JP2500321B2 - Novel DNA strand - Google Patents
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アリルアシルアミダーゼのクローン化DN
A、その断片並びに、上記のクローン化DNAまたは断片が
組み込まれたプラスミドに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a cloned DN of allyl acylamidase.
A, fragments thereof, and plasmids incorporating the cloned DNA or fragments described above.
プロパニル(3,4−ジクロルプロピオンアニリド)
は、イネに対し使用される除草剤である。雑草は枯死す
るが、イネは耐性を示す。これはイネが、特異的にプロ
パニルを分解・解毒する酵素アリルアシルアミダーゼを
持っているためである(Science,160,1360,1968年)。
プロパニルを分解するアリルアシルアミダーゼは、イネ
のほか、パセリ、チューリップ(Phytochemistry,11、5
21−527、1972年)等のごく限られた植物にも含まれて
いることがわかっている。Propanil (3,4-dichloropropionanilide)
Is a herbicide used for rice. Weeds die but rice is resistant. This is because rice has the enzyme allyl acylamidase that specifically decomposes and detoxifies propanil (Science, 160, 1360, 1968).
Allyl acylamidase that decomposes propanil is not only rice, but also parsley and tulip (Phytochemistry, 11, 5
21-527, 1972), etc., and is also contained in very limited plants.
しかしながら、高等植物のアリルアシルアミダーゼの
完全精製はされておらず、本酵素に対する知見は多くは
ない。またアリルアシルアミダーゼ遺伝子のクローニン
グについても、全く行われていない。However, allyl acylamidases of higher plants have not been completely purified, and there are few findings on this enzyme. Moreover, the cloning of the allyl acylamidase gene has not been performed at all.
また、一方で、植物の遺伝子操作においては、目的の
遺伝子が組み込まれた細胞または植物体のみを選択する
ために薬剤耐性の選抜用遺伝子を、植物に導入したい遺
伝子に連結して導入するのが一般的である。そのための
薬剤耐性遺伝子としては、カナマイシン抵抗性遺伝子が
最も多く利用されている。しかしながら、カナマイシン
及びカナマイシン抵抗性遺伝子は、もともと植物の遺伝
子操作のために開発されたものではないため、その性能
は余り高いものではなく、また植物種によっては選抜が
うまく行かない場合がある。これらの欠点を補うために
ヒグロマイシン抵抗性遺伝子なども使用されるが、いず
れにしても微生物由来の抗生物質抵抗性遺伝子であり、
これらは環境問題及び、安全性の問題もあって実用の植
物、特に食用作物の遺伝子工学には適さないと考えられ
ている(植物細胞工学,1,62,1989年)。On the other hand, in the genetic manipulation of plants, in order to select only cells or plants in which the gene of interest has been incorporated, it is necessary to introduce a drug resistance selection gene by linking it to the gene to be introduced into the plant. It is common. The kanamycin resistance gene is most often used as a drug resistance gene for that purpose. However, since the kanamycin and kanamycin resistance genes were not originally developed for genetic engineering of plants, their performance is not very high, and selection may not be successful depending on the plant species. Hygromycin resistance gene etc. are also used to compensate for these drawbacks, but in any case, it is a microorganism-derived antibiotic resistance gene,
These are considered to be unsuitable for genetic engineering of practical plants, especially food crops, due to environmental problems and safety problems (plant cell engineering, 1,62, 1989).
さらに除草剤プロパニル自体の農業上の利用範囲とし
ては、ほとんどの作物がアリルアシルアミダーゼ活性を
もたないため、主にイネに対して使用され、利用できる
作物が限定されている。Further, as for the range of agricultural use of the herbicide propanil itself, most of the crops do not have allyl acylamidase activity, so that they are mainly used for rice and the crops that can be used are limited.
植物の遺伝子工学用に必要な選択マーカー遺伝子とし
ては、微生物の遺伝子よりは、安全性に対する不安のよ
り少ない植物等からクローニングされた遺伝子が望まし
いと考えられる。現在、主に使用されているネオマイシ
ンフォスフォトランスフェラーゼII遺伝子(NPT II)及
びヒグロマイシンフォスフォトランスフェラーゼ遺伝子
は、前記の“従来の技術”で述べたような難点をもって
いる。またさらに、これらの遺伝子によって抵抗性とな
る薬剤が抗生物質であること自体、特に食用作物への応
用、並びに環境放出への問題等を考慮すると望ましくな
いと考えられる。高等植物のアリルアシルアミダーゼ遺
伝子をクローニングできれば、これらの欠点を持たず、
さら実用化に向けての必要性を満たす選択マーカー遺伝
子となることが期待される。さらに、アリルアシルアミ
ダーゼ遺伝子は、もともと除草剤抵抗性遺伝子であるの
で、従来の選択マーカーよりさらに高い選択圧をかけ
得、さらにすぐれた遺伝子工学用の選択マーカー遺伝子
としての利点も期待される。As a selectable marker gene required for genetic engineering of plants, it is considered that genes cloned from plants or the like having less safety anxiety are more desirable than microbial genes. Currently, the neomycin phosphotransferase II gene (NPT II) and the hygromycin phosphotransferase gene, which are mainly used at present, have the drawbacks described in the above "Prior Art". Furthermore, it is considered to be undesirable in view of the fact that the drug resistant by these genes is an antibiotic itself, in particular, its application to food crops, and the problem of environmental release. If we could clone the higher plant allyl acyl amidase gene, we would not have these drawbacks,
Furthermore, it is expected to become a selectable marker gene that meets the needs for practical application. Furthermore, since the allyl acylamidase gene is originally a herbicide resistance gene, it can exert a higher selection pressure than conventional selection markers, and is expected to have an advantage as a further excellent selection marker gene for genetic engineering.
また、一方、マーカー遺伝子としての利用以外にもア
リルアシルアミダーゼ遺伝子は、植物等に導入すること
により植物等にプロパニル抵抗性を付与し、除草剤抵抗
性植物等を作成するのに利用できるものと期待される。On the other hand, in addition to the use as a marker gene, the allyl acylamidase gene imparts propanyl resistance to plants and the like by being introduced into plants and the like, and can be used to prepare herbicide-resistant plants and the like. Be expected.
本発明者は、前記課題解決のために鋭意研究を重ねた
結果チューリップのアリルアシルアミダーゼが最適であ
ることを発見し、本発明に至ったものである。The present inventor has found that the allyl acylamidase of tulip is optimal as a result of earnest studies for solving the above-mentioned problems, and arrived at the present invention.
すなわち、本発明の第1は、チューリップ・アリルア
シルアミダーゼのアミノ配列をコードしている第1図記
載の塩基配列を有することを特徴とするDNA鎖に関す
る。このDNA鎖がチューリップ・アリルアシルアミダー
ゼ遺伝子である。That is, the first aspect of the present invention relates to a DNA chain having the base sequence shown in FIG. 1 which encodes the amino acid sequence of tulip allyl acylamidase. This DNA chain is the tulip allyl acylamidase gene.
本発明の第2は、前記DNA鎖を含むプラスミドに関す
る。A second aspect of the present invention relates to a plasmid containing the DNA strand.
本発明のDNA鎖は、つぎのようにして得ることができ
る。The DNA chain of the present invention can be obtained as follows.
まず、チューリップよりアリルアシルアミダーゼを精
製し、ウザキに注射して抗血清を得た。次に、アリルア
シルアミダーゼのタンパク質を分析することによりアミ
ノ酸配列を一部決定した。次に得られた抗血清をプロー
ブとして、チューリップよりアリルアシルアミダーゼの
遺伝子(NDA鎖)をクローニングした。得られた遺伝子
(DNA鎖)を構造解析した結果、タンパク質分析より得
られたアミノ酸配列をコードする配列が含まれており、
このことが、得られた遺伝子(DNA鎖)がアリルアシル
アミダーゼ遺伝子であることの確証となった。First, allyl acylamidase was purified from tulip and injected into Uzaki to obtain antiserum. Next, the amino acid sequence was partially determined by analyzing the protein of allyl acylamidase. Next, the allyl acylamidase gene (NDA chain) was cloned from tulip using the obtained antiserum as a probe. As a result of structural analysis of the obtained gene (DNA chain), a sequence encoding the amino acid sequence obtained by protein analysis is contained,
This confirmed that the obtained gene (DNA chain) was an allyl acylamidase gene.
本発明のチューリップ・アリルアシルアミダーゼのア
ミノ酸配列は第3図に示されており、本発明のチューリ
ップ・アリルアシルアミダーゼのアミノ酸配列をコード
している塩基配列は第1図に示されている。The amino acid sequence of the tulip allyl acylamidase of the present invention is shown in FIG. 3, and the nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of the tulip allyl acylamidase of the present invention is shown in FIG.
第2番目の本発明のチューリップ・アリルアシルアミ
ダーゼ遺伝子を含むファージまたはプラスミドは、公知
の常法に従って、チューリップのm−RNAからc−DNAラ
イブラリーを作成し、または核DNAから、ゲノミックラ
イブラリーを作成し、チューリップ・アリルアシルアミ
ダーゼ抗血清を用いたイムノ・ディティクション法によ
るスクリーニングをすることにより単離することができ
る。あるいは、上記のc−DNAライブラリー、あるいは
ゲノミック・ライブラリーより、第1図記載の塩基配列
より合成したオリゴヌクレオチドをプローブとして用
い、公知の常法により、スクリーニングすることにより
単離することができる。また、チューリップ・アリルア
シルアミダーゼ遺伝子は、第1図記載の塩基配列より、
合成したオリゴヌクレオチドをプライマーとして、公知
の常法に従って、チューリップの核DNA、またはチュー
リップc−DNAより、ポリメリゼーション・チェイン・
リアクション法(PCR法と略称される:Science.230,1350
−1354,1985年)によって、直接単離することができ
る。For the phage or plasmid containing the second tulip allyl acylamidase gene of the present invention, a c-DNA library is prepared from tulip m-RNA or a genomic library is prepared from nuclear DNA according to a known conventional method. It can be isolated by preparing it and screening it by the immuno detection method using a tulip allyl acylamidase antiserum. Alternatively, it can be isolated by screening from the above-mentioned c-DNA library or genomic library by using an oligonucleotide synthesized from the nucleotide sequence shown in FIG. 1 as a probe and by a known conventional method. . In addition, the tulip allyl acylamidase gene has the following nucleotide sequence shown in FIG.
Using the synthesized oligonucleotide as a primer, according to a known conventional method, from the nuclear DNA of tulip or the tulip c-DNA, the polymerization chain
Reaction method (abbreviated as PCR method: Science.230,1350)
-1354, 1985) can be directly isolated.
前記DNA鎖を含む植物、動物または微生物はつぎのよ
うにして製造することができる。The plant, animal or microorganism containing the DNA chain can be produced as follows.
本発明のチューリップ・アリルアシルアミダーゼ遺伝
子を適当な植物用発現ベクター、例えばPBI121(クロー
ンテック社製)、BIN19(Nucleic,Acid,Research,12,87
11−8721,1982年)、などに接続することにより、植物
等でチューリップ・アリルアシルアミダーゼを生産させ
る発現ベクターを構築することができる。このようにし
て、アリルアシルアミダーゼ遺伝子を連結して構築した
発現ベクターを、例えば、アグロバクテリウムによる植
物の形質転換法などによって、例えば、タバコ、ジャガ
イモ、アラビドプシス、アスパラガス、トマトなどに導
入し、プロパニル抵抗性を植物等に与えることができ、
除草剤抵抗性作物を作成できる。また適当なプロモータ
ー、例えばカリフラワーモザイクウイルス35S・プロモ
ーター、ノパリンシンセテース・プロモーターなどをチ
ューリップ・アリルアシルアミダーゼに連結したもの
は、例えば、エレクトロボレーション法、例えば、パー
ティクルガン法によって、例えば、ダイズ、イネ、トウ
モロコシ等の植物、動物または微生物に導入し、植物等
にプロパニル抵抗性を与えることができる。またさら
に、植物等に導入したい遺伝子を、チューリップ・アリ
ルアシルアミダーゼに連結し、前記と同様の植物等への
遺伝子導入の手法を用いて、導入すれば、植物等内で発
現したアリルアシルアミダーゼ遺伝子は薬剤選択マーカ
ー遺伝子として、形質転換した植物等のみを選択するの
に使用できる。The tulip allyl acylamidase gene of the present invention is used as an expression vector for a suitable plant, for example, PBI121 (manufactured by Clontech), BIN19 (Nucleic, Acid, Research, 12,87).
11-8721, 1982), etc., to construct an expression vector for producing tulip / allyl acylamidase in a plant or the like. In this way, the expression vector constructed by linking the allyl acylamidase gene, for example, by a plant transformation method with Agrobacterium, for example, introduced into tobacco, potato, arabidopsis, asparagus, tomato, etc., Propanyl resistance can be given to plants,
Can produce herbicide-resistant crops. In addition, suitable promoters, such as cauliflower mosaic virus 35S-promoter, nopaline synthetase promoter and the like linked to tulip allyl acylamidase, for example, electroboration method, for example, by particle gun method, for example, soybean, It can be introduced into plants such as rice and corn, animals or microorganisms to impart propanil resistance to the plants. Furthermore, a gene to be introduced into a plant or the like is ligated to a tulip / allyl acylamidase, and when the gene is introduced into the plant or the like using the same method as described above, the allyl acylamidase gene expressed in the plant or the like is introduced. Can be used as a drug selection marker gene to select only transformed plants.
本発明のDNA鎖は、宿主、特に植物等において、除草
剤であるプロパニルの分解活性を有するので、遺伝子組
替え技術において、薬剤選択マーカーとして、あるい
は、除草剤耐性植物等の作出に有効に利用することがで
きる。Since the DNA chain of the present invention has the activity of degrading propanil which is a herbicide in a host, especially a plant, etc., it is effectively used as a drug selection marker in gene recombination technology or for the production of herbicide-resistant plants etc. be able to.
製造例1 アリルアシルアミダーゼ遺伝子のクローニン
グ ステップ1 チューリップ・アリルアシルアミダーゼの
精製 市販のチューリップ球根(品種名:ローズビューティ
ー)に30mMリン酸緩衝液PH7.0を加え、ポリトロン型ホ
モジナイザーで磨砕した。高速冷却遠心分離機で10,000
回転で10分間遠心分離して細胞屑を除去した。上清液
に、40%飽和濃度になるように硫酸アンモニウムを加
え、10,000回転で10分間遠心分離して沈殿物を除去し
た。上清液に、60%飽和濃度になるように硫酸アンモニ
ウムを加え、10,000回転で10分間遠心分離して沈殿部を
回収した。Production Example 1 Cloning of allyl acylamidase gene Step 1 Purification of tulip allyl acylamidase To a commercially available tulip bulb (variety name: rose beauty), 30 mM phosphate buffer PH7.0 was added and ground with a polytron homogenizer. 10,000 in a fast cooling centrifuge
Cell debris was removed by centrifugation at spin for 10 minutes. Ammonium sulfate was added to the supernatant to a saturated concentration of 40%, and the precipitate was removed by centrifugation at 10,000 rpm for 10 minutes. Ammonium sulfate was added to the supernatant so that the concentration became 60%, and the precipitate was collected by centrifugation at 10,000 rpm for 10 minutes.
こうして得た粗タンパク質の懸濁液を次の4工程で精
製した。The crude protein suspension thus obtained was purified in the next four steps.
1.透析による低分子物質の除去。1. Removal of low molecular weight substances by dialysis.
2.ジエチルアミノエチルセルロースクロマトグラフィー 3.トヨパールHW55Fによるゲル濾過クロマトグラフィー 4.ハイドロキシルアパタイトクロマトグラフィー 精製したタンパク質はLaemmliの方法(Nature、227.6
80,1970年)によるSDSポリアクリルアミド電気泳動及び
高速液体クロマトグラフィーによって純粋であることを
確認した。2. Diethylaminoethyl cellulose chromatography 3. Gel filtration chromatography with Toyopearl HW55F 4. Hydroxyl apatite chromatography The purified protein is Laemmli's method (Nature, 227.6).
80, 1970) and confirmed to be pure by SDS polyacrylamide gel electrophoresis and high performance liquid chromatography.
ステップ2 アミノ酸部分配列の決定。Step 2 Determination of amino acid partial sequence.
精製されたアリルアシルアミダーゼタンパク質にタン
パク質分解酵素であるリシルエンドペプチダーゼ(和光
純薬社製)を加え、限定分解した。そののちSDSポリア
クリルアミド電気泳動にてタンパク質の断片を分離し、
これを合成樹脂膜のイモビロン(ミリポア社製)に電気
泳動的に転写した。これを試料としてABI社製モデル477
A気相プロテインシーケンサーを用い、Edman分解によっ
てアミノ酸配列を決定した。Lysyl endopeptidase (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), which is a proteolytic enzyme, was added to the purified allyl acylamidase protein to perform limited decomposition. After that, the protein fragments are separated by SDS polyacrylamide gel electrophoresis,
This was electrophoretically transferred to a synthetic resin film, Immobilon (manufactured by Millipore). Using this as a sample, ABI model 477
The amino acid sequence was determined by Edman degradation using A gas phase protein sequencer.
ステップ3 抗血清の作成 精製アリルアシルアミダーゼに対するウサギの抗アリ
ルアシルアミダーゼ血清は以下の方法により調製した。
1.0mg/ml濃度のがアリルアシルアミダーゼ溶液(30mM、
pH7、リン酸緩衝液・溶液)1.0mlを等量のフロイント
(Freunt)完全アジュバンド(ディフコ社製)で懸濁し
たものを抗原としてウサギに注射し4週間後にさらに同
様の操作を行い、さらに2週間後に2mlの採血を行っ
た。そして、得られた血液を冷蔵庫で2時間放置し、こ
れを遠心分離機で7,000回転で15分間遠心分離し、上清
として抗アリルアシルアミダーゼ血清を得た。この抗血
清はニトロセルロース膜上に100pg/mmの濃度でスポット
したアリルアシルアミダーゼを十分検出できる力価を持
っていた。Step 3 Preparation of antiserum Rabbit anti-allyl acylamidase serum against purified allyl acylamidase was prepared by the following method.
1.0 mg / ml concentration of allyl acylamidase solution (30 mM,
A suspension of 1.0 ml of pH 7, phosphate buffer / solution) in an equal amount of Freund's complete adjuvant (manufactured by Difco) was injected into a rabbit as an antigen, and 4 weeks later, the same operation was performed. Two weeks later, 2 ml of blood was collected. Then, the obtained blood was allowed to stand in a refrigerator for 2 hours, and this was centrifuged at 7,000 rpm for 15 minutes with a centrifuge to obtain anti-allyl acylamidase serum as a supernatant. This antiserum had a titer sufficient to detect allyl acylamidase spotted on the nitrocellulose membrane at a concentration of 100 pg / mm.
ステップ4 チューリップ・アリルアシルアミダーゼの
クローニング (a)m−RNAを含むpoly(A)RNAの調整 チューリップの球根より、SDS・フェノール法を用い
て全RNAの調整を行なった。チューリップの球根10gに90
%フェノール溶液40ml、1%SDS溶液40mlを加え、ブレ
ンダーで磨砕した。10,000回転、10分間遠心分離後、上
清を取り、90%フェノール20ml、クロロホルム20mlを加
え混合し、10,000回転、10分間遠心分離した。上清に10
M塩化リチウム0.5ml、エタノール10mlを加え、−20℃
で、1時間放置、10,000回転、10分間遠心分離後、沈殿
部に5mlの水を加え溶解した。10M塩化リチウム5mlを加
え、−20℃、1時間放置、10,000回転、10分間遠心分離
した。さらにこの操作をもういちど繰り返し、その後70
%エタノールで3回洗浄し、全RNA分画とした。Step 4 Cloning of tulip allyl acylamidase (a) Preparation of poly (A) RNA containing m-RNA Total RNA was prepared from the tulip bulb using the SDS / phenol method. 90 to 10g of tulip bulbs
% Phenol solution (40 ml) and 1% SDS solution (40 ml) were added, and the mixture was ground with a blender. After centrifugation at 10,000 rpm for 10 minutes, the supernatant was taken, 20 ml of 90% phenol and 20 ml of chloroform were added and mixed, and the mixture was centrifuged at 10,000 rpm for 10 minutes. 10 in the supernatant
Add 0.5 ml of lithium chloride M and 10 ml of ethanol, and then -20 ℃
Then, the mixture was left standing for 1 hour, centrifuged at 10,000 rpm for 10 minutes, and then 5 ml of water was added to the precipitate to dissolve it. 5 ml of 10M lithium chloride was added, and the mixture was left at -20 ° C for 1 hour, centrifuged at 10,000 rpm for 10 minutes. Repeat this operation again, then 70
It was washed 3 times with% ethanol to obtain a total RNA fraction.
この全RNAより、AvivとLederの方法に従って、オリゴ
dTセルロースカラムクロマトグラフィーによりpoly
(A)RNA分画の精製を行った(Proceeding of Nationa
l Academy of Science USA 69,1408,1972年)。すなわ
ち、0.5M・KClを含有する10mM・Tris−HCl緩衝液(PH7.
5)を結合緩衝液として、オリゴdTセルロースに結合さ
せ、次にKClを含有しない緩衝液で溶出させることによ
り、poly(A)RNAを得た。From this total RNA, oligos were prepared according to the method of Aviv and Leder.
poly by dT cellulose column chromatography
(A) RNA fraction was purified (Proceeding of Nationa
l Academy of Science USA 69, 1408, 1972). That is, 10 mM Tris-HCl buffer solution containing 0.5 M KCl (PH7.
Poly (A) RNA was obtained by binding to oligo dT cellulose using 5) as a binding buffer and then eluting with a buffer containing no KCl.
(b) c−DNAライブラリーの作成 poly(A)RNAより、cDNAの合成は、Gudlerとhoffman
nの方法(Gene,25,263−269,1983年)に基ずきそれに改
良が加えられているファルマシア社製の“cDNA synthes
isキット”を用いて行った。(B) Preparation of c-DNA library From poly (A) RNA, cDNA synthesis was performed using Gudler and hoffman.
Based on the method of n (Gene, 25, 263-269, 1983), the "cDNA synthes" manufactured by Pharmacia, which has been improved.
is kit ”.
このキットに付属のマニュアルに従って操作を行っ
た。操作の概要を示す。チューリップより得られたpoly
(A)RNA5μgに水を加えて20μとする。このサンプ
ルを65℃・10分間加温して、そののち0℃に冷却する。
第一鎖合成試薬(逆転写酵素、オリゴdTプライマー、dN
TPsを主成分とする。)を加え、37℃で1時間反応させ
る。第二鎖合成試薬(RNaseH,DNA polymerasel,dNTPsを
主成分とする。)を加え12℃で1時間、そののち22℃で
1時間反応させる。1ユニットのDNAポリメラーゼのク
レノウ断片を加え、37℃で30分間反応させる。50μの
クロロホルムと50μのフェノールを加え、攪拌する。
この反応液を15,000回転、1分間微量遠心機で遠心し上
清をセファクリルS200のゲル濾過カラムにかける。溶出
液にEcoRlアダプター5μ、ATP溶液1μ T4 DNAリ
ガーゼ3μを加え12℃で一晩反応させる。65℃で10分
間加熱して、0℃に冷却する。10μのATP溶液と1μ
のT4ポリヌクレオチドキナーゼを加え、37℃・30分間
反応させる。50μのフェノールと50μのクロロホル
ムを加え、攪拌する。この反応液を15,000回転、1分間
微量遠心機で遠心し上清をセファクリルS200のゲル濾過
カラムにかける。溶出液が合成されたcDNAである。The operation was performed according to the manual attached to this kit. The outline of the operation is shown. Poly obtained from tulips
(A) Add water to 5 μg of RNA to make 20 μm. This sample is heated at 65 ° C for 10 minutes and then cooled to 0 ° C.
First-strand synthesis reagent (reverse transcriptase, oligo dT primer, dN
The main component is TPs. ) Is added and reacted at 37 ° C. for 1 hour. Second-strand synthesis reagent (RNaseH, DNA polymerasel, dNTPs as main components) is added, and the mixture is reacted at 12 ° C for 1 hour and then at 22 ° C for 1 hour. Add 1 unit of Klenow fragment of DNA polymerase and incubate at 37 ° C for 30 minutes. Add 50μ of chloroform and 50μ of phenol and stir.
The reaction solution is centrifuged at 15,000 rpm for 1 minute with a microcentrifuge, and the supernatant is applied to a Sephacryl S200 gel filtration column. Add 5 µl of EcoRl adapter and 1 µl of ATP solution 3 µl of T4 DNA ligase to the eluate and incubate at 12 ° C overnight. Heat at 65 ° C for 10 minutes and cool to 0 ° C. 10μ ATP solution and 1μ
Add T4 polynucleotide kinase from and add and incubate at 37 ℃ for 30 minutes. Add 50μ phenol and 50μ chloroform and stir. The reaction solution is centrifuged at 15,000 rpm for 1 minute with a microcentrifuge, and the supernatant is applied to a Sephacryl S200 gel filtration column. The eluate is the synthesized cDNA.
上記の操作を行うことによって、5μgのチューリッ
プのpoly(A)RNAを用いてcDNAを合成した。このよう
にして得られたcDNAを、EcoRlおよびアルカリフォスフ
ァターゼ処理したλ−gt11・ファージDNA(ストラタジ
ーン社製)に連結した。c−DNAとλ−gt11・DNAの連結
は、T4・ファジ・DNAリガーゼによるDNAの連結反応に基
ずくDNAライゲーションキット(宝酒造社製)を用いて
連結した。反応操作はこのキットの指示する“Nucleic
Acidsresearch,14,7617−7631,1986年”の方法によっ
た。By performing the above operation, cDNA was synthesized using 5 μg of tulip poly (A) RNA. The cDNA thus obtained was ligated to EcoRl and alkaline phosphatase-treated λ-gt11.phage DNA (manufactured by Stratagene). The ligation of c-DNA and λ-gt11.DNA was ligated using a DNA ligation kit (Takara Shuzo) based on the ligation reaction of DNA by T4, fuzzy, DNA ligase. The reaction procedure is “Nucleic”
Acidsresearch, 14, 7617-7631, 1986 ”.
このようして得られたc−DNAを連結したλ−gt11の
うち1/5量を、ファージ粒子へのパッケージに用いた。
この操作は、ストラタジーン社製のキットである“ガイ
ドパック・プラス”を用いて、ファージ粒子へのパッケ
ージングを行った。このようにして、c−DNAの組み込
またれたλ−gtllファージを再構築し、これをcDNAライ
ブラリーとした。このDNAライブラリーには、100万個の
クローンが含まれていた。One-fifth of the thus obtained c-DNA-ligated λ-gt11 was used for packaging into phage particles.
This operation was carried out by packaging the phage particles using "Guide Pack Plus", a kit manufactured by Stratagene. In this way, the λ-gtll phage in which the cDNA was incorporated was reconstructed and used as a cDNA library. This DNA library contained 1 million clones.
(c) クローニング λ−gt11のc−DNAライブラリーよりアリルアシルア
ミダーゼ遺伝子のクローニングは、通常のイムノスクリ
ーニングの方法によって、行った(YoungとDavis、Proc
eeding of National Academy of Science USA 80,1194
−1198、1983年)。すなわちこのライブラリーを宿主大
腸菌Y1090とともに、1枚のプレートにつき5,000クロー
ンになるように、10枚のプレートにまき、ファージ・プ
ラーク形成後、ニトロセルロース膜(ニトロプラス200
0;マイクロン・セパレーション社製)に写しとった。こ
のニトロセルロース膜をTBSM溶液(2%スキムミルク及
び100mM NaClを含む30mMトリス−塩酸緩衝液pH8.0)で
処理後TBSM溶液で1,000倍に希釈したウサギ・アリルア
シルアミダーゼ抗血清で30分間処理した。次に、ニトロ
セルロース膜を洗浄しTBSM溶液で3,000倍に希釈したパ
ーオキシダーゼ結合2次抗体(バイオラッド・ラボラト
リー社製)にて、30分処理した。発色試薬としてコニカ
イムノステイン(コニカ社製)を使用して、発現ベクタ
ーであるλ−gt11ファージの生産するタンパク質を抗血
清を用いてスクリーニングし目的の遺伝子を持っている
λ−gt11ファージを得た。(b)によって得られた約10
0万個のファージのうち、約5万個のファージについ
て、ウサギ・アリルアシルアミダーゼ抗血清をブローブ
に用いてスクリーニングを行い、約18個のポジティブク
ローンを得た。これらのポジティブクローンのうち12個
を制限酵素EcoRI(TOYOBO社製)で切断し、アガロース
ゲル電気泳動で挿入されたc−DNAを分析した結果、9
個が約1.3kbから1.4kbのほぼ同じ長さの挿入されたc−
DNAを含んでいたので、さらにこの9個について制限酵
素HaeIII(TOYOBO社製)にて切断・解析した結果、これ
らは、本質的に小野じ制限酵素切断パターンを示したの
で、このうちの1つのクローンについて塩基配列の決定
を行った。(C) Cloning The cloning of the allyl acylamidase gene from the c-DNA library of λ-gt11 was performed by the usual immunoscreening method (Young, Davis, Proc.
eeding of National Academy of Science USA 80,1194
-1198, 1983). That is, this library was spread together with the host Escherichia coli Y1090 on 10 plates so that 5,000 clones per plate, phage plaque formation, nitrocellulose membrane (nitroplus 200
0; manufactured by Micron Separation Co.). This nitrocellulose membrane was treated with a TBSM solution (30 mM Tris-hydrochloric acid buffer pH 8.0 containing 2% skim milk and 100 mM NaCl) and then treated with a rabbit allyl acylamidase antiserum diluted 1,000 times with the TBSM solution for 30 minutes. Next, the nitrocellulose membrane was washed and treated with a peroxidase-conjugated secondary antibody (manufactured by Bio-Rad Laboratory) diluted 3,000 times with TBSM solution for 30 minutes. Using Konica Immunostain (manufactured by Konica) as a coloring reagent, the protein produced by the expression vector λ-gt11 phage was screened with antiserum to obtain λ-gt11 phage having the target gene. . About 10 obtained by (b)
About 50,000 phages out of 0,000 phages were screened using a rabbit allyl acylamidase antiserum as a probe, and about 18 positive clones were obtained. Twelve of these positive clones were cleaved with restriction enzyme EcoRI (TOYOBO), and the inserted c-DNA was analyzed by agarose gel electrophoresis.
The inserted c- of about 1.3 kb to 1.4 kb with about the same length
Since it contained DNA, it was further digested / analyzed with the restriction enzyme HaeIII (manufactured by TOYOBO) about these nine, and as a result, they showed essentially the Onoji restriction enzyme cleavage pattern. The nucleotide sequence of the clone was determined.
(d) クローン化アリルアシルアミダーゼの塩基配列
決定及び相当するアミノ酸配列 クローン化アリルアシルアミダーゼの塩基配列決定方
法としては、M13ファージ及び蛍光プライマーを用いるA
BI社のキット及びABI社DNAシーケンサーを用いて行っ
た。塩基配列の決定のため製造例1・ステップ4(c)
によって得られたアリルアシルアミダーゼc−DNAをフ
ァージM13mp18(ニッポンジーン社製)に挿入・結合
し、大腸菌JM103(ニッポンジーン社製)にて増殖し
た。全塩基配列を決定するための欠損ミュータントの作
成には、キロシーケンスの方法を用いた。キロシーケン
ス用欠失キット(宝酒造社製)をもちい、Henikoffの方
法(GENE、28,351−359,1984年)にしたがいアリルアシ
ルアミダーゼc−DNA断片に端よりその一部を欠損したD
NAを一群を作成し、これらをABI社DNAシーケンサーにて
塩基配列の決定をした。これらの配列を連結することに
より全塩基配列の決定をした。(D) Nucleotide sequence determination of cloned allyl acylamidase and corresponding amino acid sequence As a nucleotide sequence determination method for cloned allyl acylamidase, M13 phage and fluorescent primer A were used.
It was performed using a kit manufactured by BI and a DNA sequencer manufactured by ABI. Production Example 1 Step 4 (c) for determination of nucleotide sequence
The allyl acylamidase c-DNA obtained by the above was inserted into and ligated to the phage M13mp18 (manufactured by Nippon Gene) and propagated in E. coli JM103 (manufactured by Nippon Gene). The method of kilosequencing was used to create a defective mutant for determining the entire base sequence. Using the deletion kit for kilosequencing (Takara Shuzo Co., Ltd.) and following the Henikoff method (GENE, 28,351-359, 1984), an allyl acylamidase c-DNA fragment was partially deleted from the end D
A group of NAs was prepared, and the nucleotide sequence of these was determined by ABI DNA sequencer. The entire base sequence was determined by linking these sequences.
第1図には、チューリップのアリルアシルアミダーゼ
c−DNAの全塩基配列を示す。第2図には、チューリッ
プアリルアシルアミダーゼ遺伝子の塩基配列決定に用い
られたシーケンス・ストラテジーが示されている。FIG. 1 shows the entire nucleotide sequence of tulip allyl acylamidase c-DNA. FIG. 2 shows the sequence strategy used for the nucleotide sequence determination of the tulip allyl acylamidase gene.
第3図には、この様にして決定された、アリルアシル
アミダーゼのDNA塩基配列に相当するアミノ酸配列が示
されている。FIG. 3 shows the amino acid sequence thus determined, which corresponds to the DNA base sequence of allyl acylamidase.
製造例2 アリルアシルアミダーゼ遺伝子組み込みプラ
スミドの製造 ステップ1 Tiベクター断片の調製 プラスミドPBI121(TOYOBO社製)を制限酵素XbalとEc
oRI(TOYOBO社製)によって切断し11kbの断片を低融点
アガロース(ナカライテスク社製)で電気泳動分離・回
収した。Production Example 2 Production of a plasmid incorporating an allyl acylamidase gene Step 1 Preparation of Ti vector fragment Plasmid PBI121 (manufactured by TOYOBO) was digested with restriction enzymes Xbal and Ec.
It was digested with oRI (manufactured by TOYOBO) and the 11 kb fragment was electrophoretically separated and recovered using low melting point agarose (manufactured by Nacalai Tesque).
ステップ2 アリルアシルアミダーゼc−DNA断片の調
製 アリルアシルアミダーゼDNAの5′末端を約60残基除
去するために以下の操作を行った。Step 2 Preparation of allyl acylamidase c-DNA fragment The following procedure was performed to remove about 60 residues at the 5'end of allyl acylamidase DNA.
製造例1・ステップ4(c)の操作によって得られた1.
4kbのアリルアシルアミダーゼc−DNAを、プラスミドPU
c18(ニッポンジーン)に挿入し、damマイナス菌である
大腸菌GM33にて、増殖した。上記の操作によって得られ
たプラスミドをPUc18/aaaと命名した。Obtained by the procedure of Production Example 1-Step 4 (c) 1.
4kb of allyl acylamidase c-DNA was added to plasmid PU
It was inserted into c18 (Nippon Gene) and propagated in Escherichia coli GM33 which is a dam-minus bacterium. The plasmid obtained by the above operation was named PUc18 / aaa.
(イ)Puc18/aaaを制限酵素EcoRIとBcl1(TOYOBO社製)
で切断し、0.3kb断片を低融点アガロース(ナカライテ
クス社製)で電気泳動分離・回収した。さらに0.3kb断
片を制限酵素Mni1で切断し、0.17kbの断片を低融点アガ
ロース(ナカライテスク社製)電気泳動分離・回収し
た。(B) Puc18 / aaa restriction enzymes EcoRI and Bcl1 (TOYOBO)
The fragment was cleaved with a 0.3 kb fragment, and the 0.3 kb fragment was electrophoretically separated and collected using low-melting point agarose (manufactured by Nacalai Techs). Furthermore, the 0.3 kb fragment was cleaved with the restriction enzyme Mni1, and the 0.17 kb fragment was electrophoretically separated and recovered from the low melting point agarose (manufactured by Nacalai Tesque).
(ロ)PUc18/aaaを制限酵素Bcl1とSmaI(TOYOBO社製)
で切断し、3.8kb・断片を低融点アガロース(ナカライ
テクス社製)で電気泳動分離・回収した。(B) PUc18 / aaa restriction enzymes Bcl1 and SmaI (manufactured by TOYOBO)
Cleavage was carried out with and the 3.8 kb fragment was electrophoretically separated and recovered using low melting point agarose (manufactured by Nacalai Techs).
(ハ)上記の(イ)及び(ロ)の二つの断片を接合し、
大腸菌HB101にて増殖した。上記の操作によって得られ
たプラスミドをPUc/aaa−de160と命名した。PUc/aaa−d
e160を制限酵素Xbal,EcoR1で切断し、アリルアシルアミ
ダーゼDNAの5′末端が約60残基除去されたDNA断片を低
融点アガロース(ナカライテスク社製)で電気泳動分離
・回収し、aaa−de160と命名した。(C) Join the two fragments (a) and (b) above,
Proliferated in E. coli HB101. The plasmid obtained by the above operation was named PUc / aaa-de160. PUc / aaa-d
E160 was cleaved with restriction enzymes Xbal and EcoR1, and a DNA fragment in which about 60 residues of the 5'end of allyl acylamidase DNA had been removed was electrophoretically separated and recovered with low melting point agarose (manufactured by Nacalai Tesque, Inc.), and aaa-de160 I named it.
ステップ3 アリルアシルアミダーゼ遺伝子のTiベクタ
ーへの組み込み。Step 3 Integration of allyl acylamidase gene into Ti vector.
ステップ1及びステップ2で得られた、PBI121断片及
びアリルアシルアミダーゼ遺伝子aaa−de160を連結し、
プラスミドPKAAAを得た。Ligating the PBI121 fragment and the allyl acylamidase gene aaa-de160 obtained in step 1 and step 2,
The plasmid PKAAA was obtained.
このプラスミドは、植物中で、アリルアシルアミダー
ゼ活性を発現するようにデザインされている。従って、
導入された植物にプロパニル抵抗性を付与できる(第4
図参照)。This plasmid is designed to express allyl acylamidase activity in plants. Therefore,
Propanyl resistance can be imparted to the introduced plant (4th
See figure).
第1図はチューリップのアリルアシルアミダーゼのcDNA
の全塩基配列を示す。アリルアシルアミダーゼの酵素タ
ンパク質をコードしている部分は、塩基配列の第64番目
からのATG(開始コドン)から始まり、ストップコドンT
GAで終る1047塩基のコーディング領域を持ち、349個の
アミノ酸をコードしている。第2図は、チューリップの
アリルアシルアミダーゼcDNAの制限酵素地図を示す。白
い矢印はアリルアシルアミダーゼのタンパク質のコーデ
ィング領域をしめす。黒い矢印は、塩基配列決定の際の
シーケンス・ストラテジーで矢印の範囲が、一度にシー
ケンスされた範囲をあらわす。数字は、5′末端からの
核酸の塩基の残基数を示す図である。第3図は、チュー
リップのアリルアシルアミダーゼcDNAの塩基配列に対応
するアミノ酸配列、第4図はプラスミドPKAAAの物理地
図を示す。 AAA……アリルアシルアミダーゼ・遺伝子 CaMV35SP……カリフラワーモザイクウィルスの35Sプロ
モーター・DNA NPTII……ネオマイシンフォスフォトランスフェラーゼ
2・遺伝子 RB……Tiプラスミドライトボーダー領域・DNA LB……Tiプラスミドレフトボーダー領域・DNAFigure 1 shows the cDNA of tulip allyl acylamidase.
The entire base sequence of is shown. The portion encoding the enzyme protein of allyl acylamidase begins at the ATG (start codon) starting from the 64th position in the base sequence and ends at the stop codon T
It has a coding region of 1047 bases ending in GA and encodes 349 amino acids. FIG. 2 shows a restriction enzyme map of tulip allyl acylamidase cDNA. White arrows indicate the protein coding regions of allyl acylamidase. The black arrow represents the range of the sequence strategy at the time of sequencing, in which the range of the arrow is sequenced at one time. Numbers are diagrams showing the number of base residues in the nucleic acid from the 5'end. FIG. 3 shows an amino acid sequence corresponding to the nucleotide sequence of tulip allyl acylamidase cDNA, and FIG. 4 shows a physical map of plasmid PKAAA. AAA: Allyl acylamidase, gene CaMV35SP, cauliflower mosaic virus 35S promoter, DNA NPTII, neomycin phosphotransferase 2, gene RB, Ti plasmid right border region, DNA LB, Ti plasmid left border region, DNA
Claims (3)
アシルアミダーゼのアミノ酸配列をコードしている塩基
配列を有することを特徴とするDNA鎖。 1. A DNA chain having a base sequence encoding the amino acid sequence of tulip allyl acylamidase shown below.
記載のDNA鎖。 2. The base sequence is as follows:
The described DNA strand.
スミド。3. A plasmid containing the DNA chain according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2091565A JP2500321B2 (en) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Novel DNA strand |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2091565A JP2500321B2 (en) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Novel DNA strand |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03290190A JPH03290190A (en) | 1991-12-19 |
| JP2500321B2 true JP2500321B2 (en) | 1996-05-29 |
Family
ID=14030039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2091565A Expired - Lifetime JP2500321B2 (en) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Novel DNA strand |
Country Status (1)
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Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1990
- 1990-04-06 JP JP2091565A patent/JP2500321B2/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PHYTOCHEMISTRY=1972 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03290190A (en) | 1991-12-19 |
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