JP4385720B2 - Transformed cells with enhanced sensitivity to antimicrobial active substances and use thereof - Google Patents
Transformed cells with enhanced sensitivity to antimicrobial active substances and use thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP4385720B2 JP4385720B2 JP2003354761A JP2003354761A JP4385720B2 JP 4385720 B2 JP4385720 B2 JP 4385720B2 JP 2003354761 A JP2003354761 A JP 2003354761A JP 2003354761 A JP2003354761 A JP 2003354761A JP 4385720 B2 JP4385720 B2 JP 4385720B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seq
- gene
- base sequence
- amino acid
- histidine kinase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
本発明は、抗菌活性物質に対する感受性が増強した形質転換細胞及びその利用等に関する。 The present invention relates to a transformed cell having enhanced sensitivity to an antibacterial active substance and use thereof.
ジカルボキシイミド系抗菌活性物質、芳香族炭化水素系抗菌活性物質又はフェニルピロール系抗菌活性物質等を有効成分として含有する殺菌剤は、ある種の植物病原糸状菌類に作用させると、その菌類は高浸透圧ストレスを受けた場合のように細胞内のグリセロール合成が亢進し、細胞内浸透圧を制御しきれずに死滅することが知られている。このような植物病原糸状菌類に対する作用性から、これらの殺菌剤に有効成分として含有される抗菌活性物質の標的蛋白質として浸透圧制御に関わる情報伝達系の蛋白質が予想された。
上記の抗菌活性物質に感受性を示すアカパンカビ(Neurospora crassa)で、浸透圧感受性を有する変異株os-1が報告された。この変異株os-1は、上記の抗菌活性物質に対して抵抗性を示す。当該変異株の解析によって原因遺伝子として浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼ遺伝子であるOS-1遺伝子が単離された。このOS-1遺伝子の塩基配列にコードされるアミノ酸配列を有する蛋白質は、2成分制御系のヒスチジンキナーゼの構造を有するとともに、互いにアミノ酸配列の相同性を有する約90アミノ酸からなるポリペプチドが6回繰返し存在する特徴的な配列領域(以下、繰り返し配列領域と記すこともある。)を有する蛋白質であった(例えば、特許文献1、非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3、非特許文献5、非特許文献6参照。)。OS-1遺伝子に対して相同性を有する遺伝子が、灰色カビ病糸状菌(Botryotinia fuckeliana)、イネいもち病糸状菌(Magnaporthe grisea)、エンドウ根腐病糸状菌(Fusarium solani)等の植物病原糸状菌類からも単離され、塩基配列及びアミノ酸配列が公開されている。これらOS-1遺伝子に対して相同遺伝子群は真核細胞生物の中でも糸状菌類に特異的に存在することが知られている(例えば、非特許文献4、非特許文献7、非特許文献8参照。)。
When fungicides containing dicarboximide antibacterial active substance, aromatic hydrocarbon antibacterial active substance or phenylpyrrole antibacterial active substance as an active ingredient act on certain phytopathogenic fungi, the fungus is high. It is known that intracellular glycerol synthesis increases as in the case of osmotic stress, and the intracellular osmotic pressure cannot be controlled and die. Due to its action against phytopathogenic fungi, a protein of an information transmission system related to osmotic pressure control was expected as a target protein of an antibacterial active substance contained as an active ingredient in these fungicides.
A mutant os-1 having a sensitivity to osmotic pressure was reported in Neurospora crassa which is sensitive to the above-mentioned antibacterial active substances. This mutant os-1 exhibits resistance to the above antibacterial active substances. By analyzing the mutant strain, the OS-1 gene, which is an osmotic pressure sensitive histidine kinase gene, was isolated as a causative gene. A protein having an amino acid sequence encoded by the base sequence of this OS-1 gene has a structure of histidine kinase of a two-component control system and a polypeptide consisting of about 90 amino acids having amino acid sequence homology with each other six times. It was a protein having a characteristic sequence region that repeatedly exists (hereinafter also referred to as a repeated sequence region) (for example, Patent Document 1, Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, Non-Patent Document 3, (See Patent Document 5 and Non-Patent Document 6.) Genes having homology to the OS-1 gene include plant pathogenic fungi such as Botryotinia fuckeliana, rice blast fungus (Magnaporthe grisea), and pea root rot fungus (Fusarium solani). The nucleotide sequence and amino acid sequence are also disclosed. It is known that homologous genes for these OS-1 genes exist specifically in filamentous fungi among eukaryotic organisms (see, for example, Non-Patent Document 4, Non-Patent Document 7, and Non-Patent Document 8). .)
このように、OS-1蛋白質及びその当該蛋白質に対して相同性を有する蛋白質群は、糸状菌類に特異的な蛋白質であり、浸透圧制御に関わる重要な蛋白質であることから、抗菌活性物質の標的蛋白質として極めて有用であると考え、当該推測に基づきOS-1遺伝子及び当該遺伝子に対して相同性を有する遺伝子を用いた新たな抗菌活性検定方法や抗菌活性物質を効率的に選抜する方法等の開発を試みた。 As described above, the OS-1 protein and the protein group having homology to the protein are proteins specific to filamentous fungi and are important proteins related to osmotic pressure control. A new antibacterial activity assay method using the OS-1 gene and a gene having homology to the gene based on the assumption, a method for efficiently selecting an antibacterial active substance, etc. Tried to develop.
このような状況下、発明者は鋭意検討を行った結果、抗菌活性物質に対する感受性が増強された形質転換細胞を見出し、この形質転換細胞を用いた新規な抗菌活性の検定方法、及び、この形質転換細胞を用いた抗菌活性物質を選抜する方法を見出し、本発明に至った。 Under such circumstances, as a result of intensive studies, the inventor has found a transformed cell having enhanced sensitivity to an antibacterial active substance, a novel antibacterial activity assay method using this transformed cell, and this trait The present inventors have found a method for selecting an antibacterial active substance using transformed cells and have reached the present invention.
即ち、本発明は、
1.少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼを欠損した細胞に、細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子が機能可能な形で導入されてなることを特徴とする形質転換細胞;
2.導入される細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子が、少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼを欠損した細胞内で、前記の欠損されたハイブリッドセンサーキナーゼの機能を相補する遺伝子であることを特徴とする前項1記載の形質転換細胞;
3.細胞が微生物であることを特徴とする前項1記載の形質転換細胞;
4.微生物が出芽酵母であることを特徴とする前項1記載の形質転換細胞;
5.細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子が、ジカルボキシイミド系抗菌活性物質、芳香族炭化水素系抗菌活性物質又はフェニルピロール系抗菌活性物質のいずれかに対する抵抗性変異を有するヒスチジンキナーゼであり、かつ細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性であるヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子であることを特徴とする前項1記載の形質転換細胞;
6.細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼが、植物病原糸状菌由来である、細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼであることを特徴とする前項1記載の形質転換細胞;
7.細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼが、灰色カビ病糸状菌、イネいもち病糸状菌、ホウレンソウ萎凋病糸状菌、コムギ葉枯病糸状菌、イネ紋枯病糸状又はトマト疫病糸状菌由来である、細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼであることを特徴とする前項1の記載の形質転換細胞;
8.細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列が、配列番号1、配列番号16、配列番号41、配列番号55又は配列番号68で示されるアミノ酸配列であることを特徴とする前項1記載の形質転換細胞;9.細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列が、配列番号2、配列番号17、配列番号42、配列番号56又は配列番号69で示される塩基配列であることを特徴とする前項1記載の形質転換細胞;
10.物質の抗菌活性検定方法であって、
前項1記載の形質転換細胞を被験物質の存在下で培養する第一工程、
前記第一工程で培養された形質転換細胞内で発現された細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼからの細胞内信号伝達量又はそれに相関関係を有する指標値を測定する第ニ工程、
前記第ニ工程で測定された細胞内信号伝達量又はそれに相関関係を有する指標値と、対照との差異に基づき前記被験物質の抗菌活性を評価する第三工程、
を有することを特徴とする検定方法;
11.細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼからの細胞内信号伝達量又はそれに相関関係を有する指標値が、前記形質転換細胞の生育量であることを特徴とする前項10記載の検定方法。
12.前項10記載の検定方法で評価された抗菌活性に基づき抗菌活性物質を選抜することを特徴とする抗菌活性物質の探索方法;
13.前項12記載の探索方法で選抜された抗菌活性物質。
14.植物病原糸状菌由来であって、細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼ;
15.植物病原糸状菌由来であって、細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列を有するポリヌクレオチド;
16.下記のいずれかのアミノ酸配列を有することを特徴とするヒスチジンキナーゼ
<アミノ酸配列>
(a)配列番号41、配列番号55又は配列番号68で示されるアミノ酸配列、
(b)配列番号41、配列番号55又は配列番号68で示されるアミノ酸配列において、1もしくは複数のアミノ酸が欠失、付加もしくは置換されたアミノ酸配列であり、かつ細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列、
(c)配列番号41、配列番号55又は配列番号68で示されるアミノ酸配列と95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列であり、かつ細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列;
17.下記のいずれかのアミノ酸配列をコードする塩基配列を有することを特徴とするヒスチジンキナーゼ遺伝子
<アミノ酸配列>
(a)配列番号41、配列番号55又は配列番号68で示されるアミノ酸配列、
(b)配列番号41、配列番号55又は配列番号68で示されるアミノ酸配列において、1もしくは複数のアミノ酸が欠失、付加もしくは置換されたアミノ酸配列であり、かつ細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列、
(c)配列番号41、配列番号55又は配列番号68で示されるアミノ酸配列と95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列であり、かつ細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列;
18.配列番号42、配列番号56又は配列番号69で示される塩基配列を有するポリヌクレオチド;
19.植物病原糸状菌由来であって、細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列を有するポリヌクレオチドの取得方法であり、配列番号30乃至40、52、53、64、65、85、及び、86のいずれかで示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドをプライマーとして用いたPCRにより所望のポリヌクレオチドを増幅させる工程、及び、増幅された所望のポリヌクレオチドを回収する工程を有することを特徴とする取得方法;
20.配列番号30乃至40、52、53、64、65、85、及び、86のいずれかで示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド;
等を提供するものである。
That is, the present invention
1. A gene comprising a base sequence encoding an amino acid sequence of an osmotic pressure sensitive histidine kinase having no transmembrane region is introduced into a cell deficient in at least one hybrid sensor kinase in a functional form. Transformed cells;
2. A hybrid sensor in which a gene comprising a base sequence encoding the amino acid sequence of an osmotic pressure sensitive histidine kinase having no transmembrane region to be introduced is deficient in at least one hybrid sensor kinase. 2. The transformed cell according to item 1 above, which is a gene complementary to a kinase function;
3. The transformed cell according to item 1 above, wherein the cell is a microorganism;
4). The transformed cell according to item 1, wherein the microorganism is budding yeast;
5. The gene comprising the base sequence encoding the amino acid sequence of osmotic pressure sensitive histidine kinase that does not have a transmembrane region is any of dicarboximide antibacterial active substance, aromatic hydrocarbon antibacterial active substance, and phenylpyrrole antibacterial active substance. 2. The histidine kinase having a resistance mutation against mosquito and a gene comprising a base sequence encoding the amino acid sequence of histidine kinase having no transmembrane region and being sensitive to osmotic pressure, characterized in that Transformed cells;
6). 2. The transformed cell according to item 1 above, wherein the osmosensitive histidine kinase having no transmembrane region is an osmotic sensitive histidine kinase having no transmembrane region, which is derived from a phytopathogenic filamentous fungus;
7). Osmotic-sensitive histidine kinase that does not have a transmembrane region is derived from gray mold fungi, rice blast fungus, spinach wilt fungus, wheat leaf blight fungus, rice blight fungus or tomato blight fungus The transformed cell according to the above item 1, which is an osmotic pressure sensitive histidine kinase having no transmembrane region;
8). 1) The amino acid sequence of an osmotic pressure sensitive histidine kinase having no transmembrane region is the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 55 or SEQ ID NO: 68 8. Transformed cells as described; The base sequence encoding the amino acid sequence of an osmotic pressure sensitive histidine kinase that does not have a transmembrane region is a base sequence represented by SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 42, SEQ ID NO: 56 or SEQ ID NO: 69. The transformed cell according to item 1 above, characterized by:
10. A method for assaying antibacterial activity of a substance,
A first step of culturing the transformed cell according to item 1 in the presence of a test substance;
A second step of measuring an intracellular signal transduction amount from an osmotic pressure sensitive histidine kinase not having a transmembrane region expressed in the transformed cell cultured in the first step or an index value correlated therewith,
A third step of evaluating the antibacterial activity of the test substance based on the difference between the intracellular signal transmission amount measured in the second step or an index value correlated therewith and a control,
An assay method characterized by comprising:
11. 11. The assay method according to item 10 above, wherein the intracellular signal transduction amount from an osmotic pressure sensitive histidine kinase not having a transmembrane region or an index value correlated therewith is the growth amount of the transformed cell.
12 A method for searching for an antibacterial active substance, which comprises selecting an antibacterial active substance based on the antibacterial activity evaluated by the assay method of the preceding item 10;
13. 13. An antibacterial active substance selected by the searching method according to item 12 above.
14 An osmosensitive histidine kinase derived from a phytopathogenic fungus and having no transmembrane region;
15. A polynucleotide having a base sequence encoding an amino acid sequence of an osmotic pressure sensitive histidine kinase which is derived from a phytopathogenic fungus and does not have a transmembrane region;
16. Histidine kinase <amino acid sequence> having any of the following amino acid sequences
(A) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 55 or SEQ ID NO: 68,
(B) An osmotic pressure that is an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, added, or substituted in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 55, or SEQ ID NO: 68, and has no transmembrane region. The amino acid sequence of the sensitive histidine kinase,
(C) the amino acid sequence of an osmotic pressure sensitive histidine kinase which is an amino acid sequence having 95% or more sequence identity with the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 55 or SEQ ID NO: 68 and which does not have a transmembrane region ;
17. Histidine kinase gene <amino acid sequence> having a base sequence encoding any of the following amino acid sequences
(A) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 55 or SEQ ID NO: 68,
(B) An osmotic pressure that is an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, added, or substituted in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 55, or SEQ ID NO: 68, and has no transmembrane region. The amino acid sequence of the sensitive histidine kinase,
(C) the amino acid sequence of an osmotic pressure sensitive histidine kinase which is an amino acid sequence having 95% or more sequence identity with the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 55 or SEQ ID NO: 68 and which does not have a transmembrane region ;
18. A polynucleotide having the base sequence represented by SEQ ID NO: 42, SEQ ID NO: 56, or SEQ ID NO: 69;
19. A method for obtaining a polynucleotide having a base sequence encoding an amino acid sequence of an osmotic pressure sensitive histidine kinase which is derived from a phytopathogenic filamentous fungus and does not have a transmembrane region. SEQ ID NOS: 30 to 40, 52, 53, 64 , 65, 85, and 86, a step of amplifying a desired polynucleotide by PCR using an oligonucleotide having a base sequence represented by any of the primers, and a step of recovering the amplified desired polynucleotide An acquisition method characterized by comprising:
20. An oligonucleotide having a base sequence represented by any of SEQ ID NOs: 30 to 40, 52, 53, 64, 65, 85, and 86;
Etc. are provided.
本発明によって、抗菌活性物質に対する感受性が増強された形質転換細胞を提供可能にし、さらに当該形質転換細胞を使用する被験物質の抗菌活性検定方法、及び当該方法を使用する抗菌活性物質の探索方法等を提供可能にした。 According to the present invention, it is possible to provide a transformed cell with enhanced sensitivity to an antibacterial active substance, and furthermore, an antibacterial activity test method for a test substance using the transformed cell, a method for searching for an antibacterial active substance using the method, etc. Was made available.
以下、詳細に本発明を説明する。
「少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼを欠損した細胞に、細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子が機能可能な形で導入されてなることを特徴とする形質転換細胞」は、宿主細胞である、「少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼを欠損した細胞」に、「細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼ」のアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子を機能可能な形で導入することによって得られる。ここで「遺伝子を機能可能な形で導入する」とは、欠損したハイブリッドセンサーキナーゼの細胞内での機能を相補するように当該遺伝子を導入すること、言い換えれば、ハイブリッドセンサーキナーゼが欠損したことによって引き起こされる細胞の表現型の変化を欠損前の表現型に戻すことのできる形で当該遺伝子を導入することを意味する。具体的には、例えば、出芽酵母(例えば、Saccharomyces cerevisiae)の場合には、ハイブリッドセンサーキナーゼであるSLN1の遺伝子(以下、SLN1遺伝子と記すこともある。)が欠損すると通常の生育条件下で生育不可能という形質を示すが、このSLN1遺伝子が欠損した細胞株に出芽酵母から単離されたSLN1遺伝子を導入することによって、生育可能という形質を示すことを意味する。「少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼを欠損した細胞」は、宿主細胞が本来有している少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼを、欠損させることによって得られる。まず、以下に、ハイブリッドセンサーキナーゼについて説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
“A gene having a base sequence encoding the amino acid sequence of an osmotic pressure sensitive histidine kinase having no transmembrane region is introduced into a cell deficient in at least one hybrid sensor kinase in a functional form. The “transformed cell characterized” encodes the amino acid sequence of “osmotically sensitive histidine kinase that does not have a transmembrane region” in the “cell deficient in at least one or more hybrid sensor kinases” that is a host cell. It is obtained by introducing a gene consisting of a base sequence in a functional form. Here, “introducing a gene in a functional form” means introducing the gene so as to complement the function of the deficient hybrid sensor kinase in the cell, in other words, by deficient in the hybrid sensor kinase. This means that the gene is introduced in such a way that the induced phenotypic change of the cell can be restored to the phenotype before the defect. Specifically, for example, in the case of budding yeast (for example, Saccharomyces cerevisiae), if a hybrid sensor kinase SLN1 gene (hereinafter also referred to as SLN1 gene) is deficient, it grows under normal growth conditions. Although it indicates a trait that is impossible, it means that a trait that can be grown is exhibited by introducing the SLN1 gene isolated from Saccharomyces cerevisiae into a cell line deficient in this SLN1 gene. The “cell deficient in at least one or more hybrid sensor kinases” can be obtained by deleting at least one or more hybrid sensor kinases inherent in the host cell. First, the hybrid sensor kinase will be described below.
(2成分制御系とハイブリッドセンサーキナーゼ)
2成分制御系(Two-component regulatory system)は、原核細胞生物で広く用いられている情報伝達系であり、基本的にはセンサーとレギュレーターと呼ばれる2つの蛋白質より構成されることから2成分制御系と呼ばれている。典型的な2成分制御系では、センサー蛋白質はインプット領域とヒスチジンキナーゼ領域とからなり、レギュレーター蛋白質はレシーバー領域とアウトプット領域とから構成される。インプット領域が外界からの刺激を感知すると、ヒスチジンキナーゼ領域の生物種間でよく保存されたアミノ酸配列中のヒスチジン残基がリン酸化、或いは、脱リン酸化される。ここで、ヒスチジン残基のリン酸化はATPを基質とする自己リン酸化反応である。このリン酸基はレギュレーター蛋白質におけるレシーバー領域の生物種間でよく保存されたアミノ酸配列中のアスパラギン酸残基に転移され、このアスパラギン酸残基のリン酸化の有無がレギュレーター蛋白質におけるアウトプット領域の活性を調節している。原核細胞生物の場合、例外もあるが、アウトプット領域は転写調節因子であることが多く、センサー蛋白質が感知した刺激に対して、前述のリン酸基転移を介してレギュレーター蛋白質が遺伝子発現を直接的に制御している。
センサー蛋白質は、前記の典型的な構造とは異なり、もう少し複雑な構造をとる場合もある。例えば、インプット領域とヒスチジンキナーゼ領域とからなる構造に加えて、C末端側にレギュレーター蛋白質に見られるレシーバー領域が続けて存在する場合がある。この場合は、リン酸基の転移様式も複雑になり、センサー蛋白質から、フォスフォトランスミッターと呼ばれるトランスミッター領域を有する仲介蛋白質を経て、レスポンスレギュレーターと呼ばれるレギュレーター蛋白質にリン酸基転移をすることが知られている。即ち、センサー蛋白質のインプット領域で刺激を感知すると、同分子内のヒスチジンキナーゼ領域のヒスチジン残基から、同分子内のレシーバー領域のアスパラギン酸残基へ、次いで、フォスフォトランスミッターのヒスチジン残基へ、最後に、レスポンスレギュレーターのレシーバー領域のアスパラギン酸残基へとリン酸基転移の信号伝達がなされる。このように、2成分制御系には3つの蛋白質が関与している場合もある。このような3つの蛋白質からなるリン酸基転移の信号伝達に関与し、前記の構造的な特徴を有するセンサー蛋白質を「ハイブリッドセンサーキナーゼ」という。ハイブリッドセンサーキナーゼは、原核細胞生物だけでなく、酵母等の真核細胞生物である微生物又は植物に存在し、様々な刺激やストレスに対する応答に関与している。
ここで、ハイブリッドセンサーキナーゼのインプット領域とは、ヒスチジンキナーゼ領域のN末端側に存在する領域であって、多くの場合には細胞膜貫通領域を有する。この細胞膜貫通領域は、例えば、TMpred program(K. Hofmann & W. Stoffel, Biol. Chem. Hoppe-Seyler, 374, 166 (1993))等の膜貫通領域予測ソフトウエアを用いた構造予測解析により示される。尚、上記のプログラムは、例えば、http://www.ch.embnet.org/software/TMPRED_form.html から一般的に利用可能である。又はイブリッドセンサーキナーゼのヒスチジンキナーゼ領域とは、例えば、インプット領域のC末端側に存在する領域であって、Parkinson,J.S. & Kofoid,E.C. (1989) Annual Review of Genetics 23:311-336、Stock,J.B. et.al.(1989) Microbiological Reviews 53(4):450-490に記載のように一般的なヒスチジンキナーゼに共通の5つの保存モチーフを有することを特徴とする領域であり、例えば、出芽酵母のハイブリッドセンサーキナーゼSLN1では556番目のアミノ酸から908番目のアミノ酸までの領域である。ハイブリッドセンサーキナーゼのレシーバー領域とは、例えば、ヒスチジンキナーゼ領域のC末端側に存在する領域であって、Parkinson,J.S. & Kofoid,E.C. Annual Review of Genetics 23:311-336(1989)、Stock,J.B. et.al.(1989) Microbiological Reviews 53(4):450-490に記載のように一般的なヒスチジンキナーゼに共通の3つの保存モチーフを有することを特徴とする領域であり、例えば、出芽酵母のハイブリッドセンサーキナーゼSLN1では1088番目のアミノ酸から1197番目のアミノ酸までの領域である。
レスポンスレギュレーター以降の情報伝達も、複雑な場合には、前記のようにレギュレーターのアウトプット領域が転写調節因子であるような簡略な系以外に、細胞内で様々な制御に関わるMAPキナーゼカスケードを介して、遺伝子の発現制御を司る転写調節因子へ信号伝達される場合も知られている。
ハイブリッドセンサーキナーゼは、原核細胞生物だけでなく、酵母等の真核細胞生物である微生物又は植物に存在し、様々な刺激やストレスに対する応答に関与している。
以下に具体的なハイブリッドセンサーキナーゼとハイブリッドセンサーキナーゼが関与する情報伝達の例を挙げて説明する。
(Two-component control system and hybrid sensor kinase)
The two-component regulatory system is an information transmission system widely used in prokaryotic organisms, and basically consists of two proteins called sensors and regulators. is called. In a typical two-component control system, the sensor protein is composed of an input region and a histidine kinase region, and the regulator protein is composed of a receiver region and an output region. When the input region senses an external stimulus, a histidine residue in an amino acid sequence that is well conserved among species of the histidine kinase region is phosphorylated or dephosphorylated. Here, phosphorylation of a histidine residue is an autophosphorylation reaction using ATP as a substrate. This phosphate group is transferred to an aspartic acid residue in the amino acid sequence that is well conserved among species in the receiver region of the regulator protein, and the presence or absence of phosphorylation of this aspartic acid residue indicates the activity of the output region in the regulator protein. Is adjusted. In prokaryotic organisms, there are exceptions, but the output region is often a transcriptional regulator, and the regulator protein directly regulates gene expression via the aforementioned phosphoryl group transfer in response to stimuli sensed by the sensor protein. Control.
The sensor protein may have a slightly more complicated structure than the typical structure described above. For example, in addition to a structure consisting of an input region and a histidine kinase region, there may be a receiver region continuously found in the regulator protein on the C-terminal side. In this case, the transfer mode of the phosphate group is also complicated, and it is known that the phosphate transfer from the sensor protein to the regulator protein called the response regulator passes through the mediator protein having the transmitter region called the phosphor transmitter. ing. That is, when a stimulus is detected in the input region of the sensor protein, from the histidine residue of the histidine kinase region in the molecule to the aspartic acid residue of the receiver region in the molecule, then to the histidine residue of the phosphotransmitter. Finally, a signal transduction of the phosphate group is made to the aspartic acid residue in the receiver region of the response regulator. Thus, three proteins may be involved in the two-component control system. A sensor protein that is involved in the signal transduction of the phosphate group transfer consisting of these three proteins and has the above structural features is called “hybrid sensor kinase”. Hybrid sensor kinases exist not only in prokaryotic organisms but also in microorganisms or plants that are eukaryotic organisms such as yeast, and are involved in responses to various stimuli and stress.
Here, the input region of the hybrid sensor kinase is a region existing on the N-terminal side of the histidine kinase region, and in many cases has a transmembrane region. This transmembrane region is shown by structure prediction analysis using transmembrane region prediction software such as TMpred program (K. Hofmann & W. Stoffel, Biol. Chem. Hoppe-Seyler, 374, 166 (1993)). It is. The above program is generally available from, for example, http://www.ch.embnet.org/software/TMPRED_form.html. Alternatively, the histidine kinase region of the hybrid sensor kinase is a region present on the C-terminal side of the input region, for example, Parkinson, JS & Kofoid, EC (1989) Annual Review of Genetics 23: 311-336, Stock, JB et.al. (1989) Microbiological Reviews 53 (4): 450-490, which is a region characterized by having five conserved motifs common to common histidine kinases. In the hybrid sensor kinase SLN1, it is the region from the 556th amino acid to the 908th amino acid. The receiver region of the hybrid sensor kinase is a region present on the C-terminal side of the histidine kinase region, for example, Parkinson, JS & Kofoid, EC Annual Review of Genetics 23: 311-336 (1989), Stock, JB et al. (1989) Microbiological Reviews 53 (4): 450-490, a region characterized by having three conserved motifs common to common histidine kinases, for example, hybrids of budding yeast In sensor kinase SLN1, it is the region from the 1088th amino acid to the 1197th amino acid.
In the case of complicated communication of information after the response regulator, in addition to the simple system in which the output region of the regulator is a transcriptional regulator as described above, the MAP kinase cascade related to various controls in the cell is used. It is also known that a signal is transmitted to a transcriptional regulatory factor that controls gene expression.
Hybrid sensor kinases exist not only in prokaryotic organisms but also in microorganisms or plants that are eukaryotic organisms such as yeast, and are involved in responses to various stimuli and stress.
A specific example of hybrid sensor kinase and information transmission involving hybrid sensor kinase will be described below.
(出芽酵母のハイブリッドセンサーキナーゼ)
出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)は浸透圧制御に関わる情報伝達にハイブリッドセンサーキナーゼSLN1を用いている。このSLN1は出芽酵母では唯一のヒスチジンキナーゼである。SLN1はインプット領域に細胞膜貫通領域を有する浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼであり、フォスフォトランスミッターYPD1を介して、レスポンスレギュレーターSSK1にリン酸基転移信号を伝達することが知られている。この信号伝達の下流には3つのキナーゼSSK2(MAPKKK)、PBS2(MAPKK)及びHOG1(MAPK)からなるMAPキナーゼカスケードが存在し、グリセロール生合成等の浸透圧適応に関わる遺伝子発現を制御している。レスポンスレギュレーターSSK1のアウトプット領域はSSK2のリン酸化活性を有している。SSK1はレシーバー領域のアスパラギン酸残基がリン酸化されることによって、アウトプット領域のリン酸化活性が阻害され、負の制御を受けている。具体的には、通常の浸透圧ではSLN1のヒスチジンキナーゼ領域のヒスチジン残基が自己リン酸化され、このリン酸基が、同分子内のレシーバー領域のアスパラギン酸残基へ、次いでYPD1のヒスチジン残基へ、最後にSSK1のレシーバー領域のアスパラギン酸残基へ転移する。SSK1のレシーバー領域中のアスパラギン酸残基がリン酸化されることによって、SSK1のアウトプット領域のリン酸化活性が抑制され、SSK2、PBS2及びHOG1からなるMAPキナーゼカスケードのリン酸転移が行われないために、グリセロール生合成等の浸透圧適応に関わる遺伝子発現が誘導されない状態にある。一方、高浸透圧条件になると、SLN1においてヒスチジンキナーゼ領域のヒスチジン残基の自己リン酸化が停止するために、SSK2、PBS2及びHOG1からなるMAPキナーゼカスケードが活性化し、グリセロール生合成等の浸透圧適応に関わる遺伝子発現が誘導されることが知られている(Maeda,T. et.al. (1994) Nature 369:242-245)。
(Hybrid sensor kinase of budding yeast)
Budding yeast (Saccharomyces cerevisiae) uses the hybrid sensor kinase SLN1 for signaling related to osmotic pressure control. This SLN1 is the only histidine kinase in budding yeast. SLN1 is an osmotic pressure sensitive histidine kinase having a transmembrane region in the input region, and is known to transmit a phosphotransferase signal to the response regulator SSK1 via the phosphotransmitter YPD1. Downstream of this signal transduction is a MAP kinase cascade consisting of three kinases SSK2 (MAPKKK), PBS2 (MAPKK) and HOG1 (MAPK), which controls gene expression related to osmotic adaptation such as glycerol biosynthesis. . The output region of the response regulator SSK1 has SSK2 phosphorylation activity. SSK1 is negatively regulated by phosphorylating the aspartic acid residue in the receiver region, thereby inhibiting the phosphorylation activity in the output region. Specifically, under normal osmotic pressure, the histidine residue of the histidine kinase region of SLN1 is autophosphorylated, and this phosphate group is transferred to the aspartate residue of the receiver region in the same molecule, and then to the histidine residue of YPD1. And finally to the aspartic acid residue in the receiver region of SSK1. Phosphorylation of the aspartic acid residue in the SSK1 receiver region suppresses the phosphorylation activity of the SSK1 output region, and phosphorylation of the MAP kinase cascade consisting of SSK2, PBS2, and HOG1 is not performed. Furthermore, gene expression related to osmotic pressure adaptation such as glycerol biosynthesis is not induced. On the other hand, under high osmotic pressure conditions, autophosphorylation of histidine residues in the histidine kinase region in SLN1 stops, so the MAP kinase cascade consisting of SSK2, PBS2 and HOG1 is activated, and osmotic pressure adaptation such as glycerol biosynthesis It is known that the gene expression related to is induced (Maeda, T. et.al. (1994) Nature 369: 242-245).
(分裂酵母のハイブリッドセンサーキナーゼ)
分裂酵母(Scchizosaccharomyces pombe)では、細胞周期の制御(G2期からM期への移行)や酸化ストレス応答に3種類のハイブリッドセンサーキナーゼPHK1(MAK2)、PHK2(MAK3)及びPHK3(MAK1)が関与している。分裂酵母にはPHK1、PHK2及びPHK3以外にヒスチジンキナーゼが存在しない。PHK1及びPHK2は過酸化水素等の酸化ストレス応答性のヒスチジンキナーゼである(Buck,V. et.el. Mol.Biol. Cell 12:407-419)。3種類のハイブリッドセンサーキナーゼPHK1、PHK2及びPHK3は、フォスフォトランスミッターSPY1(MPR1)を介して、レスポンスレギュレーターMCS4にリン酸基転移信号を伝達することが知られている。この信号伝達の下流には3つのキナーゼWAK1(MAPKKK)、WIS1(MAPKK)及びSTY1(MAPK)からなるMAPキナーゼカスケードが存在し、細胞周期の制御や酸化ストレス応答に関わる遺伝子発現を制御している。レスポンスレギュレーターMCS4のアウトプット領域はWAK1のリン酸化活性を有している。MCS4はレシーバー領域のアスパラギン酸残基がリン酸化されることによって、アウトプット領域のリン酸化活性が阻害され、負の制御を受けている。具体的には、通常条件ではPHK1〜3のヒスチジンキナーゼ領域のヒスチジン残基が自己リン酸化され、このリン酸基が、同分子内のレシーバー領域のアスパラギン酸残基へ、次いでSPYのヒスチジン残基へ、最後にMCS4のレシーバー領域のアスパラギン酸残基へ転移する。MCS4のレシーバー領域中のアスパラギン酸残基がリン酸化されることによって、MCS4のアウトプット領域のリン酸化活性が抑制され、WAK1、WIS1及びSTY1からなるMAPキナーゼカスケードのリン酸転移が行われないために、細胞周期の制御やストレス応答に関わる遺伝子発現が誘導されない状態にある。一方、ストレス条件下では、PHK1〜3においてヒスチジンキナーゼ領域のヒスチジン残基の自己リン酸化が停止するために、WAK1、WIS1及びSTY1からなるMAPキナーゼカスケードが活性化し、細胞周期の制御や酸化ストレス応答に関わる遺伝子発現が誘導される。結果として、分裂酵母の細胞周期のG2期からM期への移行が促進され、分裂中の細胞長が通常より顕著に短くなるという表現型が認められる(Aoyama,K. et.al. (2001) Boisci. Biotechnol. Biochem. 65:2347-2352)。
(Hybrid sensor kinase of fission yeast)
In fission yeast (Scchizosaccharomyces pombe), three types of hybrid sensor kinases PHK1 (MAK2), PHK2 (MAK3) and PHK3 (MAK1) are involved in cell cycle control (transition from G2 phase to M phase) and oxidative stress response. ing. There is no histidine kinase other than PHK1, PHK2, and PHK3 in fission yeast. PHK1 and PHK2 are oxidative stress-responsive histidine kinases such as hydrogen peroxide (Buck, V. et. El. Mol. Biol. Cell 12: 407-419). It is known that the three types of hybrid sensor kinases PHK1, PHK2, and PHK3 transmit a phosphoryl group transfer signal to the response regulator MCS4 via the phosphor transmitter SPY1 (MPR1). Downstream of this signal transduction is a MAP kinase cascade consisting of three kinases, WAK1 (MAPKKK), WIS1 (MAPKK), and STY1 (MAPK), which controls gene expression related to cell cycle control and oxidative stress response. . The output region of the response regulator MCS4 has WAK1 phosphorylation activity. MCS4 is negatively regulated by phosphorylation of the aspartic acid residue in the receiver region, thereby inhibiting phosphorylation activity in the output region. Specifically, under normal conditions, the histidine residues in the histidine kinase region of PHK1 to 3 are autophosphorylated, and this phosphate group is transferred to the aspartate residue in the receiver region in the same molecule, and then to the histidine residue in SPY. And finally to the aspartic acid residue in the MCS4 receiver region. Phosphorylation of the aspartate residue in the MCS4 receiver region suppresses the phosphorylation activity of the output region of MCS4, and phosphorylation of the MAP kinase cascade consisting of WAK1, WIS1, and STY1 is not performed Furthermore, gene expression related to cell cycle control and stress response is not induced. On the other hand, under stress conditions, autophosphorylation of histidine residues in the histidine kinase region is stopped in PHK1-3, activating the MAP kinase cascade consisting of WAK1, WIS1, and STY1, thereby regulating cell cycle and oxidative stress response Gene expression related to is induced. As a result, a phenotype is observed in which the cell cycle of the fission yeast is promoted from the G2 phase to the M phase, and the cell length during division is significantly shorter than usual (Aoyama, K. et.al. (2001 Boisci. Biotechnol. Biochem. 65: 2347-2352).
(細菌のハイブリッドセンサーキナーゼ)
原核細胞生物である大腸菌(Escherichia coli)では、きょう膜多糖の生合成(Capsular polysaccharide synthesis)に関わるcpsオペロンの発現制御にハイブリッドセンサーキナーゼRcsCが関与している。RcsCは細胞膜貫通領域を有するヒスチジンキナーゼであり、フォスフォトランスミッターYojNを介して、レスポンスレギュレーターRcsBにリン酸基転移信号を伝達することが知られている。RcsBのアウトプット領域は、cpsオペロンの転写制御活性を有する。具体的には、通常条件では、RcsCのヒスチジンキナーゼ領域のヒスチジン残基が自己リン酸化され、このリン酸基が、同分子内のレシーバー領域のアスパラギン酸残基へ、次いでYojNのヒスチジン残基へ、最後にRcsBのレシーバー領域のアスパラギン酸残基へ転移する。RcsBのレシーバー領域中のアスパラギン酸残基がリン酸化されることによって、RcsBのアウトプット領域のcpsオペロン転写活性が抑制され、きょう膜多糖の生合成に関わる遺伝子発現が誘導されない状態にある。一方、高浸透圧条件下では、RcsCにおいてヒスチジンキナーゼ領域のヒスチジン残基の自己リン酸化が停止するために、RcsBのアウトプット領域のcpsオペロン転写活性が活性化し、きょう膜多糖の生合成に関わる遺伝子発現が誘導される(Clarke,D.J. et.al. (2002) J.Bactriol. 184:1204-1208)。
生物発光性の海洋微生物Vibrio harveyiは、自身の細胞密度に応じてルシフェラーゼによる蛍光を発する。この細胞密度応答性の生物発光に関する遺伝子発現制御にハイブリッドセンサーキナーゼLuxN及びLuxQが関与している。LuxN及びLuxQは細胞膜貫通領域を有するヒスチジンキナーゼである。V. harveyiは自身の細胞密度を感知するために、Autoinducerと呼ばれる2種類の物質(AI-1、AI-2)を生産分泌し、AI-1をLuxNが感知し、またAI-2をLuxQが感知することにより情報伝達する。LuxN及びLuxQはフォスフォトランスミッターLuxUを介して、レスポンスレギュレーターLuxOにリン酸基転移信号を伝達することが知られている。LuxOのアウトプット領域は、ルシフェラーゼオペロンの転写制御活性を有する。具体的にLuxNを例にして説明すると、細胞密度が低い場合には、周辺のAI-1が少なくLuxNのインプット領域で感知されないために、LuxNのヒスチジンキナーゼ領域のヒスチジン残基が自己リン酸化され、このリン酸基が、同分子内のレシーバー領域のアスパラギン酸残基へ、次いでLuxUのヒスチジン残基へ、最後にLuxOのレシーバー領域のアスパラギン酸残基へ転移する。LuxOのレシーバー領域中のアスパラギン酸残基がリン酸化されることによって、LuxOのアウトプット領域のルシフェラーゼオペロン転写活性が抑制され、生物発光に関わる遺伝子発現が誘導されない状態にある。一方、高細胞密度条件下では、AI-1が多くこれがLuxNのインプット領域により感知されるために、LuxNにおいてヒスチジンキナーゼ領域のヒスチジン残基の自己リン酸化が停止し、LuxOのアウトプット領域のルシフェラーゼオペロン転写活性が活性化して、生物発光が誘導される(Freeman, J.A.et.al. (2000) Mol.Microbiol. 35:139-149)。
(Bacterial hybrid sensor kinase)
In Escherichia coli, a prokaryotic organism, the hybrid sensor kinase RcsC is involved in regulating the expression of the cps operon involved in capsular polysaccharide synthesis. RcsC is a histidine kinase having a transmembrane region, and is known to transmit a phosphotransferase signal to the response regulator RcsB via the phosphotransmitter YojN. The output region of RcsB has the transcriptional control activity of the cps operon. Specifically, under normal conditions, the histidine residue of the histidine kinase region of RcsC is autophosphorylated, and this phosphate group is transferred to the aspartate residue of the receiver region in the same molecule, and then to the histidine residue of YojN. Finally, it is transferred to the aspartic acid residue in the receiver region of RcsB. By phosphorylating the aspartic acid residue in the RcsB receiver region, cps operon transcriptional activity in the RcsB output region is suppressed, and the gene expression involved in the biosynthesis of capsular polysaccharide is not induced. On the other hand, under high osmotic pressure conditions, autophosphorylation of histidine residues in the histidine kinase region is stopped in RcsC, and the cps operon transcriptional activity in the output region of RcsB is activated, which is involved in the biosynthesis of capsular polysaccharide. Gene expression is induced (Clarke, DJ et.al. (2002) J. Bactriol. 184: 1204-1208).
The bioluminescent marine microorganism Vibrio harveyi fluoresces by luciferase according to its cell density. Hybrid sensor kinases LuxN and LuxQ are involved in the regulation of gene expression related to cell density-responsive bioluminescence. LuxN and LuxQ are histidine kinases having a transmembrane region. V. harveyi produces and secretes two substances (AI-1, AI-2) called Autoinducer in order to sense its own cell density, LuxN senses AI-1, and AI-2 LuxQ Information is transmitted by sensing. LuxN and LuxQ are known to transmit a phosphoryl group transfer signal to the response regulator LuxO via the phosphor transmitter LuxU. LuxO output region has transcriptional control activity of the luciferase operon. Specifically, using LuxN as an example, when the cell density is low, the surrounding histidine residue in the histidine kinase region of LuxN is autophosphorylated because the surrounding AI-1 is low and is not detected in the input region of LuxN. This phosphate group is transferred to the aspartic acid residue of the receiver region in the same molecule, then to the histidine residue of LuxU, and finally to the aspartic acid residue of the receiver region of LuxO. Phosphorylation of the aspartic acid residue in the LuxO receiver region suppresses the luciferase operon transcriptional activity in the LuxO output region and does not induce gene expression related to bioluminescence. On the other hand, under high cell density conditions, AI-1 is abundant, and this is detected by the input region of LuxN. Therefore, autophosphorylation of histidine residues in the histidine kinase region stops in LuxN, and luciferase in the output region of LuxO Operon transcriptional activity is activated and bioluminescence is induced (Freeman, JAet.al. (2000) Mol. Microbiol. 35: 139-149).
(植物のハイブリッドセンサーキナーゼ)
高等植物のシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)では、植物ホルモンであるサイトカイニンの受容体蛋白質CRE1、AHK2及びAHK3がハイブリッドセンサーキナーゼである。受容体蛋白質CRE1、AHK2及びAHK3はいずれも細胞膜貫通領域を有するサイトカイニン感受性のヒスチジンキナーゼである(Inoue, T. et.al. (2001) Nature 409:1060-1063)。CRE1はフォスフォトランスミッターAHP1及びAHP2を介して、レスポンスレギュレーターARR1、ARR2及びARR10にリン酸基転移信号を伝達することが知られている。ARR1、ARR2及びARR10のアウトプット領域はサイトカイニン誘導性の遺伝子ARR4〜7の転写制御活性を有すると考えられている。具体的には、サイトカイニン存在下では、CRE1のヒスチジンキナーゼ領域のヒスチジン残基が自己リン酸化され、このリン酸基が、同分子内のレシーバー領域のアスパラギン酸残基へ、次いでAHP1及びAHP2のヒスチジン残基へ、最後にARR1、ARR2及びARR10のレシーバー領域のアスパラギン酸残基へ転移する。ARR1、ARR2及びARR10のレシーバー領域中のアスパラギン酸残基がリン酸化されることによって、ARR1、ARR2及びARR10のアウトプット領域の遺伝子転写活性が促進され、サイトカイニン応答性遺伝子ARR4〜7の発現が誘導される(Hwang, I. & Sheen J. (2001) Nature 413:383-389)。
(Plant hybrid sensor kinase)
In the higher plant Arabidopsis thaliana, the plant hormone cytokinin receptor proteins CRE1, AHK2 and AHK3 are hybrid sensor kinases. Receptor proteins CRE1, AHK2 and AHK3 are all cytokinin-sensitive histidine kinases having a transmembrane region (Inoue, T. et.al. (2001) Nature 409: 1060-1063). CRE1 is known to transmit a phosphoryl group transfer signal to response regulators ARR1, ARR2, and ARR10 via phosphor transmitters AHP1 and AHP2. The output regions of ARR1, ARR2, and ARR10 are considered to have the transcriptional control activity of cytokinin-inducible genes ARR4-7. Specifically, in the presence of cytokinin, the histidine residue in the histidine kinase region of CRE1 is autophosphorylated, and this phosphate group becomes an aspartate residue in the receiver region in the same molecule, and then histidine in AHP1 and AHP2. To the residue and finally to the aspartic acid residue in the receiver region of ARR1, ARR2 and ARR10. Phosphorylation of aspartic acid residues in the receiver regions of ARR1, ARR2, and ARR10 promotes gene transcription activity in the output regions of ARR1, ARR2, and ARR10 and induces expression of cytokinin-responsive genes ARR4-7 (Hwang, I. & Sheen J. (2001) Nature 413: 383-389).
(少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼを欠損した細胞)
「少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼを欠損した細胞」とは、細胞が本来有している少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼの機能が失われた状態にある細胞を意味する。かかる細胞としては、例えば、細胞が本来有している少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼの産生が欠失、抑制又は阻害された細胞、細胞が本来有している少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼの活性が欠失、抑制又は阻害された細胞等をあげることができる。より具体的な例として、SLN1を欠損した出芽酵母、PHK1、PHK2及びPHK3の三者をすべて欠損した分裂酵母、RcsCを欠損した大腸菌、LuxNを欠損したV.harveyi、CRE1を欠損したシロイヌナズナ等を挙げることができる。
「少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼを欠損した細胞」を調製するには、例えば、SLN1を欠損した出芽酵母TM182株は、Maeda,T. et.al. (1994) Nature 369:242-245記載の方法を用いることができ、PHK1、PHK2及びPHK3の三者をすべて欠損した分裂酵母KI011株は、Aoyama,K. et.al. (2001) Boisci.Biotechnol.Biochem. 65:2347-2352記載の方法を用いることができる。また、RcsCを欠損した大腸菌SRC122株はSuzuki,T., et.al. (2001) Plant Cell Physiol. 42:107-113に記載の方法で調製でき、LuxNを欠損したV.harveyi BNL63株はFreeman,J.A. et.al. (2000) Mol.Micobiol. 35:139-149記載の方法で調製できる。さらに、CRE1を欠損したシロイヌナズナは、例えば、Inoue,T. et.al. (2001) Nature 409:1060-1063記載の方法に従って、シロイヌナズナを変異原処理して得られたクローンからサイトカニンに対する応答性が喪失したクローンを選抜し、選抜されたクローンのゲノムDNAを鋳型に、Genebank accession AB049934に掲載されているCRE1ゲノム遺伝子の塩基配列を基に合成されたプライマーを用いてPCRでCRE1ゲノム遺伝子断片を増幅し、その塩基配列を確認することによって、CRE1が発現できない欠損クローンを選抜することができる。
また、前記以外の未知のハイブリッドセンサーキナーゼを欠損した細胞を調製するには、例えば、目的とする細胞のハイブリッドセンサーキナーゼ遺伝子を単離し、当該遺伝子を相同組換え等で欠損させることによって調製することもできる。目的とする細胞のハイブリッドセンサーキナーゼ遺伝子を単離するには、ハイブリッドセンサーキナーゼの構造上の特徴を利用することができる。例えば、ヒスチジンキナーゼ領域及びレシーバー領域には、自己リン酸化されうるヒスチジン残基の周辺及び該ヒスチジン残基からリン酸基を受け取るアスパラギン酸残基の周辺のアミノ酸配列が保存されているので、これらの保存領域の塩基配列に基づいて設計されたオリゴヌクレオチドをプライマーとするポリメラーゼチェイン反応(以下、PCRと記す。)や、前記の保存されたアミノ酸配列をコードする塩基配列を有するオリゴヌクレオチドをプローブとして用いるハイブリダイゼーション法により、目的とする細胞のハイブリッドセンサーキナーゼ遺伝子を単離することができる。単離された遺伝子の塩基配列より推定されるアミノ酸配列を基に、前記の構造上の特徴を有するかどうかを検証することによって、単離された遺伝子がハイブリッドセンサーキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子であることを確認することができる。具体的には、Srikantha,T. et.al. (1998) Microbiology 144:2715-2729記載されているPCR法をあげることができる。PCRやハイブリダイゼーションには、例えば、後述する「細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子」を単離する際に用いる実験条件を用いることもできる。
また、例えば、Nagahashi,S. et.al. (1998) Microbiology 144:425-432、Srikantha,T. et.al. (1998) Microbiology 144:2715-2729記載の方法に準じて、SLN1の発現を条件的に抑制した出芽酵母において機能相補性を指標にハイブリッドセンサーキナーゼ遺伝子を単離し、当該遺伝子を欠損した細胞を調製することもできる。
(Cells deficient in at least one hybrid sensor kinase)
The “cell deficient in at least one or more hybrid sensor kinases” means a cell in which the function of at least one or more hybrid sensor kinases inherent in the cells is lost. Examples of such cells include, for example, cells in which production of at least one or more hybrid sensor kinases inherent in the cells is deleted, suppressed or inhibited, at least one or more hybrid sensor kinases inherent in the cells. Examples thereof include cells whose activity is deleted, suppressed or inhibited. More specific examples include budding yeast lacking SLN1, fission yeast lacking all three of PHK1, PHK2 and PHK3, Escherichia coli lacking RcsC, V. harveyi lacking LuxN, Arabidopsis lacking CRE1, etc. Can be mentioned.
To prepare “cells deficient in at least one or more hybrid sensor kinases”, for example, Saccharomyces cerevisiae TM182 strain deficient in SLN1 is described in Maeda, T. et.al. (1994) Nature 369: 242-245. The fission yeast strain KI011 lacking all three of PHK1, PHK2, and PHK3 can be used as described in Aoyama, K. et.al. (2001) Boisci. Biotechnol. Biochem. 65: 2347-2352. The method can be used. In addition, E. coli SRC122 lacking RcsC can be prepared by the method described in Suzuki, T., et.al. (2001) Plant Cell Physiol. 42: 107-113, and V. harveyi BNL63 lacking LuxN is Freeman. , JA et.al. (2000) Mol. Micobiol. 35: 139-149. Furthermore, Arabidopsis lacking CRE1 is, for example, responsive to cytocanin from a clone obtained by mutagen treatment of Arabidopsis according to the method described in Inoue, T. et.al. (2001) Nature 409: 1060-1063. CRE1 genomic gene fragments are selected by PCR using primers synthesized based on the base sequence of the CRE1 genomic gene listed in Genebank accession AB049934 using the selected clone's genomic DNA as a template. By amplifying and confirming the nucleotide sequence, a defective clone that cannot express CRE1 can be selected.
In addition, in order to prepare cells lacking an unknown hybrid sensor kinase other than those described above, for example, a hybrid sensor kinase gene of the target cell is isolated and prepared by deleting the gene by homologous recombination or the like. You can also. To isolate the hybrid sensor kinase gene of the cell of interest, the structural features of the hybrid sensor kinase can be exploited. For example, in the histidine kinase region and the receiver region, amino acid sequences around a histidine residue that can be autophosphorylated and around an aspartic acid residue that receives a phosphate group from the histidine residue are conserved. A polymerase chain reaction (hereinafter referred to as PCR) using an oligonucleotide designed based on the nucleotide sequence of the conserved region as a primer, or an oligonucleotide having a nucleotide sequence encoding the conserved amino acid sequence is used as a probe. The hybrid sensor kinase gene of the target cell can be isolated by the hybridization method. Based on the amino acid sequence deduced from the base sequence of the isolated gene, the base that encodes the amino acid sequence of the hybrid sensor kinase by verifying whether it has the above structural features It can be confirmed that the gene consists of a sequence. Specifically, the PCR method described in Srikantha, T. et.al. (1998) Microbiology 144: 2715-2729 can be mentioned. For PCR and hybridization, for example, experimental conditions used for isolating “a gene consisting of a base sequence encoding an amino acid sequence of an osmotic pressure sensitive histidine kinase that does not have a transmembrane region” described later can be used. .
Further, for example, according to the method described in Nagahashi, S. et.al. (1998) Microbiology 144: 425-432, Srikantha, T. et.al. (1998) Microbiology 144: 2715-2729, the expression of SLN1 was In a budding yeast that has been conditionally suppressed, a hybrid sensor kinase gene can be isolated using functional complementarity as an index, and cells lacking the gene can be prepared.
(細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性のヒスチジンキナーゼ)
次に、前記の「少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼを欠損した細胞」に機能可能な形で導入する「細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性のヒスチジンキナーゼ」について説明する。
糸状菌類において、上記のハイブリッドセンサーキナーゼと類似の構造を有するヒスチジンキナーゼが単離されている。このヒスチジンキナーゼは、ハイブリッドセンサーキナーゼで見られるヒスチジンキナーゼ領域及びレシーバー領域を有するが、インプット領域に、多くのハイブリッドセンサーキナーゼに見られる細胞膜貫通領域を持たないことが特徴であり、この細胞膜貫通領域の代わりに、互いにアミノ酸配列相同性を有する約90アミノ酸からなるポリペプチドが約6回繰返し存在する特徴的な構造を有する蛋白質である。このヒスチジンキナーゼからの信号伝達の様式は完全に解明されていないが、浸透圧応答に関与していることが知られている。
本発明において「相同性」とは、2つの遺伝子又は2つのタンパク質間の配列の同一性をいう。前記「相同性」は、比較対象の配列の領域にわたって、最適な状態にアラインメントされた2つの配列を比較することにより決定される。ここで、比較対象の遺伝子又は蛋白質は、2つの配列の最適なアラインメントにおいて、付加又は欠失(例えばギャップ等)を有していてもよい。このように「相同性」は、例えば、FASTA[Pearson & Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA,4, 2444-2448(1988)]、BLAST[Altschulら、Journal of Molecular Biology, 215, 403-410(1990)]、CLUSTAL W[Thompson,Higgins&Gibson, Nucleic Acid Research, 22, 4673-4680(1994a)]等のプログラムを用いて相同性解析を行いアラインメントを作成することによって算出することができる。上記のプログラムは、例えば、DNA Data Bank of Japan[国立遺伝学研究所 生命情報・DDBJ研究センター (Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan ;CIB/DDBJ)内で運営される国際DNAデータバンク]のホームページ(http://www.ddbj.nig.ac.jp)等において、一般的に利用可能である。また、「相同性」は市販の配列解析ソフトウェアを用いて求めることもできる。具体的には例えば、GENETYX-WIN Ver.5(ソフトウェア開発株式会社製)」を用い、Lipman-Pearson法[Lipman, D. J. and Pearson, W.R., Science, 227, 1435-1441,(1985)]により相同性解析を行ってアラインメントを作成することにより算出することができる。
ここで、「互いにアミノ酸配列相同性を有する約90アミノ酸からなるポリペプチドが約6回繰返し存在する構造」としては、例えば、Alex,L.A. et.al. (1996) Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93:3416-3421、Ochiai,N. et.al. (2001) Pest Manag.Sci. 57:437-442、Oshima,M. et.al. (2002) Phytopathology 92:75-80等に記載の繰返し配列領域があげられ、かかる構造は、ヒスチジンキナーゼ領域のN末端側に存在する。「約90アミノ酸からなるアミノ酸配列が約6回繰返し存在する構造」には、例えば、約90アミノ酸からなるアミノ酸配列が5回繰り返された後に、端が切られた(truncated)6つ目の繰り返し配列が続く構造、約90アミノ酸からなるアミノ酸配列が6回繰り返された後に、端が切られた(truncated)7つ目の繰り返し配列が続く構造、等も含まれる。具体的には、本発明に記載のヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列における「互いにアミノ酸配列相同性を有する約90アミノ酸からなるアミノ酸配列が約6回繰返し存在する構造」としては、配列番号1で示されるアミノ酸配列で190番目のアミノ酸から707番目のアミノ酸までの領域、配列番号16で示されるアミノ酸配列で189番目のアミノ酸から706番目のアミノ酸までの領域、配列番号41で示されるアミノ酸配列で176番目のアミノ酸から693番目のアミノ酸までの領域、配列番号55で示されるアミノ酸配列で192番目のアミノ酸から709番目のアミノ酸までの領域、配列番号68で示されるアミノ酸配列で299番目のアミノ酸から911番目のアミノ酸までの領域等を挙げることができる。「細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性のヒスチジンキナーゼ」とは、糸状菌類に特徴的に見られるヒスチジンキナーゼであり、互いにアミノ酸配列相同性を有する約90アミノ酸からなるポリペプチドの繰返し配列領域、ヒスチジンキナーゼ領域及びレシーバー領域を有し、且つ細胞膜貫通領域を持たない構造上の特徴を有し、浸透圧感受性を有する蛋白質を言う。
蛋白質が浸透圧感受性を有することを確認するには、当該蛋白質(ヒスチジンキナーゼ)を細胞から欠損させることによって、当該細胞の浸透圧ストレスに対する感受性が増強することを確認してもよいし、当該蛋白質(ヒスチジンキナーゼ)を前記の浸透圧感受性のハイブリッドセンサーキナーゼSLN1を欠損した出芽酵母に導入することによって、欠損したSLN1の機能が相補され当該酵母が生育可能となることを確認し、当該蛋白質が浸透圧感受性であることを確認することもできる。
糸状菌類の中でも、主に、糸状菌のモデル生物であるアカパンカビ、植物を宿主とした病原微生物である植物病原糸状菌等で「細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性のヒスチジンキナーゼ」の存在が報告されている。
本発明ヒスチジンキナーゼ又はその遺伝子としては、例えば、下記のいずれかのアミノ酸配列を有するヒスチジンキナーゼ又はその遺伝子をあげることができる。
<アミノ酸配列>
(a)配列番号41、配列番号55又は配列番号68で示されるアミノ酸配列、
(b)配列番号41、配列番号55又は配列番号68で示されるアミノ酸配列において、1もしくは複数のアミノ酸が欠失、付加もしくは置換されたアミノ酸配列であり、かつ細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列、
(c)配列番号41、配列番号55又は配列番号68で示されるアミノ酸配列と95%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列であり、かつ細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列
(Osmotic pressure sensitive histidine kinase without transmembrane region)
Next, the “osmotic pressure sensitive histidine kinase that does not have a transmembrane region” introduced in a functional manner into the “cell deficient in at least one hybrid sensor kinase” will be described.
In filamentous fungi, histidine kinase having a structure similar to the above hybrid sensor kinase has been isolated. This histidine kinase has a histidine kinase region and a receiver region that are found in hybrid sensor kinases, but is characterized by not having a transmembrane region found in many hybrid sensor kinases in the input region. Instead, it is a protein having a characteristic structure in which a polypeptide consisting of about 90 amino acids having amino acid sequence homology with each other is repeated about 6 times. The mode of signal transduction from histidine kinase has not been completely elucidated, but is known to be involved in the osmotic response.
In the present invention, “homology” refers to sequence identity between two genes or two proteins. The “homology” is determined by comparing two sequences that are optimally aligned over the region of the sequence to be compared. Here, the gene or protein to be compared may have an addition or a deletion (for example, a gap) in the optimal alignment of the two sequences. Thus, “homology” refers to, for example, FASTA [Pearson & Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 4, 2444-2448 (1988)], BLAST [Altschul et al., Journal of Molecular Biology, 215, 403. -410 (1990)], CLUSTAL W [Thompson, Higgins & Gibson, Nucleic Acid Research, 22, 4673-4680 (1994a)] and the like, it can be calculated by creating an alignment by performing homology analysis. The above program is, for example, the DNA Data Bank of Japan [International DNA Data Bank operated within the Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan (CIB / DDBJ)]. It is generally available on the homepage (http://www.ddbj.nig.ac.jp). “Homology” can also be determined using commercially available sequence analysis software. Specifically, for example, GENETYX-WIN Ver.5 (manufactured by Software Development Co., Ltd.) is used, and the homology is obtained by the Lipman-Pearson method [Lipman, DJ and Pearson, WR, Science, 227, 1435-1441, (1985)] It can be calculated by creating an alignment by performing sex analysis.
Here, as `` a structure in which a polypeptide consisting of about 90 amino acids having amino acid sequence homology with each other is present about 6 times '', for example, Alex, LA et.al. (1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 3416-3421, Ochiai, N. et.al. (2001) Pest Manag. Sci. 57: 437-442, Oshima, M. et.al. (2002) Phytopathology 92: 75-80 Such a structure is present on the N-terminal side of the histidine kinase region. “Structure in which an amino acid sequence consisting of about 90 amino acids is repeated about 6 times” includes, for example, the sixth repetition of an truncated amino acid sequence consisting of about 90 amino acids followed by truncation Also included is a structure in which the sequence continues, a structure in which an amino acid sequence consisting of about 90 amino acids is repeated six times, followed by a truncated seventh repeat sequence. Specifically, in the amino acid sequence of histidine kinase described in the present invention, the “structure in which an amino acid sequence consisting of about 90 amino acids having amino acid sequence homology with each other is repeated about 6 times” is the amino acid represented by SEQ ID NO: 1. The region from the 190th amino acid to the 707th amino acid in the sequence, the region from the 189th amino acid to the 706th amino acid in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16, the 176th amino acid in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 41 To the 693rd amino acid, from the 192nd amino acid to the 709th amino acid in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 55, from the 299th amino acid to the 911th amino acid in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 68 And the like. `` Osmotically sensitive histidine kinase that does not have a transmembrane region '' is a histidine kinase that is characteristically found in filamentous fungi, and a repeated sequence region of polypeptides consisting of about 90 amino acids having amino acid sequence homology to each other, It refers to a protein having a histidine kinase region and a receiver region, having structural features that do not have a transmembrane region, and having osmotic pressure sensitivity.
In order to confirm that the protein has osmotic pressure sensitivity, it may be confirmed that the sensitivity of the cell to osmotic stress is enhanced by deleting the protein (histidine kinase) from the cell. (Histidine kinase) was introduced into the budding yeast lacking the osmotic pressure sensitive hybrid sensor kinase SLN1, and it was confirmed that the function of the deficient SLN1 was complemented and the yeast could grow, and the protein penetrated. It can also be confirmed that it is pressure sensitive.
Among filamentous fungi, there is mainly the presence of “osmotic pressure-sensitive histidine kinase that does not have a transmembrane region” in red spider mold, which is a model organism of filamentous fungi, and phytopathogenic fungi, which are pathogenic microorganisms that use plants as hosts. It has been reported.
Examples of the histidine kinase of the present invention or a gene thereof include histidine kinase having one of the following amino acid sequences or a gene thereof.
<Amino acid sequence>
(A) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 55 or SEQ ID NO: 68,
(B) An osmotic pressure that is an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, added, or substituted in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 55, or SEQ ID NO: 68, and has no transmembrane region. The amino acid sequence of the sensitive histidine kinase,
(C) the amino acid sequence of an osmotic pressure sensitive histidine kinase which is an amino acid sequence having 95% or more sequence identity with the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 55 or SEQ ID NO: 68 and which does not have a transmembrane region
ここで、前記(b)にある「アミノ酸が欠失、付加もしくは置換」及び前記(c)にある「95%以上の配列同一性」には、例えば、配列番号41、配列番号55又は配列番号68で示されるアミノ酸配列を有する蛋白質が細胞内で受けるプロセシング、該蛋白質が由来する生物の個体差間の差異等により天然に生じる変異や、人為的なアミノ酸の変異(例えば、部位特異的変異導入法や突然変異処理等によって、天然の蛋白質をコードするDNAに変異を導入し発現させることにより作出された蛋白質が有するアミノ酸配列中に存在するアミノ酸の変異)等が含まれる。 Here, “amino acid deletion, addition or substitution” in (b) and “95% or more sequence identity” in (c) include, for example, SEQ ID NO: 41, SEQ ID NO: 55, or SEQ ID NO: 68, a naturally occurring mutation caused by differences in individual processing of the organism from which the protein is derived, or an artificial amino acid mutation (for example, site-specific mutagenesis) Amino acid mutations present in the amino acid sequences of proteins produced by introducing and expressing mutations in DNA encoding natural proteins by methods, mutation treatments, and the like.
前記(b)にある「アミノ酸が欠失、付加もしくは置換」(以下、総じてアミノ酸の改変と記すこともある。)を人為的に行う場合の手法としては、例えば、配列番号41、配列番号55又は配列番号68で示されるアミノ酸配列をコードするDNAに対して慣用の部位特異的変異導入を施し、その後このDNAを常法により発現させる手法が挙げられる。ここで部位特異的変異導入法としては、例えば、アンバー変異を利用する方法(ギャップド・デュプレックス法、Nucleic Acids Res.,12,9441-9456(1984))、変異導入用プライマーを用いたPCRによる方法等が挙げられる。 Examples of methods for artificially performing the “amino acid deletion, addition, or substitution” in the above (b) (hereinafter sometimes collectively referred to as amino acid modification) include, for example, SEQ ID NO: 41 and SEQ ID NO: 55. Alternatively, a conventional site-directed mutagenesis is performed on the DNA encoding the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 68, and then this DNA is expressed by a conventional method. Here, as a site-specific mutagenesis method, for example, a method using amber mutation (gapped duplex method, Nucleic Acids Res., 12, 9441-9456 (1984)), a PCR method using a mutagenesis primer Etc.
前記で改変されるアミノ酸の数については、少なくとも1残基、具体的には1若しくは数個(ここで「数個」とは、2〜約10個程度である。)、又はそれ以上である。かかる改変の数は、本発明の効果を見出すことのできる範囲であれば良い。 The number of amino acids modified as described above is at least 1 residue, specifically 1 or several (here, “several” is about 2 to about 10) or more. . The number of such modifications may be in a range where the effects of the present invention can be found.
また前記欠失、付加又は置換のうち、特にアミノ酸の置換に係る改変が好ましい。当該置換は、疎水性、電荷、pK、立体構造上における特徴等の類似した性質を有するアミノ酸への置換がより好ましい。このような置換としては、例えば、(1)グリシン、アラニン;(2)バリン、イソロイシン、ロイシン;(3)アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、(4)セリン、スレオニン;(5)リジン、アルギニン;(6)フェニルアラニン、チロシンのグループ内での置換が挙げられる。 Of the deletions, additions or substitutions, the modification relating to amino acid substitution is particularly preferable. The substitution is more preferably substitution with an amino acid having similar properties such as hydrophobicity, charge, pK, and structural features. Examples of such substitution include (1) glycine, alanine; (2) valine, isoleucine, leucine; (3) aspartic acid, glutamic acid, asparagine, glutamine, (4) serine, threonine; (5) lysine, arginine. And (6) substitution within the group of phenylalanine and tyrosine.
本発明において「配列同一性」とは、2つの遺伝子又は2つの蛋白質間の配列の同一性及び相同性をいう。前記「配列同一性」は、比較対象の配列の全領域にわたって、最適な状態にアラインメントされた2つの配列を比較することにより決定される。ここで、比較対象の遺伝子又は蛋白質は、2つの配列の最適なアラインメントにおいて、付加又は欠失(例えばギャップ等)を有していてもよい。このような「配列同一性」は、例えば、FASTA[Pearson & Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA,4, 2444-2448(1988)]、BLAST[Altschulら、Journal of Molecular Biology, 215, 403-410(1990)]、CLUSTAL W[Thompson,Higgins&Gibson, Nucleic Acid Research, 22, 4673-4680(1994a)]等のプログラムを用いて相同性解析を行いアラインメントを作成することによって算出することができる。上記のプログラムは、例えば、DNA Data Bank of Japan[国立遺伝学研究所 生命情報・DDBJ研究センター (Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan ;CIB/DDBJ)内で運営される国際DNAデータバンク]のホームページ(http://www.ddbj.nig.ac.jp)等において、一般的に利用可能である。また、「相同性」は市販の配列解析ソフトウェアを用いて求めることもできる。具体的には例えば、GENETYX-WIN Ver.5(ソフトウェア開発株式会社製)」を用い、Lipman-Pearson法[Lipman, D. J. and Pearson, W.R., Science, 227, 1435-1441,(1985)]により相同性解析を行ってアラインメントを作成することにより算出することができる。 In the present invention, “sequence identity” refers to sequence identity and homology between two genes or two proteins. The “sequence identity” is determined by comparing two sequences that are optimally aligned over the entire region of the sequence to be compared. Here, the gene or protein to be compared may have an addition or a deletion (for example, a gap) in the optimal alignment of the two sequences. Such “sequence identity” is exemplified by FASTA [Pearson & Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 4, 2444-2448 (1988)], BLAST [Altschul et al., Journal of Molecular Biology, 215, 403-410 (1990)], CLUSTAL W [Thompson, Higgins & Gibson, Nucleic Acid Research, 22, 4673-4680 (1994a)], etc., and can be calculated by creating an alignment by performing homology analysis. . The above program is, for example, the DNA Data Bank of Japan [International DNA Data Bank operated within the Center for Information Biology and DNA Data Bank of Japan (CIB / DDBJ)]. It is generally available on the homepage (http://www.ddbj.nig.ac.jp). “Homology” can also be determined using commercially available sequence analysis software. Specifically, for example, GENETYX-WIN Ver.5 (manufactured by Software Development Co., Ltd.) is used, and the homology is obtained by the Lipman-Pearson method [Lipman, DJ and Pearson, WR, Science, 227, 1435-1441, (1985)] It can be calculated by creating an alignment by performing sex analysis.
本発明における配列同一性は、例えば、アミノ酸配列基準の場合には95%以上であることが好ましく、また塩基配列基準の場合にも95%以上であることが好ましい。 For example, the sequence identity in the present invention is preferably 95% or more in the case of the amino acid sequence standard, and preferably 95% or more in the case of the base sequence standard.
以下に、より具体的な「細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性のヒスチジンキナーゼ」の例を挙げて説明する。 Hereinafter, a more specific example of “osmotic pressure sensitive histidine kinase having no transmembrane region” will be described.
(アパカンカビの細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性のヒスチジンキナーゼ)
アカパンカビの浸透圧感受性の変異株os-1より単離されたOS-1遺伝子にコードされる蛋白質OS-1を、「細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性のヒスチジンキナーゼ」として挙げることができる(Schumacher,M.M. et.al. (1997) Current Microbiol. 34:340-347、Alex,L.A. et.al. (1996) Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93:3416-3421)。OS-1のアミノ酸配列、及び、OS-1遺伝子の塩基配列が公開されており(アミノ酸配列:AAB03698, AAB01979、塩基配列:U50263, U53189)、抗菌活性物質のスクリーニングへの有用性がUS5,939,306に記載されている。アカパンカビ変異株os-1は、野生株より高浸透圧ストレスに感受性が高くなることから、OS-1はアカパンカビにおいて浸透圧適応に関与する浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼであることが分かっている。OS-1はそのアミノ酸配列から、前記の構造的な特徴を有することが知られている。また、アカパンカビ変異株os-1は、ジカルボキシイミド系抗菌活性物質、芳香族炭化水素系抗菌活性物質又はフェニルピロール系抗菌活性物質等を有効成分として含有する殺菌剤に抵抗性を有することも知られている。さらに、ジカルボキシイミド系抗菌活性物質を有効成分として含有する殺菌剤に抵抗性を示すアカパンカビ変異株より単離されたOS-1変異遺伝子は、OS-1の特徴的な繰返し配列中にアミノ酸置換をもたらすような遺伝子変異が、OS-1遺伝子上に認められた(Miller,T.K. et.al. (2002) Fungl Gen.Biol. 35:147-155)。このようなことから、前記の殺菌剤の有効成分として含まれる抗菌活性物質がアカパンカビのOS-1を標的としていることが予想されている。
(Osmotically sensitive histidine kinase that does not have a transmembrane region of apacan mold)
The protein OS-1 encoded by the OS-1 gene isolated from the osmotic pressure-sensitive mutant os-1 of red-knot mold can be cited as "osmotic-sensitive histidine kinase that does not have a transmembrane region" (Schumacher, MM et.al. (1997) Current Microbiol. 34: 340-347, Alex, LA et.al. (1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 3416-3421). The amino acid sequence of OS-1 and the base sequence of the OS-1 gene have been published (amino acid sequences: AAB03698, AAB01979, base sequences: U50263, U53189), and US5,939,306 is useful for screening antibacterial active substances. It is described in. Since the red-spotted mold mutant os-1 is more sensitive to hyperosmotic stress than the wild-type strain, it is known that OS-1 is an osmotic-sensitive histidine kinase involved in osmotic adaptation in red-spotted mold. OS-1 is known from the amino acid sequence to have the structural features described above. It is also known that the red mold fungus mutant os-1 has resistance to a bactericidal agent containing a dicarboximide antibacterial active substance, an aromatic hydrocarbon antibacterial active substance or a phenylpyrrole antibacterial active substance as an active ingredient. It has been. In addition, the OS-1 mutant gene isolated from the Akapan mold mutant resistant to fungicides containing dicarboximide-based antibacterial active substances as an active ingredient has an amino acid substitution in the characteristic repetitive sequence of OS-1. A gene mutation that resulted in a mutation was found on the OS-1 gene (Miller, TK et.al. (2002) Fungl Gen. Biol. 35: 147-155). For these reasons, it is expected that the antibacterial active substance contained as an active ingredient of the above bactericidal agent targets red-knot mold OS-1.
(灰色カビ病糸状菌の細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性のヒスチジンキナーゼ)
次に、「細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性のヒスチジンキナーゼ」の具体的な例として、灰色カビ病糸状菌(Botryotinia fuckeliana)のBcOS-1が挙げられる。BcOS-1遺伝子は、アカパンカビOS-1遺伝子の相同遺伝子として単離され、塩基配列及びアミノ酸配列が公開されている(塩基配列:Genebank accession AF396287, AF435964, アミノ酸配列:Genebank accession AAL37947, AAL30826)。BcOS-1はそのアミノ酸配列から、前記の構造的な特徴を有することが知られている。また、灰色カビ病糸状菌のジカルボキシイミド系抗菌活性物質を有効成分として含有する殺菌剤に対する抵抗性株から単離されたBcOS-1遺伝子には、アカパンカビのジカルボキシイミド系抗菌活性物質を有効成分として含有する殺菌剤に対する抵抗性株から単離されたOS-1遺伝子の場合と同様に、BcOS-1の特徴的な繰返し配列中にアミノ酸置換をもたらすような遺伝子変異が、BcOS-1遺伝子上に認められた。さらに、このBcOS-1を欠損した抗菌活性物質耐性変異株は、野生株より浸透圧感受性が高いことから、BcOS-1が浸透圧感受性のヒスジンキナーゼであることが知れられている(Oshima, M. et.al. (2002) Phytopathology 92:75-80)。
BcOS-1として、より具体的には、実施例に記載したBc-16株より単離された配列番号1で示されるアミノ酸配列を有するBcOS-1を挙げることができる。
(Osmotically sensitive histidine kinase that does not have a transmembrane domain of gray mold fungi)
Next, a specific example of “osmotic pressure sensitive histidine kinase that does not have a transmembrane region” is BcOS-1 of Botryotinia fuckeliana. The BcOS-1 gene has been isolated as a homologous gene of the red-knot mold OS-1 gene, and its nucleotide sequence and amino acid sequence have been published (base sequence: Genebank accession AF396287, AF435964, amino acid sequence: Genebank accession AAL37947, AAL30826). BcOS-1 is known from the amino acid sequence to have the structural features described above. In addition, the BacOS-1 gene isolated from a strain resistant to fungicides containing dicarboximide antibacterial active substance of gray mold fungus as an active ingredient is effective against red carp mold dicarboximide antibacterial active substance As in the case of the OS-1 gene isolated from a strain resistant to the fungicide contained as a component, a genetic mutation that results in an amino acid substitution in the characteristic repeat sequence of BcOS-1 Recognized above. Furthermore, this antibacterial active substance resistant mutant lacking BcOS-1 is known to be an osmotic sensitive histidine kinase because of its higher osmotic sensitivity than the wild type (Oshima, M. et.al. (2002) Phytopathology 92: 75-80).
More specifically, examples of BcOS-1 include BcOS-1 having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 isolated from the Bc-16 strain described in the Examples.
(イネいもち病糸状菌の細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性のヒスチジンキナーゼ)
さらに、「細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性のヒスチジンキナーゼ」の具体的な例として、イネいもち病糸状菌(Magnaporthe grisea)のHIK1を挙げることができる。HIK1遺伝子は、アカパンカビOS-1遺伝子の相同遺伝子として塩基配列及びアミノ酸配列が公開されている(塩基配列:Genebank accession AB041647, アミノ酸配列:Genebank accession BAB40947)。HIK1はそのアミノ酸配列から、上記のような細胞膜貫通領域を持たない等の構造的な特徴を有することが知られている。また、HIK1遺伝子を欠損したイネいもち病糸状菌は野生株より高い浸透圧感受性が認められ、HIK1が浸透圧感受性のヒスチジンキナーゼであることが示されている。(hppt://www.sci.saitama-u.ac.jp/seitai/iden/Japanese/Abst Symp3.html)
HIK1として、より具体的には、実施例に記載したP-37株より単離された配列番号16で示されるアミノ酸配列を有するHIK1を挙げることができる。
(Osmotic pressure sensitive histidine kinase without the transmembrane domain of rice blast fungus)
Furthermore, as a specific example of “osmotic pressure-sensitive histidine kinase having no transmembrane region”, HIK1 of rice blast fungus (Magnaporthe grisea) can be mentioned. The nucleotide sequence and amino acid sequence of the HIK1 gene are disclosed as homologous genes of the red-knot mold OS-1 gene (base sequence: Genebank accession AB041647, amino acid sequence: Genebank accession BAB40947). HIK1 is known from its amino acid sequence to have structural features such as not having a transmembrane region as described above. In addition, rice blast fungi lacking the HIK1 gene showed higher osmotic sensitivity than the wild type, indicating that HIK1 is an osmotically sensitive histidine kinase. (hppt: //www.sci.saitama-u.ac.jp/seitai/iden/Japanese/Abst Symp3.html)
More specifically, HIK1 includes HIK1 having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 16 isolated from the P-37 strain described in the Examples.
(糸状菌及び酵母の定義)
なお、本発明において「糸状菌」とは「改訂版微生物の分類と同定(上)、長谷川武治編、学会出版センター、1984年(ISBN 4-7622-7399-6)」等に記載されている、変形菌門(Myxomycota)と真正菌門(Eumycota)からなる菌類(fungi)、のうち、酵母(yeast)として分類され得る菌類以外の菌類」を意味する。例えば、変形菌門に分類される糸状菌としては、ネコブカビ綱に属するハクサイ根こぶ病糸状菌(Plasmodiophora brassicae)等があげられる。また真正菌門に分類される糸状菌としては、鞭毛菌亜門に属するジャガイモ疫病糸状菌(Phytophthora infestans)、接合菌亜門に属するサツマイモ軟腐病糸状菌(Rhizopus stolonifer)、立枯病糸状菌(Rhizopus oryzae)、子のう菌亜門に属するアカパンカビ(Neurospora crassa)、コムギ葉枯病糸状菌(Mycospharella tritici)、コムギうどんこ病糸状菌(Erysiphe graminis)、イネ立枯病糸状菌(Linocarpon cariceti)、ごま葉枯病糸状菌(Cochliobolus miyabeanus)、灰色カビ病糸状菌(Botrytinia fuckeliana)、イネいもち病糸状菌(Magnaporthe grisea)、担子菌亜門に属するトウモロコシ黒穂病糸状菌(Ustilago maydis)、コムギさび病糸状菌(Puccinia recondita)、イネ紋枯病糸状菌(Thanatephorus cucumeris)、不完全菌亜門に属するトマト葉かび病糸状菌(Cladosporium fulvum)、ナシ黒斑病糸状菌(Alternaria kikuchiana)、ホウレンソウ萎凋病糸状菌(Fusarium oxysporum)等があげられる。
また、酵母(yeast)とは、「改訂版微生物の分類と同定(上)、長谷川武治編、学会出版センター、1984年(ISBN 4-7622-7399-6)」に記載されているように、「主として出芽によって増殖し、単細胞世代が長く、単細胞の増殖で形成するコロニーは毛状にならず、白色ないし明色の糊状となる」ような菌類を意味する。例えば、Saccharomyces属に属するSaccharomyces cerevisiae、Schizosaccharomyces属に属するSchizosaccharomyces pombe、Phichia属に属するPhichia burtonii、Candida属に属するCandida albicans等をあげることができる。
(Definition of filamentous fungi and yeast)
In the present invention, “filamentous fungi” are described in “Revised Classification and Identification of Microorganisms (above), Takeharu Hasegawa, Society Publishing Center, 1984 (ISBN 4-7622-7399-6)” and the like. , Among fungi consisting of Myxomycota and Eumycota, fungi other than fungi that can be classified as yeast. For example, examples of the filamentous fungi classified as a genus Mycobacterium include Plasmodiophora brassicae, which belongs to the class of Mycophyceae. In addition, the fungi classified as Eubacteria are potato Phytophthora infestans belonging to the flagellum subfamily, Rhizopus stolonifer, and the blight fungus (Rhizopus stolonifer) belonging to the zygomycete subfamily. Rhizopus oryzae), Neurospora crassa belonging to Ascomycotina, Mycospharella tritici, wheat powdery mildew (Erysiphe graminis), rice fungus (Linocarpon cariceti) , Sesame leaf blight fungus (Cochliobolus miyabeanus), gray mold fungus fungus (Botrytinia fuckeliana), rice blast fungus fungus (Magnaporthe grisea), basidiomycetous fungus (Ustilago maydis), wheat rust Fungus fungi (Puccinia recondita), rice mold blight fungus (Thanatephorus cucumeris), tomato leaf mold fungus (Cladosporium fulvum) belonging to incomplete fungus, pear black spot fungus fungus (Alte) rnaria kikuchiana), spinach wilt fungus (Fusarium oxysporum) and the like.
In addition, yeast (yeast), as described in "Revised Classification and Identification of Microorganisms (above), Takeharu Hasegawa, Society Publishing Center, 1984 (ISBN 4-7622-7399-6)" It means fungi such as “proliferated mainly by budding, long single-cell generation, and colonies formed by single-cell growth do not become hairy, but become white or light paste”. Examples include Saccharomyces cerevisiae belonging to the genus Saccharomyces, Schizosaccharomyces pombe belonging to the genus Schizosaccharomyces, Phichia burtonii belonging to the genus Phichia, Candida albicans belonging to the genus Candida, and the like.
(ジカルボキシイミド系抗菌活性物質、芳香族炭化水素系抗菌活性物質又はフェニルピロール系抗菌活性物質のいずれかに対する抵抗性変異を有するヒスチジンキナーゼであり、かつ細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性であるヒスチジンキナーゼ)
前記の「細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼ」は、ジカルボキシイミド系抗菌活性物質、芳香族炭化水素系抗菌活性物質又はフェニルピロール系抗菌活性物質のいずれかに対する抵抗性変異を有する。
ここで、ジカルボキシイミド系抗菌活性物質とは、ジカルボキシイミドを基本骨格とする抗菌活性物質の総称であり、Modern Selective Fungicide Properties, Applications, Mechanisms of Action- 2nd rivesd and enlarged edition Lyr,H. ed. Gustav Fischer Verlag, New York, USA ISBN 3-334-60455-1 Capter 6, p99-118等に記載されている抗菌活性物質を示す。具体的には、化学式(1)に示される構造を有する化合物(Procymidone:以下、化合物(1)と記すこともある。)、化学式(2)に示される構造を有する化合物(Iprodione:以下、化合物(2)と記すこともある。)、化学式(3)に示される構造を有する化合物(Vinclozolin:以下、化合物(3)と記すこともある。)等を挙げることができる。芳香族炭化水素系抗菌活性物質とは、ベンゼン環を基本骨格とする抗菌活性物質の総称であり、Modern Selective Fungicide Properties, Applications, Mechanisms of Action- 2nd rivesd and enlarged edition Lyr,H. ed. Gustav Fischer Verlag, New York, USA ISBN 3-334-60455-1 Capter 5, p75-98等に記載されている抗菌活性物質を示す。具体的には、化学式(4)に示される構造を有する化合物(Quintozene:以下、化合物(4)と記すこともある。)、化学式(5)に示される構造を有する化合物(Tolclofos-methyl:以下、化合物(5)と記すこともある。)等を挙げることができる。また、フェニルピロール系抗菌活性物質とは、フェニルピロールを基本骨格とする抗菌活性物質の総称であり、Modern Selective Fungicide Properties, Applications, Mechanisms of Action- 2nd rivesd and enlarged edition Lyr,H. ed. Gustav Fischer Verlag, New York, USA ISBN 3-334-60455-1 Capter 19, p405-407等に記載されている抗菌活性物質を示す。具体的には、化学式(6)に示される構造を有する化合物(Fludioxonil:以下、化合物(6)と記すこともある。)、化学式(7)に示される構造を有する化合物(Fenpiclonil:以下、化合物(7)と記すこともある。)等を挙げることができる。
(It is a histidine kinase having a resistance mutation to any of a dicarboximide antibacterial substance, an aromatic hydrocarbon antibacterial substance or a phenylpyrrole antibacterial active substance, and has an osmotic pressure sensitivity without a transmembrane region. Histidine kinase)
The above-mentioned “osmotic pressure sensitive histidine kinase having no transmembrane region” has a resistance mutation to any of a dicarboximide antibacterial active substance, an aromatic hydrocarbon antibacterial active substance, or a phenylpyrrole antibacterial active substance. .
Here, the dicarboximide antimicrobial active, a generic name for an antimicrobial active substance a basic skeleton dicarboximides, Modern Selective Fungicide Properties, Applications, Mechanisms of Action- 2 nd rivesd and enlarged edition Lyr, H. ed. Gustav Fischer Verlag, New York, USA ISBN 3-334-60455-1 Capter 6, p99-118 and the like are shown. Specifically, a compound having a structure represented by the chemical formula (1) (Procymidone: hereinafter sometimes referred to as the compound (1)), a compound having a structure represented by the chemical formula (2) (Iprodione: hereinafter referred to as the compound) (2)), and a compound having a structure represented by the chemical formula (3) (Vinclozolin: hereinafter sometimes referred to as compound (3)). The aromatic hydrocarbon-based antimicrobial active, a generic name for an antimicrobial active substance a benzene ring as a basic skeleton, Modern Selective Fungicide Properties, Applications, Mechanisms of Action- 2 nd rivesd and enlarged edition Lyr, H. Ed. Gustav An antibacterial active substance described in Fischer Verlag, New York, USA ISBN 3-334-60455-1 Capter 5, p75-98, etc. Specifically, a compound having a structure represented by the chemical formula (4) (Quintozene: hereinafter also referred to as the compound (4)), a compound having a structure represented by the chemical formula (5) (Tolclofos-methyl: hereinafter And may be referred to as the compound (5)). Further, the phenyl pyrrole antimicrobial active, a generic name for an antimicrobial active substance a basic skeleton phenyl pyrrole, Modern Selective Fungicide Properties, Applications, Mechanisms of Action- 2 nd rivesd and enlarged edition Lyr, H. Ed. Gustav An antibacterial active substance described in Fischer Verlag, New York, USA ISBN 3-334-60455-1 Capter 19, p405-407 and the like. Specifically, a compound having a structure represented by chemical formula (6) (Fludioxonil: hereinafter sometimes referred to as compound (6)), a compound having a structure represented by chemical formula (7) (Fenpiclonil: hereinafter referred to as compound) (It may be described as (7)).
前記ジカルボキシイミド系抗菌活性物質、芳香族炭化水素抗菌活性物質及びフェニルピロール系抗菌活性物質の代表的な化合物の化学式を以下に示す。
(1)化学式(1)に示される構造を有する化合物(化合物(1))
The chemical formulas of typical compounds of the dicarboximide antibacterial active substance, aromatic hydrocarbon antibacterial active substance and phenylpyrrole antibacterial active substance are shown below.
(1) Compound having the structure represented by chemical formula (1) (compound (1))
(2)化学式(2)に示される構造を有する化合物(化合物(2))
(2) Compound having the structure represented by chemical formula (2) (compound (2))
(3)化学式(3)に示される構造を有する化合物(化合物(3))
(3) Compound having the structure represented by chemical formula (3) (compound (3))
(4)化学式(4)に示される構造を有する化合物(化合物(4))
(4) Compound having the structure represented by chemical formula (4) (compound (4))
(5)化学式(5)に示される構造を有する化合物(化合物(5))
(5) Compound having the structure represented by chemical formula (5) (compound (5))
(6)化学式(6)に示される構造を有する化合物(化合物(6))
(6) Compound having the structure represented by chemical formula (6) (compound (6))
(7)化学式(7)に示される構造を有する化合物(化合物(7))
(7) Compound having the structure represented by chemical formula (7) (compound (7))
「ジカルボキシイミド系抗菌活性物質、芳香族炭化水素系抗菌活性物質又はフェニルピロール系抗菌活性物質のいずれかに対する抵抗性変異」とは、ジカルボキシイミド系抗菌活性物質、芳香族炭化水素系抗菌活性物質又はフェニルピロール系抗菌活性物質のいずれかに対する抵抗性を有する糸状菌類の変異株が産生する「細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼ」で見出されうる変異であって、ジカルボキシイミド系抗菌活性物質、芳香族炭化水素系抗菌活性物質又はフェニルピロール系抗菌活性物質に対する抵抗性に関与するアミノ酸置換、付加又は欠失変異を示す。但し、当該変異によって「細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼ」がヒスチジンキナーゼとして機能しなくなる変異は除外する。ここで、ジカルボキシイミド系抗菌活性物質、芳香族炭化水素系抗菌活性物質又はフェニルピロール系抗菌活性物質のいずれかに対する抵抗性を有する糸状菌類の変異株は、ジカルボキシイミド系抗菌活性物質、芳香族炭化水素系抗菌活性物質又はフェニルピロール系抗菌活性物質を施用された自然界より単離しうる糸状菌類であっても、糸状菌類をジカルボキシイミド系抗菌活性物質、芳香族炭化水素系抗菌活性物質又はフェニルピロール系抗菌活性物質の存在下で人為的に培養すること等により選抜される抵抗性を獲得した糸状菌類でもよい。
具体的には、灰色カビ病糸状菌の「細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼ」であるBcOS-1において、ジカルボキシイミド系抗菌活性物質に対する抵抗性に関与するアミノ酸置換I365Sが、Oshima,M. et.al. (2002) Phytopathology 92:75-80に報告されている。ここで、「I365S」は365番目のイソロイシンがセリンに置換されていることを意味する。以下、アミノ酸置換を同様に記載する。アカパンカビの「細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼ」であるOS-1遺伝子におけるジカルボキシイミド系抗菌活性物質に対する抵抗性に関与するアミノ酸置換として、T368P、Q388S、E418E、L459M、A578V、G580R、I582M、M639V、A578V、G580G、L625Pが、アミノ酸欠失として680Kが、Miller,T.K. et.al. (2002) Fungal Gen.Biol. 35:147-155で報告されている。ここで、680Kは680番目のリジンが欠失されていることを意味する。以下、アミノ酸欠失を同様に記載する。また、アカパンカビのOS-1遺伝子におけるフェニルピロール系抗菌活性物質に対する抵抗性に関与するアミノ酸置換として、A578V、G580R、L625Pが、Ochiai,N. et.al. (2001) Pest Managenment Sci. 57:437-442で報告されている。
より具体的には、実施例に記載した配列番号13で示されるアミノ酸配列を有するBcOS-1を挙げることができる。
上記の抵抗性変異以外にも、ジカルボキシイミド系抗菌活性物質、芳香族炭化水素系抗菌活性物質又はフェニルピロール系抗菌活性物質のいずれかに対する抵抗性を有する糸状菌類の変異株から単離された「細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼ」のアミノ酸配列を解析し、感受性の野生株における当該蛋白質のアミノ酸配列と比較することによって、抵抗性変異を見出してもよい。
"Resistance mutation to any of dicarboximide antibacterial active substance, aromatic hydrocarbon antibacterial active substance or phenylpyrrole antibacterial active substance" means dicarboximide antibacterial active substance, aromatic hydrocarbon antibacterial activity A mutation that can be found in an `` osmotic pressure sensitive histidine kinase that does not have a transmembrane region '' produced by a mutant of a filamentous fungus having resistance to either a substance or a phenylpyrrole antibacterial active substance, An amino acid substitution, addition or deletion mutation involved in resistance to an imide antibacterial active substance, an aromatic hydrocarbon antibacterial active substance or a phenylpyrrole antibacterial active substance. However, mutations that cause the “osmotic pressure sensitive histidine kinase not having a transmembrane region” to function as histidine kinase due to the mutation are excluded. Here, mutants of filamentous fungi having resistance to any of dicarboximide antibacterial active substance, aromatic hydrocarbon antibacterial active substance or phenylpyrrole antibacterial active substance are dicarboximide antibacterial active substance, aromatic Even if it is a filamentous fungus that can be isolated from the natural world to which an aromatic hydrocarbon-based antibacterial active substance or phenylpyrrole-based antibacterial active substance is applied, the filamentous fungus is a dicarboximide-based antibacterial active substance, Filamentous fungi that have acquired resistance selected by, for example, artificial culture in the presence of a phenylpyrrole-based antibacterial active substance may be used.
Specifically, in BcOS-1 which is `` osmotic pressure sensitive histidine kinase that does not have a transmembrane region '' of gray mold fungus, amino acid substitution I365S involved in resistance to dicarboximide antibacterial active substance is Oshima, M. et.al. (2002) Phytopathology 92: 75-80. Here, “I365S” means that the 365th isoleucine is substituted with serine. Hereinafter, amino acid substitutions are described in the same manner. As an amino acid substitution involved in resistance to a dicarboximide antibacterial active substance in the OS-1 gene, which is an osmotic pressure sensitive histidine kinase having no transmembrane region, G580R, I582M, M639V, A578V, G580G, and L625P have been reported in Miller, TK et.al. (2002) Fungal Gen. Biol. 35: 147-155 as an amino acid deletion. Here, 680K means that the 680th lysine is deleted. Hereinafter, amino acid deletions are described in the same manner. In addition, A578V, G580R, and L625P are Ochiai, N. et.al. (2001) Pest Managenment Sci. 57: 437 as amino acid substitutions involved in resistance to phenylpyrrole antibacterial active substances in the OS-1 gene of red bread mold. Reported at -442.
More specifically, BcOS-1 having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 13 described in Examples can be mentioned.
In addition to the above-mentioned resistance mutations, isolated from mutants of filamentous fungi having resistance to either dicarboximide antibacterial substances, aromatic hydrocarbon antibacterial substances or phenylpyrrole antibacterial substances A resistance mutation may be found by analyzing the amino acid sequence of “osmotic pressure sensitive histidine kinase that does not have a transmembrane region” and comparing it with the amino acid sequence of the protein in a sensitive wild type strain.
(少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼを欠損した細胞に、細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子が機能可能な形で導入されてなる形質転換細胞の作製)
細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼ(以下、本発明ヒスチジンキナーゼと記すこともある。)のアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子が機能可能な形で導入されてなる形質転換細胞は、「本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子」等を、以下のようにして宿主細胞となる「少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼを欠損した細胞」に導入することにより得ることができる。以下、当該形質転換細胞の作製方法についてその一例を示す。
(Transformation in which a gene comprising a base sequence encoding the amino acid sequence of osmotic pressure sensitive histidine kinase not having a transmembrane region is introduced into a cell deficient in at least one hybrid sensor kinase in a functional form. Cell production)
A transformed cell into which a gene comprising a base sequence encoding the amino acid sequence of an osmotic pressure sensitive histidine kinase (hereinafter also referred to as histidine kinase of the present invention) having no transmembrane region is introduced in a functional form. Is introduced by introducing "a gene comprising a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of the histidine kinase of the present invention" or the like into a "cell deficient in at least one hybrid sensor kinase" as a host cell as follows. Obtainable. Hereinafter, an example of the method for producing the transformed cell will be described.
(1)cDNAの調製
まず、例えば、J.,Sambrook, E.,F.,Frisch, T.,Maniatis著、モレキュラークローニング第 2 版(Molecular Cloning 2nd edition)記載の方法に準じて、糸状菌類から全RNAを調製する。具体的には、例えば、アカパンカビ(Neurospora crassa)、灰色カビ病糸状菌(Botrytinia fuckeliana)、イネいもち病糸状菌(Magnaporthe grisea)、ジャガイモ疫病糸状菌(Phytophthora infestans)、イネ紋枯病糸状菌(Thanatephorus cucumeris)、ホウレンソウ萎凋病糸状菌(Fusarium oxysporum)、コムギ葉枯病糸状菌(Mycospharella tritici)、トマト疫病糸状菌(Phytophthora infestans)等からその組織の一部を採取した後、当該組織を液体窒素中で凍結させ、乳鉢等により物理的に磨砕し、(a)得られた磨砕物に、塩酸グアニジンとフェノールとを含む溶液又はSDSとフェノールとを含む溶液を添加して全RNAを得る方法、(b)前述の磨砕物にグアニジンチオシアネートを含む溶液を添加して、さらにCsClを加え遠心分離することにより全RNAを得る方法等を用いればよい。当該操作には、例えば、RNeasy Plant Mini Kit(QIAGEN社製)等の市販のキットを用いることもできる。
(1) Preparation of cDNA First, from filamentous fungi, for example, according to the method described in Molecular Cloning 2nd edition by J., Sambrook, E., F., Frisch, T., Maniatis. Prepare total RNA. Specifically, for example, red spruce mold (Neurospora crassa), gray mold fungus (Botrytinia fuckeliana), rice blast fungus (Magnaporthe grisea), potato blight fungus (Phytophthora infestans), rice mold blight fungus (Thanatephorus) cucumeris), spinar wilt fungus (Fusarium oxysporum), wheat leaf blight fungus (Mycospharella tritici), tomato plague fungus (Phytophthora infestans), etc. (A) A method of obtaining total RNA by adding a solution containing guanidine hydrochloride and phenol or a solution containing SDS and phenol to the obtained ground product, (b) A method of obtaining total RNA by adding a solution containing guanidine thiocyanate to the above-mentioned ground product, further adding CsCl and centrifuging may be used. For this operation, for example, a commercially available kit such as RNeasy Plant Mini Kit (manufactured by QIAGEN) can also be used.
次いで、このようにして調製された全RNAを用いてcDNAを作製する。例えば、オリゴdT鎖又はランダムプライマーを全RNAにアニールさせた後に、逆転写酵素を作用させることによりcDNAを作製すればよい。またさらに、当該cDNAに、例えば、RNaseH、DNA PolymeraseIを作用させることにより、2本鎖cDNAを作製することができる。当該操作には、SMARTTM PCR cDNA Synthesis Kit(クロンテック社製)、cDNA Synthesis Kit(宝酒造社製)、cDNA Synthesis Kit(アマシャムファルマシア社製)及びZAP-cDNA Synthesis Kit(Stratagene社製)等の市販のキットを用いることができる。 Next, cDNA is prepared using the total RNA thus prepared. For example, after annealing an oligo dT chain or a random primer to total RNA, cDNA may be prepared by acting reverse transcriptase. Furthermore, a double-stranded cDNA can be prepared by allowing RNaseH or DNA Polymerase I to act on the cDNA. For this operation, commercially available kits such as SMART ™ PCR cDNA Synthesis Kit (Clontech), cDNA Synthesis Kit (Takara Shuzo), cDNA Synthesis Kit (Amersham Pharmacia) and ZAP-cDNA Synthesis Kit (Stratagene) are used. Can be used.
(2)クローニング
塩基配列が既知の遺伝子の場合には、上記のように調製されたcDNAから、例えば、公開されている塩基配列の部分塩基配列を有するオリゴヌクレオチドをプライマーとして用いるPCRや、公開されている塩基配列の部分塩基配列を有するオリゴヌクレオチドをプローブとして用いるハイブリダイゼーション法により、本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子を取得することができる。
具体的には、灰色カビ病糸状菌cDNAから配列番号2で示される塩基配列の部分塩基配列を有するオリゴヌクレオチドをプライマーとして用いるPCRや、配列番号2で示される塩基配列の部分塩基配列を有するオリゴヌクレオチドをプローブとして用いるハイブリダイゼーション法により、本発明ヒスチジンキナーゼであるBcOS-1のアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子を取得することができる。
また、具体的には、イネいもち病糸状菌cDNAから配列番号17で示される塩基配列の部分塩基配列を有するオリゴヌクレオチドをプライマーとして用いるPCRや、配列番号17で示される塩基配列の部分塩基配列を有するオリゴヌクレオチドをプローブとして用いるハイブリダイゼーション法により、本発明ヒスチジンキナーゼであるHIK1のアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子を取得することができる。
塩基配列が未知の遺伝子の場合には、塩基配列が既知である本発明ヒスチジンキナーゼの塩基配列の部分塩基配列を有するオリゴヌクレオチドをプローブとして用いるハイブリダイゼーション法、又は、塩基配列及び/又はアミノ酸配列が既知である複数の本発明ヒスチジンキナーゼにおいて相同性の高い塩基配列及び/又はアミノ酸配列に基づいて設計されたオリゴヌクレオチドをプライマーとして用いたPCRによって取得することができる。塩基配列及び/又はアミノ酸配列が既知である複数の本発明ヒスチジンキナーゼにおいて相同性の高い塩基配列及び/又はアミノ酸配列としては、例えば、本発明ヒスチジンキナーゼの構造上の特徴である「約90アミノ酸からなるポリペプチドの繰返し配列領域」、「ヒスチジンキナーゼ領域」、「レシーバー領域」等に見られる保存モチーフの塩基配列及び/又はアミノ酸配列を挙げることができる。
(2) In the case of a gene whose cloning base sequence is already known, for example, PCR using a oligonucleotide having a partial base sequence of the public base sequence as a primer from the cDNA prepared as described above, A gene comprising a base sequence encoding the amino acid sequence of the histidine kinase of the present invention can be obtained by a hybridization method using an oligonucleotide having a partial base sequence of the base sequence as a probe.
Specifically, PCR using an oligonucleotide having a partial base sequence of the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 as a primer from gray mold fungus cDNA, or an oligo having a partial base sequence of the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 A gene comprising a base sequence encoding the amino acid sequence of BcOS-1, which is the histidine kinase of the present invention, can be obtained by a hybridization method using nucleotides as probes.
Specifically, PCR using a rice blast fungus cDNA having an oligonucleotide having a partial base sequence of the base sequence shown by SEQ ID NO: 17 as a primer, or a partial base sequence of the base sequence shown by SEQ ID NO: 17 A gene comprising a base sequence encoding the amino acid sequence of HIK1, which is the histidine kinase of the present invention, can be obtained by a hybridization method using the oligonucleotide possessed as a probe.
In the case of a gene whose base sequence is unknown, a hybridization method using an oligonucleotide having a partial base sequence of the base sequence of the histidine kinase of the present invention whose base sequence is known as a probe, or a base sequence and / or an amino acid sequence A plurality of known histidine kinases of the present invention can be obtained by PCR using oligonucleotides designed based on highly homologous base sequences and / or amino acid sequences as primers. A plurality of base sequences and / or amino acid sequences having high homology among the plurality of histidine kinases of the present invention whose base sequences and / or amino acid sequences are known include, for example, “from about 90 amino acids which are structural features of the histidine kinase of the present invention. The nucleotide sequence and / or amino acid sequence of the conserved motif found in the “repeat sequence region of polypeptide”, “histidine kinase region”, “receiver region” and the like.
より具体的には、灰色カビ病糸状菌のBcOS-1をPCRで取得する場合には、約20bpから約40bp程度の塩基配列、例えば、配列番号2で示される塩基配列の5’非翻訳領域及び3’非翻訳領域からそれぞれ選択した塩基配列に基いて設計、合成されたオリゴヌクレオチドをプライマーセットとして用いることができる。当該プライマーセットとしては、例えば、配列番号3で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと配列番号4で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとのセットをプライマーセットとして挙げることができる。用いられるPCR反応液は、cDNA250ngに、後述するような市販のDNAポリメラーゼ又はキット指定の反応液を添加することにより調製すればよい。PCR反応条件としては、使用するプライマーセットによって適宜変更することができるが、例えば、94℃で2分間保温し、次に約8℃で3分間保温した後、94℃で30秒間次いで55℃で30秒間次いで72℃で4分間の保温を1サイクルとしてこれを40サイクル程度繰り返す条件や、94℃で5秒間次いで72℃で4分間の保温を1サイクルとしてこれを5から10サイクル行い、さらに、94℃で5秒間保温し次いで70℃で4分間保温するサイクルを1サイクルとしてこれを20から40サイクル程度繰り返す条件をあげることができる。当該操作には、例えば、Takara HeraculaseTM(宝酒造社製)、Advantage cDNA PCR Kit(クロンテック社製)に含まれるDNAポリメラーゼ、TAKARA Ex Taq(宝酒造社製)、PLATINUMTM PCR SUPER Mix(ライフテックオリエンタル社製)、KOD-Plus-(東洋紡製)等の市販のキットを用いることができる。
また、イネいもち病糸状菌のHIK1をPCRで取得する場合には、例えば、配列番号17で示される塩基配列の5’非翻訳領域及び3’非翻訳領域からそれぞれ選択された塩基配列に基いて設計、合成されたオリゴヌクレオチドをプライマーセットとして用いることができる。当該プライマーセットとしては、例えば、配列番号18で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと配列番号19で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとのセットをプライマーセットとして挙げることができる。用いられるPCR反応液、反応条件は、前記と同様にPCRを実施することによって、HIK1遺伝子を取得することができる。
また、ホウレンソウ萎凋病糸状菌(Fusarium oxysporum)、コムギ葉枯病糸状菌(Mycospharella tritici)、イネ紋枯病糸状菌(Thanatephorus cucumeris)、トマト疫病糸状菌(Phytophthora infestans)等、ヒスチジンキナーゼ遺伝子の塩基配列が未知である菌由来の遺伝子の場合には、まず以下のようなPCRによって遺伝子の部分断片を取得すればよい。プライマーセットとしては、例えば、本ヒスチジンキナーゼの構造上の特徴である「繰り返し配列領域」、「ヒスチジンキナーゼ領域」「レシーバー領域」等に見られる保存モチーフのアミノ酸配列に基づいて設計、合成されたオリゴヌクレオチドのセットを用いることができる。当該プライマーセットの具体例としては、配列番号30〜34で示される塩基配列のいずれかを有するオリゴヌクレオチドと配列番号35〜40で示される塩基配列のいずれかを有するオリゴヌクレオチドとのプライマーセットを挙げることができる。例えばホウレンソウ萎凋病糸状菌(Fusarium oxysporum)の場合であれば、例えば配列番号33で示される塩基配列を有するオリゴヌクレオチドプライマーと配列番号38で示される塩基配列を有するオリゴヌクレオチドプライマーとを用い、KOD-Plus-(TOYOBO)を用いて、94℃で2分間保温した後、94℃で15秒間次いで55℃で30秒間さらに68℃で5分間の保温を1サイクルとして、これを35サイクル繰り返す増幅条件下で行う。また同様にコムギ葉枯病糸状菌(Mycospharella tritici)の場合であれば、例えば配列番号31で示される塩基配列を有するオリゴヌクレオチドプライマーと配列番号40で示される塩基配列を有するオリゴヌクレオチドプライマーを用い、KOD-Plus-(TOYOBO)を用いて、94℃で2分間保温した後、94℃で15秒間次いで55℃で30秒間さらに68℃で3分間の保温を1サイクルとして、これを35サイクル繰り返す増幅条件下で行う。また、イネ紋枯病糸状菌(Thanatephorus cucumeris)の場合であれば、例えば配列番号30で示される塩基配列を有するオリゴヌクレオチドプライマーと配列番号37で示される塩基配列を有するオリゴヌクレオチドプライマーとを用い、KOD-Plus-(TOYOBO)を用いて、94℃で2分間保温した後、94℃で15秒間次いで55℃で30秒間さらに68℃で1分間の保温を1サイクルとして、これを35サイクル繰り返す増幅条件下で行う。また、トマト疫病糸状菌(Phytophthora infestans)の場合であれば、例えば配列番号31で示される塩基配列を有するオリゴヌクレオチドプライマーと配列番号37で示される塩基配列を有するオリゴヌクレオチドプライマーとを用い、KOD-Plus-(TOYOBO)を用いて、94℃で2分間保温した後、94℃で15秒間次いで55℃で30秒間さらに68℃で1分間の保温を1サイクルとして、これを35サイクル繰り返す増幅条件下で行う。次いでこのようなPCRによって増幅された部分遺伝子断片の塩基配列を基に、例えばSMART RACE cDNA Amplification Kit(CLONTECH)を用いることによって、全長遺伝子を取得することができる。
上記のようにして得られた全長遺伝子から、本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列の全長をコードする塩基配列が明らかになれば、その塩基配列の部分塩基配列を有するオリゴヌクレオチドをプライマーとして用いるPCRにより、本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列を有する遺伝子を取得することもできる。
具体的には、ホウレンソウ萎凋病糸状菌(Fusarium oxysporum)の本発明ヒスチジンキナーゼ遺伝子をPCRで取得する場合には、例えば、配列番号42で示される塩基配列の5’端領域及び3’端領域からそれぞれ選択された塩基配列に基いて設計、合成されたオリゴヌクレオチドをプライマーセットとして用いることができる。当該プライマーセットとしては、例えば、配列番号52で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと配列番号53で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとのセット等を挙げることができる。用いられるPCR反応液、反応条件は、上記と同様にPCRを実施することによって、ホウレンソウ萎凋病糸状菌(Fusarium oxysporum)由来の本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列を有するポリヌクレオチドを取得することができる。
また、コムギ葉枯病糸状菌(Mycospharella tritici)の本発明ヒスチジンキナーゼ遺伝子をPCRで取得する場合には、例えば、配列番号56で示される塩基配列の5’端領域及び3’端領域からそれぞれ選択された塩基配列に基いて設計、合成されたオリゴヌクレオチドをプライマーセットとして用いることができる。当該プライマーセットとしては、例えば、配列番号64で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと配列番号65で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとのセット等を挙げることができる。用いられるPCR反応液、反応条件は、上記と同様にPCRを実施することによって、コムギ葉枯病糸状菌(Mycospharella tritici)由来の本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列を有するポリヌクレオチドを取得することができる。
また、イネ紋枯病糸状菌(Thanatephorus cucumeris)の本発明ヒスチジンキナーゼ遺伝子をPCRで取得する場合には、例えば、配列番号69で示される塩基配列の5’端領域及び3’端領域からそれぞれ選択された塩基配列に基いて設計、合成されたオリゴヌクレオチドをプライマーセットとして用いることができる。当該プライマーセットとしては、例えば、配列番号85で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと配列番号86で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとのセット等を挙げることができる。用いられるPCR反応液、反応条件は、上記と同様にPCRを実施することによって、イネ紋枯病糸状菌(Thanatephorus cucumeris)由来の本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列を有するポリヌクレオチドを取得することができる。
More specifically, when BcOS-1 of gray mold fungus is obtained by PCR, a base sequence of about 20 bp to about 40 bp, for example, a 5 ′ untranslated region of the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 And oligonucleotides designed and synthesized based on the base sequences selected from the 3 ′ untranslated region, respectively, can be used as a primer set. As the primer set, for example, a set of an oligonucleotide having a base sequence represented by SEQ ID NO: 3 and an oligonucleotide having a base sequence represented by SEQ ID NO: 4 can be cited as a primer set. The PCR reaction solution to be used may be prepared by adding a commercially available DNA polymerase as described later or a reaction solution specified by the kit to 250 ng of cDNA. The PCR reaction conditions can be appropriately changed depending on the primer set to be used. For example, the sample is kept at 94 ° C. for 2 minutes, then kept at about 8 ° C. for 3 minutes, then at 94 ° C. for 30 seconds and then at 55 ° C. Incubate for 30 seconds and then heat at 72 ° C for 4 minutes as one cycle, repeat this for about 40 cycles, or hold at 94 ° C for 5 seconds and then at 72 ° C for 4 minutes for 1 cycle. A cycle in which the temperature is kept at 94 ° C. for 5 seconds and then kept at 70 ° C. for 4 minutes is defined as one cycle, and this can be repeated 20 to 40 cycles. Examples of such operations include Takara Heraculase ™ (Takara Shuzo), DNA polymerase included in Advantage cDNA PCR Kit (Clontech), TAKARA Ex Taq (Takara Shuzo), PLATINUM ™ PCR SUPER Mix (Lifetech Oriental) ) And KOD-Plus- (manufactured by Toyobo) can be used.
In addition, when HIK1 of rice blast fungus is obtained by PCR, for example, based on a base sequence selected from the 5 ′ untranslated region and the 3 ′ untranslated region of the base sequence represented by SEQ ID NO: 17, respectively. Designed and synthesized oligonucleotides can be used as primer sets. As the primer set, for example, a set of an oligonucleotide consisting of the base sequence shown by SEQ ID NO: 18 and an oligonucleotide consisting of the base sequence shown by SEQ ID NO: 19 can be cited as a primer set. As for the PCR reaction solution and reaction conditions used, the HIK1 gene can be obtained by performing PCR in the same manner as described above.
In addition, the base sequence of histidine kinase gene, such as spinach wilt fungus (Fusarium oxysporum), wheat leaf blight fungus (Mycospharella tritici), rice mold blight fungus (Thanatephorus cucumeris), tomato blight fungus (Phytophthora infestans), etc. In the case of a gene derived from a fungus whose unknown is unknown, first, a partial fragment of the gene may be obtained by PCR as described below. Primer sets include, for example, oligos designed and synthesized based on the amino acid sequences of conserved motifs found in the “repetitive sequence region”, “histidine kinase region”, “receiver region”, etc., which are structural features of this histidine kinase. A set of nucleotides can be used. Specific examples of the primer set include a primer set of an oligonucleotide having any one of the base sequences represented by SEQ ID NOs: 30 to 34 and an oligonucleotide having any one of the base sequences represented by SEQ ID NOs: 35 to 40. be able to. For example, in the case of spinach wilt disease fungus (Fusarium oxysporum), for example, using an oligonucleotide primer having the base sequence represented by SEQ ID NO: 33 and an oligonucleotide primer having the base sequence represented by SEQ ID NO: 38, KOD- Using Plus- (TOYOBO), after incubating at 94 ° C for 2 minutes, one cycle consists of 94 ° C for 15 seconds, then 55 ° C for 30 seconds and then 68 ° C for 5 minutes. To do. Similarly, in the case of wheat leaf blight fungus (Mycospharella tritici), for example, using an oligonucleotide primer having the base sequence represented by SEQ ID NO: 31 and an oligonucleotide primer having the base sequence represented by SEQ ID NO: 40, Use KOD-Plus- (TOYOBO) for 2 minutes at 94 ° C, then repeat for 35 cycles with 94 ° C for 15 seconds, 55 ° C for 30 seconds and 68 ° C for 3 minutes. Perform under conditions. In the case of rice mold blight fungus (Thanatephorus cucumeris), for example, using an oligonucleotide primer having a base sequence represented by SEQ ID NO: 30 and an oligonucleotide primer having a base sequence represented by SEQ ID NO: 37, Amplification is repeated 35 times using KOD-Plus- (TOYOBO), followed by incubation at 94 ° C for 2 minutes, then at 94 ° C for 15 seconds, then at 55 ° C for 30 seconds and then at 68 ° C for 1 minute. Perform under conditions. In the case of Phytophthora infestans, for example, an oligonucleotide primer having a base sequence represented by SEQ ID NO: 31 and an oligonucleotide primer having a base sequence represented by SEQ ID NO: 37 are used, and KOD- Using Plus- (TOYOBO), heat was kept at 94 ° C for 2 minutes, and then kept at 94 ° C for 15 seconds, then at 55 ° C for 30 seconds and then at 68 ° C for 1 minute, and this cycle was repeated 35 times. To do. Next, based on the base sequence of the partial gene fragment amplified by such PCR, the full-length gene can be obtained by using, for example, SMART RACE cDNA Amplification Kit (CLONTECH).
When the base sequence encoding the full length of the amino acid sequence of the histidine kinase of the present invention is clarified from the full-length gene obtained as described above, by PCR using an oligonucleotide having a partial base sequence of the base sequence as a primer, A gene having a base sequence encoding the amino acid sequence of the histidine kinase of the present invention can also be obtained.
Specifically, when the histidine kinase gene of the present invention of spinach wilt disease fungus (Fusarium oxysporum) is obtained by PCR, for example, from the 5 ′ end region and 3 ′ end region of the base sequence represented by SEQ ID NO: 42 Oligonucleotides designed and synthesized based on each selected base sequence can be used as a primer set. Examples of the primer set include a set of an oligonucleotide having a base sequence represented by SEQ ID NO: 52 and an oligonucleotide having a base sequence represented by SEQ ID NO: 53. PCR reaction solution used and reaction conditions are obtained in the same manner as above to obtain a polynucleotide having the base sequence encoding the amino acid sequence of the histidine kinase of the present invention derived from spinach wilt disease fungus (Fusarium oxysporum) can do.
When the histidine kinase gene of the present invention of wheat leaf blight fungus (Mycospharella tritici) is obtained by PCR, for example, it is selected from the 5 ′ end region and 3 ′ end region of the base sequence represented by SEQ ID NO: 56, respectively. Oligonucleotides designed and synthesized based on the prepared base sequence can be used as a primer set. Examples of the primer set include a set of an oligonucleotide having a base sequence represented by SEQ ID NO: 64 and an oligonucleotide having a base sequence represented by SEQ ID NO: 65. The PCR reaction solution used and the reaction conditions are as follows. By carrying out PCR in the same manner as described above, a polynucleotide having a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of the histidine kinase of the present invention derived from Mycospharella tritici is used. Can be acquired.
When the histidine kinase gene of the present invention of rice blight fungus (Thanatephorus cucumeris) is obtained by PCR, for example, it is selected from the 5 ′ end region and 3 ′ end region of the base sequence represented by SEQ ID NO: 69, respectively. Oligonucleotides designed and synthesized based on the prepared nucleotide sequence can be used as a primer set. Examples of the primer set include a set of an oligonucleotide having a base sequence represented by SEQ ID NO: 85 and an oligonucleotide having a base sequence represented by SEQ ID NO: 86. The PCR reaction solution used and the reaction conditions are as follows. By carrying out PCR in the same manner as described above, a polynucleotide having the base sequence encoding the amino acid sequence of the histidine kinase of the present invention derived from rice blight fungus (Thanatephorus cucumeris) is used. Can be acquired.
ハイブリダイゼーション法を用いる場合には、例えばJ.,Sambrook, E.,F.,Frisch, T.,Maniatis著、モレキュラークローニング第 2 版(Molecular Cloning 2nd edition)記載の方法に準じてクローニングを行うことができる。
灰色カビ病糸状菌のBcOS-1、或いは、未知の本発明ヒスチジンキナーゼの遺伝子を取得する場合に用いられるプローブは、配列番号2で示される塩基配列の部分塩基配列を有するDNA(約200塩基〜約500塩基程度の鎖長)を合成し、当該DNAを、例えば、Random Primed DNA Labelling Kit(ベーリンガー社製)、Random Primer DNA Labelling Kit Ver.2(宝酒造社製)、ECL Direct Nucleic Acid Labelling and Ditection System(アマシャムファルマシア社製)、Megaprime DNA-labelling system(アマシャムファルマシア社製)等を用いた公知の方法に準じてラジオアイソトープ標識又は蛍光標識することにより得ることができる。このようにして得られるプローブは、例えば、灰色カビ病糸状菌のBcOS-1遺伝子等の塩基配列が既知の本発明ヒスチジンキナーゼの遺伝子や、塩基配列が未知の本発明ヒスチジンキナーゼの遺伝子のクローニングに用いることができる。ハイブリダイゼーション条件としては、例えば、ストリンジェントな条件をあげることができ、具体的には、例えば、6×SSC(0.9M NaCl、0.09Mクエン酸三ナトリウム)、5×デンハルト溶液(0.1%(w/v) フィコール400、0.1%(w/v) ポリビニルピロリドン、0.1%BSA)、0.5%(w/v) SDS及び100μg/ml変性サケ精子DNA存在下に、又は100μg/ml変性サケ精子DNAを含むDIG EASY Hyb溶液(ベーリンガーマンハイム社)中で、65℃で保温し、次いで1×SSC(0.15M NaCl、0.015Mクエン酸三ナトリウム)及び0.5%SDS存在下に、室温で15分間の保温を2回行い、さらに0.1×SSC(0.015M NaCl、0.0015Mクエン酸三ナトリウム)及び0.5%SDS存在下に、68℃で30分間保温する条件をあげることができる。
より具体的には、例えば灰色カビ病糸状菌BcOS-1遺伝子を得るためには、灰色カビ病糸状菌cDNAライブラリーファージ液 (約1,000,000pfu)を鋳型にして、TAKARA LA taqTM(宝酒造社製)を用いて、配列番号9に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと配列番号10に示される塩基配列の相補鎖に相当する塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとをプライマーセットとしてPCRを行うことによりプローブとするDNAを増幅し、これを取得すればよい。用いられるPCR反応液は、DNAライブラリー250ngにキット指定の反応液を添加することにより調製すればよい。
PCR反応条件としては、例えば、94℃で2分間保温し、次に8℃で3分間保温した後、94℃で30秒間、55℃で30秒間、68℃で5分間のサイクルを40サイクル繰り返すことにより増幅を行う条件をあげることができる。
次に、増幅・取得されたDNAを鋳型にして、Megaprime DNA-labelling system(アマシャムファルマシア社製)を用いて、当該キット指定の反応液を用いることにより32Pでラベルされたプローブを作製することができる。このようにして作製されたプローブを用いて通常の方法に従ってコロニーハイブリダイゼーションを行い、6×SSC(0.9M NaCl、0.09Mクエン酸三ナトリウム)、5×デンハルト溶液(0.1%(w/v) フィコール400、0.1%(w/v) ポリビニルピロリドン、0.1%BSA)、0.5%(w/v) SDS及び100μg/ml変性サケ精子DNA存在下に、又は100μg/ml変性サケ精子DNAを含むDIG EASY Hyb溶液(ベーリンガーマンハイム社)中で、65℃で保温し、次いで1×SSC(0.15M NaCl、0.015Mクエン酸三ナトリウム)及び0.5%SDS存在下に、室温で15分間の保温を2回行い、さらに0.1×SSC(0.015M NaCl、0.0015Mクエン酸ナトリウム)及び0.5%SDS存在下に、68℃で30分間保温することにより当該プローブにハイブリダイズするクローンを得ることができる。
When using the hybridization method, for example, cloning should be performed according to the method described in Molecular Cloning 2nd edition by J., Sambrook, E., F., Frisch, T., Maniatis. Can do.
BcOS-1 of a gray mold fungus or a probe used for obtaining an unknown gene of the histidine kinase of the present invention is a DNA having a partial base sequence of the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 (about 200 bases to The DNA is synthesized with, for example, Random Primed DNA Labeling Kit (Boehringer), Random Primer DNA Labeling Kit Ver.2 (Takara Shuzo), ECL Direct Nucleic Acid Labeling and Ditection It can be obtained by radioisotope labeling or fluorescent labeling according to a known method using System (Amersham Pharmacia), Megaprime DNA-labelling system (Amersham Pharmacia) or the like. The probe thus obtained can be used, for example, for cloning the gene of the histidine kinase of the present invention whose base sequence is known, such as the BcOS-1 gene of gray mold fungi, or the gene of the histidine kinase of the present invention whose base sequence is unknown. Can be used. Examples of hybridization conditions include stringent conditions. Specifically, for example, 6 × SSC (0.9 M NaCl, 0.09 M trisodium citrate), 5 × Denhardt's solution (0.1% (w / v) Ficoll 400, 0.1% (w / v) polyvinylpyrrolidone, 0.1% BSA), 0.5% (w / v) SDS and 100 μg / ml denatured salmon sperm DNA or 100 μg / ml denatured salmon sperm DNA Incubate in DIG EASY Hyb solution (Boehringer Mannheim) at 65 ° C, then incubate for 15 minutes at room temperature in the presence of 1x SSC (0.15M NaCl, 0.015M trisodium citrate) and 0.5% SDS The condition can be raised twice and further maintained at 68 ° C. for 30 minutes in the presence of 0.1 × SSC (0.015 M NaCl, 0.0015 M trisodium citrate) and 0.5% SDS.
More specifically, for example, to obtain the gray mold fungus BcOS-1 gene, TAKARA LA taq TM (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) using the gray mold fungus cDNA library phage solution (about 1,000,000 pfu) as a template. ), And by performing PCR using an oligonucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 9 and an oligonucleotide consisting of the base sequence corresponding to the complementary strand of the base sequence shown in SEQ ID NO: 10 as a primer set, The DNA to be amplified may be amplified and obtained. The PCR reaction solution to be used may be prepared by adding the reaction solution specified by the kit to 250 ng of the DNA library.
As PCR reaction conditions, for example, the sample is kept at 94 ° C. for 2 minutes, then kept at 8 ° C. for 3 minutes, and then cycles of 94 ° C. for 30 seconds, 55 ° C. for 30 seconds, and 68 ° C. for 5 minutes are repeated 40 cycles. Thus, conditions for amplification can be raised.
Next, using the amplified and obtained DNA as a template and using the Megaprime DNA-labelling system (manufactured by Amersham Pharmacia), create a probe labeled with 32 P by using the reaction solution specified by the kit. Can do. Colony hybridization was performed according to the usual method using the probe thus prepared, and 6 × SSC (0.9 M NaCl, 0.09 M trisodium citrate), 5 × Denhardt's solution (0.1% (w / v) Ficoll) 400, 0.1% (w / v) polyvinylpyrrolidone, 0.1% BSA), 0.5% (w / v) SDS and 100 μg / ml denatured salmon sperm DNA or DIG EASY Hyb containing 100 μg / ml denatured salmon sperm DNA Incubate in solution (Boehringer Mannheim) at 65 ° C, then incubate twice for 15 minutes at room temperature in the presence of 1x SSC (0.15M NaCl, 0.015M trisodium citrate) and 0.5% SDS, Furthermore, a clone that hybridizes to the probe can be obtained by incubation at 68 ° C. for 30 minutes in the presence of 0.1 × SSC (0.015 M NaCl, 0.0015 M sodium citrate) and 0.5% SDS.
また、塩基配列が既知の本発明ヒスチジンキナーゼの遺伝子は、例えば、公開されている塩基配列に基づいて、例えば、ホスファイト・トリエステル法(Hunkapiller,M.et al., Nature, 310, 105, 1984)等の通常の方法に準じて、核酸の化学合成を行うことにより調製することもできる。 In addition, the gene of the histidine kinase of the present invention whose base sequence is known can be obtained, for example, based on the published base sequence by, for example, the phosphite triester method (Hunkapiller, M. et al., Nature, 310, 105, 1984) and the like, and can also be prepared by chemical synthesis of nucleic acids.
上記のようにして得られた本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子は、「Molecular Cloning:A Laboratory Manual 2nd edition」(1989), Cold Spring Harbor Laboratory Press、「Current Protocols In Molecular Biology」(1987), John Wiley & Sons,Inc.ISBN0-471-50338-X等に記載される通常の方法に準じてベクターにクローニングすればよい。用いられるベクターとしては、例えば、pBlueScriptIIベクター(Stratagene社製)、pUC18/19ベクター(宝酒造社製)、TAクローニングベクター(Invitrogen社製)等をあげることができる。
尚、クローニングされた遺伝子の塩基配列は、Maxam Gilbert法 (例えば、Maxam,A.M & W.Gilbert, Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 74, 560, 1977 等に記載される)やSanger法(例えばSanger,F. & A.R.Coulson, J.Mol.Biol., 94, 441, 1975、Sanger,F, & Nicklen and A.R.Coulson., Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 74, 5463, 1977等に記載される)等により確認すればよい。当該操作には、例えば、Termo Seqenase II dye terminator cycle sequencing kit(アマシャムファルマシア社製)、Dye Terminator Cycle Sequencing FS Ready Reaction Kit(PEバイオシステムズジャパン社製)等の市販キットを用いることができる。
The gene consisting of the base sequence encoding the amino acid sequence of the histidine kinase of the present invention obtained as described above is `` Molecular Cloning: A Laboratory Manual 2nd edition '' (1989), Cold Spring Harbor Laboratory Press, `` Current Protocols In Molecular Biology "(1987), John Wiley & Sons, Inc. ISBN0-471-50338-X, etc. Examples of the vector used include pBlueScriptII vector (Stratagene), pUC18 / 19 vector (Takara Shuzo), TA cloning vector (Invitrogen) and the like.
The base sequence of the cloned gene is determined by Maxam Gilbert method (for example, described in Maxam, AM & W. Gilbert, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74, 560, 1977 etc.) or Sanger method ( For example, Sanger, F. & ARCoulson, J. Mol. Biol., 94, 441, 1975, Sanger, F, & Nicklen and ARCoulson., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74, 5463, 1977 etc. Etc.). For this operation, for example, a commercially available kit such as Termo Seqenase II dye terminator cycle sequencing kit (Amersham Pharmacia), Dye Terminator Cycle Sequencing FS Ready Reaction Kit (PE Biosystems Japan) can be used.
(3)発現ベクターの構築
本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子の発現ベクターの構築は、通常の方法(例えば、J.,Sambrook, E.,F.,Frisch, T.,Maniatis著、モレキュラークローニング第2版(Molecular Cloning 2nd edition)、コールド スプリング ハーバー ラボラトリー発行(Cold Spring Harbor Laboratory press)等に記載されている方法)に準じて行えばよい。
例えば、形質転換する宿主細胞において利用可能なベクター、例えば、宿主細胞中で複製可能な遺伝情報を含み、自立的に増殖できるベクターであって、さらに、宿主細胞からの単離・精製が可能であり、検出可能なマーカーを持っていてもよいベクター(具体的には、大腸菌等の細菌を宿主細胞とする場合には、例えば、プラスミドpUC119(宝酒造(株)製)やファージミドpBluescriptII(ストラタジーン社製)等を使用すればよい。酵母を宿主細胞とする場合には、例えば、プラスミドpACT2(Clontech社製)、p415CYC(ATCC87382)、p415ADH(ATCC87374)等を使用すればよい。植物細胞を宿主細胞とする場合には、例えば、プラスミドpBI221(Clontech 社)等を使用すればよい。)に、本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子を組み込むことにより構築すればよい。
(3) Construction of expression vector The construction of an expression vector for a gene comprising a base sequence encoding the amino acid sequence of the histidine kinase of the present invention is carried out by a conventional method (for example, J., Sambrook, E., F., Frisch, T. The method described in Maniatis, Molecular Cloning 2nd edition, published by Cold Spring Harbor Laboratory press, etc.).
For example, a vector that can be used in the host cell to be transformed, for example, a vector that contains genetic information that can be replicated in the host cell and can be propagated autonomously, and can be isolated and purified from the host cell. Yes, and a vector that may have a detectable marker (specifically, when a bacterium such as Escherichia coli is used as a host cell, for example, plasmid pUC119 (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) or phagemid pBluescriptII (Stratagene) When yeast is used as a host cell, for example, plasmid pACT2 (manufactured by Clontech), p415CYC (ATCC87382), p415ADH (ATCC87374), etc. may be used. In this case, for example, plasmid pBI221 (Clontech) or the like may be used.) A gene comprising a base sequence encoding the amino acid sequence of the histidine kinase of the present invention is incorporated. It may be constructed by.
本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子の上流に、宿主細胞で機能可能なプロモーターを機能可能な形で結合する形で前記ベクターに組み込むことにより、本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子を宿主細胞で発現させることが可能となる発現ベクターを構築することができる。ここで、「機能可能な形で結合させる」とは、宿主細胞においてプロモーターの制御下に本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子が発現するように、当該プロモーターと本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子とを結合させることを意味する。宿主細胞で機能可能なプロモーターとしては、例えば、宿主細胞が大腸菌である場合には、大腸菌のラクトースオペロンのプロモーター(lacP)、トリプトファンオペロンのプロモーター(trpP)、アルギニンオペロンのプロモーター(argP)、ガラクトースオペロンのプロモーター(galP)、tacプロモーター、T7プロモーター、T3プロモーター、λファージのプロモーター(λ-pL、λ-pR)等をあげることができる。また、宿主細胞が酵母である場合には、ADH1プロモーターやCYC1プロモーター(尚、ADH1プロモーターは、例えばADH1プロモーター及びCYC1ターミネーターを保持する酵母発現ベクターp415ADH(ATCC87374)から通常の遺伝子工学的方法により調製することができる。CYC1プロモーターは、p415CYC(ATCC87382)から通常の遺伝子工学的方法により調製することができる。)等をあげることができる。宿主細胞が植物細胞である場合には、例えば、ノパリン合成酵素遺伝子(NOS)プロモーター、オクトピン合成酵素遺伝子(OCT)プロモーター、カリフラワーモザイクウィルス(CaMV)由来19Sプロモーター、CaMV由来35Sプロモーター等をあげることができる。 The amino acid sequence of the histidine kinase of the present invention is incorporated into the vector in such a manner that a promoter capable of functioning in the host cell is operably linked upstream of the gene consisting of the base sequence encoding the amino acid sequence of the histidine kinase of the present invention. It is possible to construct an expression vector that allows a gene consisting of a nucleotide sequence encoding s to be expressed in a host cell. Here, “to bind in a functional manner” means that the promoter and the histidine of the present invention are expressed in a host cell so that the gene comprising the base sequence encoding the amino acid sequence of the histidine kinase of the present invention is expressed under the control of the promoter. It means to bind a gene consisting of a base sequence encoding the amino acid sequence of a kinase. Examples of promoters that can function in the host cell include, for example, when the host cell is E. coli, the E. coli lactose operon promoter (lacP), the tryptophan operon promoter (trpP), the arginine operon promoter (argP), and the galactose operon. Promoters (galP), tac promoter, T7 promoter, T3 promoter, λ phage promoter (λ-pL, λ-pR), and the like. Further, when the host cell is yeast, the ADH1 promoter and CYC1 promoter (note that the ADH1 promoter is prepared from a yeast expression vector p415ADH (ATCC87374) having, for example, the ADH1 promoter and CYC1 terminator by a conventional genetic engineering method. The CYC1 promoter can be prepared from p415CYC (ATCC87382) by a conventional genetic engineering method. When the host cell is a plant cell, examples include nopaline synthase gene (NOS) promoter, octopine synthase gene (OCT) promoter, cauliflower mosaic virus (CaMV) -derived 19S promoter, CaMV-derived 35S promoter, and the like. it can.
また、本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子を、宿主細胞において機能可能なプロモーターをあらかじめ保有するベクターに組み込む場合には、当該ベクターが保有するプロモーターと本発明ヒスチジンキナーゼの遺伝子とが機能可能な形で結合するように、当該プロモーターの下流に本発明ヒスチジンキナーゼの遺伝子を挿入すればよい。例えば、前述の酵母用プラスミドp415ADHはADH1プロモーターを有しており、当該プラスミドのADH1プロモーターの下流に本発明ヒスチジンキナーゼの遺伝子を挿入すれば、本発明ヒスチジンキナーゼの遺伝子を、例えば、Saccharomyces cerevisiae AH22(IFO10144)やTM182(Maeda,T. et.al. (1994) Nature 369:242-245)等の出芽酵母内で発現させることが可能となる発現ベクターを構築することができる。 In addition, when a gene comprising a base sequence encoding the amino acid sequence of the histidine kinase of the present invention is incorporated into a vector having a promoter capable of functioning in the host cell in advance, the promoter possessed by the vector and the gene of the histidine kinase of the present invention And the histidine kinase gene of the present invention may be inserted downstream of the promoter. For example, the yeast plasmid p415ADH described above has an ADH1 promoter, and if the gene of the histidine kinase of the present invention is inserted downstream of the ADH1 promoter of the plasmid, the gene of the histidine kinase of the present invention, for example, Saccharomyces cerevisiae AH22 ( Expression vectors that can be expressed in budding yeast such as IFO10144) and TM182 (Maeda, T. et.al. (1994) Nature 369: 242-245) can be constructed.
(4)形質転換細胞の作製
構築された発現ベクターを宿主細胞に通常の方法として導入することにより、本発明において用いられる形質転換細胞を作製することができる。かかる形質転換細胞を作製するために用いられる宿主細胞としては、例えば、細菌、酵母、植物細胞等を挙げることができる。細菌としては、例えば、大腸菌、Vibrio harveyi等を挙げることができる。酵母としては、出芽酵母、分裂酵母を挙げることができ、さらに具体的には、例えば、サッカロマイセス属、スキゾサッカロマイセス属等に属する酵母を挙げることができる。植物細胞としては、例えば、シロイヌナズナ等の植物細胞を挙げることができる。
発現ベクターを上記の宿主細胞に導入する方法としては、形質転換される宿主細胞に応じた通常の導入方法を適用することができる。例えば、宿主細胞として細菌を用いる場合には、「モレキュラー・クローニング」(J.Sambrookら、コールド・スプリング・ハーバー、1989年)等に記載される塩化カルシウム法やエレクトロポレーション法等の通常の導入方法を用いることにより前記発現ベクターを宿主細胞に導入することができる。宿主細胞として酵母を用いる場合には、例えば、リチウム法を基にしたYeast transformation kit(Clontech社製)等を用いることにより前記発現ベクターを宿主細胞に導入することができる。また、宿主細胞として植物細胞を用いる場合には、例えば、アグロバクテリウム感染方法(特公平2-58917及び特開昭60-70080)、プロトプラストへのエレクトロポレーション方法(特開昭60-251887及び特開平5-68575)及びパーティクルガン方法(特表平5-508316及び特開昭63-258525)等の通常の導入方法を用いることにより前記発現ベクターを宿主細胞に導入することができる。
(4) Preparation of transformed cell By introducing the constructed expression vector into a host cell as a usual method, the transformed cell used in the present invention can be prepared. Examples of host cells used for producing such transformed cells include bacteria, yeast, plant cells and the like. Examples of bacteria include Escherichia coli and Vibrio harveyi. Examples of yeast include budding yeast and fission yeast, and more specifically, yeasts belonging to the genus Saccharomyces, Schizosaccharomyces, and the like. Examples of plant cells include plant cells such as Arabidopsis thaliana.
As a method for introducing the expression vector into the above host cell, a normal introduction method according to the host cell to be transformed can be applied. For example, when a bacterium is used as a host cell, the usual introduction such as the calcium chloride method and the electroporation method described in “Molecular Cloning” (J. Sambrook et al., Cold Spring Harbor, 1989), etc. The expression vector can be introduced into a host cell by using the method. When yeast is used as the host cell, the expression vector can be introduced into the host cell by using, for example, a Yeast transformation kit (manufactured by Clontech) based on the lithium method. When plant cells are used as host cells, for example, an Agrobacterium infection method (JP-B-2-58917 and JP-A-60-70080), an electroporation method to protoplasts (JP-A-60-251887 and JP-A-60-251887) The expression vector can be introduced into a host cell by using a conventional introduction method such as JP-A-5-68575) and particle gun method (Japanese Patent Publication No. 5-508316 and JP-A-63-258525).
(本発明ヒスチジンキナーゼに関わる細胞内信号伝達系)
本発明において、前述のようにして作製された形質転換細胞内で発現された本発明ヒスチジンキナーゼからの細胞内信号伝達量又はそれに相関関係を有する指標値を測定するには、形質転換細胞を作製するために使用される宿主細胞が本来有している細胞内信号伝達系を利用すればよい。利用可能な細胞内信号伝達系としては、例えば、前記の出芽酵母の浸透圧制御の細胞内信号伝達、分裂酵母の細胞周期や酸化ストレス応答の細胞内信号伝達、大腸菌のきょう膜多糖類生合成オペロンの発現制御に関わる細胞内信号伝達、生物発光性の海洋微生物Vibrio harveyiの細胞密度感受性の発光制御に関わる細胞内信号伝達、シロイヌナズナのサイトカイニン応答に関わる細胞内信号伝達等を挙げることができる。
(Intracellular signal transmission system related to histidine kinase of the present invention)
In the present invention, in order to measure the amount of intracellular signal transduction from the histidine kinase of the present invention expressed in the transformed cell prepared as described above or an index value correlated therewith, a transformed cell is prepared. An intracellular signal transmission system inherent in the host cell used for this purpose may be used. Examples of intracellular signal transmission systems that can be used include intracellular signal transmission for osmotic pressure control of budding yeast, intracellular signal transmission for the cell cycle and oxidative stress response of fission yeast, and capsular polysaccharide biosynthesis of Escherichia coli. Intracellular signal transmission related to operon expression control, intracellular signal transmission related to cell density-sensitive luminescence control of bioluminescent marine microorganism Vibrio harveyi, intracellular signal transmission related to cytokinin response of Arabidopsis thaliana, and the like.
また、このような形質転換細胞を作製するために使用される宿主細胞として、「少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼを欠損した細胞」を使用する。即ち、前記宿主細胞において、宿主細胞固有の少なくとも一つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼを欠損していることにより、導入された本発明ヒスチジンキナーゼが、欠損されたハイブリッドセンサーキナーゼの代わりに機能して細胞内信号伝達を行うことができ、例えば、被験物質を当該形質転換細胞に与えた場合には、生育量の変化、形態の変化、形状の変化、細胞内での特定物質の生合成量の変化、特定物質の代謝量の変化等が起こることがある。このような場合、本発明ヒスチジンキナーゼに作用する被験物質の抗菌活性を、当該形質転換細胞の生育量の変化、形態の変化、形状の変化、細胞内での特定物質の生合成量の変化、特定物質の代謝量の変化等で測定することができる。
一方、形質転換細胞を作製するために使用される宿主細胞において、宿主細胞固有の少なくとも一つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼが欠損されていない場合、当該形質転換細胞の細胞内信号伝達には、宿主細胞固有のハイブリッドセンサーキナーゼからの信号伝達と導入された本発明ヒスチジンキナーゼからの細胞内信号伝達とが混在する。当該形質転換細胞では、導入された本発明ヒスチジンキナーゼからの細胞内信号伝達量を反映する当該形質転換細胞の生育量の変化、形態の変化、形状の変化、細胞内での特定物質の生合成量の変化、特定物質の代謝量の変化等は、宿主細胞固有のハイブリッドセンサーキナーゼからの細胞内信号伝達量に影響を受け小さくなる。本発明で、宿主細胞固有の少なくとも一つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼが欠損されている宿主細胞を使用することにより、導入された本発明ヒスチジンキナーゼからの細胞内信号伝達量を反映する当該形質転換細胞の生育量の変化、形態の変化、形状の変化、細胞内での特定物質の生合成量の変化、特定物質の代謝量の変化等が大きくなるために、当該形質転換細胞の抗菌活性物質に対する感受性は増強される。このように抗菌活性物質に対する感受性が増強された形質転換細胞は、被験物質の抗菌活性検定や当該検定を用いた抗菌活性物質の探索により有用である。
具体的には、Saccharomyces cerevisiae等の出芽酵母由来の浸透圧センサー機能を有する蛋白質のアミノ酸配列をコードする塩基配列からなるSLN1遺伝子を欠損させた株(Maeda T et al. Nature:369 242-245(1994))に本発明ヒスチジンキナーゼを導入した場合、欠損されたSLN1の代わりに本発明ヒスチジンキナーゼが信号伝達を行うことによって、導入された本発明ヒスチジンキナーゼからの細胞内信号伝達量を宿主細胞の生育量を指標としてより明確に検出できる。即ち、被験物質が本発明ヒスチジンキナーゼに作用して、本発明ヒスチジンキナーゼからの宿主細胞内の信号伝達量が変化すると、当該形質転換出芽酵母の生育量の変化として明確に測定できる。また、大腸菌由来のハイブリッドセンサーキナーゼであるRcsC遺伝子の欠損株、分裂酵母の細胞周期制御にかかわるPHK1〜3遺伝子の欠損株、Vibrio harveyiの細胞密度感受性の発光制御に関わるLuxN欠損株及びシロイヌナズナのサイトカイニン受容体CRE1欠損株等も、「少なくとも1つ以上のハイブリッドセンサーキナーゼを欠損した細胞」の好ましい態様の一例としてあげることができる。
In addition, “a cell deficient in at least one or more hybrid sensor kinases” is used as a host cell used for producing such a transformed cell. That is, since the host cell lacks at least one hybrid sensor kinase specific to the host cell, the introduced histidine kinase of the present invention functions in place of the defective hybrid sensor kinase and functions in the cell. For example, when a test substance is given to the transformed cell, a change in growth amount, a change in shape, a change in shape, a change in the amount of biosynthesis of a specific substance in the cell, Changes in the metabolism of specific substances may occur. In such a case, the antibacterial activity of the test substance acting on the histidine kinase of the present invention is changed in the amount of growth of the transformed cell, change in shape, change in shape, change in the amount of biosynthesis of the specific substance in the cell, It can be measured by changing the metabolic amount of a specific substance.
On the other hand, in the host cell used for producing the transformed cell, when at least one hybrid sensor kinase specific to the host cell is not deficient, intracellular signal transduction of the transformed cell is performed in the host cell. Signal transmission from the unique hybrid sensor kinase and intracellular signal transmission from the introduced histidine kinase of the present invention coexist. In the transformed cells, changes in the growth, morphology, and shape of the transformed cells reflecting the amount of intracellular signal transduction from the introduced histidine kinase of the present invention, biosynthesis of specific substances in the cells Changes in the amount, changes in the metabolic amount of a specific substance, and the like are affected by the amount of intracellular signal transmission from the hybrid sensor kinase specific to the host cell, and become smaller. In the present invention, by using a host cell deficient in at least one hybrid sensor kinase specific to the host cell, the transformed cell reflecting the amount of intracellular signal transduction from the introduced histidine kinase of the present invention Changes in the amount of growth, changes in shape, changes in shape, changes in the amount of biosynthesis of specific substances in cells, changes in the metabolic amount of specific substances, etc. Sensitivity is enhanced. Thus transformed cells with enhanced sensitivity to antibacterial active substances are useful for testing antibacterial activity of test substances and searching for antibacterial active substances using the test.
Specifically, a strain lacking the SLN1 gene comprising a base sequence encoding the amino acid sequence of a protein having an osmotic pressure sensor function derived from budding yeast such as Saccharomyces cerevisiae (Maeda T et al. Nature: 369 242-245 ( 1994)), when the histidine kinase of the present invention is introduced, the histidine kinase of the present invention performs signal transduction instead of the deficient SLN1, whereby the amount of intracellular signal transduction from the introduced histidine kinase of the present invention is reduced. The amount of growth can be detected more clearly as an index. That is, when the test substance acts on the histidine kinase of the present invention and the signal transduction amount in the host cell from the histidine kinase of the present invention changes, it can be clearly measured as a change in the growth amount of the transformed budding yeast. In addition, a strain deficient in the RcsC gene, which is a hybrid sensor kinase derived from Escherichia coli, a strain deficient in the PHK1-3 gene involved in cell cycle control in fission yeast, a LuxN deficient strain involved in cell density-sensitive luminescence control in Vibrio harveyi, and a cytokinin in Arabidopsis thaliana Receptor CRE1-deficient strains and the like can also be mentioned as an example of a preferred embodiment of “cells deficient in at least one hybrid sensor kinase”.
(被験物質の抗菌活性検定方法)
被験物質の抗菌活性検定方法において、本発明ヒスチジンキナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基配列からなる遺伝子が導入されてなる形質転換細胞を被験物質の存在下で培養する第一工程の具体的な例としては、例えば、当該形質転換細胞を、被験物質を含む培地で培養することにより、当該形質転換細胞に被験物質を接触させる方法をあげることができる。当該形質転換細胞の培養は、液体培地中にて培養する液体培養や、前記液体培地に寒天等を加えた固体培地上にて培養する固体培養等いずれの形態であってもよいが、前記培地中の被験物質の濃度としては、例えば、約1nM〜約1mMをあげることができ、好ましくは、約10nM〜約100μMがあげられる。培養時間としては、例えば、1時間以上3日程度をあげることができ、好ましくは、25時間から2日程度があげられる。尚、被験物質の抗菌活性の検定する場合には、被験物質を含む培地は抗菌活性物質非添加培地を使用すればよい。
(Test method for antibacterial activity of test substance)
As a specific example of the first step of culturing transformed cells into which a gene comprising a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of histidine kinase of the present invention has been introduced in the test substance antibacterial activity assay method in the presence of the test substance For example, a method of bringing the test substance into contact with the transformed cell by culturing the transformed cell in a medium containing the test substance can be mentioned. The transformed cells may be cultured in any form such as liquid culture in a liquid medium or solid culture in which agar or the like is added to the liquid medium. The concentration of the test substance in the solution can be, for example, about 1 nM to about 1 mM, and preferably about 10 nM to about 100 μM. The culture time can be, for example, about 1 hour or more and about 3 days, and preferably about 25 hours to 2 days. When testing the antibacterial activity of the test substance, the medium containing the test substance may be a medium not containing the antibacterial active substance.
前記第一工程で培養された形質転換細胞内で発現された本ヒスチジンキナーゼからの細胞内信号伝達量又はそれに相関関係を有する指標値を測定する。そして、前記第二工程で測定された細胞内信号伝達量又はそれに相関関係を有する指標値と、対照との差異に基づき被験物質の抗菌活性を評価する。例えば、上記のようにして測定された、被験物質として異なる2種以上の物質(例えば、異なる2種以上の物質のうち、少なくとも一つの物質が抗菌活性を有さない物質であることが好ましい。)を各々独立して用いた区における、細胞内信号伝達量又はそれに相関する指標値を比較することにより得られる差異に基づき前記物質の抗菌活性を評価することができる。 The amount of intracellular signal transduction from the histidine kinase expressed in the transformed cells cultured in the first step or an index value correlated therewith is measured. Then, the antibacterial activity of the test substance is evaluated based on the difference between the intracellular signal transmission amount measured in the second step or the index value correlated therewith and the control. For example, it is preferable that at least one substance having no antibacterial activity among two or more different substances (for example, two or more different substances) measured as described above is preferable. ) Can be evaluated on the basis of the difference obtained by comparing the intracellular signal transduction amount or the index value correlated therewith in the group using each of which is independently used.
具体的には、例えば、PTP2 Tyrosine phosphatase遺伝子(Ota et al, Proc.N.A.sci.USA, 89, 2355-2359 (1992))が導入されたSLN1遺伝子欠損株であるTM182(SLN1Δ)株(Maeda T et al. Nature:369 242-245(1994))を宿主細胞として作製された形質転換細胞(即ち、本発明ヒスチジンキナーゼからの細胞内信号伝達によって細胞生育が直接的に制御される機能を有する形質転換細胞)を使用する場合には、炭素源としてグルコースを用いた培地(寒天培地又は液体培地)、例えば、Glu-Ura-Leu培地での当該形質転換細胞の生育量を指標として抗菌活性を測定すればよい。被験物質を加えたGlu-Ura-Leu培地(抗菌活性物質を含まない培地)を用いた場合、当該形質転換細胞の生育を阻害する被験物質は抗菌活性を有すると評価することができる。尚、対照として、炭素源としてグルコースの代わりにガラクトースを用いた培地、例えば、Gal-Ura-Leu培地、での当該形質転換細胞の生育が、被験物質の有無に関わらず認められることを調べてもよい。 Specifically, for example, the TM182 (SLN1Δ) strain (Maeda T), which is a SLN1 gene-deficient strain into which the PTP2 Tyrosine phosphatase gene (Ota et al, Proc. NAsci. USA, 89, 2355-2359 (1992)) has been introduced. et al. Nature: 369 242-245 (1994)) as a host cell (ie, a trait having a function of directly controlling cell growth by intracellular signal transduction from the histidine kinase of the present invention). When using transformed cells, measure the antibacterial activity using the growth amount of the transformed cells in a medium (agar medium or liquid medium) using glucose as a carbon source, for example, Glu-Ura-Leu medium as an index do it. When a Glu-Ura-Leu medium (medium containing no antibacterial active substance) to which a test substance is added is used, it can be evaluated that the test substance that inhibits the growth of the transformed cells has antibacterial activity. As a control, the growth of the transformed cells in a medium using galactose instead of glucose as a carbon source, for example, a Gal-Ura-Leu medium, was examined regardless of the presence or absence of the test substance. Also good.
Phks遺伝子欠損株である分裂酵母を宿主細胞として作製された形質転換細胞(即ち、本発明ヒスチジンキナーゼからの細胞内信号伝達によって細胞周期が直接的に制御される機能を有する形質転換細胞)を使用する場合には、当該分裂酵母の分裂様式を顕微鏡下に観察すればよい。被験物質を含みかつ抗菌活性を有する物質を含まない培地を用いた場合、当該形質転換細胞の分裂細胞の細胞長を短くさせうる被験物質は抗菌活性を有すると評価することができる。
次に、cps-LacZが導入されたRcsC遺伝子欠損大腸菌を宿主細胞として作製された形質転換細胞を使用する場合には、X-Galの発色を寒天培地又は液体培地で観察すればよい(Suzuki et al. Plant Cell Physiol 42:107-113(2001))。被験物質を含みかつ抗菌活性を有する物質を含まない培地を用いた場合、当該形質転換細胞を青色に着色させうる被験物質は抗菌活性を有すると評価することができる。
また、LuxN遺伝子欠損V. harveyiを宿主細胞として作製された形質転換細胞(即ち、本発明ヒスチジンキナーゼからの細胞内信号伝達によって生物発光が直接的に制御される機能を有する形質転換細胞)を使用する場合には、当該形質転換微生物が発する蛍光を観察すればよい。被験物質を含みかつ抗菌活性を有する物質を含まない培地を用いた場合、当該形質転換細胞に蛍光を発光させうる被験物質は抗菌活性を有すると評価することができる。
Using transformed cells produced using fission yeast, a Phks gene-deficient strain, as a host cell (that is, a transformed cell having a function in which the cell cycle is directly controlled by intracellular signal transmission from the histidine kinase of the present invention) In this case, the division mode of the fission yeast may be observed under a microscope. When a medium containing a test substance and not containing a substance having antibacterial activity is used, it can be evaluated that a test substance that can shorten the cell length of the dividing cells of the transformed cell has antibacterial activity.
Next, when using transformed cells prepared using RcsC gene-deficient Escherichia coli introduced with cps-LacZ as a host cell, the color development of X-Gal may be observed in an agar medium or a liquid medium (Suzuki et al.). al. Plant Cell Physiol 42: 107-113 (2001)). When a medium containing a test substance and not containing a substance having antibacterial activity is used, it can be evaluated that a test substance capable of coloring the transformed cell in blue has antibacterial activity.
In addition, a transformed cell produced using LuxN gene-deficient V. harveyi as a host cell (that is, a transformed cell having a function in which bioluminescence is directly controlled by intracellular signal transmission from the histidine kinase of the present invention) is used. In this case, the fluorescence emitted from the transformed microorganism may be observed. When a medium containing a test substance and not containing a substance having antibacterial activity is used, it can be evaluated that a test substance that can cause the transformed cells to emit fluorescence has antibacterial activity.
さらに、上述の検定方法により評価された抗菌活性に基づき抗菌活性物質を選抜することにより抗菌活性活性物質を探索することもできる。 Furthermore, an antibacterial active substance can be searched by selecting an antibacterial active substance based on the antibacterial activity evaluated by the above-described assay method.
以下、実施例を挙げてさらに詳細に本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.
実施例1 (灰色カビ病糸状菌の細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼBcOS-1遺伝子の単離)
始めに、灰色カビ病菌から全RNAを調製した。ポテトデキストロース寒天培地(PDA培地、日水製薬)上で生育された灰色カビ病糸状菌(Botryotinia fuckeliana)Bc-16株の菌糸100mgをマイクロスパチュラでかきとり、これを液体窒素中で乳鉢及び乳棒を用いて破砕した。凍結された破砕粉体からRNeasy Plant Mini Kit(QIAGEN)を用いてRNAを単離した。凍結された破砕粉体を液体窒素とともに50mlサンプルチューブに移し、液体窒素が蒸発してなくなった後、キットに添付されたバッファーRLCに1ml当たり10μlのメルカプトエタノールが添加された溶液を加えて攪拌した。さらに、数回のピペッティングで破砕粉体をよく分散させ56℃で3分間保温した。その後、破砕粉体を含む溶液をキットに添付されたQIAshredder spin columnに供し2分間、8,000xgで遠心分離した。ろ過上清を新しいサンプルチューブに移して、0.5倍容の99.5%エタノールを加えてピペッティングでよく混合した。この混合液をキットに添付されたRNeasy mini spin columnに供し1分間、8,000xgで遠心分離した。ろ液を捨て、キットに添付されたバッファーRW1を700μl加えて1分間、8,000xgで遠心分離し、ろ液を廃棄した。さらに、キットに添付されたバッファーRPEを500μl加えて1分間、8,000xgで遠心分離し、ろ液を廃棄した。この操作を2回繰り返した。最後に、上部フィルター部分を新しいサンプルチューブに移して、キットに添付されたRNase-free滅菌水30μlを供し1分間、8,000xgで遠心分離し、ろ液に総RNAを溶出した。この溶出操作を2回繰り返した。溶出された全RNAは260 nmの吸光度から322μg/mlの濃度であった。
次に、全RNAを鋳型としてcDNAをThermoScript RT-PCR System(Invitrogen)を用いて合成した。キットに添付された50mM Oligo(dT)20 1.0μl及び10mM dNTP Mix 2.0μlに、全RNA 2.7μl及び滅菌蒸留水 6.3μlが混合された溶液を65℃で5分間処理し氷上で急冷した。この溶液に、キットに添付された5x cDNA Synthesis Bufferを4μl、0.1M DTTを1μl、RNase OUTを1μl、ThermoScript RTを1μl、滅菌蒸留水を1μl加えて50℃で60分間反応を行い、その後85℃で5分間の加熱処理で反応を停止した。さらに、この反応液にキットに添付されたRNaseHを1μl添加し37℃で20分間反応し鋳型のRNAを分解し、cDNAを合成した。
このcDNAを鋳型として、灰色カビ病糸状菌のBcOS-1遺伝子をPCRで増幅した。配列番号3に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド及び配列番号4に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドをプライマーとしてPCR反応を行い、配列番号2で示される塩基配列を有するDNAを増幅した。PCR反応は、KOD-Plus-(TOYOBO)を用いて、94℃で2分間保温した後、94℃で15秒間次いで55℃で30秒間次いで68℃で6分間の保温サイクルを35サイクル繰り返す増幅条件下で行った。尚、PCR反応液(50μl)は、上記cDNAを2μl、10x Bufferを5μl、2mM dNTPsを5μl、25mM MgSO4を2μl、10μMオリゴヌクレオチドプライマーを各々1μl、滅菌蒸留水を33μl、KOD-Plus-を1μl添加することにより調製された。反応後、反応液の一部を0.8%アガロースゲル電気泳動で分離し、エチジウムブロマイド染色することによって約4kbのBcOS-1遺伝子が増幅されたことを確認した。
Example 1 (Isolation of an osmotic-sensitive histidine kinase BcOS-1 gene having no transmembrane region of gray mold fungus)
First, total RNA was prepared from gray mold. 100 mg of mycelium of Botryotinia fuckeliana Bc-16 grown on potato dextrose agar medium (PDA medium, Nissui Pharmaceutical) was scraped with a micro spatula using a mortar and pestle in liquid nitrogen And crushed. RNA was isolated from the frozen crushed powder using RNeasy Plant Mini Kit (QIAGEN). The frozen crushed powder was transferred to a 50 ml sample tube together with liquid nitrogen. After the liquid nitrogen had evaporated, the solution with 10 μl of mercaptoethanol per ml was added to the buffer RLC attached to the kit and stirred. . Further, the pulverized powder was well dispersed by several pipettings and kept at 56 ° C. for 3 minutes. Thereafter, the solution containing the crushed powder was applied to a QIAshredder spin column attached to the kit and centrifuged at 8,000 × g for 2 minutes. The filtered supernatant was transferred to a new sample tube, 0.5 volume of 99.5% ethanol was added and mixed well by pipetting. This mixed solution was subjected to RNeasy mini spin column attached to the kit and centrifuged at 8,000 × g for 1 minute. The filtrate was discarded, 700 μl of buffer RW1 attached to the kit was added, and the mixture was centrifuged at 8,000 × g for 1 minute, and the filtrate was discarded. Furthermore, 500 μl of buffer RPE attached to the kit was added and centrifuged at 8,000 × g for 1 minute, and the filtrate was discarded. This operation was repeated twice. Finally, the upper filter portion was transferred to a new sample tube, subjected to 30 μl of RNase-free sterilized water attached to the kit, and centrifuged at 8,000 × g for 1 minute to elute the total RNA in the filtrate. This elution operation was repeated twice. The eluted total RNA had a concentration of 322 μg / ml from an absorbance at 260 nm.
Next, cDNA was synthesized using the ThermoScript RT-PCR System (Invitrogen) using total RNA as a template. A solution in which 2.7 μl of total RNA and 6.3 μl of sterilized distilled water were mixed with 1.0 μl of 50 mM Oligo (dT) 20 attached to the kit and 2.0 μl of 10 mM dNTP Mix was treated at 65 ° C. for 5 minutes and rapidly cooled on ice. To this solution, add 4 μl of 5x cDNA Synthesis Buffer attached to the kit, 1 μl of 0.1M DTT, 1 μl of RNase OUT, 1 μl of ThermoScript RT, 1 μl of sterile distilled water, and react at 50 ° C. for 60 minutes. The reaction was stopped by heat treatment at 5 ° C. for 5 minutes. Further, 1 μl of RNaseH attached to the kit was added to this reaction solution, and reacted at 37 ° C. for 20 minutes to decompose the template RNA and synthesize cDNA.
Using this cDNA as a template, the BcOS-1 gene of gray mold fungus was amplified by PCR. PCR reaction was performed using the oligonucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 and the oligonucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 as primers to amplify the DNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 2. PCR reaction was carried out using KOD-Plus- (TOYOBO) at 94 ° C for 2 minutes, followed by 35 cycles of 94 ° C for 15 seconds, 55 ° C for 30 seconds, and 68 ° C for 6 minutes. Went under. The PCR reaction solution (50 μl) was 2 μl of the above cDNA, 5 μl of 10 × Buffer, 5 μl of 2 mM dNTPs, 2 μl of 25 mM MgSO 4 , 1 μl of 10 μM oligonucleotide primer, 33 μl of sterile distilled water, KOD-Plus- Prepared by adding 1 μl. After the reaction, a part of the reaction solution was separated by 0.8% agarose gel electrophoresis, and it was confirmed that about 4 kb of BcOS-1 gene was amplified by staining with ethidium bromide.
実施例2 (灰色カビ病糸状菌のBcOS-1遺伝子の発現プラスミド構築と形質転換酵母の作製)
酵母-大腸菌のシャトルベクターp415ADH(ATCC87312)に灰色カビ病糸状菌のBcOS-1遺伝子をクローニングした。実施例1で調製されたBcOS-1遺伝子断片を含む反応液を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)を用いて添付のマニュアルに従って精製した。精製されたBcOS-1遺伝子を制限酵素SpeI及びPstIで消化し、同時に、シャトルベクターp415ADHも制限酵素SpeI及びPstIで消化した後、それぞれ0.8%アガロースゲル電気泳動で分離して目的とするDNAを含むゲル部分を切り出した。QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN)を用いて添付のマニュアルに従って前記ゲルより制限酵素SpeI及びPstIで消化されたBcOS-1を含む遺伝子断片並びに制限酵素SpeI及びPstIで消化されたシャトルベクターを回収した。Ligation Kit Ver.2(TaKaRa)を用いて添付のマニュアルに従って、シャトルベクターのマルチクローニング部位のSpeIとPstIとの間にBcOS-1遺伝子断片を挿入し、発現プラスミドpADHBcOS1を構築した。得られた発現プラスミドの塩基配列は、BigDye terminator v3.0 Cycle Sequencing Ready Reaction Kit (Applied Biosystems)を用いて添付のマニュアルに従ってシークエンス反応を行い、DNAシークエンサー(モデル3100、Applied Biosystems)で解析した。シークエンス反応はプライマーとして、配列番号5〜12に示されるいずれかの塩基配列からなるオリゴヌクレオチドを用い、96℃で10秒間次いで50℃で5秒間次いで60℃で4分間の保温サイクルを30サイクル繰り返す増幅条件下で行った。その結果、配列番号2に示された塩基配列が得られ、発現プラスミドpADHBcOS1がBcOS-1遺伝子を保有することが確認された。
調製された発現プラスミドpADHBcOS1をGeitz RD & Woods RA (1994) Molecular Genetics of Yeast: Practical Approaches ed. Johnson JA, Oxford University Press p124-134記載の方法に従って、出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)AH22株(IFO10144)及びMaeda T et.al. (1994) Nature vol.369, p242-245記載のTM182株に遺伝子導入した。得られる形質転換出芽酵母では、ロイシンの栄養要求性が消失することを利用し、形質転換出芽酵母AH22株(AH22-BcOS1)はGlu-Leu寒天培地で選抜し、形質転換出芽酵母TM182株(TM182-BcOS1)はGal-Ura-Leu寒天培地で選抜した。得られたTM182-BcOS1は、Glu-Ura-Leu培地に移植しても生育することを確認した。
Example 2 (Construction of expression plasmid of BcOS-1 gene of gray mold fungus and preparation of transformed yeast)
The BcOS-1 gene of gray mold fungus was cloned into the yeast-E. Coli shuttle vector p415ADH (ATCC87312). The reaction solution containing the BcOS-1 gene fragment prepared in Example 1 was purified using QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) according to the attached manual. The purified BcOS-1 gene is digested with restriction enzymes SpeI and PstI. At the same time, the shuttle vector p415ADH is also digested with restriction enzymes SpeI and PstI and then separated by 0.8% agarose gel electrophoresis to contain the desired DNA. The gel part was cut out. Using QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN), a gene fragment containing BcOS-1 digested with restriction enzymes SpeI and PstI and a shuttle vector digested with restriction enzymes SpeI and PstI were recovered from the gel according to the attached manual. Using the Ligation Kit Ver.2 (TaKaRa), the BcOS-1 gene fragment was inserted between SpeI and PstI of the multiple cloning site of the shuttle vector to construct the expression plasmid pADHBcOS1. The base sequence of the obtained expression plasmid was subjected to a sequencing reaction using the BigDye terminator v3.0 Cycle Sequencing Ready Reaction Kit (Applied Biosystems) according to the attached manual, and analyzed with a DNA sequencer (model 3100, Applied Biosystems). In the sequencing reaction, an oligonucleotide consisting of any one of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 5 to 12 is used as a primer, and a heat retention cycle of 96 ° C. for 10 seconds, 50 ° C. for 5 seconds, and 60 ° C. for 4 minutes is repeated 30 times. Performed under amplification conditions. As a result, the base sequence shown in SEQ ID NO: 2 was obtained, and it was confirmed that the expression plasmid pADHBcOS1 possesses the BcOS-1 gene.
The prepared expression plasmid pADHBcOS1 was prepared according to the method described in Geitz RD & Woods RA (1994) Molecular Genetics of Yeast: Practical Approaches ed. Johnson JA, Oxford University Press p124-134. The gene was introduced into the TM182 strain described in Maeda T et.al. (1994) Nature vol.369, p242-245. In the obtained transformed budding yeast, the auxotrophy of leucine disappears, and the transformed budding yeast AH22 strain (AH22-BcOS1) is selected on the Glu-Leu agar medium, and the transformed budding yeast strain TM182 (TM182 -BcOS1) was selected on Gal-Ura-Leu agar medium. The obtained TM182-BcOS1 was confirmed to grow even when transplanted to Glu-Ura-Leu medium.
実施例3 (形質転換出芽酵母の抗菌活性物質感受性試験)
実施例2で作製された形質転換出芽酵母AH22-BcOS1をGlu-Leu培地中30℃で18時間振とう培養した。対照として、AH22株を同様に、Glu培地中30℃で18時間振とう培養した。それぞれの増殖された形質転換出芽酵母の菌懸濁液における600 nmの吸光度を測定し、吸光度が0.1となるよう滅菌蒸留水で希釈された菌懸濁液を調製した。さらに、形質転換出芽酵母AH22-BcOS1がGlu-Leu培地で200倍に希釈された菌懸濁液と、AH22株がGlu培地で200倍に希釈された菌懸濁液とを調製した。化学式(1)〜(3)に示される3種類の化合物(化合物(1)〜(3))が各々60 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、化学式(4)及び(5)に示される2種類の化合物(化合物(4)及び(5))が2000 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、及び、化学式(6)及び(7)に示される2種類の化合物(化合物(6)及び(7))が20 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液を調製し、当該化合物DMSO溶液と対照としてDMSOとがそれぞれ各穴に2.0μlずつ2箇所に分注されたマイクロプレートを2枚作製した。その内の1枚には、上記のように希釈調製された形質転換出芽酵母AH22-BcOS1の菌懸濁液を200μlずつ分注し30℃で48時間静置培養した。もう1枚には、上記のように希釈調製された対照酵母AH22株の菌懸濁液を200μlずつ分注し30℃で48時間静置培養した。培養後、マイクロプレートリーダーで各穴の600 nmの吸光度を測定した。
同様に、実施例2で作製された形質転換出芽酵母TM182-BcOS1をGlu-Ura-Leu培地中30℃で18時間培養した。増殖された形質転換出芽酵母の菌懸濁液の600 nmにおける吸光度を測定し、吸光度が0.1となるよう滅菌蒸留水で希釈された菌懸濁液を調製した。さらに、形質転換出芽酵母TM182-BcOS1がGlu-Ura-Leu培地で200倍に希釈された菌懸濁液と、対照としてGal-Ura-Leu培地で200倍に希釈された菌懸濁液とを調製した。化学式(1)〜(3)に示される3種類の化合物(化合物(1)〜(3))が各々60 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、化学式(4)及び(5)に示される2種類の化合物(化合物(4)及び(5))が2000 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、及び、化学式(6)及び(7)に示される2種類の化合物(化合物(6)及び(7))が20 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液を調製し、当該化合物DMSO溶液と対照としてDMSOとがそれぞれ各穴に2.0μlずつ2箇所(即ち、2ウェル)に分注されたマイクロプレートを2枚作製した。その内の1枚には、上記のようにGlu-Ura-Leu培地で希釈調製された形質転換出芽酵母TM182-BcOS1の菌懸濁液を200μlずつ分注し30℃で67時間静置培養した。もう1枚には、上記のように、対照としてGal-Ura-Leu培地で希釈調製された形質転換出芽酵母TM182-BcOS1の菌懸濁液を200μlずつ分注し30℃で67時間静置培養した。培養後、マイクロプレートリーダーで各穴の600 nmの吸光度を測定した。
表1に化学式(1)〜(7)で示される化合物(化合物(1)〜(7))について、形質転換出芽酵母及びその対照である出芽酵母の両者の生育度を示した。形質転換出芽酵母及びその対照である出芽酵母の両者の生育度は、前記化合物の濃度が0 ppmの場合の600 nmにおける吸光度を100として、相対値を百分率で表した。TM182-BcOS1の各被験物質による生育の阻害度は、AH22-BcOS1の各被験物質による生育の阻害度より大きく、TM182-BcOS1はAH22-BcOS1と比較して抗菌活性物質に対する感受性が増強した形質転換細胞であることが確認された。
Example 3 (Antimicrobial susceptibility test of transformed budding yeast)
The transformed budding yeast AH22-BcOS1 prepared in Example 2 was cultured with shaking in Glu-Leu medium at 30 ° C. for 18 hours. As a control, the AH22 strain was similarly cultured with shaking in Glu medium at 30 ° C. for 18 hours. The absorbance at 600 nm in each of the grown transformed budding yeast cell suspensions was measured, and a cell suspension diluted with sterilized distilled water was prepared so that the absorbance was 0.1. Furthermore, a bacterial suspension in which transformed budding yeast AH22-BcOS1 was diluted 200 times with Glu-Leu medium and a bacterial suspension in which AH22 strain was diluted 200 times with Glu medium were prepared. A solution in which three types of compounds represented by chemical formulas (1) to (3) (compounds (1) to (3)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) so as to have a concentration of 60 ppm each, ) And (5) two compounds (compounds (4) and (5)) dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 2000 ppm, and chemical formulas (6) and (6) Prepare a solution in which the two compounds shown in (7) (compounds (6) and (7)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 20 ppm. As a result, two microplates were prepared in which DMSO and 2.0 μl were dispensed into each hole. On one of them, 200 μl each of the suspension of transformed budding yeast AH22-BcOS1 diluted as described above was dispensed and left to stand at 30 ° C. for 48 hours. On the other sheet, 200 μl of the cell suspension of the control yeast AH22 strain diluted as described above was dispensed and incubated at 30 ° C. for 48 hours. After incubation, the absorbance at 600 nm in each hole was measured with a microplate reader.
Similarly, the transformed budding yeast TM182-BcOS1 prepared in Example 2 was cultured in Glu-Ura-Leu medium at 30 ° C. for 18 hours. The absorbance at 600 nm of the bacterial suspension of the grown transformed budding yeast was measured, and a bacterial suspension diluted with sterile distilled water was prepared so that the absorbance was 0.1. Furthermore, a bacterial suspension in which transformed budding yeast TM182-BcOS1 was diluted 200-fold with Glu-Ura-Leu medium and a bacterial suspension diluted 200-fold with Gal-Ura-Leu medium as a control. Prepared. A solution in which three types of compounds represented by chemical formulas (1) to (3) (compounds (1) to (3)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) so as to have a concentration of 60 ppm each, ) And (5) two compounds (compounds (4) and (5)) dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 2000 ppm, and chemical formulas (6) and (6) Prepare a solution in which the two compounds shown in (7) (compounds (6) and (7)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 20 ppm. As DMSO, two microplates were prepared by dispensing 2.0 μl of each in two holes (that is, 2 wells). On one of them, 200 μl each of the suspension of transformed Saccharomyces cerevisiae TM182-BcOS1 diluted in Glu-Ura-Leu medium as described above was dispensed and cultured at 30 ° C. for 67 hours. . On the other side, as described above, 200 μl each of the suspension of transformed budding yeast TM182-BcOS1 diluted in Gal-Ura-Leu medium as a control was dispensed and statically cultured at 30 ° C. for 67 hours. did. After incubation, the absorbance at 600 nm in each hole was measured with a microplate reader.
Table 1 shows the degree of growth of the transformed budding yeast and the control budding yeast for the compounds represented by chemical formulas (1) to (7) (compounds (1) to (7)). The degree of growth of both the transformed budding yeast and the control budding yeast were expressed as percentages, with the absorbance at 600 nm when the compound concentration was 0 ppm being 100. TM182-BcOS1 growth inhibition by each test substance is greater than AH22-BcOS1 growth inhibition by TM182-BcOS1 It was confirmed to be a cell.
実施例4 (ジカルボキシイミド系抗菌活性物質に抵抗性を示す灰色カビ病糸状菌のBcOS-1変異遺伝子の単離)
実施例1で調製されたcDNAを鋳型として、Oshima,M. et.al. (2002) Phytopathology 92,p75-80記載のジカルボキシイミド系抗菌活性物質に抵抗性を示す灰色カビ病糸状菌のBcOS-1変異遺伝子(以下、BcOS-1変異遺伝子と記すこともある。)をPCRで作製した。配列番号15に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド及び配列番号4に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドをプライマーとして第一回目のPCR反応を行い、配列番号14で示される塩基配列の塩基番号1081〜3948で示される塩基配列を有するDNAを増幅した。PCR反応は、KOD-Plus-(TOYOBO)を用いて、94℃で2分間保温した後、94℃で15秒間次いで55℃で30秒間次いで68℃で6分間の保温サイクルを35サイクル繰り返す増幅条件下で行った。尚、PCR反応液(50μl)は、上記cDNAを2μl、10x Bufferを5μl、2mM dNTPsを5μl、25mM MgSO4を2μl、10μMオリゴヌクレオチドプライマーを各々1μl、滅菌蒸留水を33μl、KOD-Plus-を1μl添加することにより調製された。反応後、実施例1で調製されたcDNAを鋳型として、配列番号3に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド及び反応液の1μlをプライマーとして第2回目のPCRを行った。反応条件は第一回目のPCRと同条件で行い、反応後、反応液の一部を0.8%アガロースゲル電気泳動で分離し、エチジウムブロマイド染色することによって約4kbのBcOS-1変異遺伝子が増幅されたことを確認した。
Example 4 (Isolation of BcOS-1 mutant gene of gray mold fungus resistant to dicarboximide antibacterial active substance)
Using the cDNA prepared in Example 1 as a template, BcOS of a gray mold fungus having resistance to a dicarboximide antibacterial active substance described in Oshima, M. et.al. (2002) Phytopathology 92, p75-80 A -1 mutant gene (hereinafter sometimes referred to as a BcOS-1 mutant gene) was prepared by PCR. The first PCR reaction was carried out using the oligonucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 15 and the oligonucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 as primers, and base numbers 1081 to 1081 of the base sequence shown in SEQ ID NO: 14 A DNA having the base sequence represented by 3948 was amplified. PCR reaction was carried out using KOD-Plus- (TOYOBO) at 94 ° C for 2 minutes, followed by 35 cycles of 94 ° C for 15 seconds, 55 ° C for 30 seconds, and 68 ° C for 6 minutes. Went under. The PCR reaction solution (50 μl) was 2 μl of the above cDNA, 5 μl of 10 × Buffer, 5 μl of 2 mM dNTPs, 2 μl of 25 mM MgSO 4 , 1 μl of 10 μM oligonucleotide primer, 33 μl of sterile distilled water, KOD-Plus- Prepared by adding 1 μl. After the reaction, the second PCR was carried out using the cDNA prepared in Example 1 as a template and an oligonucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 and 1 μl of the reaction solution as primers. The reaction conditions were the same as in the first PCR. After the reaction, a portion of the reaction solution was separated by 0.8% agarose gel electrophoresis and stained with ethidium bromide to amplify an approximately 4 kb BcOS-1 mutant gene. I confirmed.
実施例5 (ジカルボキシイミド系抗菌活性物質に抵抗性を示す灰色カビ病糸状菌BcOS-1変異遺伝子の発現プラスミドの構築と形質転換出芽酵母の作製)
最初に、ジカルボキシイミド系抗菌活性物質に抵抗性を示す灰色カビ病糸状菌BcOS-1変異遺伝子(即ち、BcOS-1変異遺伝子)をベクターpBluescript II SK(+)(TOYOBO)にサブクローニングした。実施例4で調製されたBcOS-1変異遺伝子を含む反応液を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)を用いて添付のマニュアルに従って精製した。精製された約4kbのBcOS-1変異遺伝子を制限酵素SpeI及びPstIで消化し、一方、ベクターpBluescript II SK(+)も制限酵素SpeI及びPstIで消化した後、それぞれ0.8%アガロースゲル電気泳動で分離して目的とするDNAを含むゲル部分を切り出した。QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN)を用いて添付のマニュアルに従って前記ゲルより、制限酵素SpeI及びPstIで消化されたBcOS-1変異遺伝子を含む遺伝子断片並びに制限酵素SpeI及びPstIで消化されたベクターpBluescript II SK(+)を回収した。Ligation Kit Ver.2(TaKaRa)を用いて、添付のマニュアルに従って、ベクターpBluescript II SK(+)のマルチクローニング部位のSpeIとPstIとの間に前記のBcOS-1変異遺伝子を挿入し、プラスミドpBcOS1-I365Sを構築した。得られたプラスミドの塩基配列はBigDye terminator v3.0 Cycle Sequence FS Ready Reaction Kit (Applied Biosystems)を用いて添付のマニュアルに従ってシークエンス反応を行い、DNAシークエンサー(モデル3100、Applied Biosystems)で解析した。シークエンス反応はプライマーとして、配列番号7〜12に示される塩基配列のいずれかからなるオリゴヌクレオチドを用い、96℃で10秒間次いで50℃で5秒間次いで60℃で4分間のサイクルを30サイクル繰り返す増幅条件下で行った。その結果、配列番号14に示された塩基配列が得られ、プラスミドpBcOS1-I365SがBcOS-1変異遺伝子を保有することが確認された。
このように調製されたプラスミドpBcOS1-I365Sに含まれるBcOS-1変異遺伝子を酵母-大腸菌のシャトルベクターp415ADHにクローニングし発現プラスミドを構築した。プラスミドpBcOS1-I365Sを制限酵素SpeI及びPstIで消化し、一方、シャトルベクターp415ADHも制限酵素SpeI及びPstIで消化した。これらをそれぞれ0.8%アガロースゲル電気泳動で分離した後、制限酵素SpeI及びPstIで消化されたBcOS-1変異遺伝子断片並びに制限酵素SpeI及びPstIで消化されたシャトルベクターp415ADHを含むゲル部分を切り出し、QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN)を用いて添付のマニュアルに従って前記ゲルより制限酵素SpeI及びPstIで消化されたBcOS-1変異遺伝子断片及び制限酵素SpeI及びPstIで消化されたシャトルベクターを回収した。Ligation Kit Ver.2(TaKaRa)を用いて、添付のマニュアルに従って、シャトルベクターのマルチクローニング部位のSpeIとPstIとの間にBcOS-1変異遺伝子を挿入し、発現プラスミドpADHBcOS1-I365Sを構築した。得られた発現プラスミドの塩基配列はBigDye terminator v3.0 Cycle Sequence FS Ready Reaction Kit (Applied Biosystems)を用い、添付のマニュアルに従ってシークエンス反応を行い、DNAシークエンサー(モデル3100、Applied Biosystems)で解析した。シークエンス反応はプライマーとして、配列番号5〜12に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドを用い、96℃で10秒間次いで50℃で5秒間次いで60℃で4分間の保温サイクルを30サイクル繰り返す増幅条件下で行った。その結果、配列番号14に示された塩基配列が得られ、発現プラスミドpADHBcOS1-I365SがBcOS-1変異遺伝子を保有することが確認された。
調製された発現プラスミドpADHBcOS1-I365Sを実施例2記載の方法に従って、出芽酵母TM182株に遺伝子導入した。得られる形質転換出芽酵母では、ロイシンの栄養要求性が消失することを利用し、形質転換出芽酵母TM182株(TM182-BcOS1-I365S)はGal-Ura-Leu寒天培地で選抜した。得られたTM182-BcOS1-I365Sは、Glu-Ura-Leu培地に移植しても生育することを確認した。
Example 5 (Construction of Expression Plasmid of Gray Mold Fungus BcOS-1 Mutant Gene Resistant to Dicarboximide Antibacterial Active Substance and Production of Transformed Budding Yeast)
First, the gray mold fungus BcOS-1 mutant gene (ie, BcOS-1 mutant gene) showing resistance to a dicarboximide antibacterial active substance was subcloned into the vector pBluescript II SK (+) (TOYOBO). The reaction solution containing the BcOS-1 mutant gene prepared in Example 4 was purified using QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) according to the attached manual. The purified BcOS-1 mutant gene of about 4 kb was digested with restriction enzymes SpeI and PstI, while the vector pBluescript II SK (+) was also digested with restriction enzymes SpeI and PstI and then separated by 0.8% agarose gel electrophoresis. Then, the gel part containing the target DNA was cut out. Using the QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN) according to the attached manual, the gene fragment containing the BcOS-1 mutant gene digested with the restriction enzymes SpeI and PstI and the vector pBluescript II SK digested with the restriction enzymes SpeI and PstI from the gel (+) Was recovered. Using the Ligation Kit Ver.2 (TaKaRa), according to the attached manual, the BcOS-1 mutant gene is inserted between SpeI and PstI of the multicloning site of the vector pBluescript II SK (+), and the plasmid pBcOS1- I365S was built. The nucleotide sequence of the obtained plasmid was subjected to a sequence reaction using BigDye terminator v3.0 Cycle Sequence FS Ready Reaction Kit (Applied Biosystems) according to the attached manual, and analyzed with a DNA sequencer (model 3100, Applied Biosystems). The sequencing reaction uses an oligonucleotide consisting of any one of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 7 to 12 as a primer, and repeats 30 cycles of 96 ° C. for 10 seconds, 50 ° C. for 5 seconds, and 60 ° C. for 4 minutes. Performed under conditions. As a result, the base sequence shown in SEQ ID NO: 14 was obtained, and it was confirmed that the plasmid pBcOS1-I365S carries the BcOS-1 mutant gene.
The BcOS-1 mutant gene contained in the plasmid pBcOS1-I365S thus prepared was cloned into the yeast-E. Coli shuttle vector p415ADH to construct an expression plasmid. Plasmid pBcOS1-I365S was digested with restriction enzymes SpeI and PstI, while shuttle vector p415ADH was also digested with restriction enzymes SpeI and PstI. These were each separated by 0.8% agarose gel electrophoresis, and then the gel part containing the BcOS-1 mutant gene fragment digested with restriction enzymes SpeI and PstI and the shuttle vector p415ADH digested with restriction enzymes SpeI and PstI was cut out, and QIAquick Using the Gel Extraction Kit (QIAGEN), the BcOS-1 mutant gene fragment digested with the restriction enzymes SpeI and PstI and the shuttle vector digested with the restriction enzymes SpeI and PstI were collected from the gel according to the attached manual. Using Ligation Kit Ver.2 (TaKaRa), according to the attached manual, the BcOS-1 mutant gene was inserted between SpeI and PstI of the multicloning site of the shuttle vector to construct an expression plasmid pADHBcOS1-I365S. The nucleotide sequence of the obtained expression plasmid was analyzed with a DNA sequencer (model 3100, Applied Biosystems) using BigDye terminator v3.0 Cycle Sequence FS Ready Reaction Kit (Applied Biosystems) according to the attached manual. The sequencing reaction uses an oligonucleotide consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NOs: 5 to 12 as a primer, and amplification conditions for 30 cycles of 96 ° C. for 10 seconds, 50 ° C. for 5 seconds, and 60 ° C. for 4 minutes. I went there. As a result, the base sequence shown in SEQ ID NO: 14 was obtained, and it was confirmed that the expression plasmid pADHBcOS1-I365S carries the BcOS-1 mutant gene.
The prepared expression plasmid pADHBcOS1-I365S was introduced into Saccharomyces cerevisiae TM182 according to the method described in Example 2. In the resulting transformed budding yeast, the transformed budding yeast strain TM182 (TM182-BcOS1-I365S) was selected on a Gal-Ura-Leu agar medium, taking advantage of the loss of leucine auxotrophy. The obtained TM182-BcOS1-I365S was confirmed to grow even when transplanted to Glu-Ura-Leu medium.
実施例6 (形質転換出芽酵母TM182-BcOS1-I365Sの抗菌活性物質感受性試験)
実施例5で作製された形質転換出芽酵母TM182-BcOS1-I365SをGlu-Ura-Leu培地中30℃で18時間培養した。増殖された形質転換出芽酵母の菌懸濁液の600 nmにおける吸光度を測定し、吸光度が0.1となるよう滅菌蒸留水で希釈された菌懸濁液を調製する。さらに、形質転換出芽酵母TM182-BcOS1-I365SがGlu-Ura-Leu培地で200倍に希釈された菌懸濁液と、対照としてGal-Ura-Leu培地で200倍に希釈された菌懸濁液とを調製する。化学式(1)〜(3)に示される3種類の化合物(化合物(1)〜(3))が各々60 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、化学式(4)及び(5)に示される2種類の化合物(化合物(4)及び(5))が2000 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、及び、化学式(6)及び(7)に示される2種類の化合物(化合物(6)及び(7))が 20 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液を調製し、当該化合物DMSO溶液と対照としてDMSOとがそれぞれ各穴に2.0μlずつ2箇所に分注されたマイクロプレートを2枚作製した。その内の1枚には、上記のようにGlu-Ura-Leu培地で希釈調製された形質転換出芽酵母TM182-BcOS1-I365Sの菌懸濁液を200μlずつ分注し30℃で67時間静置培養した。もう1枚には、対照としてGal-Ura-Leu培地で希釈調製された形質転換出芽酵母TM182-BcOS1-I365Sの菌懸濁液を200μlずつ分注し30℃で67時間静置培養した。培養後、マイクロプレートリーダーで各穴の600 nmの吸光度を測定した。
表2に化学式(1)〜(7)で示される化合物(化合物(1)〜(7))の存在下に培養された形質転換出芽酵母及びその対照である出芽酵母の両者の生育度を示した。形質転換出芽酵母及びその対照である出芽酵母の両者の生育度は、前記化合物の濃度が0 ppmの場合の600 nmにおける吸光度を100として、相対値を百分率で表した。形質転換出芽酵母TM182-BcOS1-I365Sの各被験物質による生育の阻害度は、形質転換出芽酵母AH22-BcOS1-I365Sの各被験物質による生育の阻害度より大きく、形質転換出芽酵母TM182-BcOS1-I365Sは形質転換出芽酵母AH22-BcOS1-I365Sと比較して抗菌活性物質に対する感受性が増強した形質転換細胞であることが確認された。
Example 6 (Antimicrobial susceptibility test of transformed budding yeast TM182-BcOS1-I365S)
The transformed budding yeast TM182-BcOS1-I365S prepared in Example 5 was cultured in Glu-Ura-Leu medium at 30 ° C. for 18 hours. The absorbance at 600 nm of the bacterial suspension of the grown transformed budding yeast is measured, and a bacterial suspension diluted with sterile distilled water is prepared so that the absorbance is 0.1. Furthermore, a bacterial suspension in which transformed budding yeast TM182-BcOS1-I365S was diluted 200-fold with Glu-Ura-Leu medium and a bacterial suspension diluted 200-fold with Gal-Ura-Leu medium as a control And prepare. A solution in which three types of compounds represented by chemical formulas (1) to (3) (compounds (1) to (3)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 60 ppm each, ) And (5) two compounds (compounds (4) and (5)) dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 2000 ppm, and chemical formulas (6) and Prepare a solution in which the two compounds shown in (7) (compounds (6) and (7)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 20 ppm. As a result, two microplates were prepared in which DMSO and 2.0 μl were dispensed into each hole. On one of them, 200 μl each of the bacterial suspension of transformed budding yeast TM182-BcOS1-I365S diluted in Glu-Ura-Leu medium as described above was dispensed and left at 30 ° C. for 67 hours. Cultured. On the other sheet, 200 μl of a suspension of transformed budding yeast TM182-BcOS1-I365S diluted in Gal-Ura-Leu medium as a control was dispensed and incubated at 30 ° C. for 67 hours. After incubation, the absorbance at 600 nm in each hole was measured with a microplate reader.
Table 2 shows the growth degrees of both the transformed budding yeast cultured in the presence of the compounds represented by the chemical formulas (1) to (7) (compounds (1) to (7)) and the budding yeast as a control thereof. It was. The degree of growth of both the transformed budding yeast and the control budding yeast were expressed as percentages, with the absorbance at 600 nm when the compound concentration was 0 ppm being 100. The degree of growth inhibition by each test substance of transformed budding yeast TM182-BcOS1-I365S is greater than the degree of growth inhibition by each test substance of transformed budding yeast AH22-BcOS1-I365S, and transformed budding yeast TM182-BcOS1-I365S Was confirmed to be a transformed cell with enhanced sensitivity to antibacterial active substances as compared to transformed budding yeast AH22-BcOS1-I365S.
実施例7 (イネいもち病糸状菌の細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼHIK1遺伝子の単離)
最初に、イネいもち病糸状菌から全RNAを調製した。ポテトデキストロース寒天培地(PDA培地、日水製薬)上で生育されたイネいもち病糸状菌(Pyricularia grisea)P-37株の菌糸100mgをマイクロスパチュラでかきとり、これを液体窒素中で乳鉢及び乳棒を用いて破砕した。凍結された破砕粉体からRNeasy Plant Mini Kit(QIAGEN)を用いてRNAを単離した。凍結された破砕粉体を液体窒素とともに50mlサンプルチューブに移し、液体窒素が蒸発してなくなった後、キットに添付されたバッファーRLCに1ml当たり10μlのメルカプトエタノールが添加された溶液を加えて攪拌した。さらに、数回のピペッティングで破砕粉体をよく分散させた後、56℃で3分間保温した。その後、破砕粉体を含む溶液をキットに添付されたQIAshredder spin columnに供し2分間、8,000xgで遠心分離した。ろ過上清を新しいサンプルチューブに移して、0.5倍容の99.5%エタノールを加えてピペッティングでよく混合した。この混合液をキットに添付されたRNeasy mini spin columnに供し1分間、8,000xgで遠心分離した。ろ液を捨て、キットに添付されたバッファーRW1を700μl加えて1分間、8,000xgで遠心分離し、ろ液を廃棄した。さらに、キットに添付されたバッファーRPEを500μl加えて1分間、8,000xgで遠心分離し、ろ液を廃棄した。この操作を2回繰り返した。最後に、上部フィルター分部を新しいサンプルチューブに移して、キットに添付されたRNase-free滅菌水30μlを供し1分間、8,000xgで遠心分離し、ろ液に総RNAを溶出した。この溶出操作を2回繰り返した。
次に、全RNAを鋳型としてcDNAをThermoScript RT-PCR System(Invitrogen)を用いて合成した。キットに添付された50mM Oligo(dT)20 1.0μl及び10mM dNTP Mix 2.0μlに、全RNA 9.0μlが混合された溶液を65℃で5分間処理し氷上で急冷した。この溶液に、キットに添付された5x cDNA Synthesis Bufferを4μl、0.1M DTTを1μl、RNase OUTを1μl、ThermoScript RTを1μl、滅菌蒸留水を1μl加えて50℃で60分間反応を行い、その後85℃で5分間の加熱処理で反応を停止した。さらに、この反応液にキットに添付されたRNaseHを1μl添加し37℃で20分間反応し鋳型のRNAを分解し、cDNAを合成した。
このcDNAを鋳型として、イネいもち病糸状菌のHIK1遺伝子をPCRで増幅した。配列番号18に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド及び配列番号19に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドをプライマーとしてPCR反応を行い、配列番号17で示される塩基配列を有するDNAを増幅した。PCR反応は、KOD-Plus-(TOYOBO)を用いて、94℃で2分間保温した後、94℃で15秒間次いで55℃で30秒間次いで68℃で6分間の保温サイクルを35サイクル繰り返す増幅条件下で行った。尚、PCR反応液(50μl)は、上記cDNAを2μl、10x Bufferを5μl、2mM dNTPsを5μl、25mM MgSO4を2μl、10μMオリゴヌクレオチドプライマーを各々1μl、滅菌蒸留水を33μl、KOD-Plus-を1μl添加することにより調製された。反応後、反応液の一部を1.0%アガロースゲル電気泳動で分離し、エチジウムブロマイド染色することによって約4kbのHIK1遺伝子が増幅されたことを確認した。
Example 7 (Isolation of Osmotic Sensitive Histidine Kinase HIK1 Gene without Cell Transmembrane Region of Rice Blast Fungus)
First, total RNA was prepared from rice blast fungi. 100 mg of mycelia of rice blast fungus (Pyricularia grisea) P-37 grown on potato dextrose agar medium (PDA medium, Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.) was scraped with a micro spatula in a liquid nitrogen and using a mortar and pestle And crushed. RNA was isolated from the frozen crushed powder using RNeasy Plant Mini Kit (QIAGEN). The frozen crushed powder was transferred to a 50 ml sample tube together with liquid nitrogen. After the liquid nitrogen had evaporated, the solution with 10 μl of mercaptoethanol per ml was added to the buffer RLC attached to the kit and stirred. . Furthermore, after the pulverized powder was well dispersed by pipetting several times, it was kept at 56 ° C. for 3 minutes. Thereafter, the solution containing the crushed powder was applied to a QIAshredder spin column attached to the kit and centrifuged at 8,000 × g for 2 minutes. The filtered supernatant was transferred to a new sample tube, 0.5 volume of 99.5% ethanol was added and mixed well by pipetting. This mixed solution was subjected to RNeasy mini spin column attached to the kit and centrifuged at 8,000 × g for 1 minute. The filtrate was discarded, 700 μl of buffer RW1 attached to the kit was added, and the mixture was centrifuged at 8,000 × g for 1 minute, and the filtrate was discarded. Furthermore, 500 μl of buffer RPE attached to the kit was added and centrifuged at 8,000 × g for 1 minute, and the filtrate was discarded. This operation was repeated twice. Finally, the upper filter portion was transferred to a new sample tube, subjected to 30 μl of RNase-free sterilized water attached to the kit, and centrifuged at 8,000 × g for 1 minute to elute the total RNA in the filtrate. This elution operation was repeated twice.
Next, cDNA was synthesized using the ThermoScript RT-PCR System (Invitrogen) using total RNA as a template. A solution in which 9.0 μl of total RNA was mixed with 1.0 μl of 50 mM Oligo (dT) 20 attached to the kit and 2.0 μl of 10 mM dNTP Mix was treated at 65 ° C. for 5 minutes and rapidly cooled on ice. To this solution, add 4 μl of 5x cDNA Synthesis Buffer attached to the kit, 1 μl of 0.1M DTT, 1 μl of RNase OUT, 1 μl of ThermoScript RT, 1 μl of sterile distilled water, and react at 50 ° C. for 60 minutes. The reaction was stopped by heat treatment at 5 ° C. for 5 minutes. Further, 1 μl of RNaseH attached to the kit was added to this reaction solution, and reacted at 37 ° C. for 20 minutes to decompose the template RNA and synthesize cDNA.
Using this cDNA as a template, the HIK1 gene of rice blast fungus was amplified by PCR. PCR was carried out using the oligonucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 18 and the oligonucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 19 as primers to amplify the DNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 17. PCR reaction was carried out using KOD-Plus- (TOYOBO) at 94 ° C for 2 minutes, followed by 35 cycles of 94 ° C for 15 seconds, 55 ° C for 30 seconds, and 68 ° C for 6 minutes. Went under. The PCR reaction solution (50 μl) was 2 μl of the above cDNA, 5 μl of 10 × Buffer, 5 μl of 2 mM dNTPs, 2 μl of 25 mM MgSO 4 , 1 μl of 10 μM oligonucleotide primer, 33 μl of sterile distilled water, KOD-Plus- Prepared by adding 1 μl. After the reaction, a part of the reaction solution was separated by 1.0% agarose gel electrophoresis, and it was confirmed that the HIK1 gene of about 4 kb was amplified by staining with ethidium bromide.
実施例8 (イネいもち病糸状菌のHIK1遺伝子の発現プラスミド構築及び形質転換酵母の作製)
クローニングベクターpBluescriptSKII(+)にイネいもち病糸状菌のHIK1遺伝子をクローニングした。実施例7で調製されたHIK1遺伝子断片を含む反応液を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)を用いて添付のマニュアルに従って精製した。精製された約4kbのHIK1遺伝子を制限酵素SpeI及びHindIIIで消化し、一方、クローニングベクターpBluescriptSKII(+)(ストラタジーン社製)も制限酵素SpeI及びHindIIIで消化した後、それぞれ1.0%アガロースゲル電気泳動で分離して目的とするDNAを含むゲル部分を切り出した。QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN)を用いて添付のマニュアルに従って前記ゲルより、制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたHIK1を含む遺伝子断片並びに制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたクローニングベクターを回収した。Ligation Kit Ver.2(TaKaRa)を用いて添付のマニュアルに従って、クローニングベクターのマルチクローニング部位のSpeIとHindIIIとの間にHIK1遺伝子断片が挿入されたプラスミドpBlueHIK1を構築した。得られたプラスミドの塩基配列はBigDye terminator v3.0 Cycle Sequence FS Ready Reaction Kit (Applied Biosystems)を用いて添付のマニュアルに従ってシークエンス反応を行い、DNAシークエンサー(モデル3100、Applied Biosystems)で解析した。シークエンス反応はプライマーとして、配列番号20〜29に示される塩基配列のいずれかからなるオリゴヌクレオチドを用い、96℃で10秒間次いで50℃で5秒間次いで60℃で2分間のサイクルを35サイクル繰り返す増幅条件下で行った。その結果、配列番号17に示された塩基配列が得られ、プラスミドpBlueH1K1がHIK1遺伝子を保有することが確認された。
次に、酵母-大腸菌のシャトルベクターp415ADH(ATCC87312)にイネいもち病糸状菌のHIK1遺伝子を挿入した。上記のように調製されたプラスミドpBlueHIK1を制限酵素SpeI及びHindIIIで消化し、一方、シャトルベクターp415ADH(ATCC87312)も制限酵素SpeI及びHindIIIで消化した後、それぞれ1.0%アガロースゲル電気泳動で分離し、目的とするDNAを含むゲル部分を切り出した。QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN)を用いて添付のマニュアルに従って前記ゲルより、制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたHIK1を含む遺伝子断片並びに制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたシャトルベクターを回収した。Ligation Kit Ver.2(TaKaRa)を用いて添付のマニュアルに従って、シャトルベクターのマルチクローニング部位のSpeIとHindIIIとの間にHIK1遺伝子断片が挿入されたプラスミドpADHHIK1を構築した。
調製された発現プラスミドpADHHIK1をGeitz RD & Woods RA (1994) Molecular Genetics of Yeast: Practical Approaches ed. Johnson JA, Oxford University Press p124-134記載の方法に従って、出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)AH22株(IFO10144)及びMaeda T et.al. (1994) Nature vol.369, p242-245記載のTM182株に遺伝子導入した。得られる形質転換出芽酵母では、ロイシンの栄養要求性が消失することを利用し、形質転換出芽酵母AH22株(AH22-HIK1)はGlu-Leu寒天培地で選抜し、形質転換出芽酵母TM182株(TM182-HIK1)はGal-Ura-Leu寒天培地で選抜した。得られたTM182-HIK1は、Glu-Ura-Leu培地に移植しても生育することを確認した。
Example 8 (Construction of expression plasmid of HIK1 gene of rice blast fungus and preparation of transformed yeast)
The HIK1 gene of rice blast fungus was cloned into the cloning vector pBluescriptSKII (+). The reaction solution containing the HIK1 gene fragment prepared in Example 7 was purified using QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) according to the attached manual. The purified HIK1 gene of about 4 kb was digested with restriction enzymes SpeI and HindIII, while the cloning vector pBluescriptSKII (+) (Stratagene) was digested with restriction enzymes SpeI and HindIII, followed by 1.0% agarose gel electrophoresis, respectively. And the gel part containing the target DNA was cut out. A gene fragment containing HIK1 digested with restriction enzymes SpeI and HindIII and a cloning vector digested with restriction enzymes SpeI and HindIII were collected from the gel using the QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN) according to the attached manual. Using the Ligation Kit Ver.2 (TaKaRa), a plasmid pBlueHIK1 in which the HIK1 gene fragment was inserted between SpeI and HindIII of the multiple cloning site of the cloning vector was constructed. The nucleotide sequence of the obtained plasmid was subjected to a sequence reaction using BigDye terminator v3.0 Cycle Sequence FS Ready Reaction Kit (Applied Biosystems) according to the attached manual, and analyzed with a DNA sequencer (model 3100, Applied Biosystems). Sequencing reaction uses an oligonucleotide consisting of any one of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 20 to 29 as a primer and repeats 35 cycles of 96 ° C for 10 seconds, 50 ° C for 5 seconds, and 60 ° C for 2 minutes Performed under conditions. As a result, the base sequence shown in SEQ ID NO: 17 was obtained, and it was confirmed that the plasmid pBlueH1K1 possesses the HIK1 gene.
Next, the HIK1 gene of rice blast fungus was inserted into the yeast-E. Coli shuttle vector p415ADH (ATCC87312). The plasmid pBlueHIK1 prepared as described above was digested with the restriction enzymes SpeI and HindIII, while the shuttle vector p415ADH (ATCC87312) was also digested with the restriction enzymes SpeI and HindIII and then separated by 1.0% agarose gel electrophoresis. The gel part containing DNA to be cut out was cut out. A gene fragment containing HIK1 digested with restriction enzymes SpeI and HindIII and a shuttle vector digested with restriction enzymes SpeI and HindIII were recovered from the gel using the QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN) according to the attached manual. Plasmid pADHHIK1 in which the HIK1 gene fragment was inserted between SpeI and HindIII of the multiple cloning site of the shuttle vector was constructed using Ligation Kit Ver.2 (TaKaRa) according to the attached manual.
According to the method described in Geitz RD & Woods RA (1994) Molecular Genetics of Yeast: Practical Approaches ed. Johnson JA, Oxford University Press p124-134, the prepared expression plasmid pADHHIK1 The gene was introduced into the TM182 strain described in Maeda T et.al. (1994) Nature vol.369, p242-245. In the resulting transformed budding yeast, utilizing the loss of leucine auxotrophy, the transformed budding yeast strain AH22 (AH22-HIK1) was selected on a Glu-Leu agar medium, and transformed budding yeast strain TM182 (TM182 -HIK1) was selected on Gal-Ura-Leu agar medium. The obtained TM182-HIK1 was confirmed to grow even when transplanted to Glu-Ura-Leu medium.
実施例9 (形質転換出芽酵母の抗菌活性物質感受性試験)
実施例8で作製された形質転換出芽酵母AH22-HIK1をGlu-Leu培地中30℃で24時間振とう培養した。対照として、AH22株を同様に、Glu培地中30℃で24時間振とう培養した。それぞれの増殖された形質転換出芽酵母の菌懸濁液の600 nmにおける吸光度を測定し、吸光度が0.1となるようそれぞれの培地で希釈された菌懸濁液を調製した。さらに、形質転換出芽酵母AH22-HIK1の前記菌懸濁液がGlu-Leu培地で50倍に希釈された菌懸濁液と、AH22株の前記菌懸濁液がGlu培地で50倍に希釈された菌懸濁液とを調製した。化学式(1)〜(3)に示される3種類の化合物(化合物(1)〜(3))が各々200 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、化学式(4)及び(5)に示される2種類の化合物(化合物(4)及び(5))が600 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、及び、化学式(6)及び(7)に示される2種類の化合物(化合物(6)及び(7))が20 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液を調製し、当該化合物DMSO溶液と対照としてDMSOとがそれぞれ各穴に1.0μlずつ2箇所に分注されたマイクロプレートを2枚作製した。その内の1枚には、上記のように希釈調製された形質転換出芽酵母AH22-HIK1の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で23時間静置培養した。もう1枚には、上記のように希釈調製された対照酵母AH22株の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で27時間静置培養した。培養後、マイクロプレートリーダーで各穴の600 nmの吸光度を測定した。
同様に、実施例8で作製された形質転換出芽酵母TM182-HIK1をGlu-Ura-Leu培地中30℃で24時間培養した。増殖された形質転換出芽酵母の菌懸濁液の600 nmの吸光度を測定し、吸光度が0.1となるようそれぞれの培地で希釈された菌懸濁液を調製した。さらに、形質転換出芽酵母TM182-HIK1の前記菌懸濁液が、Glu-Ura-Leu培地で50倍に希釈された菌懸濁液と、対照としてGal-Ura-Leu培地で50倍に希釈された菌懸濁液とを調製した。化学式(1)〜(3)に示される3種類の化合物(化合物(1)〜(3))が各々200 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、化学式(4)及び(5)に示される2種類の化合物(化合物(4)及び(5))が600 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、及び、化学式(6)及び(7)に示される2種類の化合物(化合物(6)及び(7))が20 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液を調製し、当該化合物DMSO溶液と対照としてDMSOとがそれぞれ各穴に1.0μlずつ2箇所に分注されたマイクロプレートを2枚作製した。その内の1枚には、上記のようにGlu-Ura-Leu培地で希釈調製された形質転換出芽酵母TM182-HIK1の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で27時間静置培養した。もう1枚には、上記のように、対照としてGal-Ura-Leu培地で希釈調製された形質転換出芽酵母TM182-HIK1の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で27時間静置培養した。培養後、マイクロプレートリーダーで各穴の600 nmの吸光度を測定した。
表3に化学式(1)〜(7)で示される化合物(化合物(1)〜(7))について、形質転換出芽酵母及びその対照である出芽酵母の両者の生育度を示した。形質転換出芽酵母及びその対照の出芽酵母の両者の生育度は、前記化合物濃度が0 ppmの場合における600 nmの吸光度を100として、相対値を百分率で表した。TM182-HIK1の各被験物質による生育の阻害度は、AH22-HIK1の各被験物質による生育の阻害度より大きく、TM182-HIK1はAH22-HIK1と比較して抗菌活性物質に対する感受性が増強した形質転換細胞であることが確認された。
Example 9 (Antimicrobial susceptibility test of transformed budding yeast)
The transformed budding yeast AH22-HIK1 prepared in Example 8 was cultured with shaking in Glu-Leu medium at 30 ° C. for 24 hours. As a control, the AH22 strain was similarly cultured with shaking in Glu medium at 30 ° C. for 24 hours. The absorbance at 600 nm of each of the grown transformed budding yeast cell suspensions was measured, and a cell suspension diluted with each medium so that the absorbance was 0.1 was prepared. Furthermore, the bacterial suspension of the transformed budding yeast AH22-HIK1 was diluted 50 times with Glu-Leu medium, and the bacterial suspension of the AH22 strain was diluted 50 times with Glu medium. A fungal suspension was prepared. A solution in which three kinds of compounds represented by chemical formulas (1) to (3) (compounds (1) to (3)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 200 ppm each, ) And (5) two compounds (compounds (4) and (5)) dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 600 ppm, and chemical formulas (6) and Prepare a solution in which the two compounds shown in (7) (compounds (6) and (7)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 20 ppm. As a result, two microplates were prepared in which DMSO and 1.0 μl each were dispensed into two holes. On one of them, 100 μl each of the suspension of transformed budding yeast AH22-HIK1 diluted as described above was dispensed and left to stand at 30 ° C. for 23 hours. On the other sheet, 100 μl of the cell suspension of the control yeast AH22 strain prepared as described above was dispensed and cultured at 30 ° C. for 27 hours. After incubation, the absorbance at 600 nm in each hole was measured with a microplate reader.
Similarly, the transformed budding yeast TM182-HIK1 prepared in Example 8 was cultured in a Glu-Ura-Leu medium at 30 ° C. for 24 hours. The absorbance at 600 nm of the grown bacterial suspension of transformed budding yeast was measured, and a bacterial suspension diluted with each medium so that the absorbance was 0.1 was prepared. Furthermore, the bacterial suspension of transformed Saccharomyces cerevisiae TM182-HIK1 was diluted 50-fold with Gal-Ura-Leu medium and a bacterial suspension diluted 50-fold with Glu-Ura-Leu medium. A fungal suspension was prepared. A solution in which three kinds of compounds represented by chemical formulas (1) to (3) (compounds (1) to (3)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 200 ppm each, ) And (5) two compounds (compounds (4) and (5)) dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 600 ppm, and chemical formulas (6) and Prepare a solution in which the two compounds shown in (7) (compounds (6) and (7)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 20 ppm. As a result, two microplates were prepared in which DMSO and 1.0 μl each were dispensed into two holes. On one of them, 100 μl each of the suspension of transformed Saccharomyces cerevisiae TM182-HIK1 diluted in Glu-Ura-Leu medium as described above was dispensed and incubated at 30 ° C. for 27 hours. . On the other side, as described above, 100 μl of the suspension of transformed Saccharomyces cerevisiae TM182-HIK1 diluted in Gal-Ura-Leu medium as a control was dispensed and left to stand at 30 ° C for 27 hours. did. After incubation, the absorbance at 600 nm in each hole was measured with a microplate reader.
Table 3 shows the growth levels of the transformed budding yeast and the control budding yeast for the compounds represented by the chemical formulas (1) to (7) (compounds (1) to (7)). The degree of growth of both the transformed budding yeast and the control budding yeast was expressed as a percentage, with the absorbance at 600 nm when the compound concentration was 0 ppm being 100. TM182-HIK1 growth inhibition by each test substance is greater than AH22-HIK1 growth inhibition by each test substance. It was confirmed to be a cell.
実施例10 (他の糸状菌からの浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼ遺伝子断片の増幅)
(1)ホウレンソウ萎凋病糸状菌の全RNAの調製
ホウレンソウ萎凋病菌から全RNAを単離した。ポテトデキストロース寒天培地(PDA培地、日水製薬)上で生育されたホウレンソウ萎凋病糸状菌(Fusarium oxysporum)RJN1株の菌糸100mgをマイクロスパチュラでかきとり、これを液体窒素中で乳鉢及び乳棒を用いて破砕した。RNeasy Plant Mini Kit(QIAGEN)を用いて、実施例1に記載された方法に従って、凍結された破砕粉体からRNAを単離した。
Example 10 (Amplification of osmotically sensitive histidine kinase gene fragments from other filamentous fungi)
(1) Preparation of total RNA of spinach wilt fungus Total RNA was isolated from spinach wilt fungus. 100 mg of mycelium of Fusarium oxysporum RJN1 grown on potato dextrose agar medium (PDA medium, Nissui Pharmaceutical) was scraped with a microspatula using a mortar and pestle in liquid nitrogen did. RNA was isolated from the frozen crushed powder according to the method described in Example 1 using RNeasy Plant Mini Kit (QIAGEN).
(2)コムギ葉枯病糸状菌の全RNAの調製
コムギ葉枯病糸状菌から全RNAを単離した。ポテトデキストロース寒天培地(PDA培地、日水製薬)上で生育されたコムギ葉枯病糸状菌(Mycospharella tritici)St-8株の胞子を、100mlのPD broth(DIFCO)に加え、500ml容三角フラスコを用いて20℃、150rpm、4日間培養した。培養液8mlを遠心して上清を除き、生重量300mgの菌体を乳鉢に移し、液体窒素中で乳棒を用いて破砕した。RNeasy Plant Mini Kit(QIAGEN)を用いて、実施例1に記載された方法に従って、凍結された破砕粉体からRNAを単離した。
(2) Preparation of Total RNA of Wheat Leaf Blight Fungus Total RNA was isolated from wheat leaf blight fungus. Add spores of Mycospharella tritici St-8 strain grown on potato dextrose agar medium (PDA medium, Nissui Pharmaceutical) to 100 ml PD broth (DIFCO), and add 500 ml Erlenmeyer flask The culture was performed at 20 ° C. and 150 rpm for 4 days. The supernatant was removed by centrifuging 8 ml of the culture solution, and 300 mg of the live cell was transferred to a mortar and crushed with a pestle in liquid nitrogen. RNA was isolated from the frozen crushed powder according to the method described in Example 1 using RNeasy Plant Mini Kit (QIAGEN).
(3)イネ紋枯病糸状菌の全RNAの調製
イネ紋枯病糸状菌から全RNAを単離した。ポテトデキストロース寒天培地(PDA培地、日水製薬)上で生育されたイネ紋枯病糸状菌(Thanatephorus cucumeris)Rs-18株の菌糸を、100mlのPD broth(DIFCO)に加え、500ml容三角フラスコを用いて25℃で4日間、静置培養した。培養液8mlを遠心して上清を除き、生重量300mgの菌糸を乳鉢に移し、液体窒素中で乳棒を用いて破砕した。RNeasy Plant Mini Kit(QIAGEN)を用いて、実施例1に記載された方法に従って、凍結された破砕粉体からRNAを単離した。
(3) Preparation of total RNA of rice mold blight fungus Total RNA was isolated from rice mold blight fungus. Add mycelium of rice rot fungus (Thanatephorus cucumeris) Rs-18 grown on potato dextrose agar medium (PDA medium, Nissui Pharmaceutical) to 100 ml PD broth (DIFCO), and add 500 ml Erlenmeyer flask The culture was statically cultured at 25 ° C. for 4 days. The supernatant was removed by centrifuging 8 ml of the culture solution, and the mycelium with a raw weight of 300 mg was transferred to a mortar and crushed with a pestle in liquid nitrogen. RNA was isolated from the frozen crushed powder according to the method described in Example 1 using RNeasy Plant Mini Kit (QIAGEN).
(4)トマト疫病糸状菌の全RNAの調製
トマト疫病糸状菌から全RNAを単離した。ライ麦培地寒天培地(ライ麦60g、ショ糖 15g、寒天 20g / 1L)上で生育されたトマト疫病糸状菌(Phytophthora infestans)Pi-5株の胞子を、20mlのライ麦培地培地(ライ麦60g、ショ糖 15g / 1L)に加え、300ml容三角フラスコを用いて20℃、150rpm、5日間培養した。培養液20mlを遠心して上清を除き、生重量200mgの菌体を乳鉢に移し、液体窒素中で乳棒を用いて破砕した。RNeasy Plant Mini Kit(QIAGEN)を用いて、実施例1に記載された方法に従って、凍結された破砕粉体からRNAを単離した。
(4) Preparation of total RNA of tomato blight fungus Total RNA was isolated from tomato blight fungus. Rye culture medium (Phytophthora infestans) Pi-5 strain grown on rye medium agar (rye 60g, sucrose 15g, agar 20g / 1L), 20ml rye medium (rye 60g, sucrose 15g) / 1L), and cultured in a 300 ml Erlenmeyer flask at 20 ° C., 150 rpm for 5 days. The supernatant was removed by centrifuging 20 ml of the culture solution, and the microbial cells having a raw weight of 200 mg were transferred to a mortar and crushed with a pestle in liquid nitrogen. RNA was isolated from the frozen crushed powder according to the method described in Example 1 using RNeasy Plant Mini Kit (QIAGEN).
(5)PCRによる浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼ遺伝子断片の増幅
実施例7で調製されたイネいもち病糸状菌の全RNA、実施例10(1)で調製されたホウレンソウ萎凋病糸状菌の全RNA、又は実施例10(2)で調製されたコムギ葉枯病糸状菌の全RNA、実施例10(3)で調製されたイネ紋枯病糸状菌の全RNA、実施例10(4)で調製されたトマト疫病糸状菌の全RNAを用いて、浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼ遺伝子断片の増幅を行った。
始めに、各々の全RNAを鋳型としてcDNAをThermoScript RT-PCR System(Invitrogen)を用いて合成した。当該キットに添付された50mM Okigo(dT)20 1.0μl及び10mM dNTP Mix 2.0μlに、各々の全RNA 4.0μl及び滅菌蒸留水 5.0μlが混合された溶液を調製し、実施例1に記載された方法に従ってcDNAを合成した。
この各々のcDNAを鋳型として、PCR反応を行った。プライマーとしては、表4に示すプライマー対を用いた。配列番号2で示される塩基配列に基づいてそれぞれのプライマー対を用いたPCRで増幅されると予想されるDNAの大きさを表に示した。
(5) Amplification of osmotic sensitive histidine kinase gene fragment by PCR Total RNA of rice blast fungus prepared in Example 7, total RNA of spinach wilt fungus prepared in Example 10 (1), or Wheat leaf blight fungus total RNA prepared in Example 10 (2), rice blight fungus total fungus prepared in Example 10 (3), prepared in Example 10 (4) Using total RNA of the tomato plague fungus, an osmotic pressure sensitive histidine kinase gene fragment was amplified.
First, cDNA was synthesized using ThermoScript RT-PCR System (Invitrogen) using each total RNA as a template. A solution was prepared by mixing 1.0 μl of 50 mM Okigo (dT) 20 attached to the kit and 2.0 μl of 10 mM dNTP Mix with 4.0 μl of each total RNA and 5.0 μl of sterilized distilled water as described in Example 1. CDNA was synthesized according to the method.
PCR reaction was performed using each of these cDNAs as a template. As the primers, the primer pairs shown in Table 4 were used. The size of DNA expected to be amplified by PCR using each primer pair based on the base sequence shown in SEQ ID NO: 2 is shown in the table.
PCR反応は、KOD-Plus-(TOYOBO)を用いて、94℃で2分間保温した後、94℃で15秒間次いで55℃で30秒間さらに68℃で1分間の保温を1サイクルとして、これを35サイクル繰り返す増幅条件下で行った。プライマー対1〜6を用いる場合には、68℃での保温を1分間とした。プライマー対7〜12を用いる場合には、68℃での保温を5分間とした。プライマー対13〜16を用いる場合には、68℃での保温を3分間とした。尚、PCR反応液(25μl)は、上記cDNAを0.5μl、10x bufferを2.5μl、8mM dNTPsを2.5μl、25mM MgSO4を1.0μl、10μM オリゴヌクレオチドプライマーを各0.5μl、滅菌蒸留水を17μl、KOD-Plus-を0.5μl添加することにより調製された。反応後のPCR反応液を、1%又は4%のアガロースゲル電気泳動にて解析した。
イネいもち病糸状菌のcDNAを鋳型とし、プライマー対1、2、3、4、5、6を用いると予測された大きさのDNAの増幅が観察された。ホウレンソウ萎凋病糸状菌のcDNAを鋳型とし、プライマー対2、3、7、8、9、10、11、12を用いると予測された大きさのDNAの増幅が観察された。コムギ葉枯病糸状菌のcDNAを鋳型とし、プライマー対3、5、6、13、14、15、16を用いると予測された大きさのDNAの増幅が観察された。イネ紋枯病糸状菌のcDNAを鋳型とし、プライマー対2、3、5、6を用いると予測された大きさのDNAの増幅が観察された。トマト萎凋病糸状菌のcDNAを鋳型とし、プライマー対5、6を用いると予測された大きさのDNAの増幅が観察された。
PCR reaction was carried out using KOD-Plus- (TOYOBO) at 94 ° C for 2 minutes, followed by incubation at 94 ° C for 15 seconds, then at 55 ° C for 30 seconds and then at 68 ° C for 1 minute. Amplification was repeated for 35 cycles. When primer pairs 1 to 6 were used, the incubation at 68 ° C. was 1 minute. When primer pairs 7-12 were used, the incubation at 68 ° C. was 5 minutes. When primer pairs 13 to 16 were used, the incubation at 68 ° C. was 3 minutes. The PCR reaction solution (25 μl) was 0.5 μl of the above cDNA, 2.5 μl of 10 × buffer, 2.5 μl of 8 mM dNTPs, 1.0 μl of 25 mM MgSO4, 0.5 μl of 10 μM oligonucleotide primer, 17 μl of sterile distilled water, KOD -Plus- was prepared by adding 0.5 μl. The PCR reaction solution after the reaction was analyzed by 1% or 4% agarose gel electrophoresis.
Using the rice blast fungus cDNA as a template, and using primer pairs 1, 2, 3, 4, 5 and 6, amplification of DNA of the expected size was observed. Amplification of DNA of the expected size was observed using primer pairs 2, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 12 using cDNA of spinach wilt fungi as a template. Amplification of DNA of the expected size was observed using primer pairs 3, 5, 6, 13, 14, 15, and 16 using cDNA of wheat leaf blight fungi as a template. Amplification of DNA of the expected size was observed using primer pairs 2, 3, 5, and 6 using cDNA of rice mold blight fungus as a template. Using the cDNA of tomato wilt fungi as a template, amplification of DNA of the size expected using primer pairs 5 and 6 was observed.
実施例11 (ホウレンソウ萎凋病糸状菌の細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼFoOS-1遺伝子の単離)
(1)ホウレンソウ萎凋病糸状菌FoOS-1遺伝子断片の解析
実施例10(5)で増幅された、ホウレンソウ萎凋病糸状菌のcDNAを鋳型にプライマー対9を用いて行ったPCR反応液を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)を用いて添付の取扱説明書に従って、増幅されたDNAを精製した。
精製されたDNAに対し、Ex Taq(TaKaRa)を用いて3'A付加を行った。3'A付加のための反応液(20μl)は、精製されたPCR反応液を15.3μl、10x bufferを2.0μl、10mM dNTPsを2.5μl、及びEx Taqを0.2μl添加することにより調製し、これを72℃で30分間保温した。
このようにして3'A付加されたDNAと、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを、当該クローニングベクターに添付された取扱説明書に従ってライゲーションした後、大腸菌JM109(TaKaRa)に導入した。得られた大腸菌形質転換体からQIAprep Spin Miniprep Kit(QIAGEN)を用いてプラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを鋳型とし、プライマーとして配列番号28、29、45〜48で示される塩基配列のいずれかからなるオリゴヌクレオチドを用いて、BigDye Terminator v3.0 Cycle Sequencing Ready Reaction Kit(Applied Biosystems)を用いて当該キットに添付された取扱説明書に従ってシークエンス反応を行い、DNAシークエンサー(モデル3100、Applied Biosystems)で解析した。シークエンス反応は、96℃で10秒間次いで50℃で5秒間さらに60℃で2分間の保温を1サイクルとし、これを35サイクル繰り返す増幅条件下で行った。その結果、配列番号42で示される塩基配列の塩基番号663〜3534で示される塩基配列が読み取られた。
Example 11 (Isolation of osmotically sensitive histidine kinase FoOS-1 gene having no transmembrane domain of spinach wilt fungus)
(1) Analysis of spinach wilt fungus FoOS-1 gene fragment The PCR reaction solution obtained by using primer pair 9 with the spinach wilt fungus cDNA amplified in Example 10 (5) as a template was used as a QIAquick. The amplified DNA was purified using PCR Purification Kit (QIAGEN) according to the attached instruction manual.
3′A addition was performed on the purified DNA using Ex Taq (TaKaRa). The reaction solution (20 μl) for 3′A addition was prepared by adding 15.3 μl of the purified PCR reaction solution, 2.0 μl of 10x buffer, 2.5 μl of 10 mM dNTPs, and 0.2 μl of Ex Taq. Was kept at 72 ° C. for 30 minutes.
The 3′A-added DNA and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) were ligated according to the instruction manual attached to the cloning vector and then introduced into E. coli JM109 (TaKaRa). Plasmid DNA was purified from the obtained Escherichia coli transformant using QIAprep Spin Miniprep Kit (QIAGEN). BigDye Terminator v3.0 Cycle Sequencing Ready Reaction Kit (Applied Biosystems) using the obtained plasmid DNA as a template and an oligonucleotide consisting of any one of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 28, 29, 45 to 48 A sequence reaction was carried out according to the instruction manual attached to the kit and analyzed with a DNA sequencer (Model 3100, Applied Biosystems). The sequence reaction was performed under amplification conditions of 96 cycles at 96 ° C. for 10 seconds, 50 ° C. for 5 seconds, and 60 ° C. for 2 minutes for one cycle, and this was repeated 35 cycles. As a result, the base sequence represented by base numbers 663 to 3534 of the base sequence represented by SEQ ID NO: 42 was read.
(2)ホウレンソウ萎凋病糸状菌FoOS-1遺伝子全長の解析
SMART RACE cDNA Amplification Kit(CLONTECH)を用いて当該キットに添付された取扱説明書に従って配列番号42で示される塩基配列の塩基番号663より5'側上流域に伸長するDNAのクローニングを行った。具体的には、実施例10(1)で調製された全RNAを3μl(230ng)に、前記キットに添付されたCDS-primerを1.0μl、SMART IIA Oligoを1.0μl混合して反応液を調製し、70℃で2分間保温した後、氷上で2分間保温した。当該反応液に、前記キットに添付された5x First-Strand bufferを2μl、20mM DTTを1μl、10mM dNTP Mixを1μl及びPowerScript Reverse Transcriptaseを1μl加えて混合し、42℃で1.5時間保温した。保温後の反応液に、前記キットに添付されたTricine-EDTA bufferを100μl添加した後、72℃で7分間保温し、5' RACE ready cDNAを調製した。この5' RACE ready cDNAを鋳型にして、5'側上流域を増幅するPCRを行った。PCR反応液は、5' RACE ready cDNA を2.5μlに、前記キットに添付された10x Advantage 2 bufferを5.0μl、10mM dNTP Mixを1.0μl、50x Advantage 2 Polymerase Mixを1.0μlを混合し、プライマーとして前記キットに添付された10x Universal Primer A Mixを5.0μlと、配列番号43で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドの10μM溶液を1.0μlとを添加し、滅菌蒸留水を用いて全量を50μlとした。この反応液を、94℃で5秒間次いで72℃で2分間の保温を1サイクルとしてこれを5サイクル繰り返し、さらに94℃で5秒間次いで70℃で10秒間次いで72℃で2分間の保温を1サイクルとしてこれを5サイクル繰り返し、さらに94℃で5秒間次いで68℃で10秒間次いで72℃で2分間の保温を1サイクルとしてこれを25サイクル繰り返した後、72℃で7分間保温した。当該PCR反応液と、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを当該クローニングベクターに添付された取扱説明書に従ってライゲーションした後、これを大腸菌JM109(TaKaRa)に導入した。得られた大腸菌形質転換体からQIAprep Spin Miniprep Kit(QIAGEN)を用いてプラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを鋳型とし、配列番号29、49、54で示される塩基配列からなるプライマーを用いて、実施例11(1)に記載された方法に従って塩基配列を解析した。その結果、配列番号42で示される塩基配列の塩基番号1〜662で示される塩基配列が読み取られた。
さらに、配列番号42で示される塩基配列の塩基番号3534より3'側下流域に伸長するDNAのクローニングを行った。具体的には、実施例10(1)で調製された全RNAを3μl(230ng)に、前記キットに添付されたCDS-primerを1.0μl、滅菌蒸留水を1.0μl混合し、70℃で2分間保温した後、氷上で2分間保温した。該反応液を用いて、5' RACE ready cDNA調製と同様にして3' RACE ready cDNAを調製した。この3' RACE ready cDNAを鋳型にして、3'側下流域を増幅するPCRを行った。PCR反応液は、5' RACE ready cDNA を2.5μlに、前記キットに添付された10x Advantage 2 bufferを5.0μl、10mM dNTP Mixを1.0μl、50x Advantage 2 Polymerase Mixを1.0μlを混合し、プライマーとして前記キットに添付された10x Universal Primer A Mixを5.0μlと、配列番号42で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドの10μM溶液を1.0μl添加し、滅菌蒸留水を用いて全量を50μlとした。この反応液を、94℃で5秒間次いで72℃で2分間の保温を1サイクルとしてこれを5サイクル繰り返し、さらに94℃で5秒間次いで70℃で10秒間次いで72℃で2分間の保温を1サイクルとしてこれを5サイクル繰り返し、さらに94℃で5秒間次いで68℃で10秒間次いで72℃で2分間の保温を1サイクルとしてこれを25サイクル繰り返した後、72℃で7分間保温した。該PCR反応液と、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを該ベクターに添付の取扱説明書に従ってライゲーションした後、大腸菌JM109(TaKaRa)に導入した。得られた大腸菌形質転換体からQIAprep Spin Miniprep Kit(QIAGEN)を用いてプラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを鋳型とし、配列番号29、50、54で示される塩基配列からなるプライマーを用いて、実施例11(1)に記載した方法に従って塩基配列を解析した。その結果、配列番号42で示される塩基配列の塩基番号3535〜3882で示される塩基配列が読み取られた。
解析した全ての塩基配列を連結させた結果、配列番号42で示される塩基配列が得られた。配列番号42で示される塩基配列は3882塩基(終止コドンを含む)からなり、1293アミノ酸残基(配列番号41)をコードする塩基配列であった。配列番号41で示されるアミノ酸配列を有する蛋白質の分子量は、141818Daと計算された。
(2) Analysis of the full length FoOS-1 gene of spinach wilt fungus
Using the SMART RACE cDNA Amplification Kit (CLONTECH), DNA extending 5 ′ upstream from the base number 663 of the base sequence shown in SEQ ID NO: 42 was cloned according to the instruction manual attached to the kit. Specifically, 3 μl (230 ng) of the total RNA prepared in Example 10 (1) was mixed with 1.0 μl of CDS-primer attached to the kit and 1.0 μl of SMART IIA Oligo to prepare a reaction solution. The mixture was incubated at 70 ° C. for 2 minutes and then kept on ice for 2 minutes. To the reaction solution, 2 μl of 5 × First-Strand buffer attached to the kit, 1 μl of 20 mM DTT, 1 μl of 10 mM dNTP Mix and 1 μl of PowerScript Reverse Transcriptase were added and mixed, and incubated at 42 ° C. for 1.5 hours. After adding 100 μl of Tricine-EDTA buffer attached to the kit to the reaction solution after the incubation, the mixture was incubated at 72 ° C. for 7 minutes to prepare 5 ′ RACE ready cDNA. Using this 5 ′ RACE ready cDNA as a template, PCR was performed to amplify the 5 ′ upstream region. The PCR reaction solution was mixed with 2.5 μl of 5 ′ RACE ready cDNA, 5.0 μl of 10x Advantage 2 buffer attached to the kit, 1.0 μl of 10 mM dNTP Mix, and 1.0 μl of 50x Advantage 2 Polymerase Mix. 5.0 μl of 10 × Universal Primer A Mix attached to the kit and 1.0 μl of 10 μM oligonucleotide solution consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 43 were added, and the total volume was made 50 μl using sterile distilled water. . This reaction solution was kept at 94 ° C. for 5 seconds and then at 72 ° C. for 2 minutes as one cycle, and this was repeated 5 cycles, followed by further incubation at 94 ° C. for 5 seconds, then 70 ° C. for 10 seconds, and then at 72 ° C. for 2 minutes. The cycle was repeated 5 cycles, and further, this was repeated 25 cycles with 94 ° C. for 5 seconds, then 68 ° C. for 10 seconds and then 72 ° C. for 2 minutes, and then kept at 72 ° C. for 7 minutes. The PCR reaction solution and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) were ligated according to the instruction manual attached to the cloning vector, and then introduced into E. coli JM109 (TaKaRa). Plasmid DNA was purified from the obtained Escherichia coli transformant using QIAprep Spin Miniprep Kit (QIAGEN). The obtained plasmid DNA was used as a template, and the nucleotide sequence was analyzed according to the method described in Example 11 (1) using primers consisting of the nucleotide sequences represented by SEQ ID NOs: 29, 49 and 54. As a result, the base sequence represented by base numbers 1 to 662 of the base sequence represented by SEQ ID NO: 42 was read.
Furthermore, DNA extending to the 3 ′ downstream region from base number 3534 of the base sequence represented by SEQ ID NO: 42 was cloned. Specifically, 3 μl (230 ng) of the total RNA prepared in Example 10 (1) was mixed with 1.0 μl of CDS-primer attached to the kit and 1.0 μl of sterilized distilled water. After being kept warm for 1 minute, it was kept warm on ice for 2 minutes. Using the reaction solution, 3 ′ RACE ready cDNA was prepared in the same manner as 5 ′ RACE ready cDNA preparation. Using this 3 ′ RACE ready cDNA as a template, PCR was performed to amplify the 3 ′ downstream region. The PCR reaction solution was mixed with 2.5 μl of 5 ′ RACE ready cDNA, 5.0 μl of 10x Advantage 2 buffer attached to the kit, 1.0 μl of 10 mM dNTP Mix, and 1.0 μl of 50x Advantage 2 Polymerase Mix. 5.0 μl of 10 × Universal Primer A Mix attached to the kit and 1.0 μl of 10 μM oligonucleotide solution consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 42 were added, and the total volume was adjusted to 50 μl using sterile distilled water. This reaction solution was kept at 94 ° C. for 5 seconds and then at 72 ° C. for 2 minutes as one cycle, and this was repeated 5 cycles, followed by further incubation at 94 ° C. for 5 seconds, then 70 ° C. for 10 seconds, and then at 72 ° C. for 2 minutes. The cycle was repeated 5 cycles, and further, this was repeated 25 cycles with 94 ° C. for 5 seconds, then 68 ° C. for 10 seconds and then 72 ° C. for 2 minutes, and then kept at 72 ° C. for 7 minutes. The PCR reaction solution and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) were ligated according to the instruction manual attached to the vector, and then introduced into E. coli JM109 (TaKaRa). Plasmid DNA was purified from the obtained Escherichia coli transformant using QIAprep Spin Miniprep Kit (QIAGEN). The obtained plasmid DNA was used as a template, and the nucleotide sequence was analyzed according to the method described in Example 11 (1) using primers consisting of the nucleotide sequences represented by SEQ ID NOs: 29, 50 and 54. As a result, the base sequence represented by base numbers 3535 to 3882 of the base sequence represented by SEQ ID NO: 42 was read.
As a result of linking all the analyzed base sequences, the base sequence represented by SEQ ID NO: 42 was obtained. The base sequence represented by SEQ ID NO: 42 consisted of 3882 bases (including a stop codon), and was a base sequence encoding 1293 amino acid residues (SEQ ID NO: 41). The molecular weight of the protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 41 was calculated to be 141818 Da.
(3)ホウレンソウ萎凋病糸状菌FoOS-1全長遺伝子の単離
実施例11(2)で調製された5' RACE ready cDNAを鋳型に、ホウレンソウ萎凋病糸状菌のFoOS-1遺伝子をPCRで増幅した。配列番号52で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド及び配列番号53で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドをプライマーとしてPCR反応を行うことにより、配列番号42で示される塩基配列を有するDNAを増幅した。PCR反応は、KOD-Plus-(TOYOBO)を用いて、94℃で2分間保温した後、94℃で15秒間次いで55℃で30秒間さらに68℃で6分間の保温を1サイクルとして、これを35サイクル繰り返す増幅条件下で行った。なお、PCR反応液(50μl)は、5' RACE ready cDNAを2.5μl、10x bufferを5.0μl、2mM dNTPsを5.0μl、25mM MgSO4を2.0μl、10μM オリゴヌクレオチドプライマーを各1.0μl、滅菌蒸留水を32.5μl、及びKOD-Plus-を1.0μlを添加することにより調製された。反応後、PCR反応液の一部を1%アガロースゲル電気泳動にて分離し、エチジウムブロマイド染色することにより、約4kbのFoOS-1遺伝子が増幅されたことを確認した。
(3) Isolation of the full-length gene of spinach wilt fungus FoOS-1 Using the 5 'RACE ready cDNA prepared in Example 11 (2) as a template, the FoOS-1 gene of spinach wilt fungi was amplified by PCR. . A PCR reaction was carried out using the oligonucleotide consisting of the base sequence shown by SEQ ID NO: 52 and the oligonucleotide consisting of the base sequence shown by SEQ ID NO: 53 as primers to amplify the DNA having the base sequence shown by SEQ ID NO: 42. PCR reaction was carried out using KOD-Plus- (TOYOBO) at 94 ° C for 2 minutes, followed by incubation at 94 ° C for 15 seconds, then at 55 ° C for 30 seconds and then at 68 ° C for 6 minutes as one cycle. Amplification was repeated for 35 cycles. The PCR reaction solution (50 μl) was 2.5 μl of 5 ′ RACE ready cDNA, 5.0 μl of 10 × buffer, 5.0 μl of 2 mM dNTPs, 2.0 μl of 25 mM MgSO4, 1.0 μl of 10 μM oligonucleotide primer, and sterile distilled water. 32.5 μl and KOD-Plus- were prepared by adding 1.0 μl. After the reaction, a part of the PCR reaction solution was separated by 1% agarose gel electrophoresis and stained with ethidium bromide to confirm that about 4 kb of FoOS-1 gene was amplified.
実施例12 (ホウレンソウ萎凋病糸状菌のFoOS-1遺伝子の発現プラスミドの構築と形質転換出芽酵母の作製)
最初に、ホウレンソウ萎凋病糸状菌のFoOS-1遺伝子をpCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)にサブクローニングした。実施例11(3)で調製された約4kbのFoOS-1遺伝子を含む反応液を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付されたマニュアルに従って精製した。精製された約4kbのFoOS-1遺伝子に対し、実施例11(1)に記載された方法に従って3'A付加を行った。3'A付加されたFoOS-1遺伝子と、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを、当該クローニングベクターに添付された取扱説明書に従ってライゲーションすることにより、プラスミドpCRFoOS1を構築した。得られたプラスミドの塩基配列は、実施例11(1)に記載された方法に従って解析した。プライマーとして、配列番号29、43〜51、54に示される塩基配列のいずれかからなるオリゴヌクレオチドを用いた。その結果、配列番号42に示された塩基配列が得られ、プラスミドpCRFoOS1がFoOS-1遺伝子を含むことが確認された。
このように調製されたプラスミドpCRFoOS1に含まれるFoOS-1遺伝子を酵母-大腸菌のシャトルベクターp415ADHにクローニングし発現プラスミドを構築した。プラスミドpCRFoOS1を制限酵素SpeI及びPstIで消化し、一方、シャトルベクターp415ADHも制限酵素SpeI及びPstIで消化した。これらをそれぞれ0.8%アガロースゲル電気泳動で分離した後、制限酵素SpeI及びPstIで消化されたFoOS-1遺伝子断片並びに制限酵素SpeI及びPstIで消化されたシャトルベクターp415ADHを切り出し、QIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN)を用いて添付されたマニュアルに従って前記ゲルより、制限酵素SpeI及びPstIで消化されたFoOS-1遺伝子断片並びに制限酵素SpeI及びPstIで消化されたシャトルベクターを回収した。Ligation Kit Ver.2(TaKaRa)を用いて、当該キットに添付されたマニュアルに従って、シャトルベクターのマルチクローニング部位のSpeIとPstIとの間にFoOS-1遺伝子を挿入することにより、発現プラスミドpADHFoOS1を構築した。得られた発現プラスミドの塩基配列は実施例11(1)に記載された方法に従って解析した。プライマーとして、配列番号43〜53に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドを用いた。その結果、配列番号42に示された塩基配列が得られ、発現プラスミドpADHFoOS1がFoOS-1遺伝子を保有することが確認された。
調製された発現プラスミドpADHFoOS1を実施例2記載の方法に従って、出芽酵母AH22株及び及びTM182株に遺伝子導入した。得られる形質転換出芽酵母では、ロイシンの栄養要求性が消失することを利用し、形質転換出芽酵母AH22株(AH22-FoOS1)はGlu-Leu寒天培地で選抜し、また形質転換出芽酵母TM182株(TM182-FoOS1)はGal-Ura-Leu寒天培地で選抜した。得られたTM182-FoOS1については、Glu-Ura-Leu培地に移植しても生育することが確認された。
Example 12 (Construction of FoOS-1 gene expression plasmid of spinach wilt fungus and production of transformed budding yeast)
First, the FoOS-1 gene of spinach wilt fungus was subcloned into the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen). The reaction solution containing about 4 kb of FoOS-1 gene prepared in Example 11 (3) was purified using QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) according to the manual attached to the kit. 3′A addition was performed on the purified 4 kb FoOS-1 gene according to the method described in Example 11 (1). The plasmid pCRFoOS1 was constructed by ligating the FoOS-1 gene added with 3′A and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) according to the instruction manual attached to the cloning vector. The nucleotide sequence of the obtained plasmid was analyzed according to the method described in Example 11 (1). As a primer, an oligonucleotide consisting of any one of the base sequences shown in SEQ ID NOs: 29, 43 to 51, and 54 was used. As a result, the base sequence shown in SEQ ID NO: 42 was obtained, and it was confirmed that the plasmid pCRFoOS1 contains the FoOS-1 gene.
The FoOS-1 gene contained in the plasmid pCRFoOS1 prepared in this way was cloned into the yeast-E. Coli shuttle vector p415ADH to construct an expression plasmid. Plasmid pCRFoOS1 was digested with restriction enzymes SpeI and PstI, while shuttle vector p415ADH was also digested with restriction enzymes SpeI and PstI. After separating them by 0.8% agarose gel electrophoresis, the FoOS-1 gene fragment digested with restriction enzymes SpeI and PstI and the shuttle vector p415ADH digested with restriction enzymes SpeI and PstI were excised, and QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN The FoOS-1 gene fragment digested with the restriction enzymes SpeI and PstI and the shuttle vector digested with the restriction enzymes SpeI and PstI were recovered from the gel according to the manual attached using Using Ligation Kit Ver.2 (TaKaRa), construct the expression plasmid pADHFoOS1 by inserting the FoOS-1 gene between SpeI and PstI of the multicloning site of the shuttle vector according to the manual attached to the kit. did. The base sequence of the obtained expression plasmid was analyzed according to the method described in Example 11 (1). As a primer, an oligonucleotide having a base sequence represented by SEQ ID NOs: 43 to 53 was used. As a result, the base sequence shown in SEQ ID NO: 42 was obtained, and it was confirmed that the expression plasmid pADHFoOS1 possesses the FoOS-1 gene.
The prepared expression plasmid pADHFoOS1 was introduced into the budding yeast strain AH22 and TM182 according to the method described in Example 2. In the obtained transformed budding yeast, the auxotrophy of leucine disappears, and the transformed budding yeast AH22 strain (AH22-FoOS1) is selected on the Glu-Leu agar medium, and the transformed budding yeast strain TM182 ( TM182-FoOS1) was selected on Gal-Ura-Leu agar medium. The obtained TM182-FoOS1 was confirmed to grow even when transplanted to Glu-Ura-Leu medium.
実施例13 (形質転換出芽酵母TM182-FoOS1の抗菌活性物質感受性試験)
実施例12で作製された形質転換出芽酵母AH22-FoOS1をGlu-Leu培地中30℃で18時間振とう培養した。対照として、AH22株を同様に、Glu培地中30℃で18時間振とう培養した。それぞれの増殖された形質転換出芽酵母の菌懸濁液における600 nmの吸光度を測定し、吸光度が0.1となるよう滅菌蒸留水で希釈された菌懸濁液を調製した。さらに、形質転換出芽酵母AH22-FoOS1の前記菌懸濁液がGlu-Leu培地で50倍に希釈された菌懸濁液と、AH22株がGlu培地で50倍に希釈された菌懸濁液とを調製した。
化学式(1)〜(3)に示される3種類の化合物(化合物(1)〜(3))が各々600 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、化学式(4)及び(5)に示される2種類の化合物(化合物(4)及び(5))が2000 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、及び、化学式(6)及び(7)に示される2種類の化合物(化合物(6)及び(7))が20 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液を調製し、当該化合物DMSO溶液と対照としてDMSOとがそれぞれ各穴に1.0μlずつ2箇所に分注されたマイクロプレートを2枚作製した。その内の1枚には、上記のように希釈調製された形質転換出芽酵母AH22-FoOS1の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で26.5時間静置培養した。もう1枚には、上記のように希釈調製された対照酵母AH22株の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で24.5時間静置培養した。培養後、マイクロプレートリーダーで各穴の600 nmの吸光度を測定した。
同様に、実施例12で作製された形質転換出芽酵母TM182-FoOS1をGlu-Ura-Leu培地中30℃で18時間培養した。増殖された形質転換出芽酵母の菌懸濁液の600 nmにおける吸光度を測定し、吸光度が0.1となるよう滅菌蒸留水で希釈された菌懸濁液を調製した。さらに、形質転換出芽酵母TM182-FoOS1がGlu-Ura-Leu培地で50倍に希釈された菌懸濁液と、対照としてGal-Ura-Leu培地で50倍に希釈された菌懸濁液とを調製した。
化学式(1)〜(3)に示される3種類の化合物(化合物(1)〜(3))が各々600 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、化学式(4)及び(5)に示される2種類の化合物(化合物(4)及び(5))が2000 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、及び、化学式(6)及び(7)に示される2種類の化合物(化合物(6)及び(7))が20 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液を調製し、当該化合物DMSO溶液と対照としてDMSOとがそれぞれ各穴に2.0μlずつ2箇所に分注されたマイクロプレートを2枚作製した。その内の1枚には、上記のようにGlu-Ura-Leu培地で希釈調製された形質転換出芽酵母TM182-FoOS1の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で25時間静置培養した。もう1枚には、上記のように、対照としてGal-Ura-Leu培地で希釈調製された形質転換出芽酵母TM182-FoOS1の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で51時間静置培養した。培養後、マイクロプレートリーダーで各穴の600 nmの吸光度を測定した。
表5に化学式(1)〜(7)で示される化合物(化合物(1)〜(7))について、各形質転換出芽酵母の生育度を示した。形質転換出芽酵母の生育度は、前記化合物の濃度が0 ppmの場合の600 nmにおける吸光度を100として、相対値を百分率で表した。形質転換出芽酵母TM182-FoOS1の各被験物質による生育の阻害度は、形質転換出芽酵母AH22-FoOS1の各被験物質による生育の阻害度より大きく、形質転換出芽酵母TM182-FoOS1は形質転換出芽酵母AH22-FoOS1と比較して抗菌活性物質に対する感受性が増強した形質転換細胞であることが確認された。
Example 13 (Antimicrobial susceptibility test of transformed budding yeast TM182-FoOS1)
The transformed budding yeast AH22-FoOS1 prepared in Example 12 was cultured with shaking at 30 ° C. for 18 hours in a Glu-Leu medium. As a control, the AH22 strain was similarly cultured with shaking in Glu medium at 30 ° C. for 18 hours. The absorbance at 600 nm in each of the grown transformed budding yeast cell suspensions was measured, and a cell suspension diluted with sterilized distilled water was prepared so that the absorbance was 0.1. Furthermore, a bacterial suspension in which the bacterial suspension of transformed budding yeast AH22-FoOS1 is diluted 50 times with Glu-Leu medium; a bacterial suspension in which AH22 strain is diluted 50 times with Glu medium; Was prepared.
A solution in which three kinds of compounds represented by chemical formulas (1) to (3) (compounds (1) to (3)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) so as to have a concentration of 600 ppm each, ) And (5) two compounds (compounds (4) and (5)) dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 2000 ppm, and chemical formulas (6) and (6) Prepare a solution in which the two compounds shown in (7) (compounds (6) and (7)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 20 ppm. As a result, two microplates were prepared in which DMSO and 1.0 μl each were dispensed into two holes. On one of them, 100 μl each of the suspension of transformed budding yeast AH22-FoOS1 diluted and prepared as described above was dispensed and statically cultured at 30 ° C. for 26.5 hours. On the other sheet, 100 μl of the cell suspension of the control yeast strain AH22 diluted as described above was dispensed and cultured at 30 ° C. for 24.5 hours. After incubation, the absorbance at 600 nm in each hole was measured with a microplate reader.
Similarly, the transformed budding yeast TM182-FoOS1 prepared in Example 12 was cultured in Glu-Ura-Leu medium at 30 ° C. for 18 hours. The absorbance at 600 nm of the bacterial suspension of the grown transformed budding yeast was measured, and a bacterial suspension diluted with sterile distilled water was prepared so that the absorbance was 0.1. Furthermore, a bacterial suspension in which transformed budding yeast TM182-FoOS1 was diluted 50-fold with Glu-Ura-Leu medium and a bacterial suspension diluted 50-fold with Gal-Ura-Leu medium as a control. Prepared.
A solution in which three kinds of compounds represented by chemical formulas (1) to (3) (compounds (1) to (3)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) so as to have a concentration of 600 ppm each, ) And (5) two compounds (compounds (4) and (5)) dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 2000 ppm, and chemical formulas (6) and (6) Prepare a solution in which the two compounds shown in (7) (compounds (6) and (7)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 20 ppm. As a result, two microplates were prepared in which DMSO and 2.0 μl were dispensed into each hole. On one of them, 100 μl each of the suspension of transformed budding yeast TM182-FoOS1 diluted and prepared in Glu-Ura-Leu medium as described above was dispensed and incubated at 30 ° C. for 25 hours. . On the other side, as described above, 100 μl each of the suspension of transformed budding yeast TM182-FoOS1 diluted in Gal-Ura-Leu medium as a control was dispensed and statically cultured at 30 ° C. for 51 hours. did. After incubation, the absorbance at 600 nm in each hole was measured with a microplate reader.
Table 5 shows the degree of growth of each transformed budding yeast for the compounds represented by chemical formulas (1) to (7) (compounds (1) to (7)). The degree of growth of the transformed budding yeast was expressed as a percentage relative to the absorbance at 600 nm when the compound concentration was 0 ppm as 100. The degree of growth inhibition by each test substance of transformed budding yeast TM182-FoOS1 is greater than the degree of growth inhibition by each test substance of transformed budding yeast AH22-FoOS1, and transformed budding yeast TM182-FoOS1 -It was confirmed that the transformed cells had enhanced sensitivity to antibacterial active substances compared with -FoOS1.
実施例14 (コムギ葉枯病糸状菌の細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼStOS-1遺伝子の単離)
(1)コムギ葉枯病糸状菌StOS-1遺伝子断片の解析
実施例10(4)で増幅された、コムギ葉枯病糸状菌のcDNAを鋳型にプライマー対16を用いて行ったPCR反応液を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付された取扱説明書に従って精製した。精製し得られた前記の増幅されたDNAに対し、実施例11(1)に記載された方法に従って3'A付加を行った。3'A付加されたDNAと、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを、当該クローニングベクターに添付された取扱説明書に従ってライゲーションした後、これを大腸菌JM109(TaKaRa)に導入した。
得られた大腸菌形質転換体から、Ex Taq HS(TaKaRa)を用いたコロニーPCRによってDNA断片を増幅した。PCR反応液(15μl)は、10x bufferを1.5μl、10mM dNTPsを2.25μl、Ex Taq HSを0.15μl、配列番号66で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドの10μM溶液と配列番号67で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドの10μM溶液を各0.4μl、及び滅菌蒸留水を10.3μlを混合し、これに大腸菌形質転換体コロニーの一部を加えて調製した。この反応液を、97℃で2分間保温した後、97℃で15秒間次いで55℃で15秒間さらに72℃で3分間の保温を1サイクルとして、これを35サイクル繰り返す増幅条件下で行った。保温後のPCR反応液を、QIAquick PCR purification Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付された取扱説明書に従って精製した。精製し得られたPCR増幅断片を鋳型とし、プライマーとして配列番号29、54で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドを用いて、実施例11(1)に記載された方法に従って塩基配列を解析した。その結果、配列番号56で示される塩基配列の塩基番号2241〜3603で示される塩基配列が読み取られた。
Example 14 (Isolation of osmotically sensitive histidine kinase StOS-1 gene having no transmembrane domain of wheat leaf blight fungus)
(1) Analysis of Wheat Leaf Blight Fungus StOS-1 Gene Fragment A PCR reaction solution obtained in Example 10 (4) using a cDNA of wheat leaf blight fungus cDNA as a template and using primer pair 16 was used. The product was purified using a QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) according to the instruction manual attached to the kit. The amplified DNA obtained by purification was subjected to 3′A addition according to the method described in Example 11 (1). The 3′A-added DNA and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) were ligated according to the instruction manual attached to the cloning vector, and then introduced into E. coli JM109 (TaKaRa).
A DNA fragment was amplified from the obtained Escherichia coli transformant by colony PCR using Ex Taq HS (TaKaRa). The PCR reaction solution (15 μl) is composed of 1.5 μl of 10 × buffer, 2.25 μl of 10 mM dNTPs, 0.15 μl of Ex Taq HS, 10 μM oligonucleotide solution consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 66 and the base represented by SEQ ID NO: 67 0.4 μl each of 10 μM solution of oligonucleotide consisting of sequence and 10.3 μl of sterilized distilled water were mixed and prepared by adding a part of E. coli transformant colony. This reaction solution was kept at 97 ° C. for 2 minutes, and then kept at 97 ° C. for 15 seconds, then at 55 ° C. for 15 seconds and further at 72 ° C. for 3 minutes. The incubated PCR reaction solution was purified using a QIAquick PCR purification Kit (QIAGEN) according to the instruction manual attached to the kit. The base sequence was analyzed according to the method described in Example 11 (1) using the PCR amplified fragment obtained by purification as a template and using the oligonucleotide consisting of the base sequences shown in SEQ ID NOs: 29 and 54 as primers. As a result, the base sequence represented by base numbers 2241 to 3603 of the base sequence represented by SEQ ID NO: 56 was read.
(2)コムギ葉枯病糸状菌StOS-1遺伝子全長の解析
SMART RACE cDNA Amplification Kit(CLONTECH)を用いて当該キットに添付された取扱説明書に従って配列番号56で示される塩基配列の塩基番号2241より5'側上流域に伸長するDNAのクローニングを行った。具体的には、実施例10(2)で調製された全RNAを3μl(230ng)に、前記キットに添付されたCDS-primerを1.0μl、SMART IIA Oligoを1.0μl混合して反応液を調製し、70℃で2分間保温した後、氷上で2分間保温した。当該反応液に、前記キットに添付された5x First-Strand bufferを2μl、20mM DTTを1μl、10mM dNTP Mixを1μl及びPowerScript Reverse Transcriptaseを1μl加えて混合し、42℃で1.5時間保温した。保温後の反応液に、前記キットに添付されたTricine-EDTA bufferを100μl添加した後、72℃で7分間保温し、5' RACE ready cDNAを調製した。この5' RACE ready cDNAを鋳型にして、KOD-plus-(TOYOBO)を用いて5'側上流域を増幅するPCRを行った。PCR反応液は、5' RACE ready cDNAを2.5μl、10x bufferを5.0μl、2mM dNTPsを5.0μl、25mM MgSO4を2.0μl及びKOD-Plus-を1.0μlを混合し、プライマーとして前記キットに添付された10x Universal Primer A Mixを5.0μlと、配列番号43で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドの10μM溶液を1.0μlとを添加し、滅菌蒸留水を用いて全量を50μlとした。この反応液を、94℃で2分間の保温し、さらに94℃で15秒間次いで68℃で5分間の保温を1サイクルとしてこれを35サイクル繰り返した。該PCR反応液をQIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付された取扱説明書に従って精製した後、精製し得られたDNAに対して実施例11(1)に記載された方法に従って3'A付加を行った。3'A付加されたDNAと、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを当該クローニングベクターに添付された取扱説明書に従ってライゲーションした後、これを大腸菌JM109(TaKaRa)に導入した。得られた大腸菌形質転換体からQIAprep Spin Miniprep Kit(QIAGEN)を用いてプラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを鋳型とし、配列番号29、54、59〜61で示される塩基配列からなるプライマーを用いて、実施例11(1)に記載された方法に従って塩基配列を解析した。その結果、配列番号56で示される塩基配列の塩基番号1〜2240で示される塩基配列が読み取られた。
さらに、配列番号56で示される塩基配列の塩基番号3603より3'側下流域に伸長するDNAのクローニングを行った。具体的には、実施例10(2)で調製された全RNAを3μl(230ng)に、前記キットに添付されたCDS-primerを1.0μl及び滅菌蒸留水を1.0μl混合し、70℃で2分間保温した後、氷上で2分間保温した。当該反応液を用いて、5' RACE ready cDNA調製と同様にして3' RACE ready cDNAを調製した。この3' RACE ready cDNAを鋳型にして、3'側下流域を増幅するPCRを行った。PCR反応液は、5' RACE ready cDNA を2.5μlに、前記キットに添付された10x Advantage 2 bufferを5.0μl、10mM dNTP Mixを1.0μl、50x Advantage 2 Polymerase Mixを1.0μlを混合し、プライマーとして前記キットに添付された10x Universal Primer A Mixを5.0μlと、配列番号58で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドの10μM溶液を1.0μlとを添加し、滅菌蒸留水を用いて全量を50μlとした。この反応液を、94℃で5秒間次いで72℃で4分間の保温を1サイクルとしてこれを5サイクル繰り返し、さらに94℃で5秒間次いで70℃で10秒間次いで72℃で4分間の保温を1サイクルとしてこれを5サイクル繰り返し、さらに94℃で5秒間次いで68℃で10秒間次いで72℃で4分間の保温を1サイクルとしてこれを25サイクル繰り返した後、72℃で7分間保温した。当該PCR反応液と、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを当該クローニングベクターに添付された取扱説明書に従ってライゲーションした後、これを大腸菌JM109(TaKaRa)に導入した。得られた大腸菌形質転換体からQIAprep Spin Miniprep Kit(QIAGEN)を用いてプラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを鋳型とし、配列番号29、54で示される塩基配列からなるプライマーを用いて、実施例11(1)に記載された方法に従って塩基配列を解析した。その結果、配列番号56で示される塩基配列の塩基番号3604〜3924で示される塩基配列が読み取られた。
解析した全ての塩基配列を連結させた結果、配列番号56で示される塩基配列が得られた。配列番号56で示される塩基配列は3924塩基(終止コドンを含む)からなり、1307アミノ酸残基(配列番号55)をコードする塩基配列であった。配列番号55で示されるアミノ酸配列を有する蛋白質の分子量は、143276Daと計算された。
(2) Analysis of the full length StOS-1 gene of wheat leaf blight fungus
Using the SMART RACE cDNA Amplification Kit (CLONTECH), DNA extending 5 ′ upstream from the base number 2241 of the base sequence represented by SEQ ID NO: 56 was cloned according to the instruction manual attached to the kit. Specifically, the reaction mixture was prepared by mixing 3 μl (230 ng) of the total RNA prepared in Example 10 (2), 1.0 μl of CDS-primer attached to the kit and 1.0 μl of SMART IIA Oligo. The mixture was kept at 70 ° C. for 2 minutes, and then kept on ice for 2 minutes. To the reaction solution, 2 μl of 5 × First-Strand buffer attached to the kit, 1 μl of 20 mM DTT, 1 μl of 10 mM dNTP Mix and 1 μl of PowerScript Reverse Transcriptase were added and mixed, and incubated at 42 ° C. for 1.5 hours. After adding 100 μl of Tricine-EDTA buffer attached to the kit to the reaction solution after the incubation, the mixture was incubated at 72 ° C. for 7 minutes to prepare 5 ′ RACE ready cDNA. Using this 5 ′ RACE ready cDNA as a template, PCR was performed to amplify the 5 ′ upstream region using KOD-plus- (TOYOBO). The PCR reaction solution is 2.5 μl of 5 ′ RACE ready cDNA, 5.0 μl of 10 × buffer, 5.0 μl of 2 mM dNTPs, 2.0 μl of 25 mM MgSO4, and 1.0 μl of KOD-Plus-, and the primers are attached to the kit. Furthermore, 5.0 μl of 10 × Universal Primer A Mix and 1.0 μl of 10 μM oligonucleotide solution consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 43 were added, and the total volume was adjusted to 50 μl using sterilized distilled water. This reaction solution was kept at 94 ° C. for 2 minutes, and further, this was repeated 35 times with one cycle of 94 ° C. for 15 seconds and then 68 ° C. for 5 minutes. The PCR reaction solution was purified using a QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) according to the instruction manual attached to the kit, and the purified DNA was purified according to the method described in Example 11 (1). 3'A addition was performed. The 3′A-added DNA and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) were ligated according to the instruction manual attached to the cloning vector, and then introduced into E. coli JM109 (TaKaRa). Plasmid DNA was purified from the obtained Escherichia coli transformant using QIAprep Spin Miniprep Kit (QIAGEN). The obtained plasmid DNA was used as a template, and the nucleotide sequence was analyzed according to the method described in Example 11 (1) using primers consisting of nucleotide sequences represented by SEQ ID NOs: 29, 54 and 59 to 61. As a result, the base sequence represented by base numbers 1 to 2240 of the base sequence represented by SEQ ID NO: 56 was read.
Furthermore, DNA extending to the 3 ′ downstream region from the base number 3603 of the base sequence represented by SEQ ID NO: 56 was cloned. Specifically, 3 μl (230 ng) of the total RNA prepared in Example 10 (2) was mixed with 1.0 μl of CDS-primer attached to the kit and 1.0 μl of sterilized distilled water. After being kept warm for 1 minute, the temperature was kept on ice for 2 minutes. Using the reaction solution, 3 ′ RACE ready cDNA was prepared in the same manner as 5 ′ RACE ready cDNA preparation. Using this 3 ′ RACE ready cDNA as a template, PCR was performed to amplify the 3 ′ downstream region. The PCR reaction solution was mixed with 2.5 μl of 5 ′ RACE ready cDNA, 5.0 μl of 10x Advantage 2 buffer attached to the kit, 1.0 μl of 10 mM dNTP Mix, and 1.0 μl of 50x Advantage 2 Polymerase Mix. 5.0 μl of 10 × Universal Primer A Mix attached to the kit and 1.0 μl of 10 μM solution of the oligonucleotide consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 58 were added, and the total volume was made 50 μl using sterile distilled water. . This reaction solution was kept at 94 ° C. for 5 seconds and then at 72 ° C. for 4 minutes as one cycle, and this was repeated 5 cycles. Further, 94 ° C. for 5 seconds, 70 ° C. for 10 seconds, then 72 ° C. for 4 minutes. This was repeated as 5 cycles, and further, this was repeated 25 cycles with 94 ° C. for 5 seconds, then 68 ° C. for 10 seconds, then 72 ° C. for 4 minutes, and then kept at 72 ° C. for 7 minutes. The PCR reaction solution and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) were ligated according to the instruction manual attached to the cloning vector, and then introduced into E. coli JM109 (TaKaRa). Plasmid DNA was purified from the obtained Escherichia coli transformant using QIAprep Spin Miniprep Kit (QIAGEN). The obtained plasmid DNA was used as a template, and the nucleotide sequence was analyzed according to the method described in Example 11 (1) using primers consisting of the nucleotide sequences represented by SEQ ID NOs: 29 and 54. As a result, the base sequence represented by base numbers 3604 to 3924 of the base sequence represented by SEQ ID NO: 56 was read.
As a result of linking all the analyzed base sequences, the base sequence represented by SEQ ID NO: 56 was obtained. The base sequence represented by SEQ ID NO: 56 consisted of 3924 bases (including a stop codon), and was a base sequence encoding 1307 amino acid residues (SEQ ID NO: 55). The molecular weight of the protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 55 was calculated to be 143276 Da.
(3)コムギ葉枯病糸状菌StOS-1全長遺伝子の単離
実施例14(2)で調製された5' RACE ready cDNAを鋳型に、コムギ葉枯病糸状菌のStOS-1遺伝子をPCRで増幅した。配列番号64で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド及び配列番号65で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドをプライマーとして、実施例11(3)に記載した方法に従ってPCR反応を行うことにより、配列番号56で示される塩基配列を有するDNAを増幅した。
PCR反応は、KOD-Plus-(TOYOBO)を用いて、94℃で2分間保温した後、94℃で15秒間次いで55℃で30秒間さらに68℃で6分間の保温を1サイクルとして、これを35サイクル繰り返す増幅条件下で行った。なお、PCR反応液(50μl)は、5' RACE ready cDNAを2.5μl、10x bufferを5.0μl、2mM dNTPsを5.0μl、25mM MgSO4を2.0μl、10μM オリゴヌクレオチドプライマーを各1.0μl、滅菌蒸留水を32.5μl、及びKOD-Plus-を1.0μlを添加することにより調製された。
反応後のPCR反応液の一部を1%アガロースゲル電気泳動にて分離し、エチジウムブロマイド染色することにより約4kbのStOS-1遺伝子が増幅されたことを確認した。
(3) Isolation of full-length StOS-1 gene of wheat leaf blight fungus StOS-1 gene of wheat leaf blight fungus by PCR using 5 'RACE ready cDNA prepared in Example 14 (2) as a template Amplified. By performing a PCR reaction according to the method described in Example 11 (3) using the oligonucleotide having the base sequence represented by SEQ ID NO: 64 and the oligonucleotide having the base sequence represented by SEQ ID NO: 65 as primers, SEQ ID NO: 56 A DNA having the base sequence indicated by was amplified.
PCR reaction was carried out using KOD-Plus- (TOYOBO) at 94 ° C for 2 minutes, followed by incubation at 94 ° C for 15 seconds, then at 55 ° C for 30 seconds and then at 68 ° C for 6 minutes as one cycle. Amplification was repeated for 35 cycles. The PCR reaction solution (50 μl) was 2.5 μl of 5 ′ RACE ready cDNA, 5.0 μl of 10 × buffer, 5.0 μl of 2 mM dNTPs, 2.0 μl of 25 mM MgSO4, 1.0 μl of 10 μM oligonucleotide primer, and sterile distilled water. 32.5 μl and KOD-Plus- were prepared by adding 1.0 μl.
A part of the PCR reaction solution after the reaction was separated by 1% agarose gel electrophoresis, and it was confirmed that the StOS-1 gene of about 4 kb was amplified by staining with ethidium bromide.
実施例15 (コムギ葉枯病糸状菌StOS-1遺伝子の発現プラスミドの構築と形質転換出芽酵母の作製)
最初に、コムギ葉枯病糸状菌StOS-1遺伝子をpCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)にサブクローニングした。実施例14(3)で調製されたStOS-1遺伝子を含む反応液を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付されたマニュアルに従って精製した。精製し得られた約4kbのDNAに対して、実施例11(1)に記載された方法に従って3'A付加を行った。3'A付加されたDNAと、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを、当該クローニングベクターに添付された取扱説明書に従ってライゲーションすることにより、プラスミドpCRStOS1を構築した。得られたプラスミドの塩基配列は、実施例11(1)に記載された方法に従って解析した。プライマーとして、配列番号29、54、58〜63に示される塩基配列のいずれかからなるオリゴヌクレオチドを用いた。その結果、配列番号56に示された塩基配列が得られ、プラスミドpCRStOS1がStOS-1遺伝子を含むことが確認された。
このように調製されたプラスミドpCR StOS1に含まれるStOS-1遺伝子を酵母-大腸菌のシャトルベクターp415ADHにクローニングすることにより発現プラスミドを構築した。プラスミドpCRStOS1を制限酵素SpeI及びHindIIIで消化し、一方、シャトルベクターp415ADHも制限酵素SpeI及びHindIIIで消化した。これらをそれぞれ0.8%アガロースゲル電気泳動で分離した後、制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたStOS-1遺伝子断片並びに制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたシャトルベクターp415ADHを含むゲル部分を切り出し、これをQIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付されたマニュアルに従って前記ゲルより、制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたStOS-1遺伝子断片並びに制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたシャトルベクターを回収した。Ligation Kit Ver.2(TaKaRa)を用いて、当該キットに添付されたマニュアルに従って、シャトルベクターのマルチクローニング部位のSpeIとHindIIIとの間にStOS-1遺伝子を挿入することにより、発現プラスミドpADHStOS1を構築した。得られた発現プラスミドの塩基配列は実施例11(1)に記載された方法に従って解析した。プライマーとして、配列番号58〜65に示される塩基配列のいずれかからなるオリゴヌクレオチドを用いた。その結果、配列番号56に示された塩基配列が得られ、発現プラスミドpADHFoOS1がStOS-1遺伝子を保有する発現プラスミドであることが確認された。
調製された発現プラスミドpADH StOS1を実施例2記載の方法に従って、出芽酵母AH22株及びTM182株に遺伝子導入した。得られる形質転換出芽酵母では、ロイシンの栄養要求性が消失することを利用し、形質転換出芽酵母AH22株(AH22- StOS1)はGlu-Leu寒天培地で選抜し、形質転換出芽酵母TM182株(TM182- StOS1)はGal-Ura-Leu寒天培地で選抜した。得られたTM182- StOS1について、Glu-Ura-Leu培地に移植しても生育することが確認された。
Example 15 (Construction of expression plasmid of wheat leaf blight fungus StOS-1 gene and production of transformed budding yeast)
First, the wheat leaf blight fungus StOS-1 gene was subcloned into the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen). The reaction solution containing the StOS-1 gene prepared in Example 14 (3) was purified using QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) according to the manual attached to the kit. According to the method described in Example 11 (1), 3′A addition was performed on the purified DNA of about 4 kb. The plasmid pCRStOS1 was constructed by ligating the 3′A-added DNA and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) according to the instruction manual attached to the cloning vector. The nucleotide sequence of the obtained plasmid was analyzed according to the method described in Example 11 (1). As a primer, an oligonucleotide consisting of any one of the base sequences shown in SEQ ID NOs: 29, 54 and 58 to 63 was used. As a result, the base sequence shown in SEQ ID NO: 56 was obtained, and it was confirmed that the plasmid pCRStOS1 contains the StOS-1 gene.
An expression plasmid was constructed by cloning the StOS-1 gene contained in the thus prepared plasmid pCR StOS1 into the yeast-E. Coli shuttle vector p415ADH. Plasmid pCRStOS1 was digested with restriction enzymes SpeI and HindIII, while shuttle vector p415ADH was also digested with restriction enzymes SpeI and HindIII. These were separated by 0.8% agarose gel electrophoresis, respectively, and then the gel portion containing the StOS-1 gene fragment digested with restriction enzymes SpeI and HindIII and the shuttle vector p415ADH digested with restriction enzymes SpeI and HindIII was excised. Using the QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN), collect the StOS-1 gene fragment digested with the restriction enzymes SpeI and HindIII and the shuttle vector digested with the restriction enzymes SpeI and HindIII from the gel according to the manual attached to the kit. did. Using Ligation Kit Ver.2 (TaKaRa), construct the expression plasmid pADHStOS1 by inserting the StOS-1 gene between SpeI and HindIII of the multicloning site of the shuttle vector according to the manual attached to the kit. did. The base sequence of the obtained expression plasmid was analyzed according to the method described in Example 11 (1). As a primer, an oligonucleotide consisting of any one of the base sequences shown in SEQ ID NOs: 58 to 65 was used. As a result, the base sequence shown in SEQ ID NO: 56 was obtained, and it was confirmed that the expression plasmid pADHFoOS1 was an expression plasmid carrying the StOS-1 gene.
The prepared expression plasmid pADH StOS1 was introduced into the budding yeast strains AH22 and TM182 according to the method described in Example 2. In the resulting transformed budding yeast, the auxotrophy of leucine disappears, and the transformed budding yeast AH22 strain (AH22-StOS1) is selected on the Glu-Leu agar medium, and the transformed budding yeast strain TM182 (TM182 -StOS1) was selected on Gal-Ura-Leu agar medium. The obtained TM182-StOS1 was confirmed to grow even when transplanted to Glu-Ura-Leu medium.
実施例16 (形質転換出芽酵母TM182- StOS1の抗菌活性物質感受性試験)
実施例15で作製された形質転換出芽酵母AH22- StOS1をGlu-Leu培地中30℃で18時間振とう培養した。対照として、AH22株を同様に、Glu培地中30℃で18時間振とう培養した。それぞれの増殖された形質転換出芽酵母の菌懸濁液における600 nmの吸光度を測定し、吸光度が0.1となるよう滅菌蒸留水で希釈された菌懸濁液を調製した。さらに、形質転換出芽酵母AH22- StOS1がGlu-Leu培地で50倍に希釈された菌懸濁液と、AH22株がGlu培地で50倍に希釈された菌懸濁液とを調製した。
化学式(1)〜(3)に示される3種類の化合物(化合物(1)〜(3))が各々6 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、化学式(4)及び(5)に示される2種類の化合物(化合物(4)及び(5))が各々2000 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、及び、化学式(6)及び(7)に示される2種類の化合物(化合物(6)及び(7))が各々20 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液を調製し、当該化合物DMSO溶液と対照としてDMSOとがそれぞれ各穴に1.0μlずつ2箇所(即ち、2ウェル)に分注されたマイクロプレートを2枚作製した。その内の1枚には、上記のように希釈調製された形質転換出芽酵母AH22- StOS1の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で28時間静置培養した。もう1枚には、上記のように希釈調製された対照酵母AH22株の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で24.5時間静置培養した。培養後、マイクロプレートリーダーで各穴の600 nmの吸光度を測定した。
同様に、実施例2で作製された形質転換出芽酵母TM182- StOS1をGlu-Ura-Leu培地中30℃で18時間培養した。増殖された形質転換出芽酵母の菌懸濁液の600 nmにおける吸光度を測定し、吸光度が0.1となるよう滅菌蒸留水で希釈された菌懸濁液を調製した。さらに、形質転換出芽酵母TM182- StOS1がGlu-Ura-Leu培地で50倍に希釈された菌懸濁液と、対照としてGal-Ura-Leu培地で50倍に希釈された菌懸濁液とを調製した。
化学式(1)〜(3)に示される3種類の化合物(化合物(1)〜(3))が各々6 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、化学式(4)及び(5)に示される2種類の化合物(化合物(4)及び(5))が各々2000 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、及び、化学式(6)及び(7)に示される2種類の化合物(化合物(6)及び(7))が各々20 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液を調製し、当該化合物DMSO溶液と対照としてDMSOとがそれぞれ各穴に2.0μlずつ2箇所(即ち、2ウェル)に分注されたマイクロプレートを2枚作製した。その内の1枚には、上記のようにGlu-Ura-Leu培地で希釈調製された形質転換出芽酵母TM182- StOS1の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で26.5時間静置培養した。もう1枚には、上記のように、対照としてGal-Ura-Leu培地で希釈調製された形質転換出芽酵母TM182- StOS1の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で49.5時間静置培養した。培養後、マイクロプレートリーダーで各穴の600 nmの吸光度を測定した。
表6に化学式(1)〜(7)で示される化合物(化合物(1)〜(7))について、各形質転換出芽酵母の生育度を示した。形質転換出芽酵母の生育度は、前記化合物の濃度が0 ppmの場合の600 nmにおける吸光度を100として、相対値を百分率で表した。形質転換出芽酵母TM182- StOS1の各被験物質による生育の阻害度は、形質転換出芽酵母AH22- StOS1の各被験物質による生育の阻害度より大きく、形質転換出芽酵母TM182- StOS1は形質転換出芽酵母AH22- StOS1と比較して抗菌活性物質に対する感受性が増強した形質転換細胞であることが確認された。
Example 16 (Antimicrobial susceptibility test of transformed budding yeast TM182-StOS1)
The transformed budding yeast AH22-StOS1 prepared in Example 15 was cultured with shaking at 30 ° C. for 18 hours in a Glu-Leu medium. As a control, the AH22 strain was similarly cultured with shaking in Glu medium at 30 ° C. for 18 hours. The absorbance at 600 nm in each of the grown transformed budding yeast cell suspensions was measured, and a cell suspension diluted with sterilized distilled water was prepared so that the absorbance was 0.1. Furthermore, a bacterial suspension in which transformed budding yeast AH22-StOS1 was diluted 50 times with Glu-Leu medium and a bacterial suspension in which AH22 strain was diluted 50 times with Glu medium were prepared.
A solution in which three kinds of compounds represented by chemical formulas (1) to (3) (compounds (1) to (3)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 6 ppm each, ) And (5), two compounds (compounds (4) and (5)) dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 2000 ppm, and chemical formula (6) And a solution in which the two compounds shown in (7) (compounds (6) and (7)) are each dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 20 ppm, and the compound DMSO solution is prepared. As a control, two microplates were prepared in which DMSO was dispensed at two locations (ie, two wells), each with 1.0 μl in each well. On one of them, 100 μl each of the suspension of transformed budding yeast AH22-StOS1 diluted and prepared as described above was dispensed and statically cultured at 30 ° C. for 28 hours. On the other sheet, 100 μl of the cell suspension of the control yeast strain AH22 diluted as described above was dispensed and cultured at 30 ° C. for 24.5 hours. After incubation, the absorbance at 600 nm in each hole was measured with a microplate reader.
Similarly, the transformed budding yeast TM182-StOS1 prepared in Example 2 was cultured in a Glu-Ura-Leu medium at 30 ° C. for 18 hours. The absorbance at 600 nm of the bacterial suspension of the grown transformed budding yeast was measured, and a bacterial suspension diluted with sterile distilled water was prepared so that the absorbance was 0.1. Furthermore, a bacterial suspension in which transformed budding yeast TM182-StOS1 was diluted 50-fold with Glu-Ura-Leu medium and a bacterial suspension diluted 50-fold with Gal-Ura-Leu medium as a control. Prepared.
A solution in which three kinds of compounds represented by chemical formulas (1) to (3) (compounds (1) to (3)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 6 ppm each, ) And (5), two compounds (compounds (4) and (5)) dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 2000 ppm, and chemical formula (6) And a solution in which the two compounds shown in (7) (compounds (6) and (7)) are each dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 20 ppm, and the compound DMSO solution is prepared. As a control, two microplates were prepared in which DMSO was dispensed in two locations (ie, two wells), each with 2.0 μl in each hole. On one of them, 100 μl each of the suspension of transformed Saccharomyces cerevisiae TM182-StOS1 diluted in Glu-Ura-Leu medium as described above was dispensed and incubated at 30 ° C. for 26.5 hours. . On the other side, as described above, 100 μl of the suspension of transformed budding yeast TM182-StOS1 diluted in Gal-Ura-Leu medium as a control was dispensed as above, and incubated at 30 ° C for 49.5 hours. did. After incubation, the absorbance at 600 nm in each hole was measured with a microplate reader.
Table 6 shows the degree of growth of each transformed budding yeast for the compounds represented by chemical formulas (1) to (7) (compounds (1) to (7)). The degree of growth of the transformed budding yeast was expressed as a percentage relative to the absorbance at 600 nm when the compound concentration was 0 ppm as 100. The degree of growth inhibition by each test substance of transformed budding yeast TM182-StOS1 is greater than the degree of growth inhibition by each test substance of transformed budding yeast AH22-StOS1, and the transformed budding yeast TM182-StOS1 -It was confirmed that the transformed cells had enhanced sensitivity to antibacterial active substances compared to StOS1.
実施例17 (イネ紋枯病糸状菌の細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼRsOS-1遺伝子の単離)
(1)イネ紋枯病糸状菌RsOS-1遺伝子断片の解析
実施例10(5)で増幅された、イネ紋枯病糸状菌のcDNAを鋳型にプライマー対3を用いて行ったPCR反応液を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付された取扱説明書に従って精製した。精製し得られた前記の増幅されたDNAに対し、実施例11(1)に記載された方法に従って3'A付加を行った。3'A付加されたDNAと、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを、当該クローニングベクターに添付された取扱説明書に従ってライゲーションした後、これを大腸菌JM109(TaKaRa)に導入した。
得られた大腸菌形質転換体から、Ex Taq HS(TaKaRa)を用いたコロニーPCRによってDNA断片を増幅した。PCR反応液(15μl)は、10x bufferを1.5μl、10mM dNTPsを2.25μl、Ex Taq HSを0.15μl、配列番号28で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドの10μM溶液と配列番号29で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドの10μM溶液を各0.4μl及び滅菌蒸留水を10.3μlを混合し、これに大腸菌形質転換体コロニーの一部を加えて調製した。この反応液を、97℃で2分間保温した後、97℃で15秒間次いで55℃で15秒間さらに72℃で3分間の保温を1サイクルとして、これを35サイクル繰り返す増幅条件下で行った。保温後のPCR反応液を、QIAquick PCR purification Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付された取扱説明書に従って精製した。精製し得られたPCR増幅断片を鋳型とし、プライマーとして配列番号28、29で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドを用いて、実施例11(1)に記載された方法に従って塩基配列を解析した。その結果、配列番号69で示される塩基配列の塩基番号2838〜3165で示される塩基配列が読み取られた。
Example 17 (Isolation of Osmotic Sensitive Histidine Kinase RsOS-1 Gene without Cell Transmembrane Region of Rice Blight Fungus)
(1) Analysis of rice mold blight fungus RsOS-1 gene fragment A PCR reaction solution obtained by using primer pair 3 with the rice mold blight fungus cDNA amplified in Example 10 (5) as a template was used. The product was purified using a QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) according to the instruction manual attached to the kit. The amplified DNA obtained by purification was subjected to 3′A addition according to the method described in Example 11 (1). The 3′A-added DNA and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) were ligated according to the instruction manual attached to the cloning vector, and then introduced into E. coli JM109 (TaKaRa).
A DNA fragment was amplified from the obtained Escherichia coli transformant by colony PCR using Ex Taq HS (TaKaRa). The PCR reaction solution (15 μl) is composed of 1.5 μl of 10 × buffer, 2.25 μl of 10 mM dNTPs, 0.15 μl of Ex Taq HS, 10 μM oligonucleotide solution consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 28 and the base represented by SEQ ID NO: 29 0.4 μl each of 10 μM solution of oligonucleotide consisting of sequence and 10.3 μl of sterilized distilled water were mixed and prepared by adding a part of E. coli transformant colony. This reaction solution was kept at 97 ° C. for 2 minutes, and then kept at 97 ° C. for 15 seconds, then at 55 ° C. for 15 seconds and further at 72 ° C. for 3 minutes. The incubated PCR reaction solution was purified using a QIAquick PCR purification Kit (QIAGEN) according to the instruction manual attached to the kit. The nucleotide sequence was analyzed according to the method described in Example 11 (1) using the PCR amplified fragment obtained by purification as a template and using the oligonucleotide consisting of the nucleotide sequences represented by SEQ ID NOs: 28 and 29 as primers. As a result, the base sequence represented by base numbers 2838 to 3165 of the base sequence represented by SEQ ID NO: 69 was read.
(2)イネ紋枯病糸状菌RsOS-1遺伝子全長の解析
SMART RACE cDNA Amplification Kit(CLONTECH)を用いて当該キットに付属された取扱説明書に従って配列番号69で示される塩基配列の塩基番号3165より3'側下流域に伸長するDNAのクローニングを行った。具体的には、実施例10(3)で調製された全RNAを3μl(253ng)に、前記キットに添付されたCDS-primerを1.0μl、水を1.0μl混合して反応液を調製し、70℃で2分間保温した後、氷上で2分間保温した。当該反応液に、前記キットに添付された5x First-Strand bufferを2μl、20mM DTTを1μl、10mM dNTP Mixを1μl及びPowerScript Reverse Transcriptaseを1μl加えて混合し、42℃で1.5時間保温した。保温後の反応液に、前記キットに添付されたTricine-EDTA bufferを100μl添加した後、72℃で7分間保温し、3' RACE ready cDNAを調製した。この3' RACE ready cDNAを鋳型にして、KOD-plus-(TOYOBO)を用いて3'側下流域を増幅するPCRを行った。PCR反応液は、3' RACE ready cDNAを2.5μl、10x bufferを5.0μl、2mM dNTPsを5.0μl、25mM MgSO4を2.0μl及びKOD-Plus-を1.0μlを混合し、プライマーとして前記キットに添付された10x Universal Primer A Mixを5.0μlと、配列番号70で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドの10μM溶液を1.0μlとを添加し、滅菌蒸留水を用いて全量を50μlとした。この反応液を、94℃で2分間の保温し、さらに94℃で15秒間次いで68℃で6分間の保温を1サイクルとしてこれを35サイクル繰り返した。当該PCR反応液をQIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付された取扱説明書に従って精製した後、精製し得られたDNAに対して実施例11(1)に記載された方法に従って3'A付加を行った。3'A付加されたDNAと、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを当該クローニングベクターに添付された取扱説明書に従ってライゲーションした後、これを大腸菌JM109(TaKaRa)に導入した。得られた大腸菌形質転換体からQIAprep Spin Miniprep Kit(QIAGEN)を用いてプラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを鋳型とし、配列番号28、29、73〜76で示される塩基配列からなるプライマーを用いて、実施例11(1)に記載された方法に従って塩基配列を解析した。その結果、配列番号69で示される塩基配列の塩基番号3119〜4317で示される塩基配列が読み取られた。
さらに、配列番号69で示される塩基配列の塩基番号2838より5'側下流域に伸長するDNAのクローニングを行った。具体的には、実施例10(3)で調製された全RNAを3μl(253ng)に、前記キットに添付されたCDS-primerを1.0μl及びSMART II A oligoを1.0μl混合し、70℃で2分間保温した後、氷上で2分間保温した。当該反応液を用いて、3' RACE ready cDNA調製と同様にして5' RACE ready cDNAを調製した。この5' RACE ready cDNAを鋳型にして、KOD-plus-(TOYOBO)を用いて5'側上流域を増幅するPCRを行った。PCR反応液は、5' RACE ready cDNAを2.5μl、10x bufferを5.0μl、2mM dNTPsを5.0μl、25mM MgSO4を2.0μl及びKOD-Plus-を1.0μlを混合し、プライマーとして前記キットに添付された10x Universal Primer A Mixを5.0μlと、配列番号71で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドの10μM溶液を1.0μl添加し、滅菌蒸留水を用いて全量を50μlとした。この反応液を、94℃で2分間保温し、さらに94℃で15秒間次いで68℃で6分間の保温を1サイクルとしてこれを35サイクル繰り返した。こうして得られたPCR反応液1μlを鋳型として、10x bufferを5.0μl、2mM dNTPsを5.0μl、25mM MgSO4を2.0μl及びKOD-Plus-を1.0μlを混合し、プライマーとして前記キットに添付された10μMのNested universal primerを1.0μlと、配列番号72で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドの10μM溶液を1.0μlとを添加し、滅菌蒸留水を用いて全量を50μlとした。この反応液を、94℃で2分間保温し、さらに94℃で15秒間次いで68℃で6分間の保温を1サイクルとしてこれを20サイクル繰り返した。該PCR反応液と、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを当該クローニングベクターに添付された取扱説明書に従ってライゲーションした後、これを大腸菌JM109(TaKaRa)に導入した。得られた大腸菌形質転換体からQIAprep Spin Miniprep Kit(QIAGEN)を用いてプラスミドDNAを精製した。得られたプラスミドDNAを鋳型とし、配列番号28、29、77〜82で示される塩基配列からなるプライマーを用いて、実施例11(1)に記載された方法に従って塩基配列を解析した。その結果、配列番号69で示される塩基配列の塩基番号1〜3042で示される塩基配列が読み取られた。
解析した全ての塩基配列を連結させた結果、配列番号69で示される塩基配列が得られた。配列番号69で示される塩基配列は4317塩基(終止コドンを含む)からなり、1438アミノ酸残基(配列番号68)をコードする塩基配列であった。配列番号68で示されるアミノ酸配列を有する蛋白質の分子量は、155296Daと計算された。
(2) Analysis of the full-length rice filamentous fungus RsOS-1 gene
Using the SMART RACE cDNA Amplification Kit (CLONTECH), DNA extending 3 ′ downstream from the base number 3165 of the base sequence represented by SEQ ID NO: 69 was cloned according to the instruction manual attached to the kit. Specifically, 3 μl (253 ng) of the total RNA prepared in Example 10 (3) was mixed with 1.0 μl of CDS-primer attached to the kit and 1.0 μl of water to prepare a reaction solution, After incubating at 70 ° C. for 2 minutes, the mixture was kept on ice for 2 minutes. To the reaction solution, 2 μl of 5 × First-Strand buffer attached to the kit, 1 μl of 20 mM DTT, 1 μl of 10 mM dNTP Mix and 1 μl of PowerScript Reverse Transcriptase were added and mixed, and incubated at 42 ° C. for 1.5 hours. After adding 100 μl of Tricine-EDTA buffer attached to the kit to the reaction solution after the incubation, the mixture was incubated at 72 ° C. for 7 minutes to prepare 3 ′ RACE ready cDNA. Using this 3 ′ RACE ready cDNA as a template, PCR was performed to amplify the 3 ′ downstream region using KOD-plus- (TOYOBO). The PCR reaction solution is 2.5 μl of 3 ′ RACE ready cDNA, 5.0 μl of 10 × buffer, 5.0 μl of 2 mM dNTPs, 2.0 μl of 25 mM MgSO4, and 1.0 μl of KOD-Plus-. Furthermore, 5.0 μl of 10 × Universal Primer A Mix and 1.0 μl of 10 μM oligonucleotide solution consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 70 were added, and the total volume was adjusted to 50 μl using sterilized distilled water. This reaction solution was kept at 94 ° C. for 2 minutes, and further, this was repeated 35 times with one cycle of 94 ° C. for 15 seconds and then 68 ° C. for 6 minutes. The PCR reaction solution is purified using the QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) according to the instruction manual attached to the kit, and the purified DNA is purified according to the method described in Example 11 (1). 3'A addition was performed. The 3′A-added DNA and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) were ligated according to the instruction manual attached to the cloning vector, and then introduced into E. coli JM109 (TaKaRa). Plasmid DNA was purified from the obtained Escherichia coli transformant using QIAprep Spin Miniprep Kit (QIAGEN). The obtained plasmid DNA was used as a template, and the nucleotide sequence was analyzed according to the method described in Example 11 (1) using primers consisting of nucleotide sequences represented by SEQ ID NOs: 28, 29 and 73 to 76. As a result, the base sequence represented by base numbers 3119 to 4317 of the base sequence represented by SEQ ID NO: 69 was read.
Further, a DNA that extends 5 ′ downstream from the base number 2838 of the base sequence represented by SEQ ID NO: 69 was cloned. Specifically, 3 μl (253 ng) of the total RNA prepared in Example 10 (3), 1.0 μl of CDS-primer attached to the kit and 1.0 μl of SMART II A oligo were mixed at 70 ° C. After incubating for 2 minutes, the mixture was kept on ice for 2 minutes. Using the reaction solution, 5 ′ RACE ready cDNA was prepared in the same manner as 3 ′ RACE ready cDNA preparation. Using this 5 ′ RACE ready cDNA as a template, PCR was performed to amplify the 5 ′ upstream region using KOD-plus- (TOYOBO). The PCR reaction solution is 2.5 μl of 5 ′ RACE ready cDNA, 5.0 μl of 10 × buffer, 5.0 μl of 2 mM dNTPs, 2.0 μl of 25 mM MgSO4, and 1.0 μl of KOD-Plus-, and the primers are attached to the kit. In addition, 5.0 μl of 10 × Universal Primer A Mix and 1.0 μl of 10 μM oligonucleotide solution consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 71 were added, and the total volume was adjusted to 50 μl using sterilized distilled water. This reaction solution was kept at 94 ° C. for 2 minutes, and further, this was repeated 35 times with one cycle of holding at 94 ° C. for 15 seconds and then at 68 ° C. for 6 minutes. 1 μl of the PCR reaction solution thus obtained was used as a template, 5.0 μl of 10 × buffer, 5.0 μl of 2 mM dNTPs, 2.0 μl of 25 mM MgSO4 and 1.0 μl of KOD-Plus− were mixed, and 10 μM attached to the kit as a primer. Nested universal primer (1.0 μl) and a 10 μM oligonucleotide solution consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 72 were added at 1.0 μl, and the total volume was adjusted to 50 μl using sterilized distilled water. This reaction solution was kept at 94 ° C. for 2 minutes, and further, this was repeated for 20 cycles with 94 ° C. for 15 seconds and then 68 ° C. for 6 minutes as one cycle. The PCR reaction solution and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) were ligated according to the instruction manual attached to the cloning vector, and then introduced into E. coli JM109 (TaKaRa). Plasmid DNA was purified from the obtained Escherichia coli transformant using QIAprep Spin Miniprep Kit (QIAGEN). The obtained plasmid DNA was used as a template, and the nucleotide sequence was analyzed according to the method described in Example 11 (1) using primers having the nucleotide sequences represented by SEQ ID NOs: 28, 29, 77 to 82. As a result, the base sequence represented by base numbers 1 to 3042 of the base sequence represented by SEQ ID NO: 69 was read.
As a result of linking all the analyzed base sequences, the base sequence represented by SEQ ID NO: 69 was obtained. The base sequence represented by SEQ ID NO: 69 consisted of 4317 bases (including a stop codon) and was a base sequence encoding 1438 amino acid residues (SEQ ID NO: 68). The molecular weight of the protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 68 was calculated to be 155296 Da.
(3)イネ紋枯病糸状菌RsOS-1全長遺伝子の単離
実施例10(5)で調製されたイネ紋枯病糸状菌のcDNAを鋳型に、イネ紋枯病糸状菌のRsOS-1遺伝子をPCRで増幅した。配列番号85で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと配列番号86で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとをプライマーとして、実施例11(3)に記載された方法に従ってPCR反応を行うことにより、配列番号69で示される塩基配列を有するDNAを増幅した。
PCR反応は、KOD-Plus-(TOYOBO)を用いて、94℃で2分間保温した後、94℃で15秒間次いで55℃で30秒間さらに68℃で6分間の保温を1サイクルとして、これを35サイクル繰り返す増幅条件下で行った。なお、PCR反応液(50μl)は、5' RACE ready cDNAを2.5μl、10x bufferを5.0μl、2mM dNTPsを5.0μl、25mM MgSO4を2.0μl、10μM オリゴヌクレオチドプライマーを各1.0μl、滅菌蒸留水を32.5μl、及びKOD-Plus-を1.0μlを添加することにより調製された。
反応後のPCR反応液の一部を1%アガロースゲル電気泳動にて分離し、エチジウムブロマイド染色することにより約4kbのRsOS-1遺伝子が増幅されたことを確認した。
(3) Isolation of RsOS-1 full-length rice mold fungus RsOS-1 full-length gene RsOS-1 gene of rice mold blight fungus prepared in Example 10 (5) using the cDNA of rice mold blight fungus as a template Was amplified by PCR. By performing a PCR reaction according to the method described in Example 11 (3) using the oligonucleotide consisting of the base sequence shown by SEQ ID NO: 85 and the oligonucleotide consisting of the base sequence shown by SEQ ID NO: 86 as primers, the sequence A DNA having the base sequence indicated by No. 69 was amplified.
PCR reaction was carried out using KOD-Plus- (TOYOBO) at 94 ° C for 2 minutes, followed by incubation at 94 ° C for 15 seconds, then at 55 ° C for 30 seconds and then at 68 ° C for 6 minutes as one cycle. Amplification was repeated for 35 cycles. The PCR reaction solution (50 μl) was 2.5 μl of 5 ′ RACE ready cDNA, 5.0 μl of 10 × buffer, 5.0 μl of 2 mM dNTPs, 2.0 μl of 25 mM MgSO4, 1.0 μl of 10 μM oligonucleotide primer, and sterile distilled water. 32.5 μl and KOD-Plus- were prepared by adding 1.0 μl.
A part of the PCR reaction solution after the reaction was separated by 1% agarose gel electrophoresis, and it was confirmed that about 4 kb of RsOS-1 gene was amplified by staining with ethidium bromide.
実施例18 (イネ紋枯病糸状菌RsOS-1遺伝子の発現プラスミドの構築と形質転換出芽酵母の作製)
最初に、イネ紋枯病糸状菌RsOS-1遺伝子をpCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)にサブクローニングした。実施例17(3)で調製されたRsOS-1遺伝子を含む反応液を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付されたマニュアルに従って精製した。精製し得られた約4kbのDNAに対して、実施例11(1)に記載された方法に従って3'A付加を行った。3'A付加されたDNAと、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを、当該クローニングベクターに添付された取扱説明書に従ってライゲーションすることにより、プラスミドpCRRsOS1を構築した。得られたプラスミドの塩基配列は、実施例11(1)に記載された方法に従って解析した。プライマーとして、配列番号28、29、70〜73、75、77、78、81〜84に示される塩基配列のいずれかからなるオリゴヌクレオチドを用いた。その結果、配列番号69に示された塩基配列が得られ、プラスミドpCRRsOS1がRsOS-1遺伝子を含むことが確認された。
このように調製されたプラスミドpCR RsOS1を含むRsOS-1遺伝子を酵母-大腸菌のシャトルベクターp415ADHにクローニングすることにより発現プラスミドを構築した。プラスミドpCRRsOS1を制限酵素SpeI及びHindIIIで消化し、一方、シャトルベクターp415ADHも制限酵素SpeI及びHindIIIで消化した。これらをそれぞれ0.8%アガロースゲル電気泳動で分離した後、制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたRsOS-1遺伝子断片並びに制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたシャトルベクターp415ADHを含むゲル部分を切り出し、これをQIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付されたマニュアルに従って前記ゲルより、制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたRsOS-1遺伝子断片並びに制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたシャトルベクターを回収した。Ligation Kit Ver.2(TaKaRa)を用いて、当該キットに添付されたマニュアルに従って、シャトルベクターのマルチクローニング部位のSpeIとHindIIIとの間にRsOS-1遺伝子を挿入することにより、発現プラスミドpADHRsOS1を構築した。得られた発現プラスミドの塩基配列は実施例11(1)に記載された方法に従って解析した。プライマーとして、配列番号87、88、70〜73、75、77、78、81〜84に示される塩基配列のいずれかからなるオリゴヌクレオチドを用いた。その結果、配列番号69に示された塩基配列が得られ、発現プラスミドpADHRsOS1がRsOS-1遺伝子を保有することが確認された。
調製された発現プラスミドpADH RsOS1を実施例2記載の方法に従って、出芽酵母AH22株及びTM182株に遺伝子導入した。得られる形質転換出芽酵母では、ロイシンの栄養要求性が消失することを利用し、形質転換出芽酵母AH22株(AH22- RsOS1)はGlu-Leu寒天培地で選抜し、形質転換出芽酵母TM182株(TM182- RsOS1)はGal-Ura-Leu寒天培地で選抜した。得られたTM182- RsOS1についてGlu-Ura-Leu培地に移植しても生育することが確認された。
Example 18 (Construction of an expression plasmid for rice mold blight fungus RsOS-1 gene and production of transformed budding yeast)
First, the rice sheath blight fungus RsOS-1 gene was subcloned into the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen). The reaction solution containing RsOS-1 gene prepared in Example 17 (3) was purified using QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) according to the manual attached to the kit. According to the method described in Example 11 (1), 3′A addition was performed on the purified DNA of about 4 kb. The plasmid pCRRsOS1 was constructed by ligating the 3′A-added DNA and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) according to the instruction manual attached to the cloning vector. The nucleotide sequence of the obtained plasmid was analyzed according to the method described in Example 11 (1). As a primer, an oligonucleotide consisting of any one of the base sequences shown in SEQ ID NOs: 28, 29, 70 to 73, 75, 77, 78, 81 to 84 was used. As a result, the base sequence shown in SEQ ID NO: 69 was obtained, and it was confirmed that the plasmid pCRRsOS1 contains the RsOS-1 gene.
An expression plasmid was constructed by cloning the RsOS-1 gene containing the plasmid pCR RsOS1 thus prepared into the yeast-E. Coli shuttle vector p415ADH. Plasmid pCRRsOS1 was digested with restriction enzymes SpeI and HindIII, while shuttle vector p415ADH was also digested with restriction enzymes SpeI and HindIII. After separating these by 0.8% agarose gel electrophoresis, the RsOS-1 gene fragment digested with the restriction enzymes SpeI and HindIII and the gel part containing the shuttle vector p415ADH digested with the restriction enzymes SpeI and HindIII were excised. Using the QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN), collect the RsOS-1 gene fragment digested with the restriction enzymes SpeI and HindIII and the shuttle vector digested with the restriction enzymes SpeI and HindIII from the gel according to the manual attached to the kit. did. Using Ligation Kit Ver.2 (TaKaRa), construct the expression plasmid pADHRsOS1 by inserting the RsOS-1 gene between SpeI and HindIII of the multicloning site of the shuttle vector according to the manual attached to the kit. did. The base sequence of the obtained expression plasmid was analyzed according to the method described in Example 11 (1). As a primer, an oligonucleotide consisting of any one of the base sequences shown in SEQ ID NOs: 87, 88, 70 to 73, 75, 77, 78, 81 to 84 was used. As a result, the base sequence shown in SEQ ID NO: 69 was obtained, and it was confirmed that the expression plasmid pADHRsOS1 possesses the RsOS-1 gene.
The prepared expression plasmid pADH RsOS1 was introduced into the budding yeast strains AH22 and TM182 according to the method described in Example 2. In the obtained transformed budding yeast, the auxotrophy of leucine disappears, and the transformed budding yeast AH22 strain (AH22-RsOS1) is selected on the Glu-Leu agar medium, and the transformed budding yeast strain TM182 (TM182 -RsOS1) was selected on Gal-Ura-Leu agar medium. The obtained TM182-RsOS1 was confirmed to grow even when transplanted to a Glu-Ura-Leu medium.
実施例19 (形質転換出芽酵母TM182- RsOS1の抗菌活性物質感受性試験)
実施例18で作製された形質転換出芽酵母AH22- RsOS1をGlu-Leu培地中30℃で18時間振とう培養した。対照として、AH22株を同様に、Glu培地中30℃で18時間振とう培養した。それぞれの増殖された形質転換出芽酵母の菌懸濁液における600 nmの吸光度を測定し、吸光度が0.1となるよう滅菌蒸留水で希釈された菌懸濁液を調製した。さらに、形質転換出芽酵母AH22- RsOS1がGlu-Leu培地で50倍に希釈された菌懸濁液と、AH22株がGlu培地で50倍に希釈された菌懸濁液とを調製した。
化学式(1)〜(5)に示される5種類の化合物(化合物(1)〜(5))が各々600 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、及び、化学式(6)及び(7)に示される2種類の化合物(化合物(6)及び(7))が各々60 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液を調製し、当該化合物DMSO溶液と対照としてDMSOとがそれぞれ各穴に1.0μlずつ2箇所(即ち、2ウェル)に分注されたマイクロプレートを2枚作製した。その内の1枚には、上記のように希釈調製された形質転換出芽酵母AH22- RsOS1の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で29.8時間静置培養した。もう1枚には、上記のように希釈調製された対照酵母AH22株の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で24.8時間静置培養した。培養後、マイクロプレートリーダーで各穴の600 nmの吸光度を測定した。
同様に、実施例18で作製された形質転換出芽酵母TM182- RsOS1をGlu-Ura-Leu培地中30℃で18時間培養した。増殖された形質転換出芽酵母の菌懸濁液の600 nmにおける吸光度を測定し、吸光度が0.1となるよう滅菌蒸留水で希釈された菌懸濁液を調製し、さらに、形質転換出芽酵母TM182- RsOS1がGlu-Ura-Leu培地で50倍に希釈された菌懸濁液を調製した。また対照として、形質転換出芽酵母TM182- RsOS1をGal-Ura-Leu培地中30℃で18時間培養した。増殖された形質転換出芽酵母の菌懸濁液の600 nmにおける吸光度を測定し、吸光度が0.1となるよう滅菌蒸留水で希釈された菌懸濁液を調製し、さらに、形質転換出芽酵母TM182- RsOS1がGal-Ura-Leu培地で50倍に希釈された菌懸濁液を調製した。
化学式(1)〜(5)に示される5種類の化合物(化合物(1)〜(5))が各々600ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液、及び、化学式(6)及び(7)に示される2種類の化合物(化合物(6)及び(7))が各々60 ppmの濃度になるようジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液を調製し、当該化合物DMSO溶液と対照としてDMSOとがそれぞれ各穴に1.0μlずつ2箇所(即ち、2ウェル)に分注されたマイクロプレートを2枚作製した。その内の1枚には、上記のようにGlu-Ura-Leu培地で希釈調製された形質転換出芽酵母TM182- RsOS1の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で26.8時間静置培養した。もう1枚には、上記のように、対照としてGal-Ura-Leu培地で希釈調製された形質転換出芽酵母TM182- RsOS1の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で42.5時間静置培養した。培養後、マイクロプレートリーダーで各穴の600 nmの吸光度を測定した。
表7に化学式(1)〜(7)で示される化合物(化合物(1)〜(7))について、各形質転換出芽酵母の生育度を示した。形質転換出芽酵母の生育度は、前記化合物の濃度が0 ppmの場合の600 nmにおける吸光度を100として、相対値を百分率で表した。形質転換出芽酵母TM182- RsOS1の各被験物質による生育の阻害度は、形質転換出芽酵母AH22- RsOS1の各被験物質による生育の阻害度より大きく、形質転換出芽酵母TM182- RsOS1は形質転換出芽酵母AH22- RsOS1と比較して抗菌活性物質に対する感受性が増強した形質転換細胞であることが確認された。
Example 19 (Antimicrobial susceptibility test of transformed budding yeast TM182-RsOS1)
The transformed budding yeast AH22-RsOS1 prepared in Example 18 was cultured with shaking in Glu-Leu medium at 30 ° C. for 18 hours. As a control, the AH22 strain was similarly cultured with shaking in Glu medium at 30 ° C. for 18 hours. The absorbance at 600 nm in each of the grown transformed budding yeast cell suspensions was measured, and a cell suspension diluted with sterilized distilled water was prepared so that the absorbance was 0.1. Furthermore, a bacterial suspension in which transformed budding yeast AH22-RsOS1 was diluted 50 times with Glu-Leu medium and a bacterial suspension in which AH22 strain was diluted 50 times with Glu medium were prepared.
A solution in which five compounds represented by chemical formulas (1) to (5) (compounds (1) to (5)) are each dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) so as to have a concentration of 600 ppm, and chemical formula Prepare a solution in which the two types of compounds shown in (6) and (7) (compounds (6) and (7)) are each dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 60 ppm. Two microplates were prepared in which 1.0 μl of each compound DMSO solution and DMSO as a control were dispensed in two locations (ie, two wells). On one of them, 100 μl each of the suspension of transformed budding yeast AH22-RsOS1 diluted and prepared as described above was dispensed and statically cultured at 30 ° C. for 29.8 hours. On the other sheet, 100 μl each of the suspension of the control yeast strain AH22 diluted and prepared as described above was dispensed and statically cultured at 30 ° C. for 24.8 hours. After incubation, the absorbance at 600 nm in each hole was measured with a microplate reader.
Similarly, the transformed budding yeast TM182-RsOS1 prepared in Example 18 was cultured in a Glu-Ura-Leu medium at 30 ° C. for 18 hours. The absorbance at 600 nm of the bacterial suspension of the grown transformed budding yeast was measured, and a bacterial suspension diluted with sterilized distilled water was prepared so that the absorbance was 0.1. Further, the transformed budding yeast TM182- A bacterial suspension in which RsOS1 was diluted 50 times with Glu-Ura-Leu medium was prepared. As a control, transformed budding yeast TM182-RsOS1 was cultured in Gal-Ura-Leu medium at 30 ° C. for 18 hours. The absorbance at 600 nm of the bacterial suspension of the grown transformed budding yeast was measured, and a bacterial suspension diluted with sterilized distilled water was prepared so that the absorbance was 0.1. Further, the transformed budding yeast TM182- A bacterial suspension in which RsOS1 was diluted 50-fold with Gal-Ura-Leu medium was prepared.
A solution in which five kinds of compounds represented by chemical formulas (1) to (5) (compounds (1) to (5)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) to a concentration of 600 ppm, respectively, Prepare a solution in which the two compounds shown in 6) and (7) (compounds (6) and (7)) are each dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) so as to have a concentration of 60 ppm. Two microplates were prepared in which DMSO solution and DMSO as a control were dispensed at two locations (ie, 2 wells), 1.0 μl in each well. On one of them, 100 μl each of the suspension of transformed budding yeast TM182-RsOS1 diluted in Glu-Ura-Leu medium as described above was dispensed and incubated at 30 ° C. for 26.8 hours. . On the other side, as described above, 100 μl each of the suspension of transformed budding yeast TM182-RsOS1 diluted in Gal-Ura-Leu medium as a control was dispensed and cultured at 30 ° C. for 42.5 hours. did. After incubation, the absorbance at 600 nm in each hole was measured with a microplate reader.
Table 7 shows the degree of growth of each transformed budding yeast for the compounds represented by chemical formulas (1) to (7) (compounds (1) to (7)). The degree of growth of the transformed budding yeast was expressed as a percentage relative to the absorbance at 600 nm when the compound concentration was 0 ppm as 100. The degree of growth inhibition by each test substance of transformed budding yeast TM182-RsOS1 is larger than the degree of growth inhibition by each test substance of transformed budding yeast AH22-RsOS1, and transformed budding yeast TM182-RsOS1 -It was confirmed that the transformed cells had enhanced sensitivity to antibacterial active substances compared to RsOS1.
実施例20 (トマト疫病糸状菌の細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼPiOS-1遺伝子の単離)
(1)トマト疫病糸状菌PiOS-1遺伝子断片の解析
実施例10(5)で増幅された、イネ紋枯病糸状菌のcDNAを鋳型にプライマー対6を用いて行ったPCR反応液を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付された取扱説明書に従って精製した。精製し得られた前記の増幅されたDNAに対し、実施例11(1)に記載された方法に従って3'A付加を行った。3'A付加されたDNAと、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを、当該クローニングベクターに添付された取扱説明書に従ってライゲーションした後、これを大腸菌JM109(TaKaRa)に導入した。
得られた大腸菌形質転換体から、Ex Taq HS(TaKaRa)を用いたコロニーPCRによってDNA断片を増幅した。PCR反応液(15μl)は、10x bufferを1.5μl、10mM dNTPsを2.25μl、Ex Taq HSを0.15μl、配列番号28で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドの10μM溶液と配列番号29で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドの10μM溶液を各0.4μl及び滅菌蒸留水を10.3μlを混合し、これに大腸菌形質転換体コロニーの一部を加えて調製した。この反応液を、97℃で2分間保温した後、97℃で15秒間次いで55℃で15秒間さらに72℃で3分間の保温を1サイクルとして、これを35サイクル繰り返す増幅条件下で行った。保温後のPCR反応液を、QIAquick PCR purification Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付された取扱説明書に従って精製した。精製し得られたPCR増幅断片を鋳型とし、プライマーとして配列番号28、29で示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドを用いて、実施例11(1)に記載された方法に従って塩基配列を解析した。その結果、プライマー対6の配列を含む配列番号89で示される塩基配列が読み取られた。
Example 20 (Isolation of an osmosensitive histidine kinase PiOS-1 gene having no transmembrane domain of tomato plague fungus)
(1) Analysis of Tomato Blight Fungus PiOS-1 Gene Fragment A PCR reaction solution, which was amplified in Example 10 (5) and performed using primer pair 6 with the rice mold blight fungus cDNA as a template, was used as QIAquick. Purification was performed using PCR Purification Kit (QIAGEN) according to the instructions attached to the kit. The amplified DNA obtained by purification was subjected to 3′A addition according to the method described in Example 11 (1). The 3′A-added DNA and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) were ligated according to the instruction manual attached to the cloning vector, and then introduced into E. coli JM109 (TaKaRa).
A DNA fragment was amplified from the obtained Escherichia coli transformant by colony PCR using Ex Taq HS (TaKaRa). The PCR reaction solution (15 μl) is composed of 1.5 μl of 10 × buffer, 2.25 μl of 10 mM dNTPs, 0.15 μl of Ex Taq HS, 10 μM oligonucleotide solution consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 28 and the base represented by SEQ ID NO: 29 0.4 μl each of 10 μM solution of oligonucleotide consisting of sequence and 10.3 μl of sterilized distilled water were mixed and prepared by adding a part of E. coli transformant colony. This reaction solution was kept at 97 ° C. for 2 minutes, and then kept at 97 ° C. for 15 seconds, then at 55 ° C. for 15 seconds and further at 72 ° C. for 3 minutes. The incubated PCR reaction solution was purified using a QIAquick PCR purification Kit (QIAGEN) according to the instruction manual attached to the kit. The nucleotide sequence was analyzed according to the method described in Example 11 (1) using the PCR amplified fragment obtained by purification as a template and using the oligonucleotide consisting of the nucleotide sequences represented by SEQ ID NOs: 28 and 29 as primers. As a result, the base sequence represented by SEQ ID NO: 89 containing the sequence of primer pair 6 was read.
(2)トマト疫病糸状菌OS-1相同遺伝子全長の解析
SMART RACE cDNA Amplification Kit(CLONTECH)を用いて当該キットに添付された取扱説明書に従って配列番号89で示される塩基配列の5'側上流域に伸長するDNAのクローニングを行うことができる。具体的には、実施例10(4)で調製された全RNAを3μl(200ng)に、前記キットに添付されたCDS-primerを1.0μl、SMART IIA Oligoを1.0μl混合して反応液を調製し、70℃で2分間保温した後、氷上で2分間保温する。当該反応液に、前記キットに添付された5x First-Strand bufferを2μl、20mM DTTを1μl、10mM dNTP Mixを1μl及びPowerScript Reverse Transcriptaseを1μl加えて混合し、42℃で1.5時間保温する。保温後の反応液に、前記キットに添付されたTricine-EDTA bufferを100μl添加した後、72℃で7分間保温し、5' RACE ready cDNAを調製する。この5' RACE ready cDNAを鋳型にして、KOD-plus-(TOYOBO)を用いて5'側上流域を増幅するPCRを行った。PCR反応液は、5' RACE ready cDNAを2.5μl、10x bufferを5.0μl、2mM dNTPsを5.0μl、25mM MgSO4を2.0μl、KOD-Plus-を1.0μl混合し、プライマーとして前記キットに添付された10x Universal Primer A Mixを5.0μlと、配列番号89で示される塩基配列の相補配列から選ばれる20〜30塩基からなるオリゴヌクレオチドの10μM溶液を1.0μlとも添加し、滅菌蒸留水を用いて全量を50μlとする。この反応液を、94℃で2分間の保温し、さらに94℃で15秒間次いで68℃で5分間の保温を1サイクルとしてこれを35サイクル繰り返す。当該PCR反応液をQIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付された取扱説明書に従って精製した後、精製し得られたDNAに対して実施例11(1)に記載された方法に従って3'A付加を行う。3'A付加されたDNAと、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを当該クローニングベクターに添付された取扱説明書に従ってライゲーションした後、これを大腸菌JM109(TaKaRa)に導入する。得られた大腸菌形質転換体からQIAprep Spin Miniprep Kit(QIAGEN)を用いてプラスミドDNAを精製する。得られたプラスミドDNAを鋳型とし、配列番号28、29等で示される塩基配列からなるプライマーを用いて、実施例11(1)に記載された方法に従って塩基配列を解析する。その結果、トマト疫病糸状菌のOS-1相同遺伝子の一部の塩基配列(即ち、トマト疫病糸状菌の細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感知性ヒスチジンキナーゼPiOS-1遺伝子の翻訳開始コドンを含む5’端領域の塩基配列)を読み取ることができる。
さらに、配列番号89で示される塩基配列の3'側下流域に伸長するDNAのクローニングを行うことができる。具体的には、実施例10(4)で調製された全RNAを3μl(200ng)に、前記キットに添付されたCDS-primerを1.0μl及び滅菌蒸留水を1.0μl混合し、70℃で2分間保温した後、氷上で2分間保温する。当該反応液を用いて、5' RACE ready cDNA調製と同様にして3' RACE ready cDNAを調製する。この3' RACE ready cDNAを鋳型にして、3'側下流域を増幅するPCRを行う。PCR反応液は、5' RACE ready cDNA を2.5μlに、前記キットに添付された10x Advantage 2 bufferを5.0μl、10mM dNTP Mixを1.0μl及び50x Advantage 2 Polymerase Mixを1.0μlを混合し、プライマーとして前記キットに添付された10x Universal Primer A Mixを5.0μlと、配列番号89で示される塩基配列から選ばれる20〜30塩基からなるオリゴヌクレオチドの10μM溶液を1.0μl添加し、滅菌蒸留水を用いて全量を50μlとする。この反応液を、94℃で5秒間次いで72℃で4分間の保温を1サイクルとしてこれを5サイクル繰り返し、さらに94℃で5秒間次いで70℃で10秒間次いで72℃で4分間の保温を1サイクルとしてこれを5サイクル繰り返し、さらに94℃で5秒間次いで68℃で10秒間次いで72℃で4分間の保温を1サイクルとしてこれを25サイクル繰り返した後、72℃で7分間保温する。当該PCR反応液と、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを当該クローニングベクターに添付された取扱説明書に従ってライゲーションした後、これを大腸菌JM109(TaKaRa)に導入する。得られた大腸菌形質転換体からQIAprep Spin Miniprep Kit(QIAGEN)を用いてプラスミドDNAを精製する。得られたプラスミドDNAを鋳型とし、配列番号28,29等で示される塩基配列からなるプライマーを用いて、実施例11(1)に記載された方法に従って塩基配列を解析する。その結果、トマト疫病糸状菌のOS-1相同遺伝子の一部の塩基配列(即ち、トマト疫病糸状菌の細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感知性ヒスチジンキナーゼPiOS-1遺伝子の翻訳停止コドンを含む3’端領域の塩基配列)を読み取ることができる。
解析した全ての塩基配列を連結させた結果、配列番号89を含むトマト疫病糸状菌のOS-1相同遺伝子の全塩基配列を明らかにすることができる。
(2) Analysis of full-length OS-1 homologous gene of tomato blight fungus OS-1
Using the SMART RACE cDNA Amplification Kit (CLONTECH), DNA extending to the 5 ′ upstream region of the base sequence represented by SEQ ID NO: 89 can be cloned according to the instruction manual attached to the kit. Specifically, 3 μl (200 ng) of the total RNA prepared in Example 10 (4) was mixed with 1.0 μl of CDS-primer attached to the kit and 1.0 μl of SMART IIA Oligo to prepare a reaction solution. Incubate at 70 ° C for 2 minutes, then keep on ice for 2 minutes. 2 μl of 5 × First-Strand buffer attached to the kit, 1 μl of 20 mM DTT, 1 μl of 10 mM dNTP Mix and 1 μl of PowerScript Reverse Transcriptase attached to the kit are added to the reaction mixture, and the mixture is incubated at 42 ° C. for 1.5 hours. 100 μl of Tricine-EDTA buffer attached to the kit is added to the reaction solution after incubation, and then incubated at 72 ° C. for 7 minutes to prepare 5 ′ RACE ready cDNA. Using this 5 ′ RACE ready cDNA as a template, PCR was performed to amplify the 5 ′ upstream region using KOD-plus- (TOYOBO). The PCR reaction solution was mixed with 2.5 μl of 5 ′ RACE ready cDNA, 5.0 μl of 10 × buffer, 5.0 μl of 2 mM dNTPs, 2.0 μl of 25 mM MgSO4, 1.0 μl of KOD-Plus-, and a primer was attached to the kit. Add 5.0 μl of 10x Universal Primer A Mix and 1.0 μl of a 10 μM oligonucleotide solution consisting of 20-30 bases selected from the complementary sequence of SEQ ID NO: 89, and use sterilized distilled water to 50 μl. This reaction solution is kept at 94 ° C. for 2 minutes, and this is further repeated 35 times with one cycle of holding at 94 ° C. for 15 seconds and then at 68 ° C. for 5 minutes. The PCR reaction solution is purified using QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) according to the instruction manual attached to the kit, and then the purified DNA is purified according to the method described in Example 11 (1). Add 3'A. The 3'A-added DNA and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) are ligated according to the instruction manual attached to the cloning vector, and then introduced into E. coli JM109 (TaKaRa). Plasmid DNA is purified from the resulting E. coli transformant using QIAprep Spin Miniprep Kit (QIAGEN). The obtained plasmid DNA is used as a template, and the nucleotide sequence is analyzed according to the method described in Example 11 (1) using a primer consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NOs: 28, 29 and the like. As a result, the nucleotide sequence of a part of the OS-1 homologous gene of the tomato plague fungus (including the translation initiation codon of the osmotic sensitive histidine kinase PiOS-1 gene having no transmembrane region of the tomato plague fungus 5) (Base sequence of end region) can be read.
Furthermore, DNA extending to the 3 ′ downstream region of the base sequence represented by SEQ ID NO: 89 can be cloned. Specifically, 3 μl (200 ng) of the total RNA prepared in Example 10 (4) was mixed with 1.0 μl of CDS-primer attached to the kit and 1.0 μl of sterilized distilled water. Incubate for 2 minutes, then keep on ice for 2 minutes. Using the reaction solution, 3 ′ RACE ready cDNA is prepared in the same manner as 5 ′ RACE ready cDNA preparation. Using this 3 ′ RACE ready cDNA as a template, PCR is performed to amplify the 3 ′ downstream region. The PCR reaction solution was prepared by mixing 2.5 μl of 5 'RACE ready cDNA, 5.0 μl of 10x Advantage 2 buffer, 1.0 μl of 10 mM dNTP Mix and 1.0 μl of 50x Advantage 2 Polymerase Mix attached to the kit as primers. Add 5.0 μl of 10 × Universal Primer A Mix attached to the kit and 1.0 μl of 10 μM oligonucleotide solution consisting of 20-30 bases selected from the base sequence shown in SEQ ID NO: 89, and use sterile distilled water The total volume is 50 μl. This reaction solution was incubated for 5 cycles at 94 ° C for 5 seconds and then at 72 ° C for 4 minutes, and this was repeated 5 cycles. This is repeated 5 times as a cycle, and further, this is repeated 25 cycles with 94 ° C. for 5 seconds, then 68 ° C. for 10 seconds, then 72 ° C. for 4 minutes, and then kept at 72 ° C. for 7 minutes. The PCR reaction solution and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) are ligated according to the instruction manual attached to the cloning vector, and then introduced into E. coli JM109 (TaKaRa). Plasmid DNA is purified from the resulting E. coli transformant using QIAprep Spin Miniprep Kit (QIAGEN). Using the obtained plasmid DNA as a template, the base sequence is analyzed according to the method described in Example 11 (1) using a primer consisting of the base sequence represented by SEQ ID NOs: 28, 29 and the like. As a result, the nucleotide sequence of a part of the OS-1 homologous gene of the tomato plague fungus (including the translational stop codon of the osmotic sensitive histidine kinase PiOS-1 gene that does not have the transmembrane region of the tomato plague fungus 3 (Base sequence of end region) can be read.
As a result of linking all the analyzed base sequences, the entire base sequence of the OS-1 homologous gene of tomato blight fungus containing SEQ ID NO: 89 can be clarified.
(3)トマト疫病糸状菌OS-1相同遺伝子全長遺伝子の単離
実施例10(4)で調製されたcDNAを鋳型に、トマト疫病糸状菌のOS-1相同遺伝子をPCRで増幅することができる。実施例20(2)の方法で明らかとなったトマト疫病糸状菌のOS-1相同遺伝子の塩基配列の開始コドンを含む5'末端側から20塩基目までの塩基配列からなるオリゴヌクレオチドの5'末端側にACGACAGTの配列が付加されたオリゴヌクレオチド、と実施例20(2)の方法で明らかとなったトマト疫病糸状菌のOS-1相同遺伝子の塩基配列の終止コドンを含む3'末端側から20塩基目までの配列からなるオリゴヌクレオチドの3'末端側にAAGCTTCAGの配列が付加された配列と相補的な配列を有するオリゴヌクレオチドとをプライマーとして、実施例11(3)に記載された方法に従ってPCR反応を行うことにより、トマト疫病糸状菌のOS-1相同遺伝子を含み開始コドンの直前に制限酵素SpeIの認識配列を持ち終止コドンの直後に制限酵素HindIIIの認識配列を持つDNAを増幅する。反応後のPCR反応液の一部を1%アガロースゲル電気泳動にて分離し、エチジウムブロマイド染色することにより約4kbのトマト疫病糸状菌のOS-1相同遺伝子が増幅されたことを確認する。
(3) Isolation of Tomato Blight Fungus OS-1 Homologous Gene Full-length Gene Using the cDNA prepared in Example 10 (4) as a template, the tomato blight fungus OS-1 homologous gene can be amplified by PCR. . 5 ′ of an oligonucleotide having a base sequence from the 5 ′ end to the 20th base including the start codon of the base sequence of the OS-1 homologous gene of tomato plague fungus, which was clarified by the method of Example 20 (2) From the 3 ′ end side containing the end codon of the base sequence of the OS-1 homologous gene of the tomato plague fungus, which was clarified by the method of Example 20 (2), and the oligonucleotide to which the ACGACAGT sequence was added on the terminal side According to the method described in Example 11 (3), using as an primer an oligonucleotide having a sequence complementary to the sequence in which the sequence of AAGCTTCAG is added to the 3 ′ end of the oligonucleotide consisting of the sequence up to the 20th base By performing a PCR reaction, a DNA containing the OS-1 homologous gene of tomato blight fungus and having a restriction enzyme SpeI recognition sequence immediately before the start codon and a restriction enzyme HindIII recognition sequence immediately after the stop codon is obtained. To width. A part of the PCR reaction solution after the reaction is separated by 1% agarose gel electrophoresis, and ethidium bromide staining is performed to confirm that the OS-1 homologous gene of about 4 kb tomato plague fungus is amplified.
実施例21 (トマト疫病糸状菌OS-1相同遺伝子の発現プラスミドの構築と形質転換出芽酵母の作製)
最初に、トマト疫病糸状菌OS-1相同遺伝子をpCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)にサブクローニングする。実施例20(3)で調製されたトマト疫病糸状菌のOS-1相同遺伝子を含む反応液を、QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付されたマニュアルに従って精製する。精製し得られた約4kbのDNAに対して、実施例11(1)に記載された方法に従って3'A付加を行う。3'A付加された約4kbのDNAと、pCR2.1-TOPOクローニングベクター(Invitrogen)とを、当該クローニングベクターに添付された取扱説明書に従ってライゲーションすることにより、プラスミドpCRPiOS1を構築する。得られたプラスミドの塩基配列は、実施例11(1)に記載された方法に従って解析した。プライマーとして、配列番号28、29等等に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドを用いる。その結果、プラスミドpCRPiOS1が配列番号89を含むトマト疫病糸状菌OS-1相同遺伝子を保有することが確認できる。
このように調製されたプラスミドpCR PiOS1に含まれるトマト疫病糸状菌OS-1相同遺伝子を酵母-大腸菌のシャトルベクターp415ADHにクローニングすることにより発現プラスミドを構築する。プラスミドpCRPiOS1を制限酵素SpeI及びHindIIIで消化し、一方、シャトルベクターp415ADHも制限酵素SpeI及びHindIIIで消化する。これらをそれぞれ0.8%アガロースゲル電気泳動で分離した後、制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたトマト疫病糸状菌OS-1相同遺伝子断片並びに制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたシャトルベクターp415ADHを含むゲル部分を切り出し、これをQIAquick Gel Extraction Kit(QIAGEN)を用いて当該キットに添付されたマニュアルに従って前記ゲルより、制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたStOS-1遺伝子断片並びに制限酵素SpeI及びHindIIIで消化されたシャトルベクターを回収する。Ligation Kit Ver.2(TaKaRa)を用いて、当該キットに添付されたマニュアルに従って、シャトルベクターのマルチクローニング部位のSpeIとHindIIIとの間にStOS-1遺伝子を挿入することにより、発現プラスミドpADHPiOS1を構築する。得られた発現プラスミドの塩基配列は実施例11(1)に記載された方法に従って解析する。プライマーとして、配列番号28、29等等に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチドを用いる。その結果、配列番号89を含むトマト疫病糸状菌のOS-1相同遺伝子の塩基配列が得られ、発現プラスミドpADHPiOS1がトマト疫病糸状菌OS-1相同遺伝子を保有することが確認できる。
調製された発現プラスミドpADH PiOS1を実施例2記載の方法に従って、出芽酵母AH22株及びTM182株に遺伝子導入する。得られる形質転換出芽酵母では、ロイシンの栄養要求性が消失することを利用し、形質転換出芽酵母AH22株(AH22- PiOS1)はGlu-Leu寒天培地で選抜し、形質転換出芽酵母TM182株(TM182- PiOS1)はGal-Ura-Leu寒天培地で選抜する。得られたTM182- PiOS1についてGlu-Ura-Leu培地に移植しても生育することを確認する。
Example 21 (Construction of expression plasmid of tomato plague fungus OS-1 homologous gene and production of transformed budding yeast)
First, the tomato blight fungus OS-1 homologous gene is subcloned into the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen). The reaction solution containing the OS-1 homologous gene of tomato blight fungus prepared in Example 20 (3) is purified using QIAquick PCR Purification Kit (QIAGEN) according to the manual attached to the kit. 3′A addition is performed on the approximately 4 kb DNA obtained by purification according to the method described in Example 11 (1). The plasmid pCRPiOS1 is constructed by ligating the 3′A added DNA of about 4 kb and the pCR2.1-TOPO cloning vector (Invitrogen) according to the instruction manual attached to the cloning vector. The nucleotide sequence of the obtained plasmid was analyzed according to the method described in Example 11 (1). As a primer, an oligonucleotide having a base sequence represented by SEQ ID NO: 28, 29 or the like is used. As a result, it can be confirmed that the plasmid pCRPiOS1 possesses a tomato plague fungus OS-1 homologous gene containing SEQ ID NO: 89.
An expression plasmid is constructed by cloning the tomato blight fungus OS-1 homologous gene contained in the thus prepared plasmid pCR PiOS1 into the yeast-E. Coli shuttle vector p415ADH. Plasmid pCRPiOS1 is digested with restriction enzymes SpeI and HindIII, while shuttle vector p415ADH is also digested with restriction enzymes SpeI and HindIII. The gel part containing the shuttle vector p415ADH digested with restriction enzymes SpeI and HindIII and the tomato plague fungus OS-1 homologous gene fragment digested with restriction enzymes SpeI and HindIII after separation by 0.8% agarose gel electrophoresis, respectively. Using the QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN), the StOS-1 gene fragment digested with the restriction enzymes SpeI and HindIII and the restriction enzymes SpeI and HindIII were digested from the gel according to the manual attached to the kit. Collect the shuttle vector. Using Ligation Kit Ver.2 (TaKaRa), construct the expression plasmid pADHPiOS1 by inserting the StOS-1 gene between SpeI and HindIII of the multicloning site of the shuttle vector according to the manual attached to the kit To do. The base sequence of the obtained expression plasmid is analyzed according to the method described in Example 11 (1). As a primer, an oligonucleotide having a base sequence represented by SEQ ID NO: 28, 29 or the like is used. As a result, the base sequence of the OS-1 homologous gene of tomato blight fungus containing SEQ ID NO: 89 is obtained, and it can be confirmed that the expression plasmid pADHPiOS1 has the tomato blight fungus OS-1 homologous gene.
The prepared expression plasmid pADH PiOS1 is introduced into the budding yeast strains AH22 and TM182 according to the method described in Example 2. In the resulting transformed budding yeast, the auxotrophy of leucine disappears, and the transformed budding yeast AH22 strain (AH22-PiOS1) is selected on a Glu-Leu agar medium, and the transformed budding yeast strain TM182 (TM182 -Select PiOS1) on Gal-Ura-Leu agar medium. The obtained TM182-PiOS1 is confirmed to grow even when transplanted to Glu-Ura-Leu medium.
実施例22 (形質転換出芽酵母TM182- PiOS1の抗菌活性物質感受性試験)
実施例21で作製された形質転換出芽酵母AH22- PiOS1をGlu-Leu培地中30℃で振とう培養する。対照として、AH22株を同様に、Glu培地中30℃で振とう培養する。それぞれの増殖された形質転換出芽酵母の菌懸濁液における600 nmの吸光度を測定し、吸光度が0.1となるよう滅菌蒸留水で希釈された菌懸濁液を調製する。さらに、形質転換出芽酵母AH22- PiOS1がGlu-Leu培地で50倍に希釈された菌懸濁液と、AH22株がGlu培地で50倍に希釈された菌懸濁液とを調製する。
化学式(1)〜(7)に示される7種類の化合物(化合物(1)〜(7))がジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液を調製し、当該化合物DMSO溶液と対照としてDMSOとがそれぞれ各穴に1.0μlずつ2箇所(即ち、2ウェル)に分注されたマイクロプレートを2枚作製する。その内の1枚には、上記のように希釈調製された形質転換出芽酵母AH22- PiOS1の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で静置培養する。もう1枚には、上記のように希釈調製された対照酵母AH22株の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で静置培養する。培養後、マイクロプレートリーダーで各穴の600 nmの吸光度を測定する。
同様に、実施例21で作製された形質転換出芽酵母TM182- PiOS1をGlu-Ura-Leu培地中30℃で培養する。増殖された形質転換出芽酵母の菌懸濁液の600 nmにおける吸光度を測定し、吸光度が0.1となるよう滅菌蒸留水で希釈された菌懸濁液を調製する。さらに、形質転換出芽酵母TM182- PiOS1がGlu-Ura-Leu培地で50倍に希釈された菌懸濁液と、対照としてGal-Ura-Leu培地で50倍に希釈された菌懸濁液とを調製する。
化学式(1)〜(7)に示される7種類の化合物(化合物(1)〜(7))がジメチルスルフォキシド(DMSO)に溶解された溶液を調製し、当該化合物DMSO溶液と対照としてDMSOとがそれぞれ各穴に1.0μlずつ2箇所(即ち、2ウェル)に分注されたマイクロプレートを2枚作製する。その内の1枚には、上記のようにGlu-Ura-Leu培地で希釈調製された形質転換出芽酵母TM182- PiOS1の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で静置培養する。もう1枚には、上記のように、対照としてGal-Ura-Leu培地で希釈調製された形質転換出芽酵母TM182- PiOS1の菌懸濁液を100μlずつ分注し30℃で静置培養する。培養後、マイクロプレートリーダーで各穴の600 nmの吸光度を測定する。
形質転換出芽酵母TM182- PiOS1の各被験物質による生育の阻害度は、形質転換出芽酵母AH22- PiOS1の各被験物質による生育の阻害度より大きく、形質転換出芽酵母TM182- PiOS1は形質転換出芽酵母AH22- PiOS1と比較して抗菌活性物質に対する感受性が増強した形質転換細胞であることが確認できる。
Example 22 (Antimicrobial susceptibility test of transformed budding yeast TM182-PiOS1)
The transformed budding yeast AH22-PiOS1 prepared in Example 21 is cultured with shaking at 30 ° C. in a Glu-Leu medium. As a control, the AH22 strain is similarly cultured with shaking in Glu medium at 30 ° C. The absorbance at 600 nm in each of the grown transformed budding yeast cell suspensions is measured, and a cell suspension diluted with sterile distilled water is prepared so that the absorbance is 0.1. Furthermore, a bacterial suspension in which transformed budding yeast AH22-PiOS1 is diluted 50 times with Glu-Leu medium and a bacterial suspension in which AH22 strain is diluted 50 times with Glu medium are prepared.
A solution in which seven kinds of compounds represented by chemical formulas (1) to (7) (compounds (1) to (7)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) is prepared, and DMSO solution as a control and DMSO as a control. Two microplates are prepared by dispensing 1.0 μl in each hole in two locations (ie, two wells). On one of them, 100 μl each of the suspension of transformed budding yeast AH22-PiOS1 diluted and prepared as described above is dispensed and statically cultured at 30 ° C. On the other sheet, 100 μl of the suspension of the control yeast AH22 strain diluted as described above is dispensed and statically cultured at 30 ° C. After incubation, the absorbance at 600 nm in each well is measured with a microplate reader.
Similarly, the transformed budding yeast TM182-PiOS1 prepared in Example 21 is cultured at 30 ° C. in a Glu-Ura-Leu medium. The absorbance at 600 nm of the bacterial suspension of the grown transformed budding yeast is measured, and a bacterial suspension diluted with sterile distilled water is prepared so that the absorbance is 0.1. Furthermore, a bacterial suspension in which transformed budding yeast TM182-PiOS1 was diluted 50 times with Glu-Ura-Leu medium and a bacterial suspension diluted 50 times with Gal-Ura-Leu medium as a control. Prepare.
A solution in which seven kinds of compounds represented by chemical formulas (1) to (7) (compounds (1) to (7)) are dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) is prepared, and DMSO solution as a control and DMSO as a control. Two microplates are prepared by dispensing 1.0 μl in each hole in two locations (ie, two wells). On one of them, 100 μl of the suspension of the transformed budding yeast TM182-PiOS1 diluted with Glu-Ura-Leu medium as described above is dispensed and statically cultured at 30 ° C. On the other sheet, as described above, 100 μl of the suspension of transformed budding yeast TM182-PiOS1 diluted with Gal-Ura-Leu medium as a control is dispensed and statically cultured at 30 ° C. After incubation, the absorbance at 600 nm in each well is measured with a microplate reader.
The degree of growth inhibition by each test substance of transformed budding yeast TM182-PiOS1 is greater than the degree of growth inhibition by each test substance of transformed budding yeast AH22-PiOS1, and transformed budding yeast TM182-PiOS1 is transformed with transformed budding yeast AH22 -It can be confirmed that the transformed cells have enhanced sensitivity to antibacterial active substances compared to PiOS1.
以下に、本発明において使用される培地の組成を記す。
(a)Glu培地
Bacto-yeast nitrogen base without amino acids 6.7g、Glucose 20g、Drop-out mix(1) 2.0g、Distilled water 1000ml(b)Glu-Leu培地
Bacto-yeast nitrogen base without amino acids 6.7g、Glucose 20g、Drop-out mix(2) 2.0g、Distilled water 1000ml
(c)Glu-Ura-Leu培地
Bacto-yeast nitrogen base without amino acids 6.7g、Glucose 20g、Drop-out mix(3) 2.0g、
Distilled water 1000ml
(d)Gal-Ura-Leu培地
Bacto-yeast nitrogen base without amino acids 6.7g、
Galactose 20g、Drop-out mix(3) 2.0g、
Distilled water 1000ml
Drop-out mix (1):
Adenine 0.5g、Lysine 2.0g、Alanine 2.0g、Methionine 2.0g、Arginine 2.0g、para-Aminobenzoic acid 0.2g、Asparagine 2.0g、Phenylalanine 2.0g、Aspartic acid 2.0g、Proline 2.0g、Cysteine 2.0g、Serine 2.0g、Glutamine 2.0g、Threonine 2.0g、Glutamic acid 2.0g、Tryptophan 2.0g、Glycine 2.0g、Tyrosine 2.0g、Histidine 2.0g、Valine 2.0g、Inositol 2.0g、Isoleucine 2.0g、Uracil 2.0g、Leucine 10.0g、Distilled water 1000ml
Drop-out mix (2): Leucine(10.0g)を除いたDrop-out mix (1)
Drop-out mix (3): Uracil(2.0g)及びLeucine(10.0g)を除いたDrop-out mix (1)
(e)Glu寒天培地
培地(a)に2%(W/V)の寒天が添加された固体培地。
(f)Glu-Leu寒天培地
培地(b)に2%(W/V)の寒天が添加された固体培地。
(g)Glu-Ura-Leu寒天培地
培地(c)に2%(W/V)の寒天が添加された固体培地。
(h)Gal-Ura-Leu寒天培地
培地(d)に2%(W/V)の寒天が添加された固体培地。
The composition of the medium used in the present invention is described below.
(A) Glu medium
Bacto-yeast nitrogen base without amino acids 6.7g, Glucose 20g, Drop-out mix (1) 2.0g, Distilled water 1000ml (b) Glu-Leu medium
Bacto-yeast nitrogen base without amino acids 6.7g, Glucose 20g, Drop-out mix (2) 2.0g, Distilled water 1000ml
(C) Glu-Ura-Leu medium
Bacto-yeast nitrogen base without amino acids 6.7g, Glucose 20g, Drop-out mix (3) 2.0g,
Distilled water 1000ml
(D) Gal-Ura-Leu medium
Bacto-yeast nitrogen base without amino acids 6.7g,
Galactose 20g, Drop-out mix (3) 2.0g,
Distilled water 1000ml
Drop-out mix (1):
Adenine 0.5g, Lysine 2.0g, Alanine 2.0g, Methionine 2.0g, Arginine 2.0g, para-Aminobenzoic acid 0.2g, Asparagine 2.0g, Phenylalanine 2.0g, Aspartic acid 2.0g, Proline 2.0g, Cysteine 2.0g, Serine 2.0 g, Glutamine 2.0g, Threonine 2.0g, Glutamic acid 2.0g, Tryptophan 2.0g, Glycine 2.0g, Tyrosine 2.0g, Histidine 2.0g, Valine 2.0g, Inositol 2.0g, Isoleucine 2.0g, Uracil 2.0g, Leucine 10.0g , Distilled water 1000ml
Drop-out mix (2): Drop-out mix (1) excluding Leucine (10.0g)
Drop-out mix (3): Drop-out mix (1) excluding Uracil (2.0g) and Leucine (10.0g)
(E) Glu agar medium A solid medium in which 2% (W / V) agar is added to the medium (a).
(F) Glu-Leu agar medium A solid medium in which 2% (W / V) agar is added to the medium (b).
(G) Glu-Ura-Leu agar medium A solid medium in which 2% (W / V) agar is added to the medium (c).
(H) Gal-Ura-Leu agar medium A solid medium in which 2% (W / V) agar is added to the medium (d).
本発明によって、抗菌活性物質に対する感受性が増強された形質転換細胞を提供可能にし、さらに当該形質転換細胞を使用する被験物質の抗菌活性検定方法、及び当該方法を使用する抗菌活性物質の探索方法等を提供可能にした。 According to the present invention, it is possible to provide a transformed cell with enhanced sensitivity to an antibacterial active substance, and furthermore, an antibacterial activity test method for a test substance using the transformed cell, a method for searching for an antibacterial active substance using the method, etc. Was made available.
配列番号3
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号4
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号5
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号6
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号7
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号8
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号9
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号10
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号11
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号12
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号15
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号18
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号19
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号20
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号21
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号22
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号23
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号24
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号25
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号26
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号27
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号28
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号29
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号30
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号31
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号32
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号33
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号34
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号35
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号36
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号37
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号38
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号39
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号40
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号43
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号44
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号45
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号46
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号47
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号48
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号49
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号50
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号51
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号52
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号53
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号54
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号57
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号58
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号59
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号60
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号61
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号62
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号63
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号64
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号65
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号66
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号67
シークエンスのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号70
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号71
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号72
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号73
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号74
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号75
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号76
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号77
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号78
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号79
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号80
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号81
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号82
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号83
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号84
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号85
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号86
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号87
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
配列番号88
PCRのために設計されたオリゴヌクレオチドプライマー
SEQ ID NO: 3
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 4
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 5
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 6
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 7
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 8
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 9
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 10
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 11
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 12
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 15
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 18
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 19
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 20
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 21
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 22
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 23
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 24
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 25
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 26
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 27
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 28
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 29
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 30
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 31
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 32
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 33
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 34
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 35
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 36
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 37
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 38
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 39
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 40
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 43
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 44
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 45
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 46
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 47
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 48
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 49
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 50
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 51
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 52
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 53
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 54
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 57
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 58
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 59
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 60
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 61
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 62
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 63
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 64
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 65
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 66
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 67
Oligonucleotide primer designed for sequencing SEQ ID NO: 70
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 71
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 72
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 73
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 74
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 75
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 76
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 77
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 78
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 79
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 80
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 81
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 82
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 83
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 84
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 85
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 86
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 87
Oligonucleotide primer designed for PCR SEQ ID NO: 88
Oligonucleotide primers designed for PCR
Claims (11)
請求項1記載の形質転換細胞を被験物質の存在下で培養する第一工程、
前記第一工程で培養された形質転換細胞内で発現された細胞膜貫通領域を有さない浸透圧感受性ヒスチジンキナーゼからの細胞内信号伝達量又はそれに相関関係を有する指標値を測定する第二工程、
前記第二工程で測定された細胞内信号伝達量又はそれに相関関係を有する指標値と、対照との差異に基づき前記被験物質の抗菌活性を評価する第三工程、
を有することを特徴とする検定方法。 A method for assaying antibacterial activity of a substance,
A first step of culturing the transformed cell according to claim 1 in the presence of a test substance;
A second step of measuring an intracellular signal transduction amount from an osmotic pressure sensitive histidine kinase not having a transmembrane region expressed in a transformed cell cultured in the first step or an index value correlated therewith,
A third step of evaluating the antibacterial activity of the test substance based on the difference between the intracellular signal transduction amount measured in the second step or an index value correlated therewith and a control,
A test method characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003354761A JP4385720B2 (en) | 2002-10-31 | 2003-10-15 | Transformed cells with enhanced sensitivity to antimicrobial active substances and use thereof |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002317736 | 2002-10-31 | ||
| JP2003207458 | 2003-08-13 | ||
| JP2003354761A JP4385720B2 (en) | 2002-10-31 | 2003-10-15 | Transformed cells with enhanced sensitivity to antimicrobial active substances and use thereof |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009188273A Division JP2009268473A (en) | 2002-10-31 | 2009-08-17 | Transformed cells with enhanced sensitivity to antimicrobial active substances and use thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005087182A JP2005087182A (en) | 2005-04-07 |
| JP4385720B2 true JP4385720B2 (en) | 2009-12-16 |
Family
ID=34468220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003354761A Expired - Fee Related JP4385720B2 (en) | 2002-10-31 | 2003-10-15 | Transformed cells with enhanced sensitivity to antimicrobial active substances and use thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4385720B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9234189B2 (en) * | 2008-08-11 | 2016-01-12 | Ashwani Pareek | Hybrid type histidine kinase gene isolated from indica rice IR64 |
-
2003
- 2003-10-15 JP JP2003354761A patent/JP4385720B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005087182A (en) | 2005-04-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cui et al. | An osmosensing histidine kinase mediates dicarboximide fungicide resistance in Botryotinia fuckeliana (Botrytis cinerea) | |
| Saito | Histidine phosphorylation and two-component signaling in eukaryotic cells | |
| Cunillera et al. | Characterization of dehydrodolichyl diphosphate synthase of Arabidopsis thaliana, a key enzyme in dolichol biosynthesis | |
| Cheng et al. | Alkaline response of a halotolerant alkaliphilic Halomonas strain and functional diversity of its Na+ (K+)/H+ antiporters | |
| Świeżawska et al. | Molecular cloning and characterization of a novel adenylyl cyclase gene, HpAC1, involved in stress signaling in Hippeastrum x hybridum | |
| Nolting et al. | A STE12 homologue of the homothallic ascomycete Sordaria macrospora interacts with the MADS box protein MCM1 and is required for ascosporogenesis | |
| Gu et al. | StSTE12 is required for the pathogenicity of Setosphaeria turcica by regulating appressorium development and penetration | |
| AU2019292668A1 (en) | Enzymes of luciferin biosynthesis and use thereof | |
| Saudohar et al. | Cyclic AMP-dependent protein kinase is involved in morphogenesis of Aspergillus niger | |
| Kind et al. | Manipulation of cytokinin level in the ergot fungus Claviceps purpurea emphasizes its contribution to virulence | |
| Malatrasi et al. | A branched-chain amino acid aminotransferase gene isolated from Hordeum vulgare is differentially regulated by drought stress | |
| Ming et al. | MaSnf1, a sucrose non-fermenting protein kinase gene, is involved in carbon source utilization, stress tolerance, and virulence in Metarhizium acridum | |
| Okinaka et al. | The P34 syringolide elicitor receptor interacts with a soybean photorespiration enzyme, NADH-dependent hydroxypyruvate reductase | |
| Denisov et al. | Inactivation of Snt2, a BAH/PHD‐containing transcription factor, impairs pathogenicity and increases autophagosome abundance in Fusarium oxysporum | |
| Wang et al. | The Ser/Thr protein kinase FonKin4-poly (ADP-ribose) polymerase FonPARP1 phosphorylation cascade is required for the pathogenicity of watermelon fusarium wilt fungus Fusarium oxysporum f. sp. niveum | |
| Capuder et al. | Highly active, citrate inhibition resistant form of Aspergillus niger 6-phosphofructo-1-kinase encoded by a modified pfkA gene | |
| Blum et al. | Insights into the molecular mechanism of tolerance to carboxylic acid amide (CAA) fungicides in Pythium aphanidermatum | |
| US7964373B2 (en) | Transformed cell with enhanced sensitivity to antifungal compound and use thereof | |
| JP4385720B2 (en) | Transformed cells with enhanced sensitivity to antimicrobial active substances and use thereof | |
| JP2009268473A (en) | Transformed cells with enhanced sensitivity to antimicrobial active substances and use thereof | |
| Greenstein et al. | Analysis of the Aspergillus nidulans thaumatin-like cetA gene and evidence for transcriptional repression of pyr4 expression in the cetA-disrupted strain | |
| Millar et al. | Deletion of the cnxE gene encoding the gephyrin-like protein involved in the final stages of molybdenum cofactor biosynthesis in Aspergillus nidulans | |
| Sumita et al. | An adaptor protein BmSte50 interacts with BmSte11 MAPKKK and is involved in host infection, conidiation, melanization, and sexual development in Bipolaris maydis | |
| Brodbeck et al. | Nucleoside‐Diphosphate Kinase from Streptomyces coelicolor | |
| CN106459933B (en) | Method for increasing grain yield |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060913 |
|
| RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20080130 |
|
| RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20080513 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090623 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090817 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090908 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090921 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121009 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131009 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |