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JP4721868B2 - Method for deleting a target region of host DNA deletion - Google Patents
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JP4721868B2 - Method for deleting a target region of host DNA deletion - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、枯草菌ゲノム等を宿主DNAとして、当該宿主DNAの所定の領域を欠失させると同時に、選択に使用した選択マーカー遺伝子を欠失させる方法に関する。   The present invention relates to, for example, a method of using a Bacillus subtilis genome or the like as a host DNA to delete a predetermined region of the host DNA and at the same time deleting a selection marker gene used for selection.

従来より、遺伝子工学分野においては、形質転換体の選択手段として、薬剤耐性遺伝子等の選択マーカー遺伝子が使用されている。これら選択マーカー遺伝子は、形質転換体の選択手段としては有用であるが、選択マーカー遺伝子の種類によっては、宿主に残存させることによって環境に悪影響を及ぼすといった問題がある。また、1つの宿主に対して複数の遺伝子改変を行う際には、使用できる選択マーカー遺伝子の種類は限られる。そこで、形質転換体からの選択マーカー遺伝子の除去方法が望まれている。   Conventionally, in the field of genetic engineering, selection marker genes such as drug resistance genes have been used as means for selecting transformants. These selectable marker genes are useful as a means for selecting transformants, but depending on the type of the selectable marker gene, there is a problem in that it causes adverse effects on the environment by remaining in the host. In addition, when a plurality of genetic modifications are performed on one host, the types of selectable marker genes that can be used are limited. Therefore, a method for removing the selection marker gene from the transformant is desired.

一方、これまでには、リプレッサーとリプレッサーにより抑制されるプロモーターとを利用した遺伝子改変方法が幾つか開示されている。   On the other hand, several gene modification methods using a repressor and a promoter repressed by the repressor have been disclosed so far.

非特許文献1には、バシルス・リケニフォルミス(Bacillus licheniformis)β-ラクタマーゼ遺伝子blaPの発現調節に関与するリプレッサー遺伝子blaIとこのリプレッサーにより抑制されるblaPプロモーターとを利用して、ゲノム上に存在する選択マーカー遺伝子を除去した枯草菌(Bacillussubtilis)組換え株を作製する方法が開示されている。しかしながら、この方法では、選択マーカー遺伝子が除去された枯草菌組換え株が得られる効率は50%と低いものであった。 Non-Patent Document 1 uses the repressor gene blaI involved in the regulation of the expression of the Bacillus licheniformis β-lactamase gene blaP and the blaP promoter repressed by this repressor. A method for producing a Bacillus subtilis recombinant strain from which the selectable marker gene has been removed is disclosed. However, with this method, the efficiency of obtaining a Bacillus subtilis recombinant strain from which the selection marker gene has been removed was as low as 50%.

特許文献1には、CIリプレッサーとこのリプレッサーによって抑制されるプロモーターとを利用した遺伝子改変方法が開示されている(特許文献1の実施例参照)。具体的には、CIリプレッサー遺伝子が挿入されたλDNAを枯草菌ゲノムに導入する。一方、枯草菌ゲノムの他の部位には、CIリプレッサーによって抑制されるプロモーターとその下流にネオマイシン耐性遺伝子が組み込まれている。この場合には、CIリプレッサーによってプロモーターが抑制され、ネオマイシン耐性遺伝子の発現が起こらない。CIリプレッサー遺伝子が他のDNAに置き換わり、CIリプレッサー遺伝子が消失すると、プロモーターが駆動し、下流に存在するネオマイシン耐性遺伝子が発現することとなる。この原理によれば、ネオマイシン耐性によって、CIリプレッサー遺伝子の部位が他のDNAに置き換わった形質転換体が選択できることとなる。   Patent Document 1 discloses a gene modification method using a CI repressor and a promoter repressed by the repressor (see Examples in Patent Document 1). Specifically, λDNA into which the CI repressor gene has been inserted is introduced into the Bacillus subtilis genome. On the other hand, a promoter repressed by the CI repressor and a neomycin resistance gene are incorporated downstream thereof at other sites of the Bacillus subtilis genome. In this case, the promoter is repressed by the CI repressor, and neomycin resistance gene expression does not occur. When the CI repressor gene is replaced with other DNA and the CI repressor gene disappears, the promoter is driven and the downstream neomycin resistance gene is expressed. According to this principle, a transformant in which the CI repressor gene site is replaced with another DNA can be selected due to neomycin resistance.

これまでに、形質転換体の選択に使用した選択マーカー遺伝子とともに宿主DNAの所定の領域を効率良く欠失させる方法はなかった。   Until now, there has been no method for efficiently deleting a predetermined region of host DNA together with a selection marker gene used for selection of transformants.

特開2000-316576号公報JP 2000-316576 A A. Bransら, 「Applied And Environmental Microbiology」, 2004年, 第70巻, 第12号, p.7241-7250A. Brans et al., "Applied And Environmental Microbiology", 2004, 70, 12, p.7241-7250

本発明は、上述した実情に鑑み、宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for deleting a deletion target region of a host DNA.

上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、宿主DNAの有する欠失対象領域の外側の5'側領域、3'側領域及び宿主DNAの有する第1相同組換え領域を有し、更に第1選択マーカー遺伝子とリプレッサー遺伝子とを有する供与体DNAと、宿主DNAとにおいて、前記5’側領域と前記第1相同組換え領域との間で相同組換え(以下、「第1相同組換え」という場合がある)を行い、上記第1相同組換え後の宿主DNAにおいて、宿主DNA由来の欠失対象領域の外側の3'側領域と供与体DNA由来の宿主DNAの有する欠失対象領域の外側の3'側領域との間で相同組換え(以下、「第2相同組換え」という場合がある)を行うことで、上記第2相同組換え後には、宿主DNAから欠失対象領域と上記選択マーカー遺伝子とを同時に欠失できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, it has a 5 ′ region outside the deletion target region of the host DNA, a 3 ′ region, and a first homologous recombination region of the host DNA. Homologous recombination (hereinafter referred to as “first homologous recombination”) between the 5 ′ region and the first homologous recombination region in a donor DNA having one selectable marker gene and a repressor gene and host DNA. In the host DNA after the first homologous recombination, the 3 ′ region outside the deletion target region derived from the host DNA and the deletion target region possessed by the host DNA derived from the donor DNA By performing homologous recombination (hereinafter sometimes referred to as “second homologous recombination”) with the 3 ′ region outside of the region, after the second homologous recombination, the region to be deleted from the host DNA And the above selection marker gene can be deleted simultaneously to complete the present invention. Was Tsu.

本発明は以下を包含する。
(1)供与体DNAと宿主DNAとの間で相同組換えを行う工程を含む宿主DNAの欠失対象領域を欠失させる方法であって、上記欠失方法は、宿主DNAの有する欠失対象領域の外側の5'側領域、3'側領域及び宿主DNAの有する第1相同組換え領域を有し、更に第1選択マーカー遺伝子とリプレッサー遺伝子とを有する供与体DNAと、宿主DNAとにおいて、前記5'側領域と前記第1相同組換え領域との間で相同組換え(第1相同組換え)を行う第1工程と、上記第1相同組換え後の宿主DNAにおいて、宿主DNA由来の欠失対象領域の外側の3'側領域と供与体DNA由来の宿主DNAの有する欠失対象領域の外側の3'側領域との間で相同組換え(第2相同組換え)を行う第2工程とを含み、上記第1相同組換え領域は、(a)欠失対象領域の一部又は全部からなる領域、又は(b)前記3'側領域の5'末端を含む領域であり、上記第2工程後には、宿主DNAから第1選択マーカー遺伝子、リプレッサー遺伝子及び欠失対象領域が欠失されることを特徴とする、宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法。
The present invention includes the following.
(1) A method for deleting a deletion target region of a host DNA including a step of performing homologous recombination between a donor DNA and the host DNA, wherein the deletion method includes a deletion target possessed by the host DNA. A donor DNA having a 5 'region outside the region, a 3' region and a first homologous recombination region of the host DNA, and further comprising a first selectable marker gene and a repressor gene; In the first step of performing homologous recombination (first homologous recombination) between the 5 ′ region and the first homologous recombination region, and the host DNA after the first homologous recombination, derived from the host DNA The second homologous recombination (second homologous recombination) is performed between the 3 ′ region outside the deletion target region and the 3 ′ region outside the deletion target region of the host DNA derived from the donor DNA. The first homologous recombination region includes (a) a region consisting of a part or all of the deletion target region, or (b) the 3 ′ side region. Of the host DNA, wherein the first selection marker gene, the repressor gene and the deletion target region are deleted from the host DNA after the second step. Deletion method of the target region.

(2)上記宿主DNAにおいて、欠失対象領域、欠失対象領域の外側の5'側領域及び3'側領域以外の領域に、上記リプレッサーに制御されるオペレーターを含むプロモーターの下流に第2選択マーカー遺伝子が存在することを特徴とする、(1)記載の宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法。   (2) In the host DNA, a second region downstream of a promoter containing an operator controlled by the repressor is located in a region other than the deletion target region, the 5 ′ side region and the 3 ′ side region outside the deletion target region. The method for deleting a deletion target region of host DNA according to (1), wherein a selection marker gene is present.

(3)上記第1工程後に、第1選択マーカー遺伝子を指標に、上記供与体DNA由来の宿主DNAの有する欠失対象領域の外側の3'側領域と第1選択マーカー遺伝子とリプレッサー遺伝子とを有する形質転換体を選択する工程を含むことを特徴とする、(1)記載の宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法。   (3) After the first step, using the first selection marker gene as an indicator, the 3 ′ region outside the deletion target region of the host DNA derived from the donor DNA, the first selection marker gene, and the repressor gene The method for deleting a deletion target region of host DNA according to (1), comprising the step of selecting a transformant having

(4)上記第1工程後に、第1選択マーカー遺伝子及び/又は第2選択マーカー遺伝子を指標に、上記供与体DNA由来の宿主DNAの有する欠失対象領域の外側の3'側領域と第1選択マーカー遺伝子とリプレッサー遺伝子とを有する形質転換体を選択する工程を含むことを特徴とする、(2)記載の宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法。   (4) After the first step, using the first selection marker gene and / or the second selection marker gene as an index, the 3 ′ region outside the deletion target region of the host DNA derived from the donor DNA and the first The method for deleting a deletion target region of host DNA according to (2), comprising a step of selecting a transformant having a selection marker gene and a repressor gene.

(5)上記第2工程後に、第1選択マーカー遺伝子を指標に、第1選択マーカー遺伝子、リプレッサー遺伝子及び欠失対象領域を欠失した形質転換体を選択する工程を含むことを特徴とする、(1)又は(3)記載の宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法。   (5) After the second step, the method includes a step of selecting a transformant lacking the first selection marker gene, the repressor gene, and the deletion target region using the first selection marker gene as an index. A method for deleting a deletion target region of a host DNA according to (1) or (3).

(6)上記第2工程後に、第1選択マーカー遺伝子及び/又は第2選択マーカー遺伝子を指標に、第1選択マーカー遺伝子、リプレッサー遺伝子及び欠失対象領域を欠失した形質転換体を選択する工程を含むことを特徴とする、(2)又は(4)記載の宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法。   (6) After the second step, using the first selection marker gene and / or the second selection marker gene as an index, a transformant lacking the first selection marker gene, repressor gene and deletion target region is selected. A method for deleting a deletion target region of a host DNA according to (2) or (4), which comprises a step.

(7)上記選択マーカー遺伝子が薬剤耐性遺伝子であることを特徴とする、(1)〜(6)のいずれか1記載の宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法。   (7) The method for deleting a deletion target region of a host DNA according to any one of (1) to (6), wherein the selection marker gene is a drug resistance gene.

(8)上記リプレッサー遺伝子がaraR遺伝子であることを特徴とする、(1)〜(7)のいずれか1記載の宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法。 (8) The method for deleting a deletion target region of a host DNA according to any one of (1) to (7), wherein the repressor gene is an araR gene.

(9)上記宿主が枯草菌であることを特徴とする、(1)〜(8)のいずれか1記載の宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法。   (9) The host DNA deletion method according to any one of (1) to (8), wherein the host is Bacillus subtilis.

(10)(1)〜(9)のいずれか1記載の宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法によって得られた形質転換体。   (10) A transformant obtained by the method for deleting a deletion target region of a host DNA according to any one of (1) to (9).

本発明により、宿主DNAの欠失対象領域と形質転換体の選択に使用した選択マーカー遺伝子とを同時に欠失できる宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法が提供される。   According to the present invention, there is provided a method for deleting a deletion target region of a host DNA capable of simultaneously deleting the deletion target region of the host DNA and the selection marker gene used for selection of the transformant.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法は、宿主DNAにおける欠失対象領域を欠失させるとともに、形質転換体の選択に用いた選択マーカー遺伝子を欠失させる方法である。本方法においては、先ず、宿主DNAの有する欠失対象領域の外側の5'側領域、3'側領域及び宿主DNAの有する第1相同組換え領域を有し、更に第1選択マーカー遺伝子とリプレッサー遺伝子とを有する供与体DNAを作製する。供与体DNAにおける宿主DNAの有する欠失対象領域の外側の5'側領域(以下、「5'外側領域」という)とは、宿主DNAにおける5'外側領域と相同組換えを生じうる程度に高い同一性を有する領域である。同様に、供与体DNAにおける宿主DNAの有する欠失対象領域の外側の3'側領域(以下、「3'外側領域」という)とは、宿主DNAにおける3'外側領域と相同組換えを生じうる程度に高い同一性を有する領域である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The deletion method of the deletion target region of the host DNA according to the present invention is a method of deleting the deletion target region in the host DNA and deleting the selection marker gene used for selection of the transformant. In this method, first, the host DNA has a 5′-side region, a 3′-side region outside the deletion target region, and a first homologous recombination region possessed by the host DNA. A donor DNA having a presser gene is prepared. The 5 'region outside the deletion target region of the host DNA in the donor DNA (hereinafter referred to as "5' outer region") is high enough to cause homologous recombination with the 5 'outer region of the host DNA. It is a region having the sameness. Similarly, the 3 ′ region outside the deletion target region of the host DNA in the donor DNA (hereinafter referred to as “3 ′ outer region”) can cause homologous recombination with the 3 ′ outer region in the host DNA. It is a region having a high degree of identity.

また、第1相同組換え領域とは、供与体DNAと宿主DNAとの間の第1相同組換えにおいて、上述した5'外側領域とともに相同組換えが生じる領域である。なお、供与体DNAにおける宿主DNAの有する第1相同組換え領域とは、宿主DNAにおける第1相同組換え領域と相同組換えを生じうる程度に高い同一性を有する領域である。   The first homologous recombination region is a region where homologous recombination occurs in the first homologous recombination between the donor DNA and the host DNA together with the 5 ′ outer region described above. The first homologous recombination region possessed by the host DNA in the donor DNA is a region having high identity to the extent that homologous recombination can occur with the first homologous recombination region in the host DNA.

第1相同組換え領域は、(a)欠失対象領域の一部又は全部からなる領域、又は(b)3'外側領域の5'末端を含む領域である。上記(b)の領域としては、例えば、3'外側領域の5'末端を含む一部の領域、3'外側領域の全部、及び3'外側領域と宿主DNAにおける3'外側領域より更に3'側の領域とを含むものが挙げられる。さらに、欠失対象領域の3'末端を含む一部の領域、又は欠失対象領域の全部を含んでいてもよい。   The first homologous recombination region is (a) a region consisting of part or all of the deletion target region, or (b) a region including the 5 ′ end of the 3 ′ outer region. Examples of the region (b) include, for example, a partial region including the 5 ′ end of the 3 ′ outer region, the entire 3 ′ outer region, and a 3 ′ outer region and 3 ′ outer region in the host DNA. And a region including a side region. Furthermore, a part of the region including the 3 ′ end of the deletion target region or the entire deletion target region may be included.

以下の説明では、供与体DNAにおける宿主DNAの有する5'外側領域、3'外側領域及び第1相同組換え領域を、宿主DNAにおけるそれぞれの対応する領域と同様に、それぞれ5'外側領域、3'外側領域及び第1相同組換え領域という。   In the following description, the 5 ′ outer region, the 3 ′ outer region, and the first homologous recombination region of the host DNA in the donor DNA are represented in the same manner as the corresponding regions in the host DNA. 'The outer region and the first homologous recombination region.

ここで、5'側及び3'側とは、DNA二重鎖におけるいずれか一方の鎖を基準として、欠失対象領域の5'末端側に続く方向及び3'末端側に続く方向を意味する。   Here, the 5 ′ side and the 3 ′ side mean the direction following the 5 ′ end side and the direction continuing to the 3 ′ end side of the deletion target region, based on either strand in the DNA duplex. .

なお、供与体DNAは、5'外側領域、3'外側領域、第1選択マーカー遺伝子、リプレッサー遺伝子、第1相同組換え領域の順に含まれる。あるいは、第1選択マーカー遺伝子とリプレッサー遺伝子との順序は逆であってもよい。   The donor DNA is included in the order of 5 ′ outer region, 3 ′ outer region, first selection marker gene, repressor gene, and first homologous recombination region. Alternatively, the order of the first selection marker gene and the repressor gene may be reversed.

次に、供与体DNAと宿主DNAとを、相同組換えが生じる条件下に共存させる。当該条件下では、供与体DNAと宿主DNAとの間において、5'外側領域と第1相同組換え領域とで一組の鎖間交換構造の形成が起こり易くなる。この一組の鎖間交換構造が形成されることで、供与体DNAと宿主DNAとの間に二重交差の相同組換え(第1相同組換え)が生じ、供与体DNA由来の3'外側領域と第1選択マーカー遺伝子とリプレッサー遺伝子とを宿主DNAに導入することができる。宿主DNAにおける5'外側領域と第1相同組換え領域とによって挟まれる領域が存在する場合、上記宿主DNAへの導入と同時に当該挟まれる領域(欠失対象領域の一部)が宿主DNAから欠失する。   Next, the donor DNA and the host DNA are allowed to coexist under conditions that cause homologous recombination. Under such conditions, a pair of interstrand exchange structures are easily formed between the 5 ′ outer region and the first homologous recombination region between the donor DNA and the host DNA. By forming this pair of interstrand exchange structures, double crossover homologous recombination (first homologous recombination) occurs between the donor DNA and the host DNA. The region, the first selection marker gene, and the repressor gene can be introduced into the host DNA. When there is a region sandwiched between the 5 ′ outer region and the first homologous recombination region in the host DNA, the region sandwiched with the host DNA (part of the deletion target region) is missing from the host DNA. To lose.

さらに、供与体DNAとの相同組換えを生じた宿主DNAには、3'外側領域が2つ存在することとなる。これら2つの3'外側領域は、一方が宿主DNAに由来するものであり、他方が供与体DNAに由来するものである。従って、所定の条件下に宿主DNAを存在させることで、宿主DNA中の3'外側領域間で1つの鎖間交換構造が形成され、相同組換え(第2相同組換え)が生じ、第1選択マーカー遺伝子、リプレッサー遺伝子及び宿主DNAにおける欠失対象領域(5'外側領域と第1相同組換え領域とによって挟まれる領域が存在する場合には、上記欠失対象領域の一部を除いた残部)が宿主DNAから欠失されることとなる。   Furthermore, two 3 ′ outer regions exist in the host DNA that has undergone homologous recombination with the donor DNA. One of these two 3 ′ outer regions is derived from host DNA and the other is derived from donor DNA. Therefore, the presence of host DNA under a predetermined condition forms one interstrand exchange structure between the 3 ′ outer regions in the host DNA, resulting in homologous recombination (second homologous recombination). Selectable marker gene, repressor gene, and deletion target region in host DNA (when there is a region sandwiched between the 5 ′ outer region and the first homologous recombination region, a part of the deletion target region is excluded. The remainder) will be deleted from the host DNA.

なお、第1相同組換え領域が、例えば上記(b)の領域のうち欠失対象領域を含まないものである場合、上記第1相同組換えの時点で、欠失対象領域が宿主DNAから欠失することとなる。   For example, when the first homologous recombination region does not include the deletion target region in the region (b) above, the deletion target region is missing from the host DNA at the time of the first homologous recombination. Will be lost.

欠失対象領域は、本方法適用前に既に宿主DNAに存在する領域であればいずれの領域であってよく、例えば、本来的に存在する領域でもよいし、本方法適用前に人為的に導入された領域でもよい。人為的に導入された領域としては、例えば、選択マーカー遺伝子やレポーター遺伝子を含む領域などが挙げられる。本発明に係る宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法では、欠失対象領域のサイズは、特に限定されないが、1bp以上が好ましく、0.2kb以上がより好ましく、0.5kb以上が最も好ましい。また、例えば枯草菌のゲノムにて生育に必須な遺伝子(以下、「生育必須遺伝子」という)を含まない連続した領域で最大の領域は、dltA遺伝子〜yycH遺伝子間の約200kbである(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 100, 4679 (2003))。この観点から生育必須遺伝子を削除しないことを考慮し、欠失対象領域のサイズは、200kb以下が好ましく、160kb以下がより好ましく、120kb以下が更に好ましく、80kb以下が特に好ましく、40kb以下が最も好ましい。 The deletion target region may be any region as long as it already exists in the host DNA before application of this method. For example, the deletion target region may be an originally existing region or artificially introduced before application of this method. It may be a region that has been made. Examples of the artificially introduced region include a region containing a selection marker gene and a reporter gene. In the host DNA deletion target region deletion method according to the present invention, the size of the deletion target region is not particularly limited, but is preferably 1 bp or more, more preferably 0.2 kb or more, and most preferably 0.5 kb or more. For example, the largest continuous region that does not contain a gene essential for growth (hereinafter referred to as “growth essential gene”) in the Bacillus subtilis genome is about 200 kb between the dltA gene and the yycH gene (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 100, 4679 (2003)). In consideration of not deleting the essential growth gene from this viewpoint, the size of the deletion target region is preferably 200 kb or less, more preferably 160 kb or less, further preferably 120 kb or less, particularly preferably 80 kb or less, and most preferably 40 kb or less. .

また、宿主DNAにおける5'外側領域と第1相同組換え領域との間の距離は、特に限定されないが、例えば0kb〜200kb、特に0kb〜140kbであることが好ましい。   Further, the distance between the 5 ′ outer region and the first homologous recombination region in the host DNA is not particularly limited, but is preferably 0 kb to 200 kb, particularly preferably 0 kb to 140 kb.

本発明においては、5'外側領域、3'外側領域及び第1相同組換え領域は、供与体DNAと宿主DNAとの間又は宿主DNA中での相同組換え過程において鎖間交換構造を形成する部位を含む領域である。従って、供与体DNAと宿主DNAとにおける、5'外側領域間、3'外側領域間及び第1相同組換え領域間の各領域間は、鎖間交換構造を形成しうる程度に高い同一性を有していることが好ましい。   In the present invention, the 5 ′ outer region, the 3 ′ outer region and the first homologous recombination region form an interstrand exchange structure between the donor DNA and the host DNA or in the process of homologous recombination in the host DNA. It is an area including a part. Accordingly, the donor DNA and the host DNA have a high degree of identity between the 5 ′ outer region, the 3 ′ outer region, and the first homologous recombination region so that an interstrand exchange structure can be formed. It is preferable to have.

具体的に、各領域間の同一性は、例えば、Lipman-Pearson法(Science, 227, 1435, (1985))によって計算される。具体的には、遺伝情報処理ソフトウェアGenetyx-Win(ソフトウェア開発)のホモロジー解析(Search homology)プログラムを用いて、Unit size to compare(ktup)を2として解析を行うことに基づいて計算することができる。当該計算の結果によれば、各領域間は、60%以上の同一性を有していればよく、80%以上が好ましく、90%以上がさらに好ましく、95%以上が特に好ましく、99%以上の同一性を有していることが最も好ましい。   Specifically, the identity between each region is calculated by, for example, the Lipman-Pearson method (Science, 227, 1435, (1985)). Specifically, using the homology analysis (Search homology) program of genetic information processing software Genetyx-Win (software development), the unit size to compare (ktup) can be calculated as 2 based on the analysis. . According to the result of the calculation, it is sufficient that each region has 60% or more identity, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more, 99% or more. Most preferably, they have the same identity.

また、5'外側領域、3'外側領域及び第1相同組換え領域のサイズは、鎖間交換構造を形成しうるサイズであれば特に限定されないが、例えば、0.1kb〜3kbであることが好ましく、更には0.5kb〜3kbであることが好ましく、特に0.5kb〜2kbであることが好ましい。   The sizes of the 5 ′ outer region, the 3 ′ outer region, and the first homologous recombination region are not particularly limited as long as they can form an interchain exchange structure, but are preferably 0.1 kb to 3 kb, for example. Furthermore, it is preferably 0.5 kb to 3 kb, particularly preferably 0.5 kb to 2 kb.

本発明において、供与体DNAは、5'外側領域と3'外側領域と第1相同組換え領域と第1選択マーカー遺伝子とリプレッサー遺伝子とを含むDNAを意味する。供与体DNAは、リプレッサー遺伝子の発現を制御するプロモーターを含むことができる。供与体DNAにおいて、リプレッサー遺伝子に対するプロモーターの存在位置は、リプレッサー遺伝子の発現を制御できる位置であって、第1相同組換え後にリプレッサー遺伝子とともに宿主DNAに導入されるように、5'外側領域と第1相同組換え領域との間である。このような位置としては、例えば供与体DNAにおいて、各領域が5'外側領域、3'外側領域、第1選択マーカー遺伝子、リプレッサー遺伝子、第1相同組換え領域の順に並んでいる場合には、第1選択マーカー遺伝子とリプレッサー遺伝子との間の位置、あるいは供与体DNAにおいて、各領域が5'外側領域、3'外側領域、リプレッサー遺伝子、第1選択マーカー遺伝子、第1相同組換え領域の順に並んでいる場合には、3'外側領域とリプレッサー遺伝子との間の位置が挙げられる。同様に、供与体DNAは、第1選択マーカー遺伝子の発現を制御するプロモーターを含んでいてもよい。供与体DNAにおける第1選択マーカー遺伝子に対するプロモーターの存在位置は、上述したリプレッサー遺伝子に対するプロモーターの存在位置の決定に準じて適宜決定することができる。供与体DNAとしては、例えば、PCR産物等のDNA断片、ゲノムの全体若しくはその一部、プラスミド、シャトルベクター、ヘルパープラスミド、ファージDNA、ウイルスベクター、BAC(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 8242(1990))及びYAC(Science 236, 806 (1987))など、更にはプラスミド、シャトルベクター、ヘルパープラスミド、ファージDNA、ウイルスベクター、BAC及びYACなどにクローニングされたDNA断片やゲノムDNAの一部等などが挙げられる。例えば、プラスミドとしては、大腸菌(Escherichiacoli)由来のプラスミド(例えばpET30bなどのpET系、pBR322及びpBR325などのpBR系、pUC118、pUC119、pUC18及びpUC19などのpUC系、pBluescript等)、枯草菌(Bacillussubtilis)由来のプラスミド(例えばpUB110、pTP5等)、酵母由来のプラスミド(例えばYEp13などのYEp系、YCp50などのYCp系等)などが挙げられる。またファージDNAとしては、λファージ(Charon4A、Charon21A、EMBL3、EMBL4、λgt10、λgt11、λZAP等)やPBS1ファージ(J. Bacteriol. 90, 1575 (1965))が挙げられる。さらに、レトロウイルス又はワクシニアウイルスなどの動物ウイルスベクター、カリフラワーモザイクウイルスなどの植物ウイルスベクター、またはバキュロウイルスなどの昆虫ウイルスベクターを用いることもできる。あるいは、LP(lysis of protoplasts)形質転換方法(T. Akamatsu及びJ. Sekiguchi, Archives of Microbiology, 1987, 146, p.353-357;T. Akamatsu及びH. Taguchi, Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2001, 65,4, p.823-829)を用いる場合には、例えば、供与体DNAを有する枯草菌等の微生物自体を使用することができる。 In the present invention, donor DNA means DNA containing a 5 ′ outer region, a 3 ′ outer region, a first homologous recombination region, a first selectable marker gene, and a repressor gene. The donor DNA can include a promoter that controls expression of the repressor gene. In the donor DNA, the position of the promoter with respect to the repressor gene is a position where the expression of the repressor gene can be controlled, and is introduced into the host DNA together with the repressor gene after the first homologous recombination. Between the region and the first homologous recombination region. For example, in the donor DNA, each region is arranged in the order of 5 ′ outer region, 3 ′ outer region, first selection marker gene, repressor gene, and first homologous recombination region. In the position between the first selection marker gene and the repressor gene, or in the donor DNA, each region is a 5 ′ outer region, a 3 ′ outer region, a repressor gene, a first selection marker gene, a first homologous recombination. When arranged in the order of the region, the position between the 3 ′ outer region and the repressor gene can be mentioned. Similarly, the donor DNA may contain a promoter that controls the expression of the first selectable marker gene. The location of the promoter relative to the first selectable marker gene in the donor DNA can be appropriately determined according to the determination of the location of the promoter relative to the repressor gene described above. Examples of donor DNA include DNA fragments such as PCR products, whole or part of genome, plasmid, shuttle vector, helper plasmid, phage DNA, viral vector, BAC (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 8242 (1990)) and YAC (Science 236, 806 (1987)), as well as plasmids, shuttle vectors, helper plasmids, phage DNA, viral vectors, BAC and YAC, etc. Etc. For example, the plasmid, Escherichia coli (Escherichia) derived plasmids (e.g., pET system such as pET30b, pBR system such as pBR322 and pBR325, pUC118, pUC119, pUC18 and pUC series such as pUC19, pBluescript, etc.), Bacillus subtilis (Bacillus subtilis) Examples include plasmids derived from (eg, pUB110, pTP5, etc.), yeast-derived plasmids (eg, YEp systems such as YEp13, YCp systems such as YCp50, etc.), and the like. Examples of the phage DNA include λ phage (Charon4A, Charon21A, EMBL3, EMBL4, λgt10, λgt11, λZAP, etc.) and PBS1 phage (J. Bacteriol. 90, 1575 (1965)). Furthermore, animal virus vectors such as retrovirus or vaccinia virus, plant virus vectors such as cauliflower mosaic virus, or insect virus vectors such as baculovirus can also be used. Alternatively, LP (lysis of protoplasts) transformation method (T. Akamatsu and J. Sekiguchi, Archives of Microbiology, 1987, 146, p.353-357; T. Akamatsu and H. Taguchi, Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2001 , 65, 4, p.823-829), for example, microorganisms such as Bacillus subtilis having donor DNA can be used.

また、選択マーカー遺伝子としては、特に限定されるものではないが、例えば、薬剤耐性遺伝子(クロラムフェニコール耐性遺伝子、エリスロマイシン耐性遺伝子、ネオマイシン耐性遺伝子、スペクチノマイシン耐性遺伝子、テトラサイクリン耐性遺伝子及びブラストサイジンS耐性遺伝子等)が挙げられる。さらに、栄養要求性に関連する遺伝子の欠損等を選択マーカー遺伝子として使用することが可能である。なお、本発明においては、第1選択マーカー遺伝子と第2選択マーカー遺伝子とは、異なる種類のものである。   The selectable marker gene is not particularly limited. For example, a drug resistance gene (chloramphenicol resistance gene, erythromycin resistance gene, neomycin resistance gene, spectinomycin resistance gene, tetracycline resistance gene and blast cycle gene can be used. Gin S resistant gene). Furthermore, it is possible to use a gene defect associated with auxotrophy as a selection marker gene. In the present invention, the first selection marker gene and the second selection marker gene are of different types.

本発明において、リプレッサーとは、特異的なオペレーターを認識し、これに結合することによって、そのオペレーターを含むプロモーターに連なる遺伝子群、すなわちオペロンの発現を抑制し、負の調節を行うタンパク質を意味する。また、オペレーターとは、リプレッサーの結合部位を意味する。オペレーターは、プロモーターとオペロンの構造遺伝子との中間、又はプロモーターと一部重なり合ってオペロンの上流に存在する。すなわち、オペレーターは、プロモーターと存在位置が重複する場合がある。本発明において使用できるリプレッサー遺伝子/プロモーター(オペレーターを含む)としては、例えば、枯草菌に由来する、araR遺伝子(塩基配列:配列番号1、アミノ酸配列:配列番号2)/araA遺伝子プロモーター(配列番号3)又はaraE遺伝子プロモーター(配列番号4)、purR遺伝子(塩基配列:配列番号5、アミノ酸配列:配列番号6)/purE遺伝子プロモーター(配列番号7)、ctsR遺伝子(塩基配列:配列番号8、アミノ酸配列:配列番号9)/clpP遺伝子プロモーター(配列番号10)又はclpE遺伝子プロモーター(配列番号11)、lmrA遺伝子(塩基配列:配列番号12、アミノ酸配列:配列番号13)/yxaG遺伝子プロモーター(配列番号14)、treR遺伝子(塩基配列:配列番号15、アミノ酸配列:配列番号16)/treP遺伝子プロモーター(配列番号17)、exuR遺伝子(塩基配列:配列番号18、アミノ酸配列:配列番号19)/uxaC遺伝子プロモーター(配列番号20)、xylR遺伝子(塩基配列:配列番号21、アミノ酸配列:配列番号22)/xylA遺伝子プロモーター(配列番号23)、deoR遺伝子(塩基配列:配列番号24、アミノ酸配列:配列番号25)/dra遺伝子プロモーター(配列番号26)、及びiolR遺伝子(塩基配列:配列番号27、アミノ酸配列:配列番号28)/iolA遺伝子プロモーター(配列番号29)が挙げられる。なお、上述したリプレッサー遺伝子の塩基配列及びその対応するアミノ酸配列は、上記の配列番号に示される塩基配列及びその対応するアミノ酸配列に限定されない。各リプレッサーは、上記の配列番号に示されるアミノ酸配列において1又は数個(例えば1〜10個、1〜5個)のアミノ酸が置換、欠失または付加されたアミノ酸配列からなり、且つリプレッサー機能を有するものであればよい。同様に、上述したプロモーターは、上記の配列番号に示される塩基配列に限定されない。各プロモーターは、上記の配列番号に示される塩基配列において1又は数個(例えば1〜10個、1〜5個)のヌクレオチドが置換、欠失または付加された塩基配列からなり、且つプロモーター機能を有し、リプレッサーで抑制されるもの(すなわち、オペレーター機能を有するもの)であればよい。なお、以下の説明で、「プロモーター」は、オペレーターを含むものを意味する。 In the present invention, a repressor means a protein that recognizes a specific operator and binds to it to suppress a group of genes linked to a promoter containing the operator, that is, a protein that negatively regulates the expression of an operon. To do. The operator means the binding site of the repressor. The operator exists in the middle of the promoter and the operon structural gene, or upstream of the operon so as to partially overlap the promoter. In other words, the operator may have an overlapping position with the promoter. As a repressor gene / promoter (including an operator) that can be used in the present invention, for example, an araR gene (base sequence: SEQ ID NO: 1, amino acid sequence: SEQ ID NO: 2) / araA gene promoter (SEQ ID NO: 2) derived from Bacillus subtilis. 3) or araE gene promoter (SEQ ID NO: 4), purR gene (base sequence: SEQ ID NO: 5, amino acid sequence: SEQ ID NO: 6) / purE gene promoter (SEQ ID NO: 7), ctsR gene (base sequence: SEQ ID NO: 8, amino acid) Sequence: SEQ ID NO: 9) / clpP gene promoter (SEQ ID NO: 10) or clpE gene promoter (SEQ ID NO: 11), lmrA gene (base sequence: SEQ ID NO: 12, amino acid sequence: SEQ ID NO: 13) / yxaG gene promoter (SEQ ID NO: 14) ), trer gene (nucleotide sequence: SEQ ID NO: 15, the amino acid sequence: SEQ ID NO: 16) / Trep gene promoter (SEQ ID NO: 17), exuR genetic (Nucleotide sequence: SEQ ID NO: 18, the amino acid sequence: SEQ ID NO: 19) / uxaC gene promoter (SEQ ID NO: 20), xylR gene (nucleotide sequence: SEQ ID NO: 21, amino acid sequence: SEQ ID NO: 22) / xylA gene promoter (SEQ ID NO: 23 ), DeoR gene (base sequence: SEQ ID NO: 24, amino acid sequence: SEQ ID NO: 25) / dra gene promoter (SEQ ID NO: 26), and iolR gene (base sequence: SEQ ID NO: 27, amino acid sequence: SEQ ID NO: 28) / iolA gene A promoter (SEQ ID NO: 29) can be mentioned. The base sequence of the above-described repressor gene and the corresponding amino acid sequence are not limited to the base sequence shown in the above SEQ ID No. and the corresponding amino acid sequence. Each repressor consists of an amino acid sequence in which one or several (for example, 1 to 10, 1 to 5) amino acids are substituted, deleted or added in the amino acid sequence shown in the above SEQ ID No., and the repressor Any function may be used. Similarly, the above-described promoter is not limited to the base sequence shown in the above SEQ ID NO. Each promoter consists of a base sequence in which one or several (for example, 1 to 10, 1 to 5) nucleotides are substituted, deleted or added in the base sequence shown in the above SEQ ID NO, and has a promoter function. It is sufficient if it has and is suppressed by the repressor (that is, has an operator function). In the following description, “promoter” means an operator.

宿主DNAとは、欠失対象領域、5'外側領域及び3'外側領域を有するDNAを意味する。さらに、宿主DNAには、欠失対象領域、5'外側領域及び3'外側領域以外の領域に、上述したリプレッサーに制御されるプロモーターの下流に第2選択マーカー遺伝子が存在する。なお、宿主DNAにおけるプロモーター及び第2選択マーカー遺伝子の存在位置は、選択の方法に応じて、適宜決定することができる。   The host DNA means DNA having a deletion target region, a 5 ′ outer region and a 3 ′ outer region. Further, in the host DNA, a second selectable marker gene exists in a region other than the deletion target region, the 5 ′ outer region and the 3 ′ outer region, downstream of the promoter controlled by the above-described repressor. The location of the promoter and the second selection marker gene in the host DNA can be determined as appropriate according to the selection method.

宿主DNAとしては、所定の生物におけるゲノムDNA及びミトコンドリアDNA等を挙げることができる。宿主としては、枯草菌等のバチルス属、大腸菌等のエッシェリヒア属及びシュードモナス・プチダ(Pseudomonasputida)等のシュードモナス属に属する細菌、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)及びシゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomycespombe)等の酵母、COS細胞及びCHO細胞等の動物細胞、Sf9等の昆虫細胞、並びにイネ科(イネ(Oryza sativa)、トウモロコシ(Zeamays))、アブラナ科(シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana))、ナス科(タバコ(Nicotianatabacum)及びマメ科(ダイズ(Glycine max))等の植物が挙げられる。特に、枯草菌が好ましい。 Examples of host DNA include genomic DNA and mitochondrial DNA in a predetermined organism. As the host, bacteria belonging to the genus Bacillus such as Bacillus subtilis, Escherichia such as Escherichia coli and Pseudomonas ptida ( Pseudomonasputida ), Saccharomyces cerevisiae and Schizosaccharomyces pombe , Animal cells such as COS cells and CHO cells, insect cells such as Sf9, and the family Gramineae ( Oryza sativa , corn ( Zeamays )), Brassicaceae ( Arabidopsis thaliana ), Solanum ( Nicotianatabacum ) And legumes ( Glycine max ), etc. Bacillus subtilis is particularly preferred.

本発明に係る宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法では、先ず5'外側領域と3'外側領域と第1相同組換え領域と第1選択マーカー遺伝子とリプレッサー遺伝子とを含む供与体DNAを準備する。5'外側領域、3'外側領域、第1相同組換え領域、第1選択マーカー遺伝子及びリプレッサー遺伝子(以下、「領域及び遺伝子等」という)は、例えば、それぞれこれら領域及び遺伝子等を有する生物のゲノムDNA等を鋳型として、該領域の両端の塩基配列に相補的なプライマーを用いたPCRによってDNA断片として容易に得ることができる。   In the host DNA deletion target region deletion method according to the present invention, first, a donor DNA comprising a 5 ′ outer region, a 3 ′ outer region, a first homologous recombination region, a first selectable marker gene, and a repressor gene. Prepare. The 5 ′ outer region, the 3 ′ outer region, the first homologous recombination region, the first selection marker gene and the repressor gene (hereinafter referred to as “region and gene”) are, for example, organisms having these region and gene, respectively. The DNA can be easily obtained as a DNA fragment by PCR using the genomic DNA or the like as a template and primers complementary to the nucleotide sequences at both ends of the region.

一旦、領域及び遺伝子等の塩基配列が確定されると、その後は化学合成によって、又はクローニングされたプローブを鋳型としたPCRによって、あるいは該塩基配列を有するDNA断片をプローブとしてハイブリダイズさせることによって領域及び遺伝子等をDNA断片として得ることができる。   Once the region and the base sequence of the gene, etc. are determined, the region is then synthesized by chemical synthesis, by PCR using the cloned probe as a template, or by hybridizing with a DNA fragment having the base sequence as a probe. In addition, genes and the like can be obtained as DNA fragments.

次いで、これら領域及び遺伝子等を含む各DNA断片を連結する。連結方法は、例えば精製された各DNA断片を適当な制限酵素で切断し、連結する方法が採用される。あるいは、これら領域及び遺伝子等を含むDNA断片にそれぞれ一部に相同な領域を持たせ、鋳型として、SOE(splicing by overlap extension)-PCR(Gene, 77, 61, (1989))を行うことで、各DNA断片を連結することができる。また、これら領域及び遺伝子等を含むDNA断片を、適当なベクターに順次挿入することによって連結してもよい。   Next, each DNA fragment containing these regions, genes and the like is ligated. As the ligation method, for example, a method of cleaving each purified DNA fragment with an appropriate restriction enzyme and ligating is adopted. Alternatively, DNA fragments containing these regions and genes, etc. each have a partially homologous region, and as a template, perform SOE (splicing by overlap extension) -PCR (Gene, 77, 61, (1989)) Each DNA fragment can be ligated. Alternatively, DNA fragments containing these regions and genes may be ligated by sequentially inserting them into an appropriate vector.

一方、宿主DNAにおいては、使用するリプレッサーに対応するプロモーターとその下流に第2選択マーカー遺伝子とを導入する。プロモーター及び第2選択マーカー遺伝子の準備は、上述した供与体DNAの作製に準じた方法によって行うことができる。次いで、プロモーターと第2選択マーカー遺伝子とを含むDNA断片(PCR産物やベクター等)を宿主中に導入することにより形質転換体を作製する。   On the other hand, in the host DNA, a promoter corresponding to the repressor to be used and a second selection marker gene are introduced downstream thereof. Preparation of the promoter and the second selectable marker gene can be performed by a method according to the preparation of the donor DNA described above. Next, a transformant is prepared by introducing a DNA fragment (such as a PCR product or a vector) containing the promoter and the second selection marker gene into the host.

細菌へのDNA断片の導入方法は、細菌にDNAを導入する方法であれば特に限定されるものではない。例えば、カルシウムイオンを用いる方法及びエレクトロポレーション法等が挙げられる。また、宿主が枯草菌である場合には、コンピテントセル形質転換法(J. Bacterial. 93, 1925 (1967))やLP形質転換方法(T. Akamatsu及びJ. Sekiguchi, Archives of Microbiology, 1987, 146, p.353-357;T. Akamatsu及びH. Taguchi, Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2001, 65,4, p.823-829)を用いることができる。   The method for introducing a DNA fragment into bacteria is not particularly limited as long as it is a method for introducing DNA into bacteria. Examples thereof include a method using calcium ions and an electroporation method. When the host is Bacillus subtilis, competent cell transformation method (J. Bacterial. 93, 1925 (1967)) and LP transformation method (T. Akamatsu and J. Sekiguchi, Archives of Microbiology, 1987, 146, p.353-357; T. Akamatsu and H. Taguchi, Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2001, 65, 4, p.823-829).

酵母へのDNA断片の導入方法は、酵母にDNAを導入する方法であれば特に限定されず、例えば電気穿孔法(エレクトロポレーション法)、スフェロプラスト法及び酢酸リチウム法等が挙げられる。   The method for introducing a DNA fragment into yeast is not particularly limited as long as it is a method for introducing DNA into yeast, and examples thereof include an electroporation method (electroporation method), a spheroplast method, and a lithium acetate method.

動物細胞を宿主とする場合は、サル細胞COS-7、Vero、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO細胞)及びマウスL細胞などが用いられる。動物細胞へのDNA断片の導入方法としては、例えばエレクトロポレーション法、リン酸カルシウム法及びリポフェクション法等が挙げられる。   When animal cells are used as hosts, monkey cells COS-7, Vero, Chinese hamster ovary cells (CHO cells), mouse L cells, and the like are used. Examples of the method for introducing a DNA fragment into an animal cell include an electroporation method, a calcium phosphate method, and a lipofection method.

昆虫細胞を宿主とする場合は、Sf9細胞などが用いられる。昆虫細胞へのDNA断片の導入方法としては、例えばリン酸カルシウム法、リポフェクション法及びエレクトロポレーション法等が挙げられる。   When insect cells are used as hosts, Sf9 cells and the like are used. Examples of the method for introducing a DNA fragment into an insect cell include a calcium phosphate method, a lipofection method, and an electroporation method.

植物を宿主とする場合は、植物体全体、植物器官(例えば葉、花弁、茎、根、種子等)、植物組織(例えば表皮、師部、柔組織、木部、維管束等)及び植物培養細胞などが用いられる。植物へのDNA断片の導入方法としては、例えばエレクトロポレーション法、アグロバクテリウム法、パーティクルガン法及びPEG法等が挙げられる。   When using a plant as a host, the whole plant body, plant organs (e.g. leaves, petals, stems, roots, seeds, etc.), plant tissues (e.g. epidermis, phloem, soft tissue, xylem, vascular bundles, etc.) and plant culture Cells are used. Examples of the method for introducing a DNA fragment into a plant include an electroporation method, an Agrobacterium method, a particle gun method, and a PEG method.

以上のようにして、プロモーターと第2選択マーカー遺伝子とを含むDNA断片を宿主に導入することができる。なお、プロモーターと第2選択マーカー遺伝子とを、宿主DNAの特定部位に導入すべく、プロモーターと第2選択マーカー遺伝子とを含むDNA断片の両端に宿主DNAに対する相同領域を持たせる。このDNA断片を上述した導入方法で宿主に導入することで、宿主DNAとDNA断片との間で相同組換えが生じ、宿主DNAの所定の部位にプロモーターと第2選択マーカー遺伝子とを組み込むことができる。   As described above, the DNA fragment containing the promoter and the second selection marker gene can be introduced into the host. In order to introduce the promoter and the second selection marker gene into a specific site of the host DNA, a homologous region to the host DNA is provided at both ends of the DNA fragment containing the promoter and the second selection marker gene. By introducing this DNA fragment into the host by the introduction method described above, homologous recombination occurs between the host DNA and the DNA fragment, and the promoter and the second selection marker gene can be incorporated at a predetermined site of the host DNA. it can.

DNA断片が宿主に組み込まれたか否かは、第2選択マーカー遺伝子を指標として確認することができる。あるいは、PCR法、サザンハイブリダイゼーション法及びノーザンハイブリダイゼーション法等によりDNA断片が宿主に組み込まれたか否かの確認を行うことができる。例えば、形質転換体からDNAを調製し、DNA特異的プライマーを設計してPCRを行う。その後は、増幅産物についてアガロースゲル電気泳動、ポリアクリルアミドゲル電気泳動又はキャピラリー電気泳動等を行い、臭化エチジウム、SYBR Green液等により染色し、そして増幅産物をバンドとして検出することにより、形質転換されたことを確認する。また、予め蛍光色素等により標識したプライマーを用いてPCRを行い、増幅産物を検出することもできる。さらに、マイクロプレート等の固相に増幅産物を結合させ、蛍光又は酵素反応等により増幅産物を確認する方法を採用してもよい。   Whether or not the DNA fragment has been incorporated into the host can be confirmed using the second selection marker gene as an indicator. Alternatively, whether or not the DNA fragment has been incorporated into the host can be confirmed by PCR, Southern hybridization, Northern hybridization, or the like. For example, DNA is prepared from the transformant, PCR is performed by designing a DNA-specific primer. Thereafter, the amplified product is transformed by performing agarose gel electrophoresis, polyacrylamide gel electrophoresis, capillary electrophoresis, etc., staining with ethidium bromide, SYBR Green solution, etc., and detecting the amplified product as a band. Make sure. Moreover, PCR can be performed using a primer previously labeled with a fluorescent dye or the like to detect an amplification product. Furthermore, a method may be employed in which the amplification product is bound to a solid phase such as a microplate and the amplification product is confirmed by fluorescence or enzyme reaction.

本発明に係る宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法では、以上のように作製した供与体DNAと宿主DNAとの間において、相同組換えを行う。先ず、相同組換えが生じる条件下に、供与体DNAと宿主DNAとを近接させ、供与体DNAと宿主DNAとの間において、5'外側領域及び第1相同組換え領域における二重交差の相同組換えを生じさせる。その結果、供与体DNAの3'外側領域、第1選択マーカー遺伝子及びリプレッサー遺伝子を宿主DNAの5'外側領域と第1相同組換え領域との間に導入する。ここで、相同組換えが生じる条件下とは、宿主が本来的に有している組換え反応に関与する酵素等の機能を失っていない状態を意味する。供与体DNAと宿主DNAとの間の組換え方法としては、例えば、一般的なコンピテントセル形質転換方法(J. Bacterial. 93, 1925 (1967))、プロトプラスト形質転換法(Mol. Gen. Genet. 168, 111 (1979))、エレクトロポレーション法(FEMS Microbiol. Lett. 55, 135 (1990))又はLP形質転換方法(T. Akamatsu及びJ. Sekiguchi, Archives of Microbiology, 1987, 146, p.353-357;T. Akamatsu及びH. Taguchi, Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2001, 65,4, p.823-829)が挙げられる。例えば、形質転換は、宿主が枯草菌である場合、コンピテントセル形質転換方法(J. Bacterial. 93, 1925 (1967))に従って以下の様に行うことができる。   In the host DNA deletion target region deletion method according to the present invention, homologous recombination is performed between the donor DNA prepared as described above and the host DNA. First, under conditions where homologous recombination occurs, donor DNA and host DNA are brought into close proximity, and double crossover homology between the donor DNA and host DNA in the 5 ′ outer region and the first homologous recombination region. Cause recombination. As a result, the 3 ′ outer region of the donor DNA, the first selectable marker gene and the repressor gene are introduced between the 5 ′ outer region of the host DNA and the first homologous recombination region. Here, the conditions under which homologous recombination occurs means a state in which the function of an enzyme involved in the recombination reaction inherently possessed by the host is not lost. Examples of the recombination method between the donor DNA and the host DNA include, for example, a general competent cell transformation method (J. Bacterial. 93, 1925 (1967)) and a protoplast transformation method (Mol. Gen. Genet 168, 111 (1979)), electroporation (FEMS Microbiol. Lett. 55, 135 (1990)) or LP transformation (T. Akamatsu and J. Sekiguchi, Archives of Microbiology, 1987, 146, p. 353-357; T. Akamatsu and H. Taguchi, Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2001, 65, 4, p. 823-829). For example, when the host is Bacillus subtilis, transformation can be performed as follows according to a competent cell transformation method (J. Bacterial. 93, 1925 (1967)).

宿主菌株を、SPI培地(0.20%(W/V) 硫酸アンモニウム、1.40%(W/V) リン酸水素二カリウム、0.60%(W/V) リン酸二水素カリウム、0.10%(W/V) クエン酸三ナトリウム二水和物、0.50%(W/V) グルコース、0.02%(W/V) カザミノ酸 (Difco)、5mM 硫酸マグネシウム、0.25μM 塩化マンガン、50μg/ml トリプトファン)において37℃で、例えば生育度(OD600)の値が1程度になるまで振盪培養する。振盪培養後、培養液の一部を9倍量のSPII培地(0.20% 硫酸アンモニウム、1.40%(W/V) リン酸水素二カリウム、0.60%(W/V) リン酸二水素カリウム、0.10% (W/V)クエン酸三ナトリウム二水和物、0.50%(W/V) グルコース、0.01%(W/V) カザミノ酸 (Difco)、5mM 硫酸マグネシウム、0.40μM 塩化マンガン、5μg/ml トリプトファン)に接種し、更に例えば生育度(OD600)の値が0.4程度になるまで振盪培養することで、宿主菌株からコンピテントセルに誘導することができる。   The host strain was treated with SPI medium (0.20% (W / V) ammonium sulfate, 1.40% (W / V) dipotassium hydrogen phosphate, 0.60% (W / V) potassium dihydrogen phosphate, 0.10% (W / V) Trisodium acid dihydrate, 0.50% (W / V) glucose, 0.02% (W / V) casamino acid (Difco), 5 mM magnesium sulfate, 0.25 μM manganese chloride, 50 μg / ml tryptophan) at 37 ° C., for example Shake culture until the degree of growth (OD600) is about 1. After shaking culture, a portion of the culture broth was added 9 times the volume of SPII medium (0.20% ammonium sulfate, 1.40% (W / V) dipotassium hydrogen phosphate, 0.60% (W / V) potassium dihydrogen phosphate, 0.10% ( W / V) Trisodium citrate dihydrate, 0.50% (W / V) glucose, 0.01% (W / V) casamino acid (Difco), 5 mM magnesium sulfate, 0.40 μM manganese chloride, 5 μg / ml tryptophan) By inoculating and shaking culture until, for example, the degree of growth (OD600) is about 0.4, it can be induced from the host strain to competent cells.

次いで、供与体DNAを、宿主菌株のコンピテントセルに添加する。添加する供与体DNA量は特に限定されないが、100pg〜100μg、好ましくは1ng〜10μgを添加する。またコンピテントセルは、105〜109CFU、好ましくは106〜108CFUを使用する。 The donor DNA is then added to the competent cell of the host strain. The amount of donor DNA to be added is not particularly limited, but 100 pg to 100 μg, preferably 1 ng to 10 μg is added. The competent cell is 10 5 to 10 9 CFU, preferably 10 6 to 10 8 CFU.

供与体DNAと宿主DNAとの相同組換えを、図1に基づいてさらに具体的に説明する。図1においては、クロラムフェニコール耐性遺伝子が第1選択マーカー遺伝子であり、ネオマイシン耐性遺伝子が第2選択マーカー遺伝子である。また、araR遺伝子がリプレッサー遺伝子であり、araA遺伝子プロモーターがプロモーターである。 The homologous recombination between donor DNA and host DNA will be described more specifically with reference to FIG. In FIG. 1, the chloramphenicol resistance gene is the first selection marker gene, and the neomycin resistance gene is the second selection marker gene. The araR gene is a repressor gene, and the araA gene promoter is a promoter.

図1において、供与体DNAには、5'外側領域、3'外側領域、クロラムフェニコール耐性遺伝子(cat)、araR遺伝子(araR)、第1相同組換え領域の順に各領域が含まれる。なお、図1では、第1相同組換え領域は、欠失対象領域の一部である。一方、宿主DNAには、欠失対象領域、5'外側領域及び3'外側領域以外の領域に、araA遺伝子プロモーター(Para)とネオマイシン耐性遺伝子(Nm)とが挿入されている。当該宿主DNAを有する宿主(例えば、枯草菌)は、ネオマイシン耐性(NmR)である。なお、図1では、宿主DNAにおいて、5'外側領域と第1相同組換え領域とは隣接している。 In FIG. 1, the donor DNA includes 5 ′ outer region, 3 ′ outer region, chloramphenicol resistance gene ( cat ), araR gene ( araR ), and first homologous recombination region in this order. In FIG. 1, the first homologous recombination region is a part of the deletion target region. On the other hand, in the host DNA, an araA gene promoter (P ara ) and a neomycin resistance gene ( Nm ) are inserted in the region other than the deletion target region, the 5 ′ outer region and the 3 ′ outer region. A host (for example, Bacillus subtilis) having the host DNA is neomycin resistant (Nm R ). In FIG. 1, in the host DNA, the 5 ′ outer region and the first homologous recombination region are adjacent to each other.

先ず、供与体DNAを用いて宿主DNAを有する宿主(例えば、枯草菌)の形質転換を行うことで、供与体DNAと宿主DNAとの間で、5'外側領域及び第1相同組換え領域における二重交差の相同組換え(第1相同組換え)が生じる(図1では、相同組換えの態様を破線で示す)。その結果、宿主DNAの5'外側領域と第1相同組換え領域との間に、供与体DNAの3'外側領域、クロラムフェニコール耐性遺伝子及びaraR遺伝子を導入することができる。第1相同組換え後に得られた形質転換体においては、クロラムフェニコール耐性遺伝子が発現することとなる。従って、当該形質転換体は、クロラムフェニコール耐性(CmR)となる。また、得られた形質転換体は、araR遺伝子を発現する。araR遺伝子によってコードされるリプレッサータンパク質は、araA遺伝子プロモーターに結合し、当該プロモーターの下流に存在するネオマイシン耐性遺伝子の発現を抑制することとなる。従って、得られた形質転換体は、ネオマイシン感受性となる(NmS)。得られた形質転換体は、クロラムフェニコール耐性(ポジティブ選択)とネオマイシン感受性(ネガティブ選択)を指標に選択することができる。あるいは、形質転換体における第1相同組換えは、形質転換体の宿主DNAを鋳型とし、供与体DNAに由来する3'外側領域、クロラムフェニコール耐性遺伝子及びaraR遺伝子を対象としたPCRを行うことで確認することができる。 First, by transforming a host having host DNA (for example, Bacillus subtilis) using the donor DNA, between the donor DNA and the host DNA, the 5 ′ outer region and the first homologous recombination region Double-crossover homologous recombination (first homologous recombination) occurs (in FIG. 1, the mode of homologous recombination is indicated by a broken line). As a result, the 3 ′ outer region of the donor DNA, the chloramphenicol resistance gene, and the araR gene can be introduced between the 5 ′ outer region of the host DNA and the first homologous recombination region. In the transformant obtained after the first homologous recombination, the chloramphenicol resistance gene is expressed. Therefore, the transformant becomes chloramphenicol resistant (Cm R ). The obtained transformant expresses the araR gene. The repressor protein encoded by the araR gene binds to the araA gene promoter and suppresses the expression of the neomycin resistance gene existing downstream of the promoter. Therefore, the obtained transformant becomes neomycin sensitive (Nm S ). The resulting transformant can be selected using chloramphenicol resistance (positive selection) and neomycin sensitivity (negative selection) as indicators. Alternatively, in the first homologous recombination in the transformant, PCR is performed using the host DNA of the transformant as a template and the 3 ′ outer region derived from the donor DNA, the chloramphenicol resistance gene and the araR gene. This can be confirmed.

次いで、得られた形質転換体(例えば、枯草菌)を単コロニー化後、0〜48時間、好ましくは1〜24時間、特に好ましくは2〜3時間培養する。その間に、図1に示すように、第1相同組換え後の宿主DNAに内在する2つの3'外側領域の間で、相同組換えが生じることとなる(第2相同組換え)。その結果、宿主DNAに挿入されたクロラムフェニコール耐性遺伝子及びaraR遺伝子並びに欠失対象領域が、宿主DNAから欠失されることとなる。得られた形質転換体は、クロラムフェニコール耐性遺伝子が欠失したことにより、クロラムフェニコール感受性(CmS)となる。また、araR遺伝子が欠失したことにより、リプレッサータンパク質の発現が消失し、araA遺伝子プロモーターの下流に存在するネオマイシン耐性遺伝子が発現されることとなる。従って、得られた形質転換体は、ネオマイシン耐性(NmR)となる。得られた形質転換体は、クロラムフェニコール感受性(ネガティブ選択)とネオマイシン耐性(ポジティブ選択)を指標に選択することができる。あるいは、形質転換体における第2相同組換えは、形質転換体の宿主DNAを鋳型とし、5'外側領域と3'外側領域とを対象としたPCRを行うことで確認することができる。 Subsequently, the obtained transformant (for example, Bacillus subtilis) is cultivated for 0 to 48 hours, preferably 1 to 24 hours, particularly preferably 2 to 3 hours after single colonization. In the meantime, as shown in FIG. 1, homologous recombination occurs between two 3 ′ outer regions existing in the host DNA after the first homologous recombination (second homologous recombination). As a result, the chloramphenicol resistance gene and araR gene inserted into the host DNA and the deletion target region are deleted from the host DNA. The resulting transformant becomes chloramphenicol sensitive (Cm S ) due to the deletion of the chloramphenicol resistance gene. In addition, due to the deletion of the araR gene, the expression of the repressor protein disappears, and the neomycin resistance gene present downstream of the araA gene promoter is expressed. Therefore, the obtained transformant becomes neomycin resistant (Nm R ). The obtained transformant can be selected using chloramphenicol sensitivity (negative selection) and neomycin resistance (positive selection) as indicators. Alternatively, the second homologous recombination in the transformant can be confirmed by performing PCR on the 5 ′ outer region and the 3 ′ outer region using the host DNA of the transformant as a template.

一方、図1において、宿主DNAにおいて5'外側領域と第1相同組換え領域とが離れている場合には、まず第1相同組換えにおいて、供与体DNAの3'外側領域とクロラムフェニコール耐性遺伝子とaraR遺伝子とが宿主DNAに導入される。これと同時に、宿主DNAにおける5'外側領域と第1相同組換え領域とによって挟まれる欠失対象領域の一部が宿主DNAから欠失する。次いで、第2相同組換えにおいて、クロラムフェニコール耐性遺伝子、araR遺伝子及び宿主DNAにおける5'外側領域と第1相同組換え領域とによって挟まれる欠失対象領域の一部を除いた残部が宿主DNAから欠失されることとなる。 On the other hand, in FIG. 1, when the 5 ′ outer region and the first homologous recombination region are separated from each other in the host DNA, first, in the first homologous recombination, the 3 ′ outer region of the donor DNA and chloramphenicol. A resistance gene and an araR gene are introduced into the host DNA. At the same time, a part of the deletion target region sandwiched between the 5 ′ outer region and the first homologous recombination region in the host DNA is deleted from the host DNA. Next, in the second homologous recombination, the remainder excluding the chloramphenicol resistance gene, the araR gene and a part of the deletion target region sandwiched between the 5 ′ outer region and the first homologous recombination region in the host DNA is the host. It will be deleted from the DNA.

さらに、図1において、第1相同組換え領域が、例えば上記(b)の領域のうち欠失対象領域を含まないものである場合、まず第1相同組換えにおいて、供与体DNAの5'外側領域に隣接する3'外側領域とクロラムフェニコール耐性遺伝子とaraR遺伝子とが宿主DNAに導入される。これと同時に、宿主DNAにおける欠失対象領域が宿主DNAから欠失する。次いで、第2相同組換えにおいて、クロラムフェニコール耐性遺伝子及びaraR遺伝子が宿主DNAから欠失されることとなる。 Further, in FIG. 1, when the first homologous recombination region is, for example, one that does not include the deletion target region in the region (b), first, in the first homologous recombination, 5 ′ outside of the donor DNA The 3 ′ outer region adjacent to the region, the chloramphenicol resistance gene and the araR gene are introduced into the host DNA. At the same time, the deletion target region in the host DNA is deleted from the host DNA. Next, in the second homologous recombination, the chloramphenicol resistance gene and the araR gene are deleted from the host DNA.

以上のように説明した本発明に係る宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法によれば、宿主DNAのDNA断片を欠失させると同時に、形質転換体の選択に使用した第1選択マーカー遺伝子を確実に欠失させることができる。本発明に係る宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法では、選択マーカー遺伝子を指標とした場合に、第2相同組換え後の形質転換体が約100%(例えば、98%以上)の割合で得られる。   According to the host DNA deletion target region deletion method according to the present invention described above, the first selection marker gene used for selecting a transformant at the same time as deleting the DNA fragment of the host DNA. Can be reliably deleted. In the host DNA deletion target region deletion method according to the present invention, the ratio of transformants after the second homologous recombination is about 100% (eg, 98% or more) when the selection marker gene is used as an index. It is obtained by.

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, the technical scope of this invention is not limited to these Examples.

以下の実施例におけるDNA断片増幅のためのポリメラーゼ連鎖反応(PCR)には、GeneAmp PCR System(アプライドバイオシステムズ)を使用し、Pyrobest DNA Polymerase(タカラバイオ)と付属の試薬類を用いてDNA増幅を行った。PCRの反応液組成は、適宜希釈した鋳型DNAを1μL、センス及びアンチセンスプライマーを各々20pmol及びPyrobest DNA Polymeraseを2.5U添加して、反応液総量を50μLとした。PCRの反応条件は、98℃で10秒間、55℃で30秒間及び72℃で1〜5分間(目的増幅産物に応じて調整。目安は1kbあたり1分間)の3段階の温度変化を30回繰り返した後、72℃で5分間反応させることにより行った。なお、PCRにおいて用いたプライマーは、以下の表1に示すプライマーである。   For the polymerase chain reaction (PCR) for DNA fragment amplification in the following examples, GeneAmp PCR System (Applied Biosystems) is used, and DNA amplification is performed using Pyrobest DNA Polymerase (Takara Bio) and attached reagents. went. The PCR reaction solution composition was 1 μL of appropriately diluted template DNA, 20 pmol of sense and antisense primers and 2.5 U of Pyrobest DNA Polymerase, respectively, and the total amount of the reaction solution was 50 μL. PCR reaction conditions were 98 ° C for 10 seconds, 55 ° C for 30 seconds and 72 ° C for 1 to 5 minutes (adjusted according to the target amplification product, 1 minute per 1 kb). After repeating, the reaction was carried out at 72 ° C. for 5 minutes. The primers used in PCR are those shown in Table 1 below.

Figure 0004721868
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また、以下の実施例において、遺伝子の上流・下流とは、複製開始点からの位置ではなく、上流とは各操作・工程において対象として捉えている遺伝子の開始コドンの5’側に続く領域を示し、一方、下流とは各操作・工程において対象として捉えている遺伝子の終始コドンの3’側に続く領域を示す。   Further, in the following examples, upstream and downstream of a gene are not positions from the replication start point, but upstream is a region continuing on the 5 ′ side of the start codon of the gene that is regarded as a target in each operation / step. On the other hand, “downstream” indicates a region continuing 3 ′ of the stop codon of the gene taken as a target in each operation / step.

さらに、以下の実施例における各遺伝子及び遺伝子領域の名称は、Nature, 390, 249-256,(1997)で報告され、JAFAN: Japan Functional Analysis Network for Bacillus subtilis (BSORF DB)でインターネット公開(http://bacillus.genome.ad.jp/、2004年3月10日更新)された枯草菌ゲノムデータに基づいて記載している。   Furthermore, the names of the genes and gene regions in the following examples are reported in Nature, 390, 249-256, (1997), and published on the Internet at JAFAN: Japan Functional Analysis Network for Bacillus subtilis (BSORF DB) (http: //bacillus.genome.ad.jp/, updated March 10, 2004), based on genome data of Bacillus subtilis.

〔実施例1〕マーカーフリー遺伝子改変株の作製
1. カセットの作製(PNm及びCRC)
図2には、本実施例で用いるPNm(ParaA-neo)カセット及びCRC(cat-araR)カセットを示す。PNmカセットは、枯草菌168株由来のaraA遺伝子プロモーター(ParaA)(配列番号3)の下流にネオマイシン耐性遺伝子(neo)を連結したカセットである。一方、CRCカセットは、クロラムフェニコール耐性遺伝子(cat)の下流にaraR遺伝子(塩基配列:配列番号1、アミノ酸配列:配列番号2)を連結したカセットである。なお、クロラムフェニコール耐性遺伝子(cat)とaraR遺伝子との間には、araR遺伝子プロモーター(配列番号58)が存在する。
[Example 1] Preparation of a marker-free gene-modified strain
1. Production of cassette (PNm and CRC)
FIG 2, pnm used in this embodiment is shown a - - (araR cat) cassette (P araA neo) cassette and CRC. The PNm cassette is a cassette in which a neomycin resistance gene ( neo ) is linked downstream of the araA gene promoter ( ParaA ) (SEQ ID NO: 3) derived from Bacillus subtilis 168 strain. On the other hand, the CRC cassette is a cassette in which an araR gene (base sequence: SEQ ID NO: 1, amino acid sequence: SEQ ID NO: 2) is linked downstream of a chloramphenicol resistance gene ( cat ). An araR gene promoter (SEQ ID NO: 58) exists between the chloramphenicol resistance gene ( cat ) and the araR gene.

以下では、PNmカセット及びCRCカセットの作製方法を説明する。
(1) PNmカセットの作製
枯草菌168株から抽出したゲノムDNAを鋳型として、表1に示したParaf(配列番号30)及びPara/Nmr(配列番号31)のプライマーセットを用いて、ゲノム中のaraA遺伝子のプロモーター領域0.2kb断片(A)をPCRにより増幅した。また、プラスミドpUB110(Plasmid 15, 93 (1986))を鋳型とし、表1に示したNmf(配列番号32)及びNmr(配列番号33)のプライマーセットを用いて、プロモーターを含まない0.85kbのネオマイシン耐性遺伝子(Nm)断片をPCRによって調製した。
Below, the preparation methods of a PNm cassette and a CRC cassette are demonstrated.
(1) Preparation of PNm cassette Using the genomic DNA extracted from Bacillus subtilis 168 strain as a template, using the Paraf (SEQ ID NO: 30) and Para / Nmr (SEQ ID NO: 31) primer sets shown in Table 1, The promoter region 0.2 kb fragment (A) of the araA gene was amplified by PCR. In addition, a plasmid pUB110 (Plasmid 15, 93 (1986)) was used as a template, and a primer set of Nmf (SEQ ID NO: 32) and Nmr (SEQ ID NO: 33) shown in Table 1 was used to add a promoter-free 0.85 kb neomycin. Resistance gene (Nm) fragments were prepared by PCR.

次いで、得られた断片(A)とNm断片を混合して鋳型とし、上記プライマーParaf(配列番号30)及びNmr(配列番号33)を用いたSOE(splicing by overlap extension)-PCR(Gene 77, 61 (1989))を行うことによって、araA遺伝子のプロモーター領域(オペレーター)の下流にネオマイシン耐性遺伝子断片(第2選択マーカー遺伝子)が連結したPNmカセット(1.1kb)を調製した。 Next, the obtained fragment (A) and Nm fragment were mixed and used as a template, and SOE (splicing by overlap extension) -PCR (Gene 77, using the above primers Paraf (SEQ ID NO: 30) and Nmr (SEQ ID NO: 33). 61 (1989)) to prepare a PNm cassette (1.1 kb) in which a neomycin resistance gene fragment (second selection marker gene) was linked downstream of the promoter region (operator) of the araA gene.

(2) CRCカセットの作製
プラスミドpC194(J. Bacteriol. 150 (2) 815 (1982))を鋳型とし、表1に示したcatf(配列番号34)及びcatr(配列番号35)のプライマーセットを用いてクロラムフェニコール耐性遺伝子(Cm)断片(0.9kb)をPCRによって調製した。また、枯草菌168株から抽出したゲノムDNAを鋳型として、表1に示したaraRf/Cm(配列番号36)及びaraRr(配列番号37)のプライマーセットを用いて、ゲノム中のプロモーター(配列番号58)を含むaraR遺伝子領域1.3kb断片(B)をPCRにより増幅した。
(2) Preparation of CRC cassette Using plasmid pC194 (J. Bacteriol. 150 (2) 815 (1982)) as a template, and using the catf (SEQ ID NO: 34) and catr (SEQ ID NO: 35) primer sets shown in Table 1 A chloramphenicol resistance gene (Cm) fragment (0.9 kb) was prepared by PCR. Further, using a genomic DNA extracted from Bacillus subtilis 168 strain as a template, using a primer set of araRf / Cm (SEQ ID NO: 36) and araRr (SEQ ID NO: 37) shown in Table 1, a promoter (SEQ ID NO: 58) in the genome is used. The araR gene region 1.3 kb fragment (B) containing) was amplified by PCR.

次いで、得られたCm断片と断片(B)を混合して鋳型とし、上記プライマーcatf(配列番号34)及びaraRr(配列番号37)を用いたSOE-PCRを行うことによって、クロラムフェニコール耐性遺伝子(Cm)(第1選択マーカー遺伝子)の下流にaraR遺伝子(リプレッサー遺伝子)が連結したCRCカセット(2.1kb)を調製した。 Next, the obtained Cm fragment and the fragment (B) were mixed and used as a template, and SOE-PCR using the above-described primers catf (SEQ ID NO: 34) and araRr (SEQ ID NO: 37) was carried out, whereby chloramphenicol resistance A CRC cassette (2.1 kb) in which the araR gene (repressor gene) was linked downstream of the gene (Cm) (first selection marker gene) was prepared.

2. AR3株(オペレーターと第2選択マーカー遺伝子とを導入した宿主DNAを有する菌株)の作製
図3に示すように、マーカーフリー削除菌株構築の際のベース株であるAR3株を以下のように構築した。なお、図3において、B、D、L、M、N、P及びQの記号は、所定のL-アラビノース資化遺伝子(ara遺伝子)群である。また、Paraは、araA遺伝子プロモーターを意味する。
2. Production of AR3 strain (a strain having host DNA into which an operator and a second selection marker gene have been introduced) As shown in FIG. 3, the AR3 strain, which is the base strain for constructing a marker-free deletion strain, is as follows: It was constructed. In FIG. 3, the symbols B, D, L, M, N, P, and Q are a predetermined L-arabinose utilization gene ( ara gene) group. Para means the araA gene promoter.

枯草菌168株から抽出したゲノムDNAを鋳型として、表1に示したaraRfw(配列番号38)及びaraR/PNmr(配列番号39)のプライマーセットを用いて、ゲノム中のaraR遺伝子の上流に隣接する1.0kb断片(C)をPCRにより増幅した。また、上記ゲノムDNAを鋳型として、表1に示したaraR/PNmf(配列番号40)及びaraRrv(配列番号41)のプライマーセットを用いて、ゲノム中のaraR遺伝子の下流に隣接する1.0kb断片(D)をPCRにより増幅した。 Using the genomic DNA extracted from Bacillus subtilis 168 strain as a template, using the araRfw (SEQ ID NO: 38) and araR / PNmr (SEQ ID NO: 39) primer sets shown in Table 1, adjacent to the upstream of the araR gene in the genome A 1.0 kb fragment (C) was amplified by PCR. In addition, using the genomic DNA as a template, using the araR / PNmf (SEQ ID NO: 40) and araRrv (SEQ ID NO: 41) primer sets shown in Table 1, a 1.0 kb fragment adjacent to the downstream of the araR gene in the genome ( D) was amplified by PCR.

次に、得られた1.0kb断片(C)、1.0kb断片(D)及び上記1(カセットの作製)で得られたPNmカセットの3断片を混合して鋳型として、表1に示したaraRfw2(配列番号42)及びaraRrv2(配列番号43)のプライマーセットを用いたSOE-PCRを行うことによって、3断片が、1.0kb断片(C)、PNmカセット、1.0kb断片(D)の順に含まれる3.1kbのPCR断片を得た。   Next, the obtained 1.0 kb fragment (C), 1.0 kb fragment (D) and 3 fragments of the PNm cassette obtained in 1 (preparation of cassette) above were mixed to provide a template as araRfw2 ( By performing SOE-PCR using the primer sets of SEQ ID NO: 42) and araRrv2 (SEQ ID NO: 43), 3 fragments are included in the order of 1.0 kb fragment (C), PNm cassette, 1.0 kb fragment (D). A kb PCR fragment was obtained.

さらに、コンピテントセル形質転換法(J. Bacterial. 93, 1925 (1967))によって、得られたPCR断片を用いて、枯草菌168株の形質転換を行った。形質転換後、ネオマイシン(10μg/mL)を含むLB寒天培地上に生育したコロニーを形質転換体として分離した。   Furthermore, the Bacillus subtilis 168 strain was transformed using the obtained PCR fragment by a competent cell transformation method (J. Bacterial. 93, 1925 (1967)). After transformation, colonies that grew on LB agar medium containing neomycin (10 μg / mL) were isolated as transformants.

得られた形質転換体のゲノムDNAを抽出し、PCRによってaraR遺伝子が欠失し、相同組換えによりaraR遺伝子がPNmカセットに置換していることを確認した。以上のように、枯草菌におけるゲノムDNAのaraR遺伝子部位にPNmカセットを挿入したAR3株を構築した。 Genomic DNA was extracted transformants, Arar gene by PCR is deleted, Arar gene was confirmed that by substituting PNm cassette by homologous recombination. As described above, an AR3 strain was constructed in which a PNm cassette was inserted into the araR gene site of genomic DNA in Bacillus subtilis.

3. AR31株及びAR32株(第1相同組換え後の形質転換体)の作製
(1) AR31株の作製
以下に、図4に従って、AR31株の作製を説明する。
枯草菌168株から抽出したゲノムDNAを鋳型として、表1に示したiolfw(配列番号44)及びiol/csbCUr(配列番号45)のプライマーセットを用いて、ゲノム中のiolR遺伝子を含む1.0kb断片(E)(5'外側領域)をPCRにより増幅した。また、上記ゲノムDNAを鋳型として、表1に示したiol/CRf(配列番号46)及びiolrv(配列番号47)のプライマーセットを用いて、ゲノム中のiolS遺伝子を含む1.0kb断片(F)(第1相同組換え領域)をPCRにより増幅した。さらに、上記ゲノムDNAを鋳型として、表1に示したcsbC-Df(配列番号48)及びcsbC/Cmr(配列番号49)のプライマーセットを用いて、ゲノム中のcsbC遺伝子の下流に隣接する1.0kb断片(G)(3'外側領域)をPCRにより増幅した。
3. Production of AR31 strain and AR32 strain (transformants after the first homologous recombination)
(1) Production of AR31 strain Production of the AR31 strain will be described below with reference to FIG.
Using genomic DNA extracted from Bacillus subtilis 168 strain as a template, 1.0 kb fragment containing iolR gene in the genome using iolfw (SEQ ID NO: 44) and iol / csbCUr (SEQ ID NO: 45) primer sets shown in Table 1 (E) (5 ′ outer region) was amplified by PCR. In addition, using the genomic DNA as a template, using a primer set of iol / CRf (SEQ ID NO: 46) and iolrv (SEQ ID NO: 47) shown in Table 1, a 1.0 kb fragment (F) containing the iolS gene in the genome (F) ( The first homologous recombination region) was amplified by PCR. Furthermore, using the genomic DNA as a template, the primer set of csbC-Df (SEQ ID NO: 48) and csbC / Cmr (SEQ ID NO: 49) shown in Table 1 was used, and 1.0 kb adjacent to the downstream of the csbC gene in the genome. Fragment (G) (3 ′ outer region) was amplified by PCR.

次に、得られた1.0kb断片(G)及び上記1(カセットの作製)で得られたCRCカセットの2断片を混合して鋳型として、表1に示したcsbC-Df(配列番号48)及びaraRr(配列番号37)のプライマーセットを用いたSOE-PCRを行うことによって、2断片が、1.0kb断片(G)、CRCカセットの順に含まれる3.1kbのPCR断片(H)を得た。   Next, the obtained 1.0 kb fragment (G) and the two fragments of the CRC cassette obtained in 1 (preparation of the cassette) were mixed as a template, and csbC-Df (SEQ ID NO: 48) shown in Table 1 and By performing SOE-PCR using the primer set of araRr (SEQ ID NO: 37), a 3.1 kb PCR fragment (H) containing 2 kb fragments in the order of 1.0 kb fragment (G) and CRC cassette was obtained.

次に、得られた1.0kb断片(E)、3.1kb断片(H)及び1.0kb断片(F)の3断片を混合して鋳型として、表1に示したiolfw2(配列番号50)及びiolrv2(配列番号51)のプライマーセットを用いたSOE-PCRを行うことによって、3断片が、1.0kb断片(E)、3.1kb断片(H)及び1.0kb断片(F)の順に含まれる5.1kbのPCR断片(供与体DNA)を得た。   Next, 3 fragments of the obtained 1.0 kb fragment (E), 3.1 kb fragment (H) and 1.0 kb fragment (F) were mixed and used as templates as iolfw2 (SEQ ID NO: 50) and iolrv2 ( By performing SOE-PCR using the primer set of SEQ ID NO: 51), a 5.1 kb PCR containing 3 fragments in the order of 1.0 kb fragment (E), 3.1 kb fragment (H), and 1.0 kb fragment (F) A fragment (donor DNA) was obtained.

さらに、コンピテントセル形質転換法(J. Bacterial. 93, 1925 (1967))によって、得られた5.1kbのPCR断片を用いて、AR3株の形質転換を行った。形質転換後、クロラムフェニコール(10μg/mL)を含むLB寒天培地上に生育したコロニーを形質転換体として分離した(形質転換体55個/mL)。   Furthermore, the AR3 strain was transformed using the 5.1 kb PCR fragment obtained by the competent cell transformation method (J. Bacterial. 93, 1925 (1967)). After the transformation, colonies that grew on the LB agar medium containing chloramphenicol (10 μg / mL) were isolated as transformants (55 transformants / mL).

得られた形質転換体のゲノムDNAを抽出し、iolR遺伝子とiolS遺伝子との間に相同組換えによりcsbC遺伝子下流の1.0kb断片(G)とCRCカセットが挿入していることをPCRにより確認した。PCRの結果(電気泳動写真)を図5に示す。なお、図5において、各レーン1〜4は、図4に示す1〜4の領域に対応するPCR産物の結果を示す。尚、1〜4の領域の増幅には、それぞれiolfw2(配列番号50)とcatr(配列番号35)、csbC-Df(配列番号48)とaraRr(配列番号37)、catf(配列番号34)とiolrv2(配列番号51)、csbC-Df(配列番号48)とiolrv2(配列番号51)のプライマーセットを用いた。また、Mレーンは、分子量マーカーを示す。 Genomic DNA was extracted transformants was confirmed by PCR that the csbC gene downstream 1.0kb fragment (G) and CRC cassette by homologous recombination between the iolR gene and iolS genes are inserted . The PCR results (electrophoresis photograph) are shown in FIG. In addition, in FIG. 5, each lane 1-4 shows the result of the PCR product corresponding to the area | region of 1-4 shown in FIG. For amplification of the regions 1 to 4, iolfw2 (SEQ ID NO: 50) and catr (SEQ ID NO: 35), csbC-Df (SEQ ID NO: 48), araRr (SEQ ID NO: 37), catf (SEQ ID NO: 34) and A primer set of iolrv2 (SEQ ID NO: 51), csbC-Df (SEQ ID NO: 48) and iolrv2 (SEQ ID NO: 51) was used. M lane indicates a molecular weight marker.

図5に示すように、予想されるPCR産物の増幅が確認でき、iolR遺伝子とiolS遺伝子との間に相同組換えによりcsbC遺伝子下流の1.0kb断片(G)とCRCカセットが挿入していることを確認した。
以上のようにAR31株を構築した。
As shown in FIG. 5, the confirmed amplification of the expected PCR product, is csbC gene downstream 1.0kb fragment (G) and CRC cassette by homologous recombination between the iolR gene and iolS genes are inserted It was confirmed.
The AR31 strain was constructed as described above.

(2) AR32株の作製
以下に、図6に従って、AR32株の作製を説明する。
枯草菌168株から抽出したゲノムDNAを鋳型として、表1に示したhutMfw(配列番号52)及びhutM-Dr(配列番号53)のプライマーセットを用いて、ゲノム中のhutM遺伝子の上流に隣接する1.0kb断片(I)(5'外側領域)をPCRにより増幅した。また、上記ゲノムDNAを鋳型として、表1に示したhutM/CRf(配列番号54)及びhutMrv(配列番号55)のプライマーセットを用いて、ゲノム中のhutM遺伝子の下流に隣接する1.0kb断片(J)(第1相同組換え領域)をPCRにより増幅した。
(2) Production of AR32 strain Production of the AR32 strain will be described below with reference to FIG.
Using the genomic DNA extracted from Bacillus subtilis 168 as a template and using the hutMfw (SEQ ID NO: 52) and hutM-Dr (SEQ ID NO: 53) primer sets shown in Table 1, adjacent to the upstream of the hutM gene in the genome A 1.0 kb fragment (I) (5 ′ outer region) was amplified by PCR. Further, using the genomic DNA as a template, the hutM / CRf (SEQ ID NO: 54) and hutMrv (SEQ ID NO: 55) primer sets shown in Table 1 were used, and a 1.0 kb fragment adjacent to the downstream of the hutM gene in the genome ( J) (first homologous recombination region) was amplified by PCR.

次に、得られた1.0kb断片(I)、上記3(1)(AR31株の作製)で得られた3.1kb断片(H)及び1.0kb断片(J)の3断片を混合して鋳型として、表1に示したhutMfw2(配列番号56)及びhutMrv2(配列番号57)のプライマーセットを用いたSOE-PCRを行うことによって、3断片が、1.0kb断片(I)、3.1kb断片(H)及び1.0kb断片(J)の順に含まれる5.1kbのPCR断片(供与体DNA)を得た。   Next, 3 kb fragments of the obtained 1.0 kb fragment (I), 3.1 kb fragment (H) obtained in the above 3 (1) (production of AR31 strain), and 1.0 kb fragment (J) were mixed to serve as a template. By performing SOE-PCR using the hutMfw2 (SEQ ID NO: 56) and hutMrv2 (SEQ ID NO: 57) primer sets shown in Table 1, three fragments were converted into 1.0 kb fragment (I) and 3.1 kb fragment (H). And a 5.1 kb PCR fragment (donor DNA) contained in the order of 1.0 kb fragment (J).

さらに、コンピテントセル形質転換法によって、得られた5.1kbのPCR断片を用いて、AR3株の形質転換を行った。形質転換後、クロラムフェニコール(10μg/mL)を含むLB寒天培地上に生育したコロニーを形質転換体として分離した(形質転換体20個/mL)。   Furthermore, the AR3 strain was transformed using the 5.1 kb PCR fragment obtained by the competent cell transformation method. After the transformation, colonies that grew on the LB agar medium containing chloramphenicol (10 μg / mL) were isolated as transformants (20 transformants / mL).

得られた形質転換体のゲノムDNAを抽出し、PCRによってhutM遺伝子が欠失し、相同組換えによりhutM遺伝子が3.1kbのPCR断片(H)に置換していることを確認した。PCRの結果(電気泳動写真)を図7に示す。なお、図7において、各レーン1〜4は、図6に示す1〜4の領域に対応するPCR産物の結果を示す。尚、1〜4の領域の増幅には、それぞれhutMfw2(配列番号56)とcatr(配列番号35)、csbC-Df(配列番号48)とaraRr(配列番号37)、catf(配列番号34)とhutMrv2(配列番号57)、csbC-Df(配列番号48)とhutMrv2(配列番号57)のプライマーセットを用いた。また、Mレーンは、分子量マーカーを示す。 Genomic DNA of the obtained transformant was extracted, and it was confirmed that the hutM gene was deleted by PCR and the hutM gene was replaced with a 3.1 kb PCR fragment (H) by homologous recombination. The PCR results (electrophoresis photograph) are shown in FIG. In addition, in FIG. 7, each lane 1-4 shows the result of the PCR product corresponding to the area | region of 1-4 shown in FIG. For amplification of the regions 1 to 4, hutMfw2 (SEQ ID NO: 56) and catr (SEQ ID NO: 35), csbC-Df (SEQ ID NO: 48), araRr (SEQ ID NO: 37), catf (SEQ ID NO: 34) and A primer set of hutMrv2 (SEQ ID NO: 57), csbC-Df (SEQ ID NO: 48) and hutMrv2 (SEQ ID NO: 57) was used. M lane indicates a molecular weight marker.

図7に示すように、予想されるPCR産物の増幅が確認でき、hutM遺伝子が欠失し、相同組換えによりhutM遺伝子が3.1kbのPCR断片(H)に置換していることを確認した。
以上のようにAR32株を構築した。
As shown in FIG. 7, it was confirmed that the expected PCR product was amplified, the hutM gene was deleted, and the hutM gene was replaced with a 3.1 kb PCR fragment (H) by homologous recombination.
The AR32 strain was constructed as described above.

4. マーカーフリー削除株(AR31d株及びAR32d株;第2相同組換え後の形質転換体)の選抜
(1) 3.8kb削除株(AR31d株)の選抜
以下に、図4に従って、AR31d株の選抜を説明する。
4. Selection of marker-free deleted strains (AR31d and AR32d; transformants after the second homologous recombination)
(1) Selection of 3.8 kb deleted strain (AR31d strain) The selection of the AR31d strain will be described below with reference to FIG.

上記3(1)(AR31株の作製)で得られたAR31株をLB培地に植菌し、37℃で4時間振とう培養した。その培養液をLB培地で適当に希釈し、ネオマイシンを含むLB寒天培地にまき、37℃で一晩培養した。培養後、生育したコロニーの寒天培地にまく時の生菌数に対する割合は1.76 x 10-4であった。次に、そのコロニー100個をクロラムフェニコールを含むLB寒天培地にレプリカしたところ、全てクロラムフェニコール感受性であった。さらに、そのネオマイシン耐性でクロラムフェニコール感受性のコロニー6個からゲノムDNAを抽出し、iolfw(配列番号44)とcsbC/Cmr(配列番号49)のプライマーセットを用いたPCRによってiolS遺伝子からcsbC遺伝子までの3.8kbの断片(欠失対象領域)が欠失したことを確認した。PCRの結果(電気泳動写真)を図8に示す。なお、図8において、各レーン1〜6は、上述した6個のコロニーの各PCR産物の結果を示す。また、Mレーンは、分子量マーカーを示す。 The AR31 strain obtained in 3 (1) above (preparation of AR31 strain) was inoculated into LB medium and cultured with shaking at 37 ° C. for 4 hours. The culture solution was appropriately diluted with LB medium, seeded on LB agar medium containing neomycin, and cultured at 37 ° C. overnight. After cultivation, the ratio of the grown colonies to the number of viable bacteria when they were plated on an agar medium was 1.76 × 10 −4 . Next, 100 colonies were replicated on an LB agar medium containing chloramphenicol, all of which were sensitive to chloramphenicol. Furthermore, genomic DNA was extracted from 6 neomycin-resistant and chloramphenicol-sensitive colonies, and the csbC gene was converted from the iolS gene by PCR using the primer set of iolfw (SEQ ID NO: 44) and csbC / Cmr (SEQ ID NO: 49). It was confirmed that the previous 3.8 kb fragment (deletion target region) was deleted. The PCR results (electrophoresis photograph) are shown in FIG. In addition, in FIG. 8, each lane 1-6 shows the result of each PCR product of the six colonies mentioned above. M lane indicates a molecular weight marker.

図8に示すように、図4に示すiolR遺伝子と1.0kb断片(G)とを含む予想される2kbのPCR産物の増幅が確認でき、iolS遺伝子からcsbC遺伝子までの3.8kbの断片が欠失したことを確認した。このように得られた株をAR31d株と命名した。 As shown in FIG. 8, amplification of the expected 2 kb PCR product containing the iolR gene and 1.0 kb fragment (G) shown in FIG. 4 was confirmed, and the 3.8 kb fragment from the iolS gene to the csbC gene was deleted. I confirmed that. The strain thus obtained was named AR31d strain.

(2) 42kb削除株(AR32d株)の選抜
以下に、図6に従って、AR32d株の選抜を説明する。
上記3(2)(AR32株の作製)で得られたAR32株をLB培地に植菌し、37℃で4時間振とう培養した。その培養液をLB培地で適当に希釈し、ネオマイシンを含むLB寒天培地にまき、37℃で一晩培養した。培養後、生育したコロニーの寒天培地にまく時の生菌数に対する割合は1.18 x 10-4であった。次に、そのコロニー100個をクロラムフェニコールを含むLB寒天培地にレプリカしたところ、98個がクロラムフェニコール感受性であった。さらに、そのネオマイシン耐性でクロラムフェニコール感受性のコロニー6個からゲノムDNAを抽出し、hutMfw(配列番号52)とcsbC/Cmr(配列番号49)のプライマーセットを用いたPCRによってhutM遺伝子からcsbC遺伝子までの42kbの断片(欠失対象領域)が欠失したことを確認した。PCRの結果(電気泳動写真)を図9に示す。なお、図9において、各レーン1〜6は、上述した6個のコロニーの各PCR産物の結果を示す。また、Mレーンは、分子量マーカーを示す。
(2) Selection of 42 kb deletion strain (AR32d strain) Selection of the AR32d strain will be described below with reference to FIG.
The AR32 strain obtained in the above 3 (2) (production of AR32 strain) was inoculated into LB medium and cultured with shaking at 37 ° C. for 4 hours. The culture solution was appropriately diluted with LB medium, seeded on LB agar medium containing neomycin, and cultured at 37 ° C. overnight. After cultivation, the ratio of the grown colonies to the number of viable bacteria when they were plated on an agar medium was 1.18 × 10 −4 . Next, 100 colonies were replicated on LB agar medium containing chloramphenicol, and 98 were chloramphenicol sensitive. Further, genomic DNA was extracted from 6 neomycin-resistant and chloramphenicol-sensitive colonies, and the csbC gene was obtained from the hutM gene by PCR using the primer set of hutMfw (SEQ ID NO: 52) and csbC / Cmr (SEQ ID NO: 49). It was confirmed that the 42 kb fragment (region to be deleted) was deleted. The PCR results (electrophoresis photograph) are shown in FIG. In addition, in FIG. 9, each lane 1-6 shows the result of each PCR product of the six colonies mentioned above. M lane indicates a molecular weight marker.

図9に示すように、図6に示す1.0kb断片(I)と1.0kb断片(G)とを含む予想される2kbのPCR産物の増幅が確認でき、hutM遺伝子からcsbC遺伝子までの42kbの断片が欠失したことを確認した。このように得られた株をAR32d株と命名した。 As shown in FIG. 9, the amplification of the expected 2 kb PCR product including the 1.0 kb fragment (I) and the 1.0 kb fragment (G) shown in FIG. 6 can be confirmed, and the 42 kb fragment from the hutM gene to the csbC gene. Was confirmed to be deleted. The strain thus obtained was named AR32d strain.

図1は、供与体DNAと宿主DNAとの相同組換えの模式図を示す。FIG. 1 shows a schematic diagram of homologous recombination between donor DNA and host DNA. 図2は、PNm(ParaA-neo)カセット及びCRC(cat-araR)カセットを示す。2, PNm (P araA - neo) cassette and CRC (cat - araR) showing a cassette. 図3は、AR3株(ベース株)の作製を示す。FIG. 3 shows the production of the AR3 strain (base strain). 図4は、AR31株及びAR31d株の作製を示す。FIG. 4 shows the production of the AR31 strain and AR31d strain. 図5は、AR31株のゲノムDNAにおけるPCRの結果(電気泳動写真)を示す。FIG. 5 shows the PCR results (electrophoresis photograph) of the genomic DNA of the AR31 strain. 図6は、AR32株及びAR32d株の作製を示す。FIG. 6 shows the production of the AR32 and AR32d strains. 図7は、AR32株のゲノムDNAにおけるPCRの結果(電気泳動写真)を示す。FIG. 7 shows the PCR results (electrophoresis photograph) of the genomic DNA of the AR32 strain. 図8は、AR31d株のゲノムDNAにおけるPCRの結果(電気泳動写真)を示す。FIG. 8 shows the PCR results (electrophoresis photograph) of the genomic DNA of the AR31d strain. 図9は、AR32d株のゲノムDNAにおけるPCRの結果(電気泳動写真)を示す。FIG. 9 shows the results (electrophoresis photograph) of PCR on genomic DNA of the AR32d strain.

配列番号30〜57は、プライマーである。   Sequence number 30-57 is a primer.

Claims (6)

供与体DNAと宿主DNAとの間で相同組換えを行う工程を含む宿主DNAの欠失対象領域を欠失させる方法であって、
上記欠失方法は、
宿主DNAの有する欠失対象領域の外側の5'側領域、3'側領域及び宿主DNAの有する第1相同組換え領域を有し、更に第1選択マーカー遺伝子とリプレッサー遺伝子とを有する供与体DNAと、宿主DNAとにおいて、前記5'側領域と前記第1相同組換え領域との間で相同組換えを行う第1工程と、
上記相同組換え後の宿主DNAにおいて、宿主DNA由来の欠失対象領域の外側の3'側領域と供与体DNA由来の宿主DNAの有する欠失対象領域の外側の3'側領域との間で相同組換えを行う第2工程とを含み、
上記供与体DNAは、上記領域及び遺伝子を、欠失対象領域の外側の5'側領域、3'側領域、第1選択マーカー遺伝子、リプレッサー遺伝子、第1相同組換え領域の順に含むか、又は欠失対象領域の外側の5'側領域、3'側領域、リプレッサー遺伝子、第1選択マーカー遺伝子、第1相同組換え領域の順に含み、
上記第1相同組換え領域は、
(a)欠失対象領域の一部又は全部からなる領域、又は
(b)前記3'側領域の5'末端を含む領域、
であり、
上記宿主DNAにおいて、欠失対象領域、欠失対象領域の外側の5'側領域及び3'側領域以外の領域に、上記リプレッサーに制御されるオペレーターを含むプロモーターの下流に第2選択マーカー遺伝子が存在し、
上記第2工程後には、宿主DNAから第1選択マーカー遺伝子、リプレッサー遺伝子及び欠失対象領域が欠失されることを特徴とする、宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法。
A method for deleting a deletion target region of host DNA comprising a step of performing homologous recombination between donor DNA and host DNA,
The deletion method is
A donor having a 5 'region outside the region to be deleted of host DNA, a 3' region and a first homologous recombination region of host DNA, and further comprising a first selectable marker gene and a repressor gene A first step of performing homologous recombination between the 5 ′ region and the first homologous recombination region in DNA and host DNA;
In the host DNA after the homologous recombination, between the 3 ′ region outside the deletion target region derived from the host DNA and the 3 ′ region outside the deletion target region possessed by the host DNA derived from the donor DNA A second step of performing homologous recombination,
The donor DNA contains the region and the gene in the order of 5 ′ side region, 3 ′ side region, first selectable marker gene, repressor gene, and first homologous recombination region outside the region to be deleted, Or 5 ′ side region outside the region to be deleted, 3 ′ side region, repressor gene, first selection marker gene, first homologous recombination region,
The first homologous recombination region is
(a) a region consisting of part or all of the deletion target region, or
(b) a region containing the 5 ′ end of the 3 ′ region,
And
In the host DNA, a second selection marker gene downstream of a promoter containing an operator controlled by the repressor in a region other than the deletion target region, the 5 ′ side region and the 3 ′ side region outside the deletion target region Exists,
A method for deleting a deletion target region of a host DNA, wherein the first selection marker gene, the repressor gene and the deletion target region are deleted from the host DNA after the second step.
上記第1工程後に、第1選択マーカー遺伝子及び/又は第2選択マーカー遺伝子を指標に、上記供与体DNA由来の宿主DNAの有する欠失対象領域の外側の3'側領域と第1選択マーカー遺伝子とリプレッサー遺伝子とを有する形質転換体を選択する工程を含むことを特徴とする、請求項1記載の宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法。 After the first step, using the first selection marker gene and / or the second selection marker gene as an index, the 3 ′ region outside the deletion target region of the host DNA derived from the donor DNA and the first selection marker gene The method for deleting a deletion target region of a host DNA according to claim 1 , comprising the step of selecting a transformant having a repressor gene. 上記第2工程後に、第1選択マーカー遺伝子及び/又は第2選択マーカー遺伝子を指標に、第1選択マーカー遺伝子、リプレッサー遺伝子及び欠失対象領域を欠失した形質転換体を選択する工程を含むことを特徴とする、請求項1又は2記載の宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法。 After the second step, including a step of selecting a transformant lacking the first selection marker gene, the repressor gene, and the deletion target region using the first selection marker gene and / or the second selection marker gene as an index. The method for deleting a deletion target region of a host DNA according to claim 1 or 2, wherein 上記選択マーカー遺伝子が薬剤耐性遺伝子であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項記載の宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法。 The method for deleting a deletion target region of a host DNA according to any one of claims 1 to 3 , wherein the selection marker gene is a drug resistance gene. 上記リプレッサー遺伝子がaraR遺伝子であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項記載の宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法。 The method for deleting a deletion target region of a host DNA according to any one of claims 1 to 4 , wherein the repressor gene is an araR gene. 上記宿主が枯草菌であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項記載の宿主DNAの欠失対象領域の欠失方法。 The method for deleting a deletion target region of a host DNA according to any one of claims 1 to 5 , wherein the host is Bacillus subtilis.
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US9267132B2 (en) * 2007-10-08 2016-02-23 Synthetic Genomics, Inc. Methods for cloning and manipulating genomes
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SG10201400436PA (en) * 2009-03-06 2014-06-27 Synthetic Genomics Inc Methods For Cloning And Manipulating Genomes
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000316576A (en) * 1999-05-06 2000-11-21 Mitsubishi Chemicals Corp Bacillus subtilis recombinant and its preparation method
JP2003250563A (en) * 2002-03-01 2003-09-09 Mitsubishi Chemicals Corp DNA cloning method using bacterial genome
US20080233620A1 (en) * 2004-03-04 2008-09-25 Yuji Okubo Novel Transformant and Process for Producing Polyester Using the Same

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