fragments, including:
a) obtaining a set of exogenous DNA fragments, each of which has at least 2 sections of at least 30 bp in its composition. each in length identical to the sites located in the target area on the chromosome of the specified bacterium,
b) introducing the specified set of linear DNA fragments into the specified bacterium, while the specified bacterium is modified in such a way that it is resistant to the products of the gam, bet and exo genes from the phage lambda, and
b) selection of recombinant bacteria in which the target region is replaced with the specified linear DNA fragment or a linear DNA fragment is integrated in the target region.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что указанные фрагменты ДНК содержат регуляторный элемент для экспрессии гена, выбранный из группы, состоящей из промотора, сайта связывания рибосомы (RBS), оператора и их сочетания.5. The method according to claim 4, characterized in that said DNA fragments contain a regulatory element for gene expression selected from the group consisting of a promoter, a ribosome binding site (RBS), an operator, and combinations thereof. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что указанный регуляторный элемент содержит в своем составе рандомизированную последовательность.6. The method according to claim 5, characterized in that said regulatory element comprises a randomized sequence. 7. Способ конструирования рекомбинантной бактерии, принадлежащей к роду Pantoea, - продуцента L-аминокислоты, включающий:
a) замену природных регуляторных элементов целевого участка на экзогенные фрагменты ДНК способом по п.1 и
b) отбор бактерии с оптимизированным уровнем экспрессии гена в целевом участке хромосомы бактерии, отличающийся тем, что указанный ген кодирует белок, который участвует в биосинтезе и метаболизме L-аминокислоты или в выведении L-аминокислоты из указанной бактерии.
7. A method of constructing a recombinant bacterium belonging to the genus Pantoea, a producer of L-amino acids, including:
a) replacing the natural regulatory elements of the target area with exogenous DNA fragments by the method according to claim 1 and
b) selecting a bacterium with an optimized level of gene expression in the target region of the bacterial chromosome, characterized in that said gene encodes a protein that is involved in the biosynthesis and metabolism of the L-amino acid or in the excretion of the L-amino acid from the specified bacterium.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что указанная L-аминокислота выбрана из группы, состоящей из L-аланина, L-аргинина, L-аспарагина, L-аспарагиновой кислоты, L-цистеина, L-глутаминовой кислоты, L-глутамина, L-глицина, L-гистидина, L-изолейцина, L-лейцина, L-лизина, L-метионина, L-фенилаланина, L-пролина, L-серина, L-треонина, L-триптофана, L-тирозина, и L-валина.8. The method according to claim 7, characterized in that said L-amino acid is selected from the group consisting of L-alanine, L-arginine, L-asparagine, L-aspartic acid, L-cysteine, L-glutamic acid, L- glutamine, L-glycine, L-histidine, L-isoleucine, L-leucine, L-lysine, L-methionine, L-phenylalanine, L-proline, L-serine, L-threonine, L-tryptophan, L-tyrosine, and L-valine. 9. Бактерия, принадлежащая к роду Pantoea и полученная способом по п.7, - продуцент L-аминокислоты, выбранной из группы, состоящей из L-глутаминовой кислоты, L-лейцина, L-лизина, L-изолейцина, L-валина, L-гистидина, L-аспаратата, L-аланина, L-тирозина и L-фенилаланина.9. A bacterium belonging to the genus Pantoea and obtained by the method according to claim 7, is a producer of an L-amino acid selected from the group consisting of L-glutamic acid, L-leucine, L-lysine, L-isoleucine, L-valine, L β-histidine, L-aspartate, L-alanine, L-tyrosine and L-phenylalanine. 10. Бактерия по п.9, отличающаяся тем, что указанные природные регуляторные элементы содержат в целевом участке фрагмент размером в 35 пар оснований из промотора гена, выбранный из группы, состоящей из SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23, SEQ ID NO; 24, SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28 и их сочетания.10. The bacterium according to claim 9, characterized in that said natural regulatory elements contain in the target region a fragment of 35 base pairs in size from the promoter of a gene selected from the group consisting of SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23, SEQ ID NO; 24, SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 26, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 28, and combinations thereof. 11. Бактерия по п.10, отличающаяся тем, что указанным геном является ген yhfK.11. The bacterium of claim 10, wherein the specified gene is the yhfK gene. 12. Способ получения L-аминокислоты, выбранной из группы, состоящей из L-глутаминовой кислоты, L-лейцина, L-лизина, L-изолейцина, L-валина, L-гистидина, L-аспаратата, L-аланина, L-тирозина и L-фенилаланина включающий:
a) выращивание бактерии по п.9 в питательной среде и
b) выделение указанной L-аминокислоты из культуральной жидкости.
12. A method of obtaining an L-amino acid selected from the group consisting of L-glutamic acid, L-leucine, L-lysine, L-isoleucine, L-valine, L-histidine, L-asparagate, L-alanine, L-tyrosine and L-phenylalanine including:
a) growing bacteria according to claim 9 in a nutrient medium and
b) isolating said L-amino acid from the culture fluid.
RU2006134574/10A 2006-09-29 2006-09-29 Method of constructing recombinant bacteria belonging to genus pantoea and method of l-amino acids production with application of bacteria belonging to genus pantoea RU2418069C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006134574/10A RU2418069C2 (en) 2006-09-29 2006-09-29 Method of constructing recombinant bacteria belonging to genus pantoea and method of l-amino acids production with application of bacteria belonging to genus pantoea

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006134574/10A RU2418069C2 (en) 2006-09-29 2006-09-29 Method of constructing recombinant bacteria belonging to genus pantoea and method of l-amino acids production with application of bacteria belonging to genus pantoea

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006134574A RU2006134574A (en) 2008-04-10
RU2418069C2 true RU2418069C2 (en) 2011-05-10

Family

ID=44732835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006134574/10A RU2418069C2 (en) 2006-09-29 2006-09-29 Method of constructing recombinant bacteria belonging to genus pantoea and method of l-amino acids production with application of bacteria belonging to genus pantoea

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2418069C2 (en)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011021717A2 (en) 2009-08-21 2011-02-24 Ajinomoto Co.,Inc. Method for producing hydroxylated amino acids
RU2010101135A (en) 2010-01-15 2011-07-20 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ) (RU) BACTERIA OF THE ENTEROBACTERIACEAE FAMILY - PRODUCER OF L-ASAPPARATE OR METABOLITES, L-ASPARATE DERIVATIVES, AND METHOD OF PRODUCING L-ASAPPARATE OR METABOLITES, PRODUCED L-ASAPPARATE
RU2460793C2 (en) 2010-01-15 2012-09-10 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Аджиномото-Генетика" (ЗАО АГРИ) Method for producing l-amino acids with use of bacteria of enterobacteriaceae family
WO2013069634A1 (en) 2011-11-11 2013-05-16 味の素株式会社 Method for producing target substance by fermentation
RU2550269C2 (en) 2012-08-17 2015-05-10 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика" (ЗАО "АГРИ") METHOD OF PRODUCING L-ARGININE USING Enterobacteriaceae BACTERIA, CONTAINING DISRUPTED-ACTIVITY N-ACETYLORNITHINE DEACETYLASE
JP2016165225A (en) 2013-07-09 2016-09-15 味の素株式会社 Method for producing useful substance
JP2016192903A (en) 2013-09-17 2016-11-17 味の素株式会社 Method for manufacturing l-amino acid from biomass derived from seaweed
EP3054005B1 (en) 2013-10-02 2019-11-20 Ajinomoto Co., Inc. Heparosan-producing bacterium and heparosan manufacturing method
RU2013146377A (en) 2013-10-17 2015-04-27 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Аджиномото-Генетика" (ЗАО "АГРИ") METHOD FOR PRODUCING ISOPRENE USING BACTERIA OF THE GENUS Bacillus
EP2886651B1 (en) 2013-10-21 2018-08-22 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing l-amino acid
BR112016008830B1 (en) 2013-10-23 2023-02-23 Ajinomoto Co., Inc METHOD FOR PRODUCING A TARGET SUBSTANCE
WO2015080273A1 (en) 2013-11-28 2015-06-04 味の素株式会社 Method for producing isoprene monomer
WO2015115612A1 (en) 2014-01-31 2015-08-06 味の素株式会社 Mutant glutamate-cysteine ligase and method for manufacturing γ-glutamyl-valyl-glycine
RU2014112066A (en) 2014-03-28 2015-10-10 Адзиномото Ко., Инк. METHOD FOR PRODUCING MONOMERIC ISOPRENE
JP2017216881A (en) 2014-12-26 2017-12-14 味の素株式会社 Method for producing dicarboxylate
JP6881448B2 (en) 2015-10-27 2021-06-02 味の素株式会社 Aldehyde production method
JP6623690B2 (en) 2015-10-30 2019-12-25 味の素株式会社 Method for producing glutamic acid-based L-amino acid
EP3402891A1 (en) 2016-01-12 2018-11-21 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing benzaldehyde
CN109890970B (en) 2016-10-26 2023-04-04 味之素株式会社 Method for producing target substance
CN109937257B (en) 2016-10-26 2023-06-30 味之素株式会社 Method for producing target substance
JP2019531759A (en) 2016-10-26 2019-11-07 味の素株式会社 Production method of target substance
CN109963947B (en) 2016-10-26 2023-07-04 味之素株式会社 Method for producing L-methionine or a metabolite requiring S-adenosylmethionine for synthesis
EP3532629A1 (en) 2016-10-26 2019-09-04 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing objective substance
EP3532610B1 (en) 2016-10-27 2023-09-27 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing aldehyde
WO2018179834A1 (en) 2017-03-28 2018-10-04 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing rna
JP7066977B2 (en) 2017-04-03 2022-05-16 味の素株式会社 Manufacturing method of L-amino acid
US10858676B2 (en) 2017-05-22 2020-12-08 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing objective substance
KR20200056437A (en) 2017-09-25 2020-05-22 아지노모토 가부시키가이샤 Protein production and disaccharide production
US11680279B2 (en) 2017-11-29 2023-06-20 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing objective substance
JP7367667B2 (en) 2018-02-20 2023-10-24 味の素株式会社 Methods of inducing RNA silencing
JP7124338B2 (en) 2018-02-27 2022-08-24 味の素株式会社 Method for producing mutant glutathione synthase and γ-glutamylvalylglycine
JP7424320B2 (en) 2018-07-11 2024-01-30 味の素株式会社 Method for enzymatic sulfurylation of alcohols and amines using Enterobacteriaceae bacteria
WO2020027251A1 (en) 2018-08-03 2020-02-06 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing objective substance
EP3872096A4 (en) 2018-10-25 2022-11-30 Ajinomoto Co., Inc. PROCESS FOR THE SECRETORY PRODUCTION OF PROTEINS
EP4053287A4 (en) 2019-10-28 2023-11-01 Ajinomoto Co., Inc. Benzaldehyde production method
BR112022017430A2 (en) 2020-03-04 2022-10-18 Ajinomoto Kk METHOD AND COMPOSITION TO PRODUCE A FOOD, MUTANT TRANSGLUTAMINASE, GENE, VECTOR, AND, MICROORGANISM
JPWO2022071061A1 (en) 2020-09-29 2022-04-07
CN116583605A (en) 2020-10-28 2023-08-11 味之素株式会社 Process for producing L-amino acid
CN117642511A (en) 2021-07-07 2024-03-01 味之素株式会社 Secretion production method of protein containing unnatural amino acid
US20240117393A1 (en) 2022-09-30 2024-04-11 Ajinomoto Co., Inc. Method for producing l-amino acid

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MURPHY K.C. Use of Bacteriophage λ Recombination Functions to Promote Gene Replacement in Escherichia coli. Journal of Bacteriology, 1998 April, Vol.180 (8), pp.2063-2071. POTEETE A.R. What makes the bacteriophage lambda Red system useful for genetic engineering: molecular mechanism and biological function. FEMS Microbiol. Lett., 2001 July, Vol.201 (1), pp.9-14. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006134574A (en) 2008-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2418069C2 (en) Method of constructing recombinant bacteria belonging to genus pantoea and method of l-amino acids production with application of bacteria belonging to genus pantoea
JP7373661B2 (en) Genetically modified bacterium producing L-arginine, its construction method and use
RU2207376C2 (en) Method for preparing l-amino acid by fermentation method, strain of bacterium escherichia coli as producer of l-amino acid (variants)
RU2355763C2 (en) Mutant acetolactase synthase and method of producing branched l-amino acids
JP2002136286A (en) Bacterium having l-glutamic acid, l-proline or l-arginine- producing ability and method for producing l-glutamic acid, l-proline or l-arginine
IL166145A (en) Method of producing an amino acid-producing strain of e. coli
BRPI0114101B1 (en) Process for producing a strain of Escherichia coli that produces between 95 and 150 g/L of L-threonine in 48 hours of growth in culture, E. coli strains and process for producing L-threonine
TW200306352A (en) Method for producing L-amino acid
JP4821606B2 (en) Optimization of bacterial sucAB expression by promoter mutation to efficiently produce L-glutamic acid
RU2687206C1 (en) Microorganisms of corynebacterium sp., capable of producing l-lysine, and a method for producing l-lysine using said microorganisms
US10202609B2 (en) Microorganisms producing L-amino acids and process for producing L-amino acids using the same
RU2276686C2 (en) Bacterium belonging to genus escherichia as producer of l-arginine and method for preparing l-arginine
JP7447810B2 (en) Method for producing tripeptide γ-GLU-VAL-GLY using Enterobacteriaceae
RU2339699C2 (en) RECOMBINANT PLASMID pT7ΔpckA::loxpcat, PROVIDING SYNTHESIS OF L-THREONINE IN CELLS OF Escherichia coli, AND RECOMBINANT STRAIN Escherichia coli FTR2717 (KCCM-10475)-PRODUCER OF L-THREONINE
RU2268305C2 (en) Method for preparing l-amino acids by using microorganisms with optimized level of gene expression
US20240068000A1 (en) Atp-prt variant with reduced feedback inhibition by histidine, and histidine-producing strain expressing same
US20240060104A1 (en) Atp-prt variant with reduced feedback inhibition by histidine, and histidine-producing strain expressing same
US20240060103A1 (en) Atp-prt variant with reduced feedback inhibition by histidine, and histidine-producing strain expressing same
US20240060057A1 (en) Atp-prt variant with reduced feedback inhibition by histidine, and histidine-producing strain expressing same
US20240327884A1 (en) Atp-prt variant with reduced feedback inhibition by histidine, and histidine-producing strain expressing same
RU2264457C2 (en) METHOD FOR PRODUCTION OF L-AMINO ACIDS USING BACTERIUM OF GENUS ESCHERICHIA CONTAINING NON-ACTIVE gadB GENE
RU2820627C1 (en) Genetically engineered bacteria for producing l-arginine and method for constructing and using genetically engineered bacteria
JP7491312B2 (en) Method for producing basic L-amino acids or their salts by fermentation of bacteria belonging to the Enterobacteriaceae family
TW202438667A (en) Microorganism for producing purine nucleotides and method for producing purine nucleotides using the same

Legal Events

Date Code Title Description
FA93 Acknowledgement of application withdrawn (no request for examination)

Effective date: 20091014

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20091124