JP7809524B2 - 脂質の製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、炭素原子数が18以上の長鎖脂肪酸は炭素原子数や不飽和度によって化学的性質が異なり、様々な用途に用いられている。例えば、エイコサペンタエン酸(C20:5Δ5,8,11,14,17;eicosapentaenoic acid、以下「EPA」ともいう)やドコサペンタエン酸(C22:5Δ7,10,13,16,19;docosapentaenoic acid、以下「DPA」ともいう。なお、本明細書において「DPA」とは、n-3脂肪酸である。また、本明細書において、「n-3脂肪酸」とは「ω3脂肪酸」脂肪酸を意味し、「n-6脂肪酸」とは「ω6脂肪酸」脂肪酸を意味する。)、ドコサヘキサエン酸(C22:6Δ4,7,10,13,16,19;docosahexaenoic acid、以下、「DHA」ともいう)といった長鎖多価不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid、以下、「PUFA」ともいう)の多くは、動物の生体内では合成できない必須脂肪酸であることが知られている。よってPUFAは栄養学的用途に特に有用であり、機能性食品などに用いられている。
また一般的にPUFAの生産性向上には、エロンガーゼの強化が有効であると考えられており、エロンガーゼをコードする遺伝子を導入した形質転換体を用いて様々なPUFAを製造する方法が提案されている。例えば、オストレオコッカス・タウリ(Ostreococcus tauri)由来のΔ5-エロンガーゼをコードする遺伝子を油糧酵母に導入して作製した形質転換体や、ピラミモナス・コルダタ(Pyramimonas cordata)由来のΔ5-エロンガーゼをコードする遺伝子を植物細胞に導入して作製した形質転換体を用いて、EPA、DPA、DHAなどのPUFAを製造することが知られている(特許文献1及び2参照)。また、トラウストキトリウム・エスピー(Thraustochytrium sp.)由来のΔ5-エロンガーゼをコードする遺伝子も知られている(特許文献3参照)。
また本発明は、ナンノクロロプシス属に属する藻類において、炭素原子数が22のPUFA又はこれを構成成分とする脂質の生産性を向上させた、脂質の生産性の向上方法を提供することを課題とする。
また本発明は、ナンノクロロプシス属に属する藻類において炭素原子数が22のPUFA又はこれを構成成分とする脂質の生産性を向上させ、生産される全脂肪酸又は全脂質中の脂肪酸の組成を改変する、脂肪酸組成の改変方法を提供することを課題とする。
さらに本発明は、炭素原子数が22のPUFAの生産性を向上させたナンノクロロプシス属に属する藻類の形質転換体を提供することを課題とする。
植物におけるPUFAの合成経路を、図1に示す。上記の通り、ナンノクロロプシス属に属する藻類は図1に記載の長鎖脂肪酸のうち、EPAなどのPUFAの生産性に優れる。しかし、ナンノクロロプシス属に属する藻類は、基本的には炭素原子数が20までの脂肪酸の産生能しか有しておらず、DPAやDHAなどの炭素原子数が20を超える長鎖の脂肪酸は産生することができないか、できたとしても極微量しか産生できない。
そこで本発明者らは、ナンノクロロプシス属などの不等毛植物に属する藻類において、通常の条件下でも炭素原子数が22のPUFA及びこれを構成成分とする脂質の製造を可能とするタンパク質(酵素)の探索を行った。その結果、特定の生物種由来のΔ5-エロンガーゼ(以下、「Δ5-ELO」ともいう。)をコードする遺伝子、及び特定の生物種由来のΔ4-デサチュラーゼ(以下、「Δ4-DES」ともいう。)をコードする遺伝子をナンノクロロプシス属に属する藻類に導入することで、得られる形質転換体において炭素原子数が22のDHAを製造できることを初めて見出した。
本発明はこれらの知見に基づき完成されるに至ったものである。
また本発明は、Δ5-ELO及びΔ4-DESの発現を促進させることにより、ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で生産される炭素原子数22のPUFA又はこれを構成成分とする脂質の生産性を向上させる、脂質の生産性の向上方法に関する。
さらに本発明は、Δ5-ELO及びΔ4-DESの発現が促進されている、ナンノクロロプシス属に属する藻類の形質転換体に関する。
また本発明のナンノクロロプシス属に属する藻類の形質転換体は、炭素原子数が22のPUFA又はこれを構成成分とする脂質の生産性に優れる。
一般に誘導脂質に分類される脂肪酸は、脂肪酸そのものを指し、「遊離脂肪酸」を意味する。本発明では単純脂質及び複合脂質分子中の脂肪酸部分を「脂肪酸残基」と表記する。そして、特に断りのない限り、「脂肪酸」は「遊離脂肪酸」と、塩又はエステル化合物等に含まれる「脂肪酸残基」の総称として用いる。
また本明細書において、「脂肪酸又はこれを構成成分とする脂質」は、「遊離脂肪酸」と「当該脂肪酸残基を有する脂質」を総称して用いる。更に本明細書において、「脂肪酸組成」とは、前記遊離脂肪酸と脂肪酸残基とを合計した全脂肪酸(総脂肪酸)の分子数に対する各脂肪酸の分子数の割合を意味する。脂肪酸の重量(生産量)や脂肪酸組成は、実施例で用いた方法により測定できる。
さらに本明細書において、脂肪酸や、脂肪酸を構成するアシル基の表記において「Cx:y」とあるのは、炭素原子数がxであり、二重結合の数がyであることを表す。「Cx」は炭素原子数xの脂肪酸やアシル基を表す。
また本明細書において「ストリンジェントな条件」としては、例えばMolecular Cloning-A LABORATORY MANUAL THIRD EDITION[Joseph Sambrook,David W.Russell.,Cold Spring Harbor Laboratory Press]記載の方法が挙げられる。例えば、6×SSC(1×SSCの組成:0.15M塩化ナトリウム、0.015Mクエン酸ナトリウム、pH7.0)、0.5%SDS、5×デンハート及び100mg/mLニシン精子DNAを含む溶液にプローブとともに65℃で8~16時間恒温し、ハイブリダイズさせる条件が挙げられる。
さらに明細書において、遺伝子の「上流」とは、翻訳開始点からの位置ではなく、対象として捉えている遺伝子又は領域の5'側に続く領域を示す。一方、遺伝子の「下流」とは、対象として捉えている遺伝子又は領域の3'側に続く領域を示す。
また、酵母やナンノクロロプシス属に属する藻類等の宿主細胞内で機能するプロモーターの下流にΔ5-ELO遺伝子を連結したDNAを宿主細胞へ導入し、導入したΔ5-ELO遺伝子が発現する条件で細胞を培養した後、細胞の破砕液に対し、Yuanらの方法(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1995, vol. 92(23), p. 10639-10643)によって調製したアシル-CoA、有利脂肪酸、または脂肪酸のグリセロールエステル化合物を基質とした反応を行うことにより、Δ5-ELO活性を測定することができる。
(A)配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(B)前記タンパク質(A)のアミノ酸配列と同一性が60%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質。
(C)配列番号9で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(D)前記タンパク質(C)のアミノ酸配列と同一性が60%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質。
(E)配列番号12で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(F)前記タンパク質(E)のアミノ酸配列と同一性が60%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質。
(G)配列番号15で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(H)前記タンパク質(G)のアミノ酸配列と同一性が60%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質。
(I)配列番号18で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(J)前記タンパク質(I)のアミノ酸配列と同一性が60%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質。
なお、オストレオコッカス・タウリNIES-2673株は、国立環境研究所(NIES)から入手することができる。
また、前記タンパク質(B)として、前記タンパク質(A)のアミノ酸配列に、1又は複数個(例えば1個以上106個以下、好ましくは1個以上93個以下、より好ましくは1個以上80個以下、より好ましくは1個以上66個以下、より好ましくは1個以上53個以下、より好ましくは1個以上40個以下、より好ましくは1個以上26個以下、より好ましくは1個以上18個以下、より好ましくは1個以上13個以下、より好ましくは1個以上8個以下、より好ましくは1個以上5個以下、さらに好ましくは1個以上2個以下)のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されており、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質が挙げられる。
また、前記タンパク質(D)として、前記タンパク質(C)のアミノ酸配列に、1又は複数個(例えば1個以上120個以下、好ましくは1個以上105個以下、より好ましくは1個以上90個以下、より好ましくは1個以上75個以下、より好ましくは1個以上60個以下、より好ましくは1個以上45個以下、より好ましくは1個以上30個以下、より好ましくは1個以上21個以下、より好ましくは1個以上15個以下、より好ましくは1個以上9個以下、より好ましくは1個以上6個以下、さらに好ましくは1個以上3個以下)のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されており、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質が挙げられる。
また、前記タンパク質(F)として、前記タンパク質(E)のアミノ酸配列に、1又は複数個(例えば1個以上143個以下、好ましくは1個以上125個以下、より好ましくは1個以上107個以下、より好ましくは1個以上89個以下、より好ましくは1個以上71個以下、より好ましくは1個以上53個以下、より好ましくは1個以上35個以下、より好ましくは1個以上25個以下、より好ましくは1個以上17個以下、より好ましくは1個以上10個以下、より好ましくは1個以上7個以下、さらに好ましくは1個以上3個以下)のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されており、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質が挙げられる。
また、前記タンパク質(H)として、前記タンパク質(G)のアミノ酸配列に、1又は複数個(例えば1個以上134個以下、好ましくは1個以上117個以下、より好ましくは1個以上100個以下、より好ましくは1個以上83個以下、より好ましくは1個以上67個以下、より好ましくは1個以上50個以下、より好ましくは1個以上33個以下、より好ましくは1個以上23個以下、より好ましくは1個以上16個以下、より好ましくは1個以上10個以下、より好ましくは1個以上6個以下、さらに好ましくは1個以上3個以下)のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されており、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質が挙げられる。
また、前記タンパク質(J)として、前記タンパク質(I)のアミノ酸配列に、1又は複数個(例えば1個以上139個以下、好ましくは1個以上121個以下、より好ましくは1個以上104個以下、より好ましくは1個以上87個以下、より好ましくは1個以上69個以下、より好ましくは1個以上52個以下、より好ましくは1個以上34個以下、より好ましくは1個以上24個以下、より好ましくは1個以上17個以下、より好ましくは1個以上10個以下、より好ましくは1個以上6個以下、さらに好ましくは1個以上3個以下)のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されており、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質が挙げられる。
また本発明で用いるΔ5-ELOは、1種でもよいし、2種以上のΔ5-ELOを組合せて用いてもよい。本発明において、Δ5-ELOとして、前記タンパク質(A)~(F)からなる群より選ばれる少なくとも1種のタンパク質を用いることが好ましく、前記タンパク質(A)、(B)、(E)、及び(F)からなる群より選ばれる少なくとも1種のタンパク質を用いることがより好ましい。
本発明で用いることができるΔ5-ELO遺伝子(好ましくは、前記タンパク質(A)~(J)をコードする遺伝子)の具体例として、下記DNA(a)~(j)からなる遺伝子が挙げられる。
(a)配列番号4で表される塩基配列からなるDNA。
(b)前記DNA(a)の塩基配列と同一性が60%以上の塩基配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(c)配列番号7で表される塩基配列からなるDNA。
(d)前記DNA(c)の塩基配列と同一性が60%以上の塩基配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(e)配列番号10で表される塩基配列からなるDNA。
(f)前記DNA(e)の塩基配列と同一性が60%以上の塩基配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(g)配列番号13で表される塩基配列からなるDNA。
(h)前記DNA(g)の塩基配列と同一性が60%以上の塩基配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(i)配列番号16で表される塩基配列からなるDNA。
(j)前記DNA(i)の塩基配列と同一性が60%以上の塩基配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA。
また前記DNA(b)として、配列番号4で表される塩基配列において、1又は複数個(例えば1個以上321個以下、好ましくは1個以上281個以下、より好ましくは1個以上241個以下、より好ましくは1個以上201個以下、より好ましくは1個以上160個以下、より好ましくは1個以上120個以下、より好ましくは1個以上80個以下、より好ましくは1個以上56個以下、より好ましくは1個以上40個以下、より好ましくは1個以上24個以下、より好ましくは1個以上16個以下、さらに好ましくは1個以上8個以下)の塩基が欠失、置換、挿入、又は付加されており、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードする遺伝子も好ましい。
さらに前記DNA(b)として、前記DNA(a)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードする遺伝子も好ましい。
また前記DNA(d)として、配列番号7で表される塩基配列において、1又は複数個(例えば1個以上361個以下、好ましくは1個以上316個以下、より好ましくは1個以上270個以下、より好ましくは1個以上225個以下、より好ましくは1個以上180個以下、より好ましくは1個以上135個以下、より好ましくは1個以上90個以下、より好ましくは1個以上63個以下、より好ましくは1個以上45個以下、より好ましくは1個以上27個以下、より好ましくは1個以上18個以下、さらに好ましくは1個以上9個以下)の塩基が欠失、置換、挿入、又は付加されており、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードする遺伝子も好ましい。
さらに前記DNA(d)として、前記DNA(c)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードする遺伝子も好ましい。
また前記DNA(f)として、配列番号10で表される塩基配列において、1又は複数個(例えば1個以上430個以下、好ましくは1個以上376個以下、より好ましくは1個以上323個以下、より好ましくは1個以上269個以下、より好ましくは1個以上215個以下、より好ましくは1個以上161個以下、より好ましくは1個以上107個以下、より好ましくは1個以上75個以下、より好ましくは1個以上53個以下、より好ましくは1個以上32個以下、より好ましくは1個以上21個以下、さらに好ましくは1個以上10個以下)の塩基が欠失、置換、挿入、又は付加されており、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードする遺伝子も好ましい。
さらに前記DNA(f)として、前記DNA(e)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードする遺伝子も好ましい。
また前記DNA(h)として、配列番号13で表される塩基配列において、1又は複数個(例えば1個以上403個以下、好ましくは1個以上352個以下、より好ましくは1個以上302個以下、より好ましくは1個以上252個以下、より好ましくは1個以上201個以下、より好ましくは1個以上151個以下、より好ましくは1個以上100個以下、より好ましくは1個以上70個以下、より好ましくは1個以上50個以下、より好ましくは1個以上30個以下、より好ましくは1個以上20個以下、さらに好ましくは1個以上10個以下)の塩基が欠失、置換、挿入、又は付加されており、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードする遺伝子も好ましい。
さらに前記DNA(h)として、前記DNA(g)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードする遺伝子も好ましい。
また前記DNA(j)として、配列番号16で表される塩基配列において、1又は複数個(例えば1個以上418個以下、好ましくは1個以上366個以下、より好ましくは1個以上314個以下、より好ましくは1個以上261個以下、より好ましくは1個以上209個以下、より好ましくは1個以上157個以下、より好ましくは1個以上104個以下、より好ましくは1個以上73個以下、より好ましくは1個以上52個以下、より好ましくは1個以上31個以下、より好ましくは1個以上20個以下、さらに好ましくは1個以上10個以下)の塩基が欠失、置換、挿入、又は付加されており、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードする遺伝子も好ましい。
さらに前記DNA(j)として、前記DNA(i)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードする遺伝子も好ましい。
また、使用する宿主の種類に応じて、配列番号4、7、10、13及び16で表される塩基配列の一部を最適化してもよい。例えば、Thermo Fisher Scientific社のGeneArt人工遺伝子合成サービスを利用することができる。各種生物が使用するコドンの情報は、Codon Usage Database(www.kazusa.or.jp/codon/)などから入手可能である。なお、本発明において、コドン使用頻度をナンノクロロプシス・オセアニカ(Nannochloropsis oceanica)に最適化した配列番号4、7、10、13及び16に示される塩基配列は、それぞれ配列番号5、8、11、14及び17に示される塩基配列に対応する。
また本発明で用いるΔ5-ELO遺伝子は、1種でもよいし、2種以上のΔ5-ELO遺伝子を組合せて用いてもよい。本発明において、Δ5-ELO遺伝子として、前記DNA(a)~(f)のいずれか1つからなる遺伝子を用いることが好ましく、前記DNA(a)、(b)、(e)、又は(f)のいずれか1つからなる遺伝子を用いることがより好ましい。
また、酵母やナンノクロロプシス属に属する藻類等の宿主細胞内で機能するプロモーターの下流にΔ4-DES遺伝子を連結したDNAを宿主細胞へ導入し、導入したΔ4-DES遺伝子が発現する条件で細胞を培養した後、細胞の破砕液に対し、Yuanらの方法(Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1995, vol. 92(23), p. 10639-10643)によって調製したアシル-CoA、有利脂肪酸、または脂肪酸のグリセロールエステル化合物を基質とした反応を行うことにより、Δ4-DES活性を測定することができる。
(K)配列番号27で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(L)前記タンパク質(K)のアミノ酸配列と同一性が60%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質。
(M)配列番号30で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(N)前記タンパク質(M)のアミノ酸配列と同一性が60%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質。
なお、パブロバ・ルテリCCAP 931/1株は、Culture Collection of Algae and Protozoa(CCAP)から入手することができる。
また、前記タンパク質(L)として、前記タンパク質(K)のアミノ酸配列に、1又は複数個(例えば1個以上178個以下、好ましくは1個以上155個以下、より好ましくは1個以上133個以下、より好ましくは1個以上111個以下、より好ましくは1個以上89個以下、より好ましくは1個以上66個以下、より好ましくは1個以上44個以下、より好ましくは1個以上31個以下、より好ましくは1個以上22個以下、より好ましくは1個以上13個以下、より好ましくは1個以上8個以下、さらに好ましくは1個以上4個以下)のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されており、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質が挙げられる。
また、前記タンパク質(N)として、前記タンパク質(M)のアミノ酸配列に、1又は複数個(例えば1個以上178個以下、好ましくは1個以上156個以下、より好ましくは1個以上134個以下、より好ましくは1個以上111個以下、より好ましくは1個以上89個以下、より好ましくは1個以上67個以下、より好ましくは1個以上44個以下、より好ましくは1個以上31個以下、より好ましくは1個以上22個以下、より好ましくは1個以上13個以下、より好ましくは1個以上8個以下、さらに好ましくは1個以上4個以下)のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されており、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質が挙げられる。
また本発明で用いるΔ4-DESは、1種でもよいし、2種以上のΔ4-DESを組合せて用いてもよい。
本発明で用いることができるΔ4-DES遺伝子(好ましくは、前記タンパク質(K)~(N)をコードする遺伝子)の具体例として、下記DNA(k)~(n)からなる遺伝子が挙げられる。
(k)配列番号25で表される塩基配列からなるDNA。
(l)前記DNA(k)の塩基配列と同一性が60%以上の塩基配列からなり、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(m)配列番号28で表される塩基配列からなるDNA。
(n)前記DNA(m)の塩基配列と同一性が60%以上の塩基配列からなり、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA。
また前記DNA(l)として、配列番号25で表される塩基配列において、1又は複数個(例えば1個以上535個以下、好ましくは1個以上468個以下、より好ましくは1個以上401個以下、より好ましくは1個以上334個以下、より好ましくは1個以上267個以下、より好ましくは1個以上200個以下、より好ましくは1個以上133個以下、より好ましくは1個以上93個以下、より好ましくは1個以上66個以下、より好ましくは1個以上40個以下、より好ましくは1個以上26個以下、さらに好ましくは1個以上13個以下)の塩基が欠失、置換、挿入、又は付加されており、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質をコードする遺伝子も好ましい。
さらに前記DNA(l)として、前記DNA(k)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質をコードする遺伝子も好ましい。
また前記DNA(n)として、配列番号28で表される塩基配列において、1又は複数個(例えば1個以上537個以下、好ましくは1個以上470個以下、より好ましくは1個以上403個以下、より好ましくは1個以上336個以下、より好ましくは1個以上268個以下、より好ましくは1個以上201個以下、より好ましくは1個以上134個以下、より好ましくは1個以上94個以下、より好ましくは1個以上67個以下、より好ましくは1個以上40個以下、より好ましくは1個以上26個以下、さらに好ましくは1個以上13個以下)の塩基が欠失、置換、挿入、又は付加されており、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質をコードする遺伝子も好ましい。
さらに前記DNA(n)として、前記DNA(m)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質をコードする遺伝子も好ましい。
また、使用する宿主の種類に応じて、配列番号25又は28で表される塩基配列の一部を最適化してもよい。例えば、Thermo Fisher Scientific社のGeneArt人工遺伝子合成サービスを利用することができる。なお、本発明において、コドン使用頻度をナンノクロロプシス・オセアニカに最適化した配列番号25及び28に示される塩基配列は、それぞれ配列番号26及び29に示される塩基配列に対応する。
また本発明で用いるΔ4-DES遺伝子は、1種でもよいし、2種以上のΔ4-DES遺伝子を組合せて用いてもよい。
ACPは脂肪酸の生合成反応(脂肪酸の伸長反応)の足場(担体)として機能する。脂肪酸のアシル基は、ACPのセリン残基に結合したホスホパンテテイン基とチオエステル結合を形成する。この状態で脂肪酸が伸長される。
そのため、ACPの発現を促進することで、好ましくはACP遺伝子の発現を促進することで、脂質の生産性、特に脂肪酸の生産性を一層向上させることができる。
タンパク質がACP活性を有することは、例えば、ACP遺伝子欠損株に、宿主内で機能するプロモーターの下流に前記タンパク質をコードする遺伝子を連結したDNAを導入し、脂肪酸合成能を相補させることで確認することができる。あるいは、宿主細胞内で機能するプロモーターの下流に前記タンパク質をコードする遺伝子を連結したDNAを宿主細胞へ導入し、導入した遺伝子が発現する条件下で細胞を培養し、宿主細胞内又は培養液中の脂肪酸の生産量や組成の変化を常法により分析することで確認できる。あるいは、前記タンパク質を、Dall’aglio, et al., Biochemistry, 2011, vol. 50(25), p. 5704-5717等の文献を参考にして、補酵素A(CoA)と適当なACPシンターゼ(ACP synthase)(ホスホパンテテイニルトランスフェラーゼ(phosphopantetheinyl transferase))と反応させ、ホスホパンテテイン基が結合したholo-ACPを形成させることで確認することができる。あるいは、Rock, Garwin, The Journal of Biological Chemistry, 1979, vol. 254(15), p. 7123-7128等の文献を参考にして、前記holo-ACPを脂肪酸及び適当なアシル-ACPシンセターゼ(acyl-ACP synthetase)と反応させ、アシル基が結合したacyl-ACPを形成させることで確認することができる。
(O)配列番号31で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質、好ましくは配列番号31で表されるアミノ酸配列における23~146番目のアミノ酸配列からなるタンパク質、より好ましくは前記ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で機能する葉緑体移行シグナル配列が配列番号31で表されるアミノ酸配列における23~146番目のアミノ酸配列のN末端側に付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質。
(P)前記タンパク質(O)のアミノ酸配列と同一性が60%以上のアミノ酸配列からなり、かつアシルキャリアープロテイン活性(以下、「ACP活性」ともいう)を有するタンパク質。
配列番号31のアミノ酸配列からなるタンパク質は、ナンノクロロプシス属に属する藻類であるナンノクロロプシス・オセアニカNIES2145株由来のACP(以下、「NoACP1」ともいう)である。
また、前記タンパク質(P)として、前記タンパク質(O)のアミノ酸配列に、1又は複数個(例えば1個以上58個以下、好ましくは1個以上51個以下、より好ましくは1個以上43個以下、より好ましくは1個以上36個以下、より好ましくは1個以上29個以下、より好ましくは1個以上21個以下、より好ましくは1個以上14個以下、より好ましくは1個以上10個以下、より好ましくは1個以上7個以下、より好ましくは1個以上4個以下、より好ましくは1個以上2個以下、より好ましくは1個)のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されており、かつACPを有するタンパク質が挙げられる。
アミノ酸配列に変異を導入する方法としては、例えば、Δ5-ELOについて前述した方法が挙げられる。
さらに、ナンノクロロプシス属に属する藻類において、ACPは葉緑体に局在することが好ましい。例えば、ナンノクロロプシス属に属する藻類由来のACP遺伝子の塩基配列に、ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で機能する葉緑体移行シグナルをコードする塩基配列を付加した遺伝子の発現を促進することがより好ましい。このような葉緑体移行シグナルをコードする塩基配列としては、たとえば配列番号33で示されるVCP1葉緑体移行シグナル断片などが挙げられる。あるいは、ナンノクロロプシス属に属する藻類由来のACPをコードする遺伝子を葉緑体ゲノム中に導入し、導入した遺伝子の発現を促進することがより好ましい。
(o)配列番号32で表される塩基配列からなるDNA、好ましくは配列番号32で表される塩基配列における67~441番目の塩基配列からなるDNA、より好ましくは前記ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で機能する葉緑体移行シグナル配列をコードする塩基配列が配列番号32で表される塩基配列における67~441番目の塩基配列の5’末端側に付加された塩基配列からなるDNA。
(p)前記DNA(o)の塩基配列と同一性が60%以上の塩基配列からなり、かつACP活性を有するタンパク質をコードするDNA。
配列番号32の塩基配列は、配列番号31のアミノ酸配列からなるタンパク質(NoACP)をコードする遺伝子(以下、「NoACP1遺伝子」ともいう)の塩基配列である。
また前記DNA(p)として、前記DNA(o)の塩基配列において1又は複数個(例えば1個以上176個以下、好ましくは1個以上154個以下、より好ましくは1個以上132個以下、より好ましくは1個以上110個以下、より好ましくは1個以上88個以下、より好ましくは1個以上66個以下、より好ましくは1個以上44個以下、より好ましくは1個以上30個以下、より好ましくは1個以上22個以下、より好ましくは1個以上13個以下、より好ましくは1個以上8個以下、より好ましくは1個以上4個以下)の塩基が欠失、置換、挿入、又は付加されており、かつACP活性を有するタンパク質をコードするDNAも好ましい。
さらに前記DNA(p)として、前記DNA(o)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつACP活性を有するタンパク質をコードするDNAも好ましい。
塩基配列に変異を導入する方法としては、例えば、Δ5-ELO遺伝子について前述した方法が挙げられる。
タンパク質がΔ12-DES活性を有することは、例えば、Δ12-DES合成遺伝子欠損株を用いた系により確認することができる。あるいは、宿主細胞内で機能するプロモーターの下流に前記タンパク質をコードする遺伝子を連結したDNAをΔ12-DES合成遺伝子欠損株に導入し、リノール酸の生成を検討することで確認できる。あるいは、Δ12-DES又はこれを含有する細胞破砕液を調製し、オレイン酸、オレオイルCoAなどを含む反応液と反応させ、常法に従いオレイン酸量の減少又はリノール酸量の増加を測定することで確認できる。
(Q)配列番号34で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(R)前記タンパク質(Q)のアミノ酸配列と同一性が60%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ12-デサチュラーゼ活性を有するタンパク質。
配列番号34のアミノ酸配列からなるタンパク質は、ナンノクロロプシス属に属する藻類であるナンノクロロプシス・オセアニカNIES2145株由来のΔ12-DES(以下、「NoΔ12-DES」ともいう)である。
また、前記タンパク質(R)として、前記タンパク質(Q)のアミノ酸配列に、1又は複数個(例えば1個以上175個以下、好ましくは1個以上153個以下、より好ましくは1個以上131個以下、より好ましくは1個以上109個以下、より好ましくは1個以上87個以下、より好ましくは1個以上65個以下、より好ましくは1個以上43個以下、より好ましくは1個以上30個以下、より好ましくは1個以上21個以下、より好ましくは1個以上13個以下、より好ましくは1個以上8個以下、より好ましくは1個以上4個以下)のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されており、かつΔ12-DESを有するタンパク質が挙げられる。
アミノ酸配列に変異を導入する方法としては、例えば、Δ5-ELOについて前述した方法が挙げられる。
(q)配列番号35で表される塩基配列からなるDNA。
(r)前記DNA(q)の塩基配列と同一性が60%以上の塩基配列からなり、かつΔ12-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA。
配列番号35の塩基配列は、配列番号34のアミノ酸配列からなるタンパク質(NoΔ12-DES)をコードする遺伝子(以下、「NoΔ12-DES遺伝子」ともいう)の塩基配列である。
また前記DNA(r)として、前記DNA(q)の塩基配列において1又は複数個(例えば1個以上526個以下、好ましくは1個以上460個以下、より好ましくは1個以上395個以下、より好ましくは1個以上329個以下、より好ましくは1個以上263個以下、より好ましくは1個以上197個以下、より好ましくは1個以上131個以下、より好ましくは1個以上92個以下、より好ましくは1個以上65個以下、より好ましくは1個以上39個以下、より好ましくは1個以上26個以下、より好ましくは1個以上13個以下)の塩基が欠失、置換、挿入、又は付加されており、かつΔ12-DES活性を有するタンパク質をコードするDNAも好ましい。
さらに前記DNA(r)として、前記DNA(q)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ12-DES活性を有するタンパク質をコードするDNAも好ましい。
塩基配列に変異を導入する方法としては、例えば、Δ5-ELO遺伝子について前述した方法が挙げられる。
タンパク質がΔ6-DES活性を有することは、例えば、Δ6-DES合成遺伝子欠損株を用いた系により確認することができる。あるいは、宿主細胞内で機能するプロモーターの下流に前記タンパク質をコードする遺伝子を連結したDNAをΔ6-DES合成遺伝子欠損株に導入し、γ-リノレン酸の生成を検討することで確認できる。あるいは、Δ6-DES又はこれを含有する細胞破砕液を調製し、リノール酸、リノレオイルCoAなどを含む反応液と反応させ、常法に従いリノール酸量の減少又はγ-リノレン酸量の増加を測定することで確認できる。
(S)配列番号36で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(T)前記タンパク質(S)のアミノ酸配列と同一性が60%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ6-デサチュラーゼ活性を有するタンパク質。
配列番号36のアミノ酸配列からなるタンパク質は、ナンノクロロプシス・オセアニカNIES2145株由来のΔ6-DES(以下、「NoΔ6-DES」ともいう)である。
また、前記タンパク質(T)として、前記タンパク質(S)のアミノ酸配列に、1又は複数個(例えば1個以上189個以下、好ましくは1個以上165個以下、より好ましくは1個以上142個以下、より好ましくは1個以上118個以下、より好ましくは1個以上94個以下、より好ましくは1個以上71個以下、より好ましくは1個以上47個以下、より好ましくは1個以上33個以下、より好ましくは1個以上23個以下、より好ましくは1個以上14個以下、より好ましくは1個以上9個以下、より好ましくは1個以上4個以下)のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されており、かつΔ6-DESを有するタンパク質が挙げられる。
アミノ酸配列に変異を導入する方法としては、例えば、Δ5-ELOについて前述した方法が挙げられる。
(s)配列番号37で表される塩基配列からなるDNA。
(t)前記DNA(s)の塩基配列と同一性が60%以上の塩基配列からなり、かつΔ6-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA。
配列番号37の塩基配列は、配列番号36のアミノ酸配列からなるタンパク質(NoΔ6-DES)をコードする遺伝子(以下、「NoΔ6-DES遺伝子」ともいう)の塩基配列である。
また前記DNA(t)として、前記DNA(s)の塩基配列において1又は複数個(例えば1個以上570個以下、好ましくは1個以上498個以下、より好ましくは1個以上427個以下、より好ましくは1個以上356個以下、より好ましくは1個以上285個以下、より好ましくは1個以上213個以下、より好ましくは1個以上142個以下、より好ましくは1個以上99個以下、より好ましくは1個以上71個以下、より好ましくは1個以上42個以下、より好ましくは1個以上28個以下、より好ましくは1個以上14個以下)の塩基が欠失、置換、挿入、又は付加されており、かつΔ6-DES活性を有するタンパク質をコードするDNAも好ましい。
さらに前記DNA(t)として、前記DNA(s)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ6-DES活性を有するタンパク質をコードするDNAも好ましい。
塩基配列に変異を導入する方法としては、例えば、Δ5-ELO遺伝子について前述した方法が挙げられる。
タンパク質がω3-DES活性を有することは、例えば、ω3-DES合成遺伝子欠損株を用いた系により確認することができる。あるいは、宿主細胞内で機能するプロモーターの下流に前記タンパク質をコードする遺伝子を連結したDNAをω3-DES合成遺伝子欠損株に導入し、EPAの生成を検討することで確認できる。あるいは、ω3-DES又はこれを含有する細胞破砕液を調製し、アラキドン酸誘導体(CoAとのチオエステル化合物、グリセロールとのエステル化合物など)を含む反応液と反応させ、常法に従いアラキドン酸量の減少又はEPA量の増加を測定することで確認できる。
(U)配列番号38で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(V)前記タンパク質(U)のアミノ酸配列と同一性が60%以上のアミノ酸配列からなり、かつω3-デサチュラーゼ活性を有するタンパク質。
配列番号38のアミノ酸配列からなるタンパク質は、ナンノクロロプシス・オセアニカNIES2145株由来のω3-DES(以下、「Noω3-DES」ともいう)である。
また、前記タンパク質(V)として、前記タンパク質(U)のアミノ酸配列に、1又は複数個(例えば1個以上164個以下、好ましくは1個以上143個以下、より好ましくは1個以上123個以下、より好ましくは1個以上102個以下、より好ましくは1個以上82個以下、より好ましくは1個以上61個以下、より好ましくは1個以上41個以下、より好ましくは1個以上28個以下、より好ましくは1個以上20個以下、より好ましくは1個以上12個以下、より好ましくは1個以上8個以下、より好ましくは1個以上4個以下)のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されており、かつω3-DES活性を有するタンパク質が挙げられる。
アミノ酸配列に変異を導入する方法としては、例えば、Δ5-ELOについて前述した方法が挙げられる。
(u)配列番号39で表される塩基配列からなるDNA。
(v)前記DNA(u)の塩基配列と同一性が60%以上の塩基配列からなり、かつω3-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA。
配列番号39の塩基配列は、配列番号38のアミノ酸配列からなるタンパク質(Noω3-DES)をコードする遺伝子(以下、「Noω3-DES遺伝子」ともいう)の塩基配列である。
また前記DNA(v)として、前記DNA(u)の塩基配列において1又は複数個(例えば1個以上493個以下、好ましくは1個以上431個以下、より好ましくは1個以上369個以下、より好ましくは1個以上308個以下、より好ましくは1個以上246個以下、より好ましくは1個以上184個以下、より好ましくは1個以上123個以下、より好ましくは1個以上86個以下、より好ましくは1個以上61個以下、より好ましくは1個以上36個以下、より好ましくは1個以上24個以下、より好ましくは1個以上12個以下)の塩基が欠失、置換、挿入、又は付加されており、かつω3-DES活性を有するタンパク質をコードするDNAも好ましい。
さらに前記DNA(v)として、前記DNA(u)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつω3-DES活性を有するタンパク質をコードするDNAも好ましい。
塩基配列に変異を導入する方法としては、例えば、Δ5-ELO遺伝子について前述した方法が挙げられる。
タンパク質がΔ9-DES活性を有することは、例えば、Δ9-DES合成遺伝子欠損株を用いた系により確認することができる。あるいは、宿主細胞内で機能するプロモーターの下流に前記タンパク質をコードする遺伝子を連結したDNAをΔ9-DES合成遺伝子欠損株に導入し、オレイン酸の生成を検討することで確認できる。あるいは、Δ9-DES又はこれを含有する細胞破砕液を調製し、ステアリン酸誘導体(CoAとのチオエステル化合物、グリセロールとのエステル化合物など)を含む反応液と反応させ、常法に従いステアリン酸量の減少又はオレイン酸量の増加を測定することで確認できる。
(W)配列番号40で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(X)前記タンパク質(W)のアミノ酸配列と同一性が60%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ9-デサチュラーゼ活性を有するタンパク質。
配列番号40のアミノ酸配列からなるタンパク質は、ナンノクロロプシス・オセアニカNIES2145株由来のΔ9-DES(以下、「NoΔ9-DES」ともいう)である。
また、前記タンパク質(X)として、前記タンパク質(W)のアミノ酸配列に、1又は複数個(例えば1個以上143個以下、好ましくは1個以上125個以下、より好ましくは1個以上107個以下、より好ましくは1個以上89個以下、より好ましくは1個以上71個以下、より好ましくは1個以上53個以下、より好ましくは1個以上35個以下、より好ましくは1個以上25個以下、より好ましくは1個以上17個以下、より好ましくは1個以上10個以下、より好ましくは1個以上7個以下、より好ましくは1個以上3個以下)のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されており、かつΔ9-DES活性を有するタンパク質が挙げられる。
(w)配列番号41で表される塩基配列からなるDNA。
(x)前記DNA(w)の塩基配列と同一性が60%以上の塩基配列からなり、かつΔ9-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA。
配列番号41の塩基配列は、配列番号40のアミノ酸配列からなるタンパク質(NoΔ9-DES)をコードする遺伝子(以下、「NoΔ9-DES遺伝子」ともいう)の塩基配列である。
また前記DNA(x)として、前記DNA(w)の塩基配列において1又は複数個(例えば1個以上432個以下、好ましくは1個以上378個以下、より好ましくは1個以上324個以下、より好ましくは1個以上270個以下、より好ましくは1個以上216個以下、より好ましくは1個以上162個以下、より好ましくは1個以上108個以下、より好ましくは1個以上75個以下、より好ましくは1個以上54個以下、より好ましくは1個以上32個以下、より好ましくは1個以上21個以下、より好ましくは1個以上10個以下)の塩基が欠失、置換、挿入、又は付加されており、かつΔ9-DES活性を有するタンパク質をコードするDNAも好ましい。
さらに前記DNA(x)として、前記DNA(w)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ9-DES活性を有するタンパク質をコードするDNAも好ましい。
塩基配列に変異を導入する方法としては、例えば、Δ5-ELO遺伝子について前述した方法が挙げられる。
タンパク質がΔ6-ELO活性を有することは、例えば、Δ6-ELO合成遺伝子欠損株を用いた系により確認することができる。あるいは、宿主細胞内で機能するプロモーターの下流に前記タンパク質をコードする遺伝子を連結したDNAをΔ6-ELO合成遺伝子欠損株に導入し、エイコサテトラエン酸の生成を検討することで確認できる。あるいは、Δ6-ELO又はこれを含有する細胞破砕液を調製し、γ-リノレン酸誘導体(CoAとのチオエステル化合物、グリセロールとのエステル化合物など)を含む反応液と反応させ、常法に従いγ-リノレン酸量の減少又はジホモ-γ-リノレン酸量の増加を測定することで確認できる。
(Y)配列番号42で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(Z)前記タンパク質(Y)のアミノ酸配列と同一性が60%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ6-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
配列番号42のアミノ酸配列からなるタンパク質は、ナンノクロロプシス・オセアニカNIES2145株由来のΔ6-ELO(以下、「NoΔ6-ELO」ともいう)である。
また、前記タンパク質(Z)として、前記タンパク質(Y)のアミノ酸配列に、1又は複数個(例えば1個以上110個以下、好ましくは1個以上96個以下、より好ましくは1個以上82個以下、より好ましくは1個以上69個以下、より好ましくは1個以上55個以下、より好ましくは1個以上41個以下、より好ましくは1個以上27個以下、より好ましくは1個以上19個以下、より好ましくは1個以上13個以下、より好ましくは1個以上8個以下、より好ましくは1個以上5個以下、より好ましくは1個以上2個以下)のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されており、かつΔ6-ELOを有するタンパク質が挙げられる。
アミノ酸配列に変異を導入する方法としては、例えば、Δ5-ELOについて前述した方法が挙げられる。
(y)配列番号43で表される塩基配列からなるDNA。
(z)前記DNA(y)の塩基配列と同一性が60%以上の塩基配列からなり、かつΔ6-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA。
配列番号43の塩基配列は、配列番号42のアミノ酸配列からなるタンパク質(NoΔ6-ELO)をコードする遺伝子(以下、「NoΔ6-ELO遺伝子」ともいう)の塩基配列である。
また前記DNA(z)として、前記DNA(y)の塩基配列において1又は複数個(例えば1個以上332個以下、好ましくは1個以上290個以下、より好ましくは1個以上249個以下、より好ましくは1個以上207個以下、より好ましくは1個以上166個以下、より好ましくは1個以上124個以下、より好ましくは1個以上83個以下、より好ましくは1個以上58個以下、より好ましくは1個以上41個以下、より好ましくは1個以上24個以下、より好ましくは1個以上16個以下、より好ましくは1個以上8個以下)の塩基が欠失、置換、挿入、又は付加されており、かつΔ6-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNAも好ましい。
さらに前記DNA(z)として、前記DNA(y)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ6-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNAも好ましい。
塩基配列に変異を導入する方法としては、例えば、Δ5-ELO遺伝子について前述した方法が挙げられる
また、本発明の形質転換体は、前記Δ5-ELO遺伝子及びΔ4-DES遺伝子に加えて、好ましくは前記ACP遺伝子、並びに前記Δ5-ELO遺伝子及びΔ4-DES遺伝子以外の各デサチュラーゼ遺伝子及びエロンガーゼ遺伝子が導入されていることも好ましい。
なお本明細書において、目的のタンパク質をコードする遺伝子の発現を促進させたものを「形質転換体」ともいい、目的のタンパク質をコードする遺伝子の発現を促進させていないものを「宿主」又は「野生株」ともいう。
また、炭素原子数が22のPUFAの産生能を有さない宿主に前記Δ5-ELO遺伝子及びΔ4-DES遺伝子を導入することで、宿主に炭素原子数が22のPUFAの産生能を付与することができる。
なお、宿主や形質転換体の脂肪酸及び脂質の生産性については、実施例で用いた方法により測定することができる。
なお、ナンノクロロプシス・オセアニカ等の藻類は、私的又は公的な研究所等の保存機関より入手することができる。例えば、ナンノクロロプシス・オセアニカNIES-2145株は、国立環境研究所(NIES)から入手することができる。
また、目的のタンパク質をコードする遺伝子が組み込まれたことを確認するための選択マーカーの種類も、使用する宿主の種類に応じて適宜選択することができる。本発明で好ましく用いることができる選択マーカーとしては、アンピシリン耐性遺伝子、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、カナ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、ブラストサイジンS耐性遺伝子、ビアラフォス耐性遺伝子、ゼオシン耐性遺伝子、パロモマイシン耐性遺伝子、ゲンタマイシン耐性遺伝子、及びハイグロマイシン耐性遺伝子等の薬剤耐性遺伝子が挙げられる。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もできる。
また、形質転換方法は、使用する宿主の種類に応じて常法より適宜選択することができる。例えば、カルシウムイオンを用いる形質転換方法、一般的なコンピテントセル形質転換方法、プロトプラスト形質転換法、エレクトロポレーション法、LP形質転換方法、アグロバクテリウムを用いた方法、パーティクルガン法等が挙げられる。宿主としてナンノクロロプシス属の藻類を用いる場合、Randor Radakovits, et al.,Nature Communications,DOI:10.1038/ncomms1688,2012等に記載のエレクトロポレーション法を用いて形質転換を行うこともできる。
「発現調節領域」とは、プロモーター、ターミネーター、及び非翻訳領域を示し、これらの配列は一般に隣接する遺伝子の発現量(転写量、翻訳量)の調節に関与している。ゲノム上に前記Δ5-ELO遺伝子及びΔ4-DES遺伝子を有する宿主においては、当該遺伝子の発現調節領域を改変して当該遺伝子の発現を促進させることで、炭素原子数が22のPUFAの生産性を向上させることができる。
前記宿主としては、前述した生物種のうち、ゲノム上にΔ5-ELO遺伝子及びΔ4-DES遺伝子などを有するものを好適に用いることができる。
例えば、チューブリンプロモーター、ヒートショックプロテインプロモーター、ビオラキサンチン/クロロフィルa結合タンパク質遺伝子のプロモーター(VCP1プロモーター、VCP2プロモーター)、ナンノクロロプシス属由来のオレオシン様タンパクLDSP遺伝子のプロモーター、ACPプロモーター、デサチュラーゼ遺伝子のプロモーター、ATプロモーター、GSプロモーター、及びAMTプロモーターを好ましく用いることができる。脂肪酸又はこれを構成成分とする脂質の生産性向上の観点から、脂肪酸合成経路やTAG合成経路に関わる遺伝子のプロモーターや窒素同化に関わる遺伝子のプロモーターが好ましく、LDSP遺伝子のプロモーター、ACPプロモーター、デサチュラーゼ遺伝子のプロモーター、ATプロモーター、GSプロモーター、及びAMTプロモーターがより好ましく、LDSP遺伝子のプロモーター、GSプロモーター、及びAMTプロモーターがさらに好ましい。
このような相同組換えによる標的プロモーターの改変方法は、例えば、Methods in molecular biology,1995, vol. 47, p. 291-302等の文献を参考に行うことができる。特に、宿主がナンノクロロプシス属に属する藻類の場合、Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2011, vol. 108(52)等の文献を参考にして、相同組換え法によりゲノム中の特定の領域を改変することができる。
ここで「培養物」とは培養した後の培養液及び形質転換体をいう。
培地に接種する形質転換体の量は適宜選択することができ、生育性の点から培地当り1~50%(vol/vol)が好ましく、1~10%(vol/vol)がより好ましい。培養温度は、藻類の増殖に悪影響を与えない範囲であれば特に制限されないが、通常、5~40℃の範囲である。藻類の生育促進、脂肪酸の生産性向上、及び生産コストの低減の観点から、好ましくは10~35℃であり、より好ましくは15~30℃である。
また前記培養は、光合成ができるよう光照射下で行うことが好ましい。光照射は、光合成が可能な条件であればよく、人工光でも太陽光でもよい。光照射時の光強度としては、藻類の生育促進、脂肪酸の生産性向上の観点から、好ましくは1~4,000μmol/m2/sの範囲、より好ましくは10~2,500μmol/m2/sの範囲、より好ましくは100~2,500μmol/m2/sの範囲、より好ましくは200~2,500μmol/m2/sの範囲、より好ましくは250~2,500μmol/m2/sの範囲、より好ましくは300~2,500μmol/m2/sの範囲である。また、光照射の間隔は、特に制限されないが、前記と同様の観点から、明暗周期で行うことが好ましく、24時間のうち明期が好ましくは8~24時間、より好ましくは10~18時間、さらに好ましくは12時間である。
また前記培養は、光合成ができるように二酸化炭素を含む気体の存在下、又は炭酸水素ナトリウムなどの炭酸塩を含む培地で行うことが好ましい。気体中の二酸化炭素の濃度は特に限定されないが、生育促進、脂肪酸の生産性向上の観点から0.03(大気条件と同程度)~10%が好ましく、より好ましくは0.05~5%、さらに好ましくは0.1~3%、よりさらに好ましくは0.3~1%である。炭酸塩の濃度は特に限定されないが、例えば炭酸水素ナトリウムを用いる場合、生育促進、脂肪酸の生産性向上の観点から0.01~5質量%が好ましく、より好ましくは0.05~2質量%、さらに好ましくは0.1~1質量%である。
培養時間は特に限定されず、脂質を高濃度に蓄積する藻体が高い濃度で増殖できるように、長期間(例えば150日程度)行なってもよい。藻類の生育促進、脂肪酸の生産性向上、及び生産コストの低減の観点から、培養期間は、好ましくは3~90日間、より好ましくは7~30日間、さらに好ましくは14~21日間である。なお、培養は、通気攪拌培養、振とう培養又は静置培養のいずれでもよく、通気性の向上の観点から、通気撹拌培養が好ましい。
脂質中に含まれる脂肪酸又は脂肪酸エステル化合物は、炭素原子数が22のPUFA又はその脂肪酸エステル化合物がより好ましく、DPA若しくはDHA又はその脂肪酸エステル化合物がさらに好ましく、DHA又はその脂肪酸エステル化合物がさらに好ましい。
脂肪酸エステル化合物は、生産性の点から、単純脂質又は複合脂質が好ましく、単純脂質がさらに好ましく、TAGがさらにより好ましい。
なお本発明のキットは、前記組換えベクターの他、宿主、前記ベクターで宿主を形質転換するために通常用いられる試薬、形質転換用緩衝液、形質転換体を選抜するための指標となる試薬等、形質転換体の作製の検出に必要な他の要素を含んでいてもよい。
<2>Δ5-ELO及びΔ4-DESの発現を促進させることにより、ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で生産される炭素原子数22の長鎖多価不飽和脂肪酸又はこれを構成成分とする脂質の生産性を向上させる、脂質の生産性の向上方法。
<3>Δ5-ELO及びΔ4-DESの発現を促進させ、ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で生産される炭素原子数22の長鎖多価不飽和脂肪酸又はこれを構成成分とする脂質の生産性を向上させ、生産される全脂肪酸又は全脂質中の脂肪酸の組成を改変する、脂肪酸組成の改変方法。
<5>Δ5-ELOをコードする遺伝子及びΔ4-DESをコードする遺伝子を前記ナンノクロロプシス属に属する藻類に導入し、導入したΔ5-ELOをコードする遺伝子及びΔ4-DESをコードする遺伝子の発現を促進させる、前記<1>~<4>のいずれか1項記載の方法。
(A)配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(B)前記タンパク質(A)のアミノ酸配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質。
(C)配列番号9で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(D)前記タンパク質(C)のアミノ酸配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質。
(E)配列番号12で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(F)前記タンパク質(E)のアミノ酸配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質。
(G)配列番号15で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(H)前記タンパク質(G)のアミノ酸配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質。
(I)配列番号18で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(J)前記タンパク質(I)のアミノ酸配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質。
<7>前記タンパク質(B)が、前記タンパク質(A)のアミノ酸配列に、1又は複数個、好ましくは1個以上106個以下、より好ましくは1個以上93個以下、より好ましくは1個以上80個以下、より好ましくは1個以上66個以下、より好ましくは1個以上53個以下、より好ましくは1個以上40個以下、より好ましくは1個以上26個以下、より好ましくは1個以上18個以下、より好ましくは1個以上13個以下、より好ましくは1個以上8個以下、より好ましくは1個以上5個以下、さらに好ましくは1個以上2個以下、のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質である、前記<6>項に記載の方法。
<8>前記タンパク質(D)が、前記タンパク質(C)のアミノ酸配列に、1又は複数個、好ましくは1個以上106個以下、より好ましくは1個以上120個以下、好ましくは1個以上105個以下、より好ましくは1個以上90個以下、より好ましくは1個以上75個以下、より好ましくは1個以上60個以下、より好ましくは1個以上45個以下、より好ましくは1個以上30個以下、より好ましくは1個以上21個以下、より好ましくは1個以上15個以下、より好ましくは1個以上9個以下、より好ましくは1個以上6個以下、さらに好ましくは1個以上3個以下、のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質である、前記<6>項に記載の方法。
<9>前記タンパク質(F)が、前記タンパク質(E)のアミノ酸配列に、1又は複数個、好ましくは1個以上143個以下、より好ましくは1個以上125個以下、より好ましくは1個以上107個以下、より好ましくは1個以上89個以下、より好ましくは1個以上71個以下、より好ましくは1個以上53個以下、より好ましくは1個以上35個以下、より好ましくは1個以上25個以下、より好ましくは1個以上17個以下、より好ましくは1個以上10個以下、より好ましくは1個以上7個以下、さらに好ましくは1個以上3個以下、のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質である、前記<6>項に記載の方法。
<10>前記タンパク質(H)が、前記タンパク質(G)のアミノ酸配列に、1又は複数個、好ましくは1個以上134個以下、より好ましくは1個以上117個以下、より好ましくは1個以上100個以下、より好ましくは1個以上83個以下、より好ましくは1個以上67個以下、より好ましくは1個以上50個以下、より好ましくは1個以上33個以下、より好ましくは1個以上23個以下、より好ましくは1個以上16個以下、より好ましくは1個以上10個以下、より好ましくは1個以上6個以下、さらに好ましくは1個以上3個以下、のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質である、前記<6>項に記載の方法。
<11>前記タンパク質(J)が、前記タンパク質(I)のアミノ酸配列に、1又は複数個、好ましくは1個以上139個以下、より好ましくは1個以上121個以下、より好ましくは1個以上104個以下、より好ましくは1個以上87個以下、より好ましくは1個以上69個以下、より好ましくは1個以上52個以下、より好ましくは1個以上34個以下、より好ましくは1個以上24個以下、より好ましくは1個以上17個以下、より好ましくは1個以上10個以下、より好ましくは1個以上6個以下、さらに好ましくは1個以上3個以下、のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質である、前記<6>項に記載の方法。
<12>前記Δ5-ELO、好ましくは前記タンパク質(A)~(J)のいずれか1つ、をコードする遺伝子が、下記DNA(a)~(j)のいずれか1つからなる遺伝子、より好ましくは下記DNA(a)~(f)のいずれか1つからなる遺伝子、より好ましくは下記DNA(a)、(b)、(e)、又は(f)のいずれか1つからなる遺伝子である、前記<1>~<11>のいずれか1項記載の方法。
(a)配列番号4で表される塩基配列からなるDNA。
(b)前記DNA(a)の塩基配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、の塩基配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(c)配列番号7で表される塩基配列からなるDNA。
(d)前記DNA(c)の塩基配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、の塩基配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(e)配列番号10で表される塩基配列からなるDNA。
(f)前記DNA(e)の塩基配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、の塩基配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(g)配列番号13で表される塩基配列からなるDNA。
(h)前記DNA(g)の塩基配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、の塩基配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(i)配列番号16で表される塩基配列からなるDNA。
(j)前記DNA(i)の塩基配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、の塩基配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA。
<13>前記DNA(b)が、前記DNA(a)の塩基配列に、1若しくは複数個、好ましくは1個以上321個以下、より好ましくは1個以上281個以下、より好ましくは1個以上241個以下、より好ましくは1個以上201個以下、より好ましくは1個以上160個以下、より好ましくは1個以上120個以下、より好ましくは1個以上80個以下、より好ましくは1個以上56個以下、より好ましくは1個以上40個以下、より好ましくは1個以上24個以下、より好ましくは1個以上16個以下、さらに好ましくは1個以上8個以下、の塩基が欠失、置換、挿入、若しくは付加された塩基配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA、又は前記DNA(a)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNAである、前記<12>項記載の方法。
<14>前記DNA(d)が、前記DNA(c)の塩基配列に、1若しくは複数個、好ましくは1個以上361個以下、より好ましくは1個以上316個以下、より好ましくは1個以上270個以下、より好ましくは1個以上225個以下、より好ましくは1個以上180個以下、より好ましくは1個以上135個以下、より好ましくは1個以上90個以下、より好ましくは1個以上63個以下、より好ましくは1個以上45個以下、より好ましくは1個以上27個以下、より好ましくは1個以上18個以下、さらに好ましくは1個以上9個以下、の塩基が欠失、置換、挿入、若しくは付加された塩基配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA、又は前記DNA(c)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNAである、前記<12>項記載の方法。
<15>前記DNA(f)が、前記DNA(e)の塩基配列に、1若しくは複数個、好ましくは1個以上430個以下、より好ましくは1個以上376個以下、より好ましくは1個以上323個以下、より好ましくは1個以上269個以下、より好ましくは1個以上215個以下、より好ましくは1個以上161個以下、より好ましくは1個以上107個以下、より好ましくは1個以上75個以下、より好ましくは1個以上53個以下、より好ましくは1個以上32個以下、より好ましくは1個以上21個以下、さらに好ましくは1個以上10個以下、の塩基が欠失、置換、挿入、若しくは付加された塩基配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA、又は前記DNA(e)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNAである、前記<12>項記載の方法。
<16>前記DNA(h)が、前記DNA(g)の塩基配列に、1若しくは複数個、好ましくは1個以上403個以下、より好ましくは1個以上352個以下、より好ましくは1個以上302個以下、より好ましくは1個以上252個以下、より好ましくは1個以上201個以下、より好ましくは1個以上151個以下、より好ましくは1個以上100個以下、より好ましくは1個以上70個以下、より好ましくは1個以上50個以下、より好ましくは1個以上30個以下、より好ましくは1個以上20個以下、さらに好ましくは1個以上10個以下、の塩基が欠失、置換、挿入、若しくは付加された塩基配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA、又は前記DNA(g)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNAである、前記<12>項記載の方法。
<17>前記DNA(j)が、前記DNA(i)の塩基配列に、1若しくは複数個、好ましくは1個以上418個以下、より好ましくは1個以上366個以下、より好ましくは1個以上314個以下、より好ましくは1個以上261個以下、より好ましくは1個以上209個以下、より好ましくは1個以上157個以下、より好ましくは1個以上104個以下、より好ましくは1個以上73個以下、より好ましくは1個以上52個以下、より好ましくは1個以上31個以下、より好ましくは1個以上20個以下、さらに好ましくは1個以上10個以下、の塩基が欠失、置換、挿入、若しくは付加された塩基配列からなり、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA、又は前記DNA(i)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ5-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNAである、前記<12>項記載の方法。
(K)配列番号27で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(L)前記タンパク質(K)のアミノ酸配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、のアミノ酸配列からなり、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質。
(M)配列番号30で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(N)前記タンパク質(M)のアミノ酸配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、のアミノ酸配列からなり、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質。
<19>前記タンパク質(L)が、前記タンパク質(K)のアミノ酸配列に、1又は複数個、好ましくは1個以上178個以下、より好ましくは1個以上155個以下、より好ましくは1個以上133個以下、より好ましくは1個以上111個以下、より好ましくは1個以上89個以下、より好ましくは1個以上66個以下、より好ましくは1個以上44個以下、より好ましくは1個以上31個以下、より好ましくは1個以上22個以下、より好ましくは1個以上13個以下、より好ましくは1個以上8個以下、さらに好ましくは1個以上4個以下、のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質である、前記<18>項に記載の方法。
<20>前記タンパク質(N)が、前記タンパク質(M)のアミノ酸配列に、1又は複数個、好ましくは1個以上178個以下、より好ましくは1個以上156個以下、より好ましくは1個以上134個以下、より好ましくは1個以上111個以下、より好ましくは1個以上89個以下、より好ましくは1個以上67個以下、より好ましくは1個以上44個以下、より好ましくは1個以上31個以下、より好ましくは1個以上22個以下、より好ましくは1個以上13個以下、より好ましくは1個以上8個以下、さらに好ましくは1個以上4個以下、のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質である、前記<18>項に記載の方法。
<21>前記Δ4-DES、好ましくは前記タンパク質(K)~(N)のいずれか1つ、をコードする遺伝子が、下記DNA(k)~(n)のいずれか1つからなる遺伝子である、前記<1>~<20>のいずれか1項記載の方法。
(k)配列番号25で表される塩基配列からなるDNA。
(l)前記DNA(k)の塩基配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、の塩基配列からなり、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA。
(m)配列番号28で表される塩基配列からなるDNA。
(n)前記DNA(m)の塩基配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、の塩基配列からなり、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA。
<22>前記DNA(l)が、前記DNA(k)の塩基配列に、1若しくは複数個、好ましくは1個以上535個以下、より好ましくは1個以上468個以下、より好ましくは1個以上401個以下、より好ましくは1個以上334個以下、より好ましくは1個以上267個以下、より好ましくは1個以上200個以下、より好ましくは1個以上133個以下、より好ましくは1個以上93個以下、より好ましくは1個以上66個以下、より好ましくは1個以上40個以下、より好ましくは1個以上26個以下、さらに好ましくは1個以上13個以下、の塩基が欠失、置換、挿入、若しくは付加された塩基配列からなり、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA、又は前記DNA(k)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質をコードするDNAである、前記<21>項記載の方法。
<23>前記DNA(n)が、前記DNA(m)の塩基配列に、1若しくは複数個、好ましくは1個以上537個以下、より好ましくは1個以上470個以下、より好ましくは1個以上403個以下、より好ましくは1個以上336個以下、より好ましくは1個以上268個以下、より好ましくは1個以上201個以下、より好ましくは1個以上134個以下、より好ましくは1個以上94個以下、より好ましくは1個以上67個以下、より好ましくは1個以上40個以下、より好ましくは1個以上26個以下、さらに好ましくは1個以上13個以下、の塩基が欠失、置換、挿入、若しくは付加された塩基配列からなり、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA、又は前記DNA(m)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ4-DES活性を有するタンパク質をコードするDNAである、前記<21>項記載の方法。
<25>ACP遺伝子の発現を前記ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で促進させ、ACPの発現を促進する、前記<24>項記載の方法。
<26>ACP遺伝子を前記ナンノクロロプシス属に属する藻類に導入し、導入したACP遺伝子の発現を促進させる、前記<24>又は<25>項記載の方法。
<27>前記ACPが下記タンパク質(O)又は(P)、である、前記<24>~<26>のいずれか1項記載の方法。
(O)配列番号31で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質、好ましくは配列番号31で表されるアミノ酸配列における23~146番目のアミノ酸配列からなるタンパク質、より好ましくは前記ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で機能する葉緑体移行シグナル配列が配列番号31で表されるアミノ酸配列における23~146番目のアミノ酸配列のN末端側に付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質。
(P)前記タンパク質(O)のアミノ酸配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、のアミノ酸配列からなり、かつACP活性を有するタンパク質。
<28>前記タンパク質(P)が、前記タンパク質(O)のアミノ酸配列に、1又は複数個、好ましくは1個以上58個以下、より好ましくは1個以上51個以下、さらに好ましくは1個以上43個以下、さらに好ましくは1個以上36個以下、さらに好ましくは1個以上29個以下、さらに好ましくは1個以上21個以下、さらに好ましくは1個以上14個以下、さらに好ましくは1個以上10個以下、さらに好ましくは1個以上7個以下、さらに好ましくは1個以上4個以下、さらに好ましくは1個以上2個以下、さらに好ましくは1個、のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたタンパク質であり、かつACP活性を有するタンパク質である、前記<27>項記載の方法。
<29>前記ACP、好ましくは前記タンパク質(O)又は(P)をコードする遺伝子が、下記DNA(o)又は(p)からなる遺伝子である、前記<24>~<28>のいずれか1項記載の方法。
(o)配列番号32で表される塩基配列からなるDNA、好ましくは配列番号32で表される塩基配列における67~441番目の塩基配列からなるDNA、より好ましくは前記ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で機能する葉緑体移行シグナル配列をコードする塩基配列が配列番号32で表される塩基配列における67~441番目の塩基配列の5’末端側に付加された塩基配列からなるDNA。
(p)前記DNA(o)の塩基配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、の塩基配列からなり、かつACP活性を有するタンパク質をコードするDNA。
<30>前記DNA(p)が、前記DNA(o)の塩基配列に、1若しくは複数個、好ましくは1個以上176個以下、より好ましくは1個以上154個以下、より好ましくは1個以上132個以下、より好ましくは1個以上110個以下、より好ましくは1個以上88個以下、より好ましくは1個以上66個以下、より好ましくは1個以上44個以下、より好ましくは1個以上30個以下、より好ましくは1個以上22個以下、より好ましくは1個以上13個以下、より好ましくは1個以上8個以下、より好ましくは1個以上4個以下、の塩基が欠失、置換、挿入、若しくは付加された塩基配列からなり、かつACP活性を有するタンパク質をコードするDNA、又は前記DNA(o)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつACP活性を有するタンパク質をコードするDNAである、前記<29>項記載の方法。
<31>ACP遺伝子が葉緑体ゲノムに導入され、導入した遺伝子の発現を促進させる、前記<24>~<30>のいずれか1項記載の方法。
<33>Δ12-DES遺伝子の発現を前記ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で促進させ、Δ12-DESの発現を促進する、前記<32>項記載の方法。
<34>Δ12-DES遺伝子を前記ナンノクロロプシス属に属する藻類に導入し、導入したΔ12-DES遺伝子の発現を促進させる、前記<32>又は<33>項記載の方法。
<35>前記Δ12-DESが下記タンパク質(Q)又は(R)、である、前記<32>~<34>のいずれか1項記載の方法。
(Q)配列番号34で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(R)前記タンパク質(Q)のアミノ酸配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、のアミノ酸配列からなり、かつΔ12-DES活性を有するタンパク質。
<36>前記タンパク質(R)が、前記タンパク質(Q)のアミノ酸配列に、1又は複数個、好ましくは1個以上175個以下、好ましくは1個以上153個以下、より好ましくは1個以上131個以下、より好ましくは1個以上109個以下、より好ましくは1個以上87個以下、より好ましくは1個以上65個以下、より好ましくは1個以上43個以下、より好ましくは1個以上30個以下、より好ましくは1個以上21個以下、より好ましくは1個以上13個以下、より好ましくは1個以上8個以下、より好ましくは1個以上4個以下、のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたタンパク質であり、かつΔ12-DES活性を有するタンパク質である、前記<35>項記載の方法。
<37>前記Δ12-DES、好ましくは前記タンパク質(Q)又は(R)をコードする遺伝子が、下記DNA(q)又は(r)からなる遺伝子である、前記<32>~<36>のいずれか1項記載の方法。
(q)配列番号35で表される塩基配列からなるDNA。
(r)前記DNA(q)の塩基配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、の塩基配列からなり、かつΔ12-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA。
<38>前記DNA(r)が、前記DNA(q)の塩基配列に、1若しくは複数個、好ましくは1個以上526個以下、好ましくは1個以上460個以下、より好ましくは1個以上395個以下、より好ましくは1個以上329個以下、より好ましくは1個以上263個以下、より好ましくは1個以上197個以下、より好ましくは1個以上131個以下、より好ましくは1個以上92個以下、より好ましくは1個以上65個以下、より好ましくは1個以上39個以下、より好ましくは1個以上26個以下、より好ましくは1個以上13個以下、の塩基が欠失、置換、挿入、若しくは付加された塩基配列からなり、かつΔ12-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA、又は前記DNA(q)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ12-DES活性を有するタンパク質をコードするDNAである、前記<37>項記載の方法。
<40>Δ6-DES遺伝子の発現を前記ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で促進させ、Δ6-DESの発現を促進する、前記<39>項記載の方法。
<41>Δ6-DES遺伝子を前記ナンノクロロプシス属に属する藻類に導入し、導入したΔ6-DES遺伝子の発現を促進させる、前記<39>又は<40>項記載の方法。
<42>前記Δ6-DESが下記タンパク質(S)又は(T)、である、前記<39>~<41>のいずれか1項記載の方法。
(S)配列番号36で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(T)前記タンパク質(S)のアミノ酸配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、のアミノ酸配列からなり、かつΔ6-DES活性を有するタンパク質。
<43>前記タンパク質(T)が、前記タンパク質(S)のアミノ酸配列に、1又は複数個、好ましくは1個以上189個以下、より好ましくは1個以上165個以下、より好ましくは1個以上142個以下、より好ましくは1個以上118個以下、より好ましくは1個以上94個以下、より好ましくは1個以上71個以下、より好ましくは1個以上47個以下、より好ましくは1個以上33個以下、より好ましくは1個以上23個以下、より好ましくは1個以上14個以下、より好ましくは1個以上9個以下、より好ましくは1個以上4個以下、のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたタンパク質であり、かつΔ6-DES活性を有するタンパク質である、前記<42>項記載の方法。
<44>前記Δ12-DES、好ましくは前記タンパク質(S)又は(T)をコードする遺伝子が、下記DNA(s)又は(t)からなる遺伝子である、前記<39>~<43>のいずれか1項記載の方法。
(s)配列番号37で表される塩基配列からなるDNA。
(t)前記DNA(s)の塩基配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、の塩基配列からなり、かつΔ6-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA。
<45>前記DNA(t)が、前記DNA(s)の塩基配列に、1若しくは複数個、好ましくは1個以上570個以下、好ましくは1個以上498個以下、より好ましくは1個以上427個以下、より好ましくは1個以上356個以下、より好ましくは1個以上285個以下、より好ましくは1個以上213個以下、より好ましくは1個以上142個以下、より好ましくは1個以上99個以下、より好ましくは1個以上71個以下、より好ましくは1個以上42個以下、より好ましくは1個以上28個以下、より好ましくは1個以上14個以下、の塩基が欠失、置換、挿入、若しくは付加された塩基配列からなり、かつΔ6-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA、又は前記DNA(s)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ6-DES活性を有するタンパク質をコードするDNAである、前記<44>項記載の方法。
<47>ω3-DES遺伝子の発現を前記ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で促進させ、ω3-DESの発現を促進する、前記<46>項記載の方法。
<48>ω3-DES遺伝子を前記ナンノクロロプシス属に属する藻類に導入し、導入したω3-DES遺伝子の発現を促進させる、前記<46>又は<47>項記載の方法。
<49>前記ω3-DESが下記タンパク質(U)又は(V)、である、前記<46>~<48>のいずれか1項記載の方法。
(U)配列番号38で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(V)前記タンパク質(U)のアミノ酸配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、のアミノ酸配列からなり、かつω3-デサチュラーゼ活性を有するタンパク質。
<50>前記タンパク質(V)が、前記タンパク質(U)のアミノ酸配列に、1又は複数個、好ましくは1個以上164個以下、好ましくは1個以上143個以下、より好ましくは1個以上123個以下、より好ましくは1個以上102個以下、より好ましくは1個以上82個以下、より好ましくは1個以上61個以下、より好ましくは1個以上41個以下、より好ましくは1個以上28個以下、より好ましくは1個以上20個以下、より好ましくは1個以上12個以下、より好ましくは1個以上8個以下、より好ましくは1個以上4個以下、のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたタンパク質であり、かつω3-DES活性を有するタンパク質である、前記<49>項記載の方法。
<51>前記ω3-DES、好ましくは前記タンパク質(U)又は(V)をコードする遺伝子が、下記DNA(u)又は(v)からなる遺伝子である、前記<46>~<50>のいずれか1項記載の方法。
(u)配列番号39で表される塩基配列からなるDNA。
(v)前記DNA(u)の塩基配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、の塩基配列からなり、かつω3-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA。
<52>前記DNA(v)が、前記DNA(u)の塩基配列に、1若しくは複数個、好ましくは1個以上493個以下、好ましくは1個以上431個以下、より好ましくは1個以上369個以下、より好ましくは1個以上308個以下、より好ましくは1個以上246個以下、より好ましくは1個以上184個以下、より好ましくは1個以上123個以下、より好ましくは1個以上86個以下、より好ましくは1個以上61個以下、より好ましくは1個以上36個以下、より好ましくは1個以上24個以下、より好ましくは1個以上12個以下、の塩基が欠失、置換、挿入、若しくは付加された塩基配列からなり、かつω3-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA、又は前記DNA(u)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつω3-DES活性を有するタンパク質をコードするDNAである、前記<51>項記載の方法。
<54>Δ9-DES遺伝子の発現を前記ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で促進させ、Δ9-DESの発現を促進する、前記<53>項記載の方法。
<55>Δ9-DES遺伝子を前記ナンノクロロプシス属に属する藻類に導入し、導入したΔ9-DES遺伝子の発現を促進させる、前記<53>又は<54>項記載の方法。
<56>前記Δ9-DESが下記タンパク質(W)又は(X)、である、前記<53>~<55>のいずれか1項記載の方法。
(W)配列番号40で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(X)前記タンパク質(W)のアミノ酸配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、のアミノ酸配列からなり、かつΔ9-DES活性を有するタンパク質。
<57>前記タンパク質(X)が、前記タンパク質(W)のアミノ酸配列に、1又は複数個、好ましくは1個以上143個以下、好ましくは1個以上125個以下、より好ましくは1個以上107個以下、より好ましくは1個以上89個以下、より好ましくは1個以上71個以下、より好ましくは1個以上53個以下、より好ましくは1個以上35個以下、より好ましくは1個以上25個以下、より好ましくは1個以上17個以下、より好ましくは1個以上10個以下、より好ましくは1個以上7個以下、より好ましくは1個以上3個以下、のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたタンパク質であり、かつΔ9-DES活性を有するタンパク質である、前記<56>項記載の方法。
<58>前記Δ9-DES、好ましくは前記タンパク質(W)又は(X)をコードする遺伝子が、下記DNA(w)又は(x)からなる遺伝子である、前記<53>~<57>のいずれか1項記載の方法。
(w)配列番号41で表される塩基配列からなるDNA。
(x)前記DNA(w)の塩基配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、の塩基配列からなり、かつΔ9-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA。
<59>前記DNA(x)が、前記DNA(w)の塩基配列に、1若しくは複数個、好ましくは1個以上432個以下、好ましくは1個以上378個以下、より好ましくは1個以上324個以下、より好ましくは1個以上270個以下、より好ましくは1個以上216個以下、より好ましくは1個以上162個以下、より好ましくは1個以上108個以下、より好ましくは1個以上75個以下、より好ましくは1個以上54個以下、より好ましくは1個以上32個以下、より好ましくは1個以上21個以下、より好ましくは1個以上10個以下、の塩基が欠失、置換、挿入、若しくは付加された塩基配列からなり、かつΔ9-DES活性を有するタンパク質をコードするDNA、又は前記DNA(w)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ9-DES活性を有するタンパク質をコードするDNAである、前記<58>項記載の方法。
<61>Δ6-ELO遺伝子の発現を前記ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で促進させ、Δ6-ELOの発現を促進する、前記<60>項記載の方法。
<62>Δ6-ELO遺伝子を前記ナンノクロロプシス属に属する藻類に導入し、導入したΔ6-ELO遺伝子の発現を促進させる、前記<60>又は<61>項記載の方法。
<63>前記Δ6-ELOが下記タンパク質(Y)又は(Z)、である、前記<60>~<62>のいずれか1項記載の方法。
(Y)配列番号42で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(Z)前記タンパク質(Y)のアミノ酸配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、のアミノ酸配列からなり、かつΔ6-ELO活性を有するタンパク質。
<64>前記タンパク質(Z)が、前記タンパク質(Y)のアミノ酸配列に、1又は複数個、好ましくは1個以上110個以下、より好ましくは1個以上96個以下、より好ましくは1個以上82個以下、より好ましくは1個以上69個以下、より好ましくは1個以上55個以下、より好ましくは1個以上41個以下、より好ましくは1個以上27個以下、より好ましくは1個以上19個以下、より好ましくは1個以上13個以下、より好ましくは1個以上8個以下、より好ましくは1個以上5個以下、より好ましくは1個以上2個以下、のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたタンパク質であり、かつΔ6-ELO活性を有するタンパク質である、前記<63>項記載の方法。
<65>前記Δ6-ELO、好ましくは前記タンパク質(Y)又は(Z)をコードする遺伝子が、下記DNA(y)又は(z)からなる遺伝子である、前記<60>~<64>のいずれか1項記載の方法。
(y)配列番号43で表される塩基配列からなるDNA。
(z)前記DNA(y)の塩基配列と同一性が60%以上、好ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上、さらに好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらに好ましくは97%以上、さらに好ましくは98%以上、さらに好ましくは99%以上、の塩基配列からなり、かつΔ6-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA。
<66>前記DNA(z)が、前記DNA(y)の塩基配列に、1若しくは複数個、好ましくは1個以上432個以下、より好ましくは1個以上378個以下、より好ましくは1個以上324個以下、より好ましくは1個以上270個以下、より好ましくは1個以上216個以下、より好ましくは1個以上162個以下、より好ましくは1個以上108個以下、より好ましくは1個以上75個以下、より好ましくは1個以上54個以下、より好ましくは1個以上32個以下、より好ましくは1個以上21個以下、より好ましくは1個以上10個以下、の塩基が欠失、置換、挿入、若しくは付加された塩基配列からなり、かつΔ6-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNA、又は前記DNA(y)と相補的な塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつΔ6-ELO活性を有するタンパク質をコードするDNAである、前記<65>項記載の方法。
<68>前記炭素原子数22の長鎖多価不飽和脂肪酸が、DPA及び/又はDHA、好ましくはDHAである、前記<1>~<67>のいずれか1項記載の方法。
<69>前記ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で生産される全脂肪酸中のDHAの含有量(%TFA)が0.5質量%以上、好ましくは1.5質量%以上、より好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは8質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上である、前記<1>~<68>のいずれか1項記載の方法。
<70>前記脂質が、トリアシルグリセロールを含む、前記<1>~<69>のいずれか1項記載の方法。
<71>前記トリアシルグリセロールが、DHAを0.5質量%以上、好ましくは1.5質量%以上、より好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは8質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上含有するトリアシルグリセロールである、前記<70>に記載の方法。
<73>Δ5-ELOをコードする遺伝子及びΔ4-DESをコードする遺伝子の発現が前記藻類の細胞内で促進され、Δ5-ELO及びΔ4-DESの発現が促進されている、前記<72>項記載の形質転換体。
<74>Δ5-ELOをコードする遺伝子及びΔ4-DESをコードする遺伝子、又はΔ5-ELOをコードする遺伝子を含有する組換えベクター及びΔ4-DESをコードする遺伝子を含有する組換えベクターを含んでなる、前記<72>又は<73>項記載の形質転換体。
<75>Δ5-ELOをコードする遺伝子及びΔ4-DESをコードする遺伝子、又はΔ5-ELOをコードする遺伝子を含有する組換えベクター及びΔ4-DESをコードする遺伝子を含有する組換えベクターを、ナンノクロロプシス属に属する藻類に導入する、形質転換体の作製方法。
<76>Δ5-ELOをコードする遺伝子を含有する組換えベクター、及びΔ4-DESをコードする遺伝子を含有する組換えベクターを含んでなる、ナンノクロロプシス属に属する藻類の形質転換体の作製用キット。
<77>前記Δ5-ELOが前記タンパク質(A)~(J)からなる群より選ばれる少なくとも1種のタンパク質、好ましくは前記タンパク質(A)~(F)からなる群より選ばれる少なくとも1種のタンパク質、より好ましくは前記タンパク質(A)、(B)、(E)、及び(F)からなる群より選ばれる少なくとも1種のタンパク質である、前記<72>~<76>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<78>前記タンパク質(B)、(D)、(F)、(H)、(J)が、前記<7>~<11>のいずれか1項で規定するタンパク質である、前記<77>項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<79>前記Δ5-ELO、好ましくは前記タンパク質(A)~(J)のいずれか1つ、より好ましくは前記タンパク質(A)~(F)のいずれか1つ、さらにより好ましくは前記タンパク質(A)、(B)、(E)、又は(F)のいずれか1つをコードする遺伝子が、前記<12>~<17>のいずれか1項で規定する遺伝子である、前記<72>~<78>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<80>前記Δ4-DESが前記タンパク質(K)~(N)からなる群より選ばれる少なくとも1種のタンパク質である、前記<72>~<79>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<81>前記タンパク質(L)又は(N)が、前記<19>又は<20>で規定するタンパク質である、前記<80>項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<82>前記Δ4-DES、好ましくは前記タンパク質(K)~(N)のいずれか1つをコードする遺伝子が、前記<21>~<23>のいずれか1項で規定する遺伝子である、前記<72>~<81>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<84>ACP遺伝子の発現が前記藻類の細胞内で促進され、ACPの発現が促進されている、前記<83>項記載の形質転換体。
<85>ACP遺伝子、又はACP遺伝子を含有する組換えベクターを含んでなる、前記<83>又は<84>項記載の形質転換体。
<86>ACP遺伝子、又はACP遺伝子を含有する組換えベクターを、前記藻類に導入する、前記<72>~<82>のいずれか1項記載の形質転換体の作製方法。
<87>ACP遺伝子を含有する組換えベクターを含む、前記<72>~<82>のいずれか1項記載の形質転換体の作製用キット。
<88>前記ACPが前記タンパク質(O)又は(P)である、前記<83>~<87>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<89>前記タンパク質(P)が、前記<28>で規定するタンパク質である、前記<88>項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<90>前記ACP、好ましくは前記タンパク質(O)又は(P)をコードする遺伝子が、前記<29>又は<30>で規定する遺伝子である、前記<83>~<89>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<91>ACP遺伝子が、前記ナンノクロロプシス属に属する藻類の細胞内で機能する葉緑体移行シグナル配列をコードする塩基配列が付加された遺伝子である、前記<83>~<90>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<92>ACP遺伝子が葉緑体ゲノムに導入され、導入した遺伝子の発現が促進されている、前記<83>~<90>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<94>Δ12-DES遺伝子の発現が前記藻類の細胞内で促進され、Δ12-DESの発現が促進されている、前記<93>項記載の形質転換体。
<95>Δ12-DES遺伝子、又はΔ12-DES遺伝子を含有する組換えベクターを含んでなる、前記<93>又は<94>項記載の形質転換体。
<96>Δ12-DES遺伝子、又はΔ12-DES遺伝子を含有する組換えベクターを、前記藻類に導入する、前記<72>~<92>のいずれか1項記載の形質転換体の作製方法。
<97>Δ12-DES遺伝子を含有する組換えベクターを含む、前記<72>~<92>のいずれか1項記載の形質転換体の作製用キット。
<98>前記Δ12-DESが前記タンパク質(Q)又は(R)である、前記<72>~<97>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<99>前記タンパク質(R)が、前記<36>で規定するタンパク質である、前記<99>項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<100>前記Δ12-DES、好ましくは前記タンパク質(Q)又は(R)をコードする遺伝子が、前記<37>又は<38>で規定する遺伝子である、前記<72>~<99>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<102>Δ6-DES遺伝子の発現が前記藻類の細胞内で促進され、Δ6-DESの発現が促進されている、前記<101>項記載の形質転換体。
<103>Δ6-DES遺伝子、又はΔ6-DES遺伝子を含有する組換えベクターを含んでなる、前記<101>又は<102>項記載の形質転換体。
<104>Δ6-DES遺伝子、又はΔ6-DES遺伝子を含有する組換えベクターを、前記藻類に導入する、前記<72>~<100>のいずれか1項記載の形質転換体の作製方法。
<105>Δ6-DES遺伝子を含有する組換えベクターを含む、前記<72>~<100>のいずれか1項記載の形質転換体の作製用キット。
<106>前記Δ6-DESが前記タンパク質(S)又は(T)である、前記<72>~<105>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<107>前記タンパク質(T)が、前記<43>で規定するタンパク質である、前記<107>項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<108>前記Δ6-DES、好ましくは前記タンパク質(S)又は(T)をコードする遺伝子が、前記<44>又は<45>のいずれか1項で規定する遺伝子である、前記<72>~<107>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<110>ω3-DES遺伝子の発現が前記藻類の細胞内で促進され、ω3-DESの発現が促進されている、前記<109>項記載の形質転換体。
<111>ω3-DES遺伝子、又はω3-DES遺伝子を含有する組換えベクターを含んでなる、前記<109>又は<110>項記載の形質転換体。
<112>ω3-DES遺伝子、又はω3-DES遺伝子を含有する組換えベクターを、前記藻類に導入する、前記<72>~<108>のいずれか1項記載の形質転換体の作製方法。
<113>ω3-DES遺伝子を含有する組換えベクターを含む、前記<72>~<108>のいずれか1項記載の形質転換体の作製用キット。
<114>前記ω3-DESが前記タンパク質(U)又は(V)である、前記<72>~<113>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<115>前記タンパク質(V)が、前記<50>で規定するタンパク質である、前記<115>項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<116>前記ω3-DES、好ましくは前記タンパク質(U)又は(V)をコードする遺伝子が、前記<51>又は<52>のいずれか1項で規定する遺伝子である、前記<72>~<115>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<118>Δ9-DES遺伝子の発現が前記藻類の細胞内で促進され、Δ9-DESの発現が促進されている、前記<117>項記載の形質転換体。
<119>Δ9-DES遺伝子、又はΔ9-DES遺伝子を含有する組換えベクターを含んでなる、前記<117>又は<118>項記載の形質転換体。
<120>Δ9-DES遺伝子、又はΔ9-DES遺伝子を含有する組換えベクターを、前記藻類に導入する、前記<72>~<116>のいずれか1項記載の形質転換体の作製方法。
<121>Δ9-DES遺伝子を含有する組換えベクターを含む、前記<72>~<116>のいずれか1項記載の形質転換体の作製用キット。
<122>前記Δ9-DESが前記タンパク質(W)又は(X)である、前記<72>~<121>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<123>前記タンパク質(X)が、前記<57>で規定するタンパク質である、前記<123>項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<124>前記Δ9-DES、好ましくは前記タンパク質(W)又は(X)をコードする遺伝子が、前記<58>又は<59>で規定する遺伝子である、前記<72>~<123>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<126>Δ6-ELO遺伝子の発現が前記藻類の細胞内で促進され、Δ6-ELOの発現が促進されている、前記<125>項記載の形質転換体。
<127>Δ6-ELO遺伝子、又はΔ6-ELO遺伝子を含有する組換えベクターを含んでなる、前記<125>又は<126>項記載の形質転換体。
<128>Δ6-ELO遺伝子、又はΔ6-ELO遺伝子を含有する組換えベクターを、前記藻類に導入する、前記<72>~<124>のいずれか1項記載の形質転換体の作製方法。
<129>Δ6-ELO遺伝子を含有する組換えベクターを含む、前記<72>~<124>のいずれか1項記載の形質転換体の作製用キット。
<130>前記Δ6-ELOが前記タンパク質(Y)又は(Z)である、前記<72>~<129>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<131>前記タンパク質(Z)が、前記<64>で規定するタンパク質である、前記<131>項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<132>前記Δ6-ELO、好ましくは前記タンパク質(Y)又は(Z)をコードする遺伝子が、前記<65>又は<66>で規定する遺伝子である、前記<72>~<131>のいずれか1項記載の形質転換体、その作製方法、又は形質転換体の作製用キット。
<135>前記脂質が、炭素原子数22以上のPUFA又はその脂肪酸エステル化合物、好ましくはDPA及びDHA又はその脂肪酸エステル化合物、より好ましくはDHA又はその脂肪酸エステル化合物を含む、前記<134>項記載の使用。
(1)ゼオシン耐性遺伝子発現用プラスミドの構築
ゼオシン耐性遺伝子(配列番号44)、及び文献(Randor Radakovits, et al., Nature Communications, DOI:10.1038/ncomms1688, 2012)記載のナンノクロロプシス・ガディタナCCMP526株由来チューブリンプロモーター配列(配列番号49)を人工合成した。合成したDNA断片を鋳型として、表1に示すプライマー57(配列番号57)及びプライマー58(配列番号58)のプライマー対、並びにプライマー59(配列番号59)及びプライマー60(配列番号60)のプライマー対を用いてPCRを行い、ゼオシン耐性遺伝子及びチューブリンプロモーター配列をそれぞれ増幅した。また、ナンノクロロプシス・オセアニカ NIES2145株のゲノムを鋳型として、表1に示すプライマー61(配列番号61)及びプライマー62(配列番号62)のプライマー対を用いてPCRを行い、ヒートショックプロテインターミネーター配列(配列番号50)を増幅した。さらに、プラスミドベクターpUC19(タカラバイオ社製)を鋳型として、表1に示すプライマー63(配列番号63)及びプライマー64(配列番号64)のプライマー対を用いたPCRを行い、プラスミドベクターpUC19を増幅した。これら4つの増幅断片をそれぞれ制限酵素DpnI(東洋紡株式会社製)にて処理し、High Pure PCR Product Purification Kit(Roche Applied Science社製)を用いて精製した。その後、得られた4つの断片をIn-Fusion HD Cloning Kit(Clontech社製)を用いて融合し、ゼオシン耐性遺伝子発現用プラスミドを構築した。なお、本発現プラスミドは、チューブリンプロモーター配列、ゼオシン耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列の順に連結したインサート配列(ゼオシン耐性遺伝子発現カセット)とpUC19ベクター配列からなる。
ナンノクロロプシス・オセアニカNIES2145株の全RNAを抽出し、SuperScript(商標) III First-Strand Synthesis SuperMix for qRT-PCR(invitrogen社製)を用いて逆転写を行ってcDNAを得た。このcDNAを鋳型として、表1に示すプライマー65(配列番号65)及びプライマー66(配列番号66)のプライマー対を用いたPCRを行い、配列番号32の塩基配列からなる遺伝子断片(以降、NoACP1遺伝子とも記載)を取得した。
また、ナンノクロロプシス・オセアニカNIES2145株のゲノムを鋳型として、表1に示すプライマー67(配列番号67)及びプライマー68(配列番号68)のプライマー対、並びにプライマー69(配列番号69)及びプライマー70(配列番号70)のプライマー対をそれぞれ用いたPCRを行い、LDSPプロモーター配列(配列番号51)及びVCP1ターミネーター配列(配列番号52)を取得した。さらに、前記ゼオシン耐性遺伝子発現プラスミドを鋳型として、表1に示すプライマー71(配列番号71)及びプライマー64(配列番号64)のプライマー対を用いたPCRを行い、ゼオシン耐性遺伝子発現カセット及びpUC19配列からなる断片を増幅した。NoACP1遺伝子断片を、LDSPプロモーター断片、VCP1ターミネーター断片、ゼオシン耐性遺伝子発現カセット及びpUC19配列からなる断片と混和し、これら4つの増幅断片を、調製例1(1)と同様の方法にて融合してNoACP1遺伝子発現用プラスミドを構築した。なお、本発現プラスミドはLDSPプロモーター配列、NoACP1遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ゼオシン耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列の順で連結したインサート配列とpUC19ベクター配列からなる。
ナンノクロロプシス・オセアニカNIES2145株由来のcDNAを鋳型として、表1に示すプライマー75(配列番号75)及びプライマー76(配列番号76)のプライマー対、プライマー77(配列番号77)及びプライマー78(配列番号78)のプライマー対、プライマー79(配列番号79)及びプライマー80(配列番号80)のプライマー対、プライマー81(配列番号81)及びプライマー82(配列番号82)のプライマー対、並びにプライマー83(配列番号83)及びプライマー84(配列番号84)のプライマー対、をそれぞれ用いたPCR反応により、配列番号35の塩基配列からなる遺伝子(以降、「Δ12-DES遺伝子」ともいう)断片、配列番号37の塩基配列からなる遺伝子(以降、「Δ6-DES遺伝子」ともいう)断片、配列番号39の塩基配列からなる遺伝子(以降、「ω3-DES遺伝子」ともいう)断片、配列番号41の塩基配列からなる遺伝子(以降、「Δ9-DES遺伝子」ともいう)断片、配列番号43の塩基配列からなる遺伝子(以降、「Δ6-ELO遺伝子」ともいう)断片、をそれぞれ取得した。葉緑体移行シグナル連結ACP1遺伝子発現用プラスミドの構築方法と同様の方法で、各デサチュラーゼ遺伝子若しくはエロンガーゼ遺伝子断片と、LDSPプロモーター断片、VCP1ターミネーター断片、ゼオシン耐性遺伝子発現カセット並びにpUC19配列からなる断片を融合し、Δ12-DES遺伝子発現用プラスミド、Δ6-DES遺伝子発現用プラスミド、ω3-DES遺伝子発現用プラスミド、Δ9-DES遺伝子発現用プラスミド、Δ6-ELO遺伝子発現用プラスミド、をそれぞれ構築した。なお、本発現プラスミドはLDSPプロモーター配列、各デサチュラーゼ遺伝子若しくはエロンガーゼ遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ゼオシン耐性遺伝子、並びにヒートショックプロテインターミネーター配列の順で連結したインサート配列とpUC19ベクター配列からなる。
また、上記で構築したΔ12-DES遺伝子発現用プラスミド又はω3-DES遺伝子発現用プラスミドを鋳型として、表1に示すプライマー95(配列番号95)及びプライマー64(配列番号64)のプライマー対を用いたPCRを行い、Δ12-DES遺伝子発現カセット若しくはω3-DES遺伝子発現カセット、ゼオシン耐性遺伝子発現カセット並びにpUC19ベクターを含む断片をそれぞれ取得した。さらに、上記で構築したΔ6-DES遺伝子発現用プラスミド又はΔ9-DES遺伝子発現用プラスミドを鋳型として、表1に示すプライマー85(配列番号85)及びプライマー86(配列番号86)のプライマー対を用いたPCR、プライマー87(配列番号87)及びプライマー88(配列番号88)のプライマー対を用いたPCRをそれぞれ行い、Δ6-DES遺伝子断片及びΔ9-DES遺伝子断片を取得した。得られた断片を、ゼオシン耐性遺伝子発現用プラスミドの構築方法と同様の方法にて適宜融合し、Δ6-DES遺伝子+Δ12-DES遺伝子発現用プラスミド、及びΔ9-DES遺伝子+ω3-DES遺伝子発現用プラスミドを構築した。なお、本発現プラスミドはGSプロモーター配列、Δ6-DES遺伝子若しくはΔ9-DES遺伝子、LDSPターミネーター配列、LDSPプロモーター配列、Δ12-DES遺伝子若しくはω3-DES遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ゼオシン耐性遺伝子、並びにヒートショックプロテインターミネーター配列の順で連結したインサート配列とpUC19ベクター配列からなる。
ナンノクロロプシス・オセアニカNIES2145株のゲノムを鋳型として、表1に示すプライマー96(配列番号96)及びプライマー97(配列番号97)のプライマー対、プライマー98(配列番号98)及びプライマー99(配列番号99)のプライマー対を用いたPCRを行い、アシルキャリアープロテイン2(ACP2)プロモーター配列(配列番号55)及びΔ9-DESターミネーター配列(配列番号56)を取得した。また、上記で構築したΔ9-DES遺伝子+ω3-DES遺伝子発現用プラスミドを鋳型として、プライマー100(配列番号100)及びプライマー64(配列番号64)のプライマー対を用いたPCRを行い、Δ9-DES遺伝子+ω3-DES遺伝子発現カセット、ゼオシン耐性遺伝子発現カセット及びpUC19ベクターを含む断片を取得した。さらに、上記で構築したΔ6-ELO遺伝子発現用プラスミドを鋳型として、表1に示すプライマー89(配列番号89)及びプライマー90(配列番号90)のプライマー対を用いたPCRを行い、Δ6-ELO遺伝子断片を取得した。得られた断片を、ゼオシン耐性遺伝子発現用プラスミドの構築方法と同様の方法にて融合し、Δ6-ELO遺伝子+Δ9-DES遺伝子+ω3-DES遺伝子発現用プラスミドを構築した。なお、本発現プラスミドはACP2プロモーター配列、Δ6-ELO遺伝子、Δ9-DESターミネーター配列、GSプロモーター配列、Δ9-DES遺伝子、LDSPターミネーター配列、LDSPプロモーター配列、ω3-DES遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ゼオシン耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列の順で連結したインサート配列とpUC19ベクター配列からなる。
パロモマイシン耐性遺伝子(配列番号45)及びハイグロマイシン耐性遺伝子(配列番号46)を人工合成した。これらを鋳型として、表1に示すプライマー105(配列番号105)及びプライマー106(配列番号106)のプライマー対、プライマー107(配列番号107)及びプライマー108(配列番号108)のプライマー対を用いたPCRをそれぞれ行い、パロモマイシン耐性遺伝子断片及びハイグロマイシン耐性遺伝子断片を取得した。また、前記のΔ6-DES遺伝子+Δ12-DES遺伝子発現用プラスミド、Δ6-ELO遺伝子+Δ9-DES遺伝子+ω3-DES遺伝子発現用プラスミドをそれぞれ鋳型として、表1に示すプライマー60(配列番号60)及びプライマー61(配列番号61)のプライマー対を用いたPCRを行った。得られた断片を、ゼオシン耐性遺伝子発現用プラスミドの構築方法と同様の方法にて適宜融合し、Δ6-DES遺伝子+Δ12-DES遺伝子発現用プラスミド(パロモマイシン耐性)及びΔ6-ELO遺伝子+Δ9-DES遺伝子+ω3-DES遺伝子発現用プラスミド(ハイグロマイシン耐性)を構築した。
前記の葉緑体移行シグナル連結NoACP1遺伝子発現用プラスミド(ゼオシン耐性)、Δ6-DES遺伝子+Δ12-DES遺伝子発現用プラスミド(パロモマイシン耐性)、及びΔ6-ELO遺伝子+Δ9-DES遺伝子+ω3-DES遺伝子発現用プラスミド(ハイグロマイシン耐性)を鋳型として、表1に示すプライマー104(配列番号104)、並びにプライマー101(配列番号101)、プライマー102(配列番号102)若しくはプライマー103(配列番号103)のプライマー対を用いたPCRを行い、葉緑体移行シグナル連結NoACP1遺伝子発現用カセット(ゼオシン耐性)、Δ6-DES遺伝子+Δ12-DES遺伝子発現用カセット(パロモマイシン耐性)及びΔ6-ELO遺伝子+Δ9-DES遺伝子+ω3-DES遺伝子発現用カセット(ハイグロマイシン耐性)をそれぞれ取得した。なお、本発現用カセットは、鋳型とした発現用プラスミドのpUC19ベクター配列以外の配列からなる。増幅した断片を、High Pure PCR Product Purification Kit(Roche Applied Science社製)を用いて精製した。なお、精製の際の溶出には、キットに含まれる溶出バッファーではなく、滅菌水を用いた。
約1×109細胞のナンノクロロプシス・オセアニカNIES2145株を、384mMのソルビトール溶液で洗浄して塩を除去し、形質転換の宿主細胞として用いた。上記で増幅した葉緑体移行シグナル連結NoACP1遺伝子発現用カセット(ゼオシン耐性)を約500ngを宿主細胞に混和し、50μF、500Ω、2,200v/2mmの条件でエレクトロポレーションを行った。f/2液体培地(NaNO3 75mg、NaH2PO4・2H2O 6mg、ビタミンB12 0.5μg、ビオチン 0.5μg、チアミン 100μg、Na2SiO3・9H2O 10mg、Na2EDTA・2H2O 4.4mg、FeCl3・6H2O 3.16mg、CoSO4・7H2O 12μg、ZnSO4・7H2O 21μg、MnCl2・4H2O 180μg、CuSO4・5H2O 7μg、Na2MoO4・2H2O 7μg/人工海水1L)にて24時間回復培養を行った後に、2μg/mLのゼオシン含有f/2寒天培地に塗布し、25℃、0.3%CO2雰囲気下、12h/12h明暗条件にて2~3週間培養した。得られたコロニーの中から、葉緑体移行シグナル連結ACP1遺伝子発現用カセットを含む株を選抜した。
続いて、選抜した葉緑体移行シグナル連結ACP1遺伝子発現用カセット導入株を親株として、上記と同様の方法でΔ6-DES遺伝子+Δ12-DES遺伝子発現用カセット(パロモマイシン耐性)を導入した。なお、形質転換体の選抜は2μg/mLのゼオシン及び100μg/mLのパロモマイシン含有f/2寒天培地にて行った。得られたコロニーの中から、葉緑体移行シグナル連結ACP1遺伝子発現用カセット及びΔ6-DES遺伝子+Δ12-DES遺伝子発現用カセットを含む株を選抜した。
さらに、選抜した葉緑体移行シグナル連結ACP1遺伝子発現用カセット及びΔ6-DES遺伝子+Δ12-DES遺伝子発現用カセット導入株を親株として、上記と同様の方法でΔ6-ELO遺伝子+Δ9-DES遺伝子+ω3-DES遺伝子発現用カセット(ハイグロマイシン耐性)を導入した。なお、形質転換体の選抜は500μg/mLのハイグロマイシン含有f/2寒天培地にて行った。得られたコロニーの中から、葉緑体移行シグナル連結ACP1遺伝子発現用カセット、Δ6-DES遺伝子+Δ12-DES遺伝子発現用カセット、及びΔ6-ELO遺伝子+Δ9-DES遺伝子+ω3-DES遺伝子発現用カセットを含む株(以下、「EPA株」とも記載する)を選抜した。
ナンノクロロプシス・オセアニカNIES2145株(以下、「野生株」とも記載する)及びEPA株を、f/2培地の窒素濃度を5倍、リン濃度を5倍に増強した培地(以下、N5P5培地)20mLに播種し、25℃、0.3%CO2雰囲気下、12h/12h明暗条件にて5日間振盪培養し、前々培養液とした。96穴プレート及びInfinite M200 PRO (TECAN社)を用いて750nmにおける濁度(以降、「OD750」ともいう)を測定した。18mLのN5P5培地に対し、OD750が終濃度0.1になるように前々培養液を播種し、同条件にて5日間培養し、前培養液とした。同様にしてOD750が終濃度0.1になるように前培養液をN5P5培地18mLに播種し、同条件にて20日間の本培養を行った。
培養液0.25mLに、内部標準として1mg/mLのGlyceryl triheptadecanoate(シグマアルドリッチ社製)クロロホルム溶液を50μL添加後、0.5mLのクロロホルム及び1mLのメタノールを培養液に添加して激しく攪拌後10分間放置した。その後さらに、0.5mLのクロロホルム及び0.5mLの1.5%KClを添加して攪拌後、3,000rpmにて5分間間遠心分離を行い、パスツールピペットにてクロロホルム層(下層)を回収した。得られたクロロホルム層に窒素ガスを吹き付けて乾固し、50μLのクロロホルム及び0.5mLの14%三フッ化ホウ素溶液(シグマアルドリッチ社製)を添加し、80℃にて30分間恒温した。その後、ヘキサン0.5mL、飽和食塩水1mLを添加し激しく撹拌し、室温にて10分間放置後、上層であるヘキサン層を回収して脂肪酸エステルを得た。
分析装置:7890B(Agilent technology社製)
キャピラリーカラム:DB-WAX(10m×100μm×0.10μm、J&W Scientific社製)
移動相:ヘリウム
オーブン温度:100℃ 保持0.5分→100~250℃(20℃/min昇温)→250℃保持10分(ポストラン:1分)
注入口温度:300℃
注入方法:スプリット注入(スプリット比:25:1)
注入量:5μL
洗浄バイアル:メタノール
検出方法:FID
検出器温度:300℃
ガスクロマトグラフィー解析により得られた波形データのピーク面積より、各脂肪酸のメチルエステル量を定量した。各ピーク面積を、内部標準であるGlyceryl triheptadecanoate由来のC17脂肪酸メチルエステルのピーク面積と比較することで試料間の補正を行い、培養液1リットルあたりの各脂肪酸量を算出した。さらに、各脂肪酸量の総和を総脂肪酸量とし、総脂肪酸量に占める各脂肪酸量の割合を算出した。結果を表3に示す。それぞれの株について N=3で培養・脂質解析を行っており、その平均値と標準偏差を示した。
なお、以下の表において、「脂肪酸組成(%TFA)」は総脂肪酸の重量に対する各脂肪酸の重量を示す。また、「Cx:y」は、炭素原子数がxで二重結合数がyの脂肪酸を表す。
パブロバ・エスピー(Pavlova sp.)由来のΔ5-ELO(アミノ酸配列:配列番号3)をコードするΔ5-ELO遺伝子(塩基配列:配列番号1)について、コドン使用頻度をナンノクロロプシスに最適化した配列(配列番号2、以降「pavELO遺伝子」とも記載する。なお、配列番号2の塩基配列は、配列番号3のアミノ酸配列をコードする。)を人工合成した。合成したDNA断片を鋳型として、表2に示すプライマー109(配列番号109)及びプライマー110(配列番号110)のプライマー対を用いたPCRを行い、pavELO遺伝子断片を増幅した。また、前記NoACP1遺伝子発現用プラスミドを鋳型として、表2に示すプライマー145(配列番号145)及びプライマー146(配列番号146)のプライマー対を用いたPCRを行い、LDSPプロモーター配列、ゼオシン耐性遺伝子発現カセット(チューブリンプロモーター配列、ゼオシン耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列)、VCP1ターミネーター配列及びpUC19配列からなる断片を増幅した。得られた断片をpavELO遺伝子断片と混和し、ゼオシン耐性遺伝子発現用プラスミドの構築方法と同様の方法にて融合してpavELO遺伝子発現用プラスミド(ゼオシン耐性)を構築した。なお、本発現プラスミドはLDSPプロモーター配列、pavELO遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ゼオシン耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列の順で連結したインサート配列とpUC19ベクター配列からなる。
前記のpavELO遺伝子発現用プラスミド(ゼオシン耐性)を鋳型として、表2に示すプライマー149(配列番号149)及びプライマー150(配列番号150)のプライマー対を用いたPCRを行い、チューブリンプロモーター配列、pavELO遺伝子発現カセット(LDSPプロモーター配列、pavELO遺伝子、VCP1ターミネーター配列)、ヒートショックプロテインターミネーター配列及びpUC19配列からなる断片を増幅した。また、ビアラフォス耐性遺伝子(配列番号47)を人工合成し、合成したDNA断片を鋳型として表2に示すプライマー143(配列番号143)及びプライマー144(配列番号144)のプライマー対を用いたPCRを行い、ビアラフォス耐性遺伝子断片を増幅した。得られたビアラフォス耐性遺伝子断片を、前記にて作製したチューブリンプロモーター配列、pavELO遺伝子発現カセット(LDSPプロモーター配列、pavELO遺伝子、VCP1ターミネーター配列)、ヒートショックプロテインターミネーター配列及びpUC19配列からなる断片と連結し、pavELO遺伝子発現用プラスミド(ビアラフォス耐性)を構築した。なお、本発現プラスミドはLDSPプロモーター配列、pavELO遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ビアラフォス耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列の順で連結したインサート配列とpUC19ベクター配列からなる。
ピラミモナス・コルダタ由来のΔ5-ELO(アミノ酸配列:配列番号6)をコードするΔ5-ELO遺伝子(塩基配列:配列番号4)についてコドン使用頻度をナンノクロロプシスに最適化した配列(配列番号5、以降「PcELO遺伝子」とも記載する。なお、配列番号5の塩基配列は、配列番号6のアミノ酸配列をコードする。)、オストレオコッカス・タウリ由来のΔ5-ELO(アミノ酸配列:配列番号9)をコードするΔ5-ELO(遺伝子(塩基配列:配列番号7)についてコドン使用頻度をナンノクロロプシスに最適化した配列(配列番号8、以降「OtELO2遺伝子」とも記載する。なお、配列番号8の塩基配列は、配列番号9のアミノ酸配列をコードする。)、タラシオシーラ・シュードナナ由来のΔ5-ELO(アミノ酸配列:配列番号12)をコードするΔ5-ELO遺伝子(塩基配列:配列番号10)についてコドン使用頻度をナンノクロロプシスに最適化した配列(配列番号11、以降「TpELO2遺伝子」とも記載する。なお、配列番号11の塩基配列は、配列番号12のアミノ酸配列をコードする。)、フィスコミトレラ・パテンス由来のΔ5-ELO(アミノ酸配列:配列番号15)をコードするΔ5-ELO遺伝子(塩基配列:配列番号13)についてコドン使用頻度をナンノクロロプシスに最適化した配列(配列番号14、以降「PpELO1遺伝子」とも記載する。なお、配列番号14の塩基配列は、配列番号15のアミノ酸配列をコードする。)、マーチャンティア・ポリモーファ由来のΔ5-ELO(アミノ酸配列:配列番号18)をコードするΔ5-ELO遺伝子(塩基配列:配列番号16)についてコドン使用頻度をナンノクロロプシスに最適化した配列(配列番号17、以降「MpELO2遺伝子」とも記載する。なお、配列番号17の塩基配列は、配列番号18のアミノ酸配列をコードする。)、スラウストキトリウム・エスピー(Thraustochytrium sp.)FJN-10株由来のΔ5-ELO(アミノ酸配列:配列番号21)をコードするΔ5-ELO遺伝子(塩基配列:配列番号19)についてコドン使用頻度をナンノクロロプシスに最適化した配列(配列番号20、以降「FJNELO遺伝子」とも記載する。なお、配列番号20の塩基配列は、配列番号21のアミノ酸配列をコードする。)を、それぞれ人工合成した。合成したDNA断片を鋳型として、表2に示すプライマー113(配列番号113)及びプライマー114(配列番号114)のプライマー対、プライマー117(配列番号117)及びプライマー118(配列番号118)のプライマー対、プライマー121(配列番号121)及びプライマー122(配列番号122)のプライマー対、プライマー125(配列番号125)及びプライマー126(配列番号126)のプライマー対、プライマー129(配列番号129)及びプライマー130(配列番号130)のプライマー対、並びにプライマー133(配列番号133)及びプライマー134(配列番号134)のプライマー対を用いたPCRを行い、各種Δ5-ELO遺伝子断片をそれぞれ増幅した。
また、前記FJNELO遺伝子の合成DNA断片を鋳型として、表2に示すプライマー133(配列番号133)及びプライマー138(配列番号138)のプライマー対、プライマー134(配列番号134)及びプライマー137(配列番号137)のプライマー対を用いたPCRを行い、スラウストキトリウム・エスピー ATCC26185株由来のΔ5-ELO(アミノ酸配列:配列番号24)をコードするΔ5-ELO遺伝子(塩基配列:配列番号22)についてコドン使用頻度をナンノクロロプシスに最適化した配列(配列番号23、以降「ATCCELO遺伝子」とも記載する。なお、配列番号23の塩基配列は、配列番号24のアミノ酸配列をコードする。)の5’側及び3’側断片を増幅した。得られた各断片を、ゼオシン耐性遺伝子発現用プラスミドの構築方法と同様の方法にて融合し、ATCCELO遺伝子断片を得た。
また、前記pavELO遺伝子発現用プラスミド(ビアラフォス耐性)を鋳型として、表2に示すプライマー145(配列番号145)及びプライマー146(配列番号146)のプライマー対を用いたPCRを行い、LDSPプロモーター配列、ビアラフォス耐性遺伝子発現カセット(チューブリンプロモーター配列、ビアラフォス耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列)、VCP1ターミネーター配列及びpUC19配列からなる断片を増幅した。得られた断片と増幅した各種Δ5-ELO遺伝子断片とを、ゼオシン耐性遺伝子発現用プラスミドの構築方法と同様の方法にて適宜融合し、各種Δ5-ELO遺伝子発現用プラスミド(ビアラフォス耐性)をそれぞれ構築した。なお、本発現プラスミドはLDSPプロモーター配列、各種Δ5-ELO遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ビアラフォス耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列の順で連結したインサート配列とpUC19ベクター配列からなる。
前記の各種Δ5-ELO遺伝子発現用プラスミド(ビアラフォス耐性)を鋳型として、表2に示すプライマー151(配列番号151)及びプライマー153(配列番号153)のプライマー対を用いたPCRを行い、各種Δ5-ELO遺伝子発現用カセット(ビアラフォス耐性)をそれぞれ取得した。なお、本発現用カセットは、LDSPプロモーター配列、各種Δ5-ELO遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ビアラフォス耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列からなる。増幅した断片を用いて、前述の方法と同様の方法によりEPA株の形質転換を行った。なお、形質転換体の選抜は2μg/mLのゼオシン及び267μg/mLのビアラフォス含有f/2寒天培地にて行った。得られたコロニーの中から、各種Δ5-ELO遺伝子発現用カセットを含むものをそれぞれ選抜した。得られた形質転換体を、12穴プレート(IWAKI社製)に分注した3.3mLのN5P5培地に播種し、25℃、0.3%CO2雰囲気下、12h/12h明暗条件にて21日間振盪培養した。
前述の方法と同様の方法により、ナンノクロロプシスの培養液0.25mLから脂質の抽出及び脂肪酸エステルへの変換を行った。得られた脂肪酸エステルを前述の方法と同様の条件でガスクロマトグラフィー解析に供した。
なお、下記表4において、例えば「pavELO株」とあるのは、EPA株にpavELO遺伝子が導入された形質転換体を意味する。他の記載についても同様である。
一方で、EPA株にΔ5-ELO遺伝子を導入した形質転換体であっても、C22:6 (n-3)は検出されなかった。
パブロバ・ルテリ由来Δ4-DES(アミノ酸配列:配列番号27)をコードするΔ4-DES遺伝子(塩基配列:配列番号25)について、コドン使用頻度をナンノクロロプシスに最適化した配列(配列番号26、以降「PlDES1遺伝子」とも記載する。なお、配列番号26の塩基配列は、配列番号27のアミノ酸配列をコードする。)を人工合成した。合成したDNA断片を鋳型として、表2に示すプライマー139(配列番号139)及びプライマー140(配列番号140)のプライマー対を用いたPCRを行い、PlDES1遺伝子断片を増幅した。また、調製例2で作製したpavELO遺伝子発現用プラスミドを鋳型として、表2に示すプライマー111(配列番号111)及びプライマー112(配列番号112)のプライマー対を用いたPCRを行い、pavELO遺伝子断片を増幅した。さらに、調製例1で作製したΔ6-DES遺伝子+Δ12-DES遺伝子発現用プラスミドを鋳型として、表2に示すプライマー145(配列番号145)及びプライマー148(配列番号148)のプライマー対、並びにプライマー146(配列番号146)及びプライマー147(配列番号147)のプライマー対を用いたPCRを行い、GSプロモーター配列、ゼオシン耐性遺伝子発現カセット(チューブリンプロモーター配列、ゼオシン耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列)、VCP1ターミネーター配列及びpUC19配列からなる断片、並びにLDSPターミネーター配列及びLDSPプロモーター配列からなる断片をそれぞれ増幅した。得られた2種類の断片と、前記にて作製したPlDES1遺伝子断片及びpavELO遺伝子断片を調製例1と同様の方法にて融合し、pavELO遺伝子+PlDES1遺伝子発現用プラスミド(ゼオシン耐性)を構築した。なお、本発現プラスミドはGSプロモーター配列、pavELO遺伝子、LDSPターミネーター配列、LDSPプロモーター配列、PlDES1遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ゼオシン耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列の順で連結したインサート配列とpUC19ベクター配列からなる。
前記のpavELO遺伝子+PlDES1遺伝子発現用プラスミド(ゼオシン耐性)を鋳型として、表2に示すプライマー149(配列番号149)及びプライマー150(配列番号150)のプライマー対を用いたPCRを行い、チューブリンプロモーター配列、PlDES1遺伝子発現カセット(LDSPプロモーター配列、PlDES1遺伝子、VCP1ターミネーター配列)、pavELO遺伝子発現カセット(GSプロモーター配列、pavELO遺伝子、LDSPターミネーター配列)、ヒートショックプロテインターミネーター配列及びpUC19配列からなる断片を増幅した。得られた断片と、調製例2で作製したビアラフォス耐性遺伝子断片を調製例1と同様の方法にて融合し、pavELO遺伝子+PlDES1遺伝子発現用プラスミド(ビアラフォス耐性)を構築した。なお、本発現プラスミドはGSプロモーター配列、pavELO遺伝子、LDSPターミネーター配列、LDSPプロモーター配列、PlDES1遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ビアラフォス耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列の順で連結したインサート配列とpUC19ベクター配列からなる。
調製例2で作製したpavELO遺伝子以外のΔ5-ELO遺伝子発現用プラスミドを鋳型として、表2に示すプライマー115(配列番号115)及びプライマー116(配列番号116)のプライマー対、プライマー119(配列番号119)及びプライマー120(配列番号120)のプライマー対、プライマー123(配列番号123)及びプライマー124(配列番号124)のプライマー対、プライマー127(配列番号127)及びプライマー128(配列番号128)のプライマー対、プライマー131(配列番号131)及びプライマー132(配列番号132)のプライマー対、並びにプライマー135(配列番号135)及びプライマー136(配列番号136)のプライマー対を用いたPCRを行い、各種Δ5-ELO遺伝子断片をそれぞれ増幅した。
また、前記pavELO遺伝子+PlDES1遺伝子発現用プラスミド(ビアラフォス耐性)を鋳型として、表2に示すプライマー145(配列番号145)及びプライマー148(配列番号148)のプライマー対を用いたPCRを行い、GSプロモーター配列、ビアラフォス耐性遺伝子発現カセット(チューブリンプロモーター配列、ビアラフォス耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列)、VCP1ターミネーター配列及びpUC19配列からなる断片を増幅した。得られた断片を、前記にて作製した各種Δ5-ELO遺伝子断片、前記PlDES1遺伝子断片、並びにLDSPターミネーター配列及びLDSPプロモーター配列からなる断片を、調製例1と同様の方法にて融合し、各種Δ5-ELO遺伝子+PlDES1遺伝子発現用プラスミド(ビアラフォス耐性)を構築した。なお、本発現プラスミドはGSプロモーター配列、各種Δ5-ELO遺伝子、LDSPターミネーター配列、LDSPプロモーター配列、PlDES1遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ビアラフォス耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列の順で連結したインサート配列とpUC19ベクター配列からなる。
前記の各種Δ5-ELO遺伝子+PlDES1遺伝子発現用プラスミド(ビアラフォス耐性)を鋳型として、表2に示すプライマー152(配列番号152)及びプライマー153(配列番号153)のプライマー対を用いたPCRを行い、各種Δ5-ELO遺伝子+PlDES1遺伝子発現用カセット(ビアラフォス耐性)をそれぞれ取得した。なお、本発現用カセットは、GSプロモーター配列、各種Δ5-ELO遺伝子、LDSPターミネーター配列、LDSPプロモーター配列、PlDES1遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ビアラフォス耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列からなる。増幅した断片を用いて、調製例1と同様の方法によりEPA株の形質転換を行った。なお、形質転換体の選抜は2μg/mLのゼオシン及び267μg/mLのビアラフォス含有f/2寒天培地にて行った。得られたコロニーの中から、各種Δ5-ELO遺伝子+PlDES1遺伝子発現用カセットを含むものを選抜した。得られたコロニーを、24穴プレート(IWAKI社製)に分注した1.5~2mLのN5P5培地(267μg/mLのビアラフォス含有)に播種し、25℃、0.3%CO2雰囲気下、12h/12h明暗条件にて20日間振盪培養した。
調製例1と同様の方法により、ナンノクロロプシスの培養液0.25mLから脂質の抽出及び脂肪酸エステルへの変換を行った。得られた脂肪酸エステルを調製例1と同様の条件でガスクロマトグラフィー解析に供した。
なお、下記表5において、例えば「pavELO+PIDES1株」とあるのは、EPA株にpavELO遺伝子及びPIDES1遺伝子が導入された形質転換体を意味する。他の記載についても同様である。
EPA株及びDHA株(EPA株にTpELO2遺伝子+PlDES1遺伝子発現カセットを導入した表5中の「TpELO2+PlDES1株」)を50mLフラスコに分注した20mLのN5P5培地に播種し、25℃、0.3%CO2雰囲気下、12h/12h明暗条件にて14日間振盪培養した。調製例1と同様の方法により、ナンノクロロプシスの培養液0.25mLから脂質の抽出を行い、得られた脂質をTLC分画に供した。分画したそれぞれの脂質画分から脂質を回収し、脂肪酸エステルへの変換及びガスクロマトグラフィー解析に供した。また、別途ナンノクロロプシスの培養液0.25mLから脂質の抽出を行い、得られた脂質を脂肪酸エステルへの変換及びガスクロマトグラフィー解析に供した。
なお、以下の表において、「TAG」はトリアシルグリセロールを、「FFA」は遊離脂肪酸を、「DAG」はジアシルグリセロールを、「PL」は極性脂質を表す。
なお、以下の表において、「EPA株_TAG」、「EPA株_PL」はEPA株から抽出した脂質の「TAG」又は「PL」画分を、「DHA株_TAG」、「DHA株_PL」はDHA株から抽出した脂質の「TAG」又は「PL」画分を表す。
まず、実施例1で作製したPlDES1遺伝子断片及び調製例2で作製したLDSPプロモーター配列、ゼオシン耐性遺伝子発現カセット(チューブリンプロモーター配列、ゼオシン耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列)、VCP1ターミネーター配列及びpUC19配列からなる断片を連結し、PlDES1遺伝子発現用プラスミド(ゼオシン耐性)を構築した。なお、本発現プラスミドはLDSPプロモーター配列、PlDES1遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ゼオシン耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列の順で連結したインサート配列とpUC19ベクター配列からなる。
次に、前記にて作製したPlDES1遺伝子発現用プラスミド(ゼオシン耐性)を鋳型として、表2に示すプライマー149(配列番号149)及びプライマー150(配列番号150)のプライマー対を用いたPCRを行い、チューブリンプロモーター配列、PlDES1遺伝子発現カセット(LDSPプロモーター配列、PlDES1遺伝子、VCP1ターミネーター配列)、ヒートショックプロテインターミネーター配列及びpUC19配列からなる断片を増幅した。また、ブラストシジン耐性遺伝子(配列番号48)を人工合成し、合成したDNA断片を鋳型として表2に示すプライマー154(配列番号154)及びプライマー155(配列番号155)のプライマー対を用いたPCRを行い、ブラストシジン耐性遺伝子断片を増幅した。得られたブラストシジン耐性遺伝子断片を、前記にて作製したチューブリンプロモーター配列、PlDES1遺伝子発現カセット(LDSPプロモーター配列、PlDES1遺伝子、VCP1ターミネーター配列)、ヒートショックプロテインターミネーター配列及びpUC19配列からなる断片と連結し、PlDES1遺伝子発現用プラスミド(ブラストシジン耐性)を構築した。なお、本発現プラスミドはLDSPプロモーター配列、PlDES1遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ブラストシジン耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列の順で連結したインサート配列とpUC19ベクター配列からなる。
パブロバ・サリナ由来のΔ4-DES(アミノ酸配列:配列番号30)をコードするΔ4-DES遺伝子(塩基配列:配列番号28)についてコドン使用頻度をナンノクロロプシスに最適化した配列(配列番号29、以降「Psd4DES遺伝子」とも記載する。なお、配列番号29の塩基配列は、配列番号30のアミノ酸配列をコードする。)を人工合成した。合成したDNA断片を鋳型として、表2に示すプライマー141(配列番号141)及びプライマー142(配列番号142)のプライマー対を用いたPCRを行い、Psd4DES遺伝子断片を増幅した。
また、前記PlDES1遺伝子発現用プラスミド(ブラストシジン耐性)を鋳型として、表2に示すプライマー145(配列番号145)及びプライマー146(配列番号146)のプライマー対を用いたPCRを行い、LDSPプロモーター配列、ブラストシジン耐性遺伝子発現カセット(チューブリンプロモーター配列、ブラストシジン耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列)、VCP1ターミネーター配列及びpUC19配列からなる断片を増幅した。得られた断片と、前記にて作製したPsd4DES遺伝子断片を調製例1と同様の方法にて融合し、Psd4DES遺伝子発現用プラスミド(ブラストシジン耐性)を構築した。なお、本発現プラスミドはLDSPプロモーター配列、Psd4DES遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ブラストシジン耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列の順で連結したインサート配列とpUC19ベクター配列からなる。
前記各種Δ4-DES遺伝子発現用プラスミド(ブラストシジン耐性)を鋳型として、表2に示すプライマー151(配列番号151)及びプライマー153(配列番号153)のプライマー対を用いたPCRを行い、各種Δ4-DES遺伝子発現用カセット(ブラストシジン耐性)をそれぞれ取得した。なお、本発現用カセットは、LDSPプロモーター配列、各種Δ4-DES遺伝子、VCP1ターミネーター配列、チューブリンプロモーター配列、ブラストシジン耐性遺伝子、ヒートショックプロテインターミネーター配列からなる。増幅した断片を用いて調製例1と同様の方法により、調製例2で作製したDPA株(EPA株にPcELO遺伝子発現カセットを導入した表4中の「PcELO株」)の形質転換を行った。なお、形質転換体の選抜は2μg/mLのゼオシン及び40μg/mLのブラストシジン含有f/2寒天培地にて行った。得られたコロニーを、24穴プレート(IWAKI社製)に分注した1.5~2mLのN5P5培地(40μg/mLのブラストシジン含有)に播種し、25℃、0.3%CO2雰囲気下、12h/12h明暗条件にて21日間振盪培養した。
調製例1と同様の方法により、ナンノクロロプシスの培養液0.25mLから脂質の抽出及び脂肪酸エステルへの変換を行った。得られた脂肪酸エステルを調製例1と同様の条件でガスクロマトグラフィー解析に供した。
なお、下記表8において、例えば「PlDES1+PcELO株」とあるのは、DPA株にPlDES1遺伝子が導入された形質転換体を意味する。他の記載についても同様である。
Claims (12)
- Δ5-エロンガーゼ及びΔ4-デサチュラーゼの発現を促進させたナンノクロロプシス(Nannochloropsis)属に属する藻類を培養し、炭素原子数22の長鎖多価不飽和脂肪酸又はこれを構成成分とする脂質を生産させる、脂質の製造方法であって、
該Δ5-エロンガーゼが下記タンパク質(A)~(J)からなる群より選ばれる少なくとも1種のタンパク質である、脂質の製造方法。
(A)配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(B)前記タンパク質(A)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(C)配列番号9で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(D)前記タンパク質(C)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(E)配列番号12で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(F)前記タンパク質(E)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(G)配列番号15で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(H)前記タンパク質(G)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(I)配列番号18で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(J)前記タンパク質(I)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。 - Δ5-エロンガーゼ及びΔ4-デサチュラーゼの発現を促進させることにより、ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)属に属する藻類の細胞内で生産される炭素原子数22の長鎖多価不飽和脂肪酸又はこれを構成成分とする脂質の生産性を向上させる、脂質の生産性の向上方法であって、
該Δ5-エロンガーゼが下記タンパク質(A)~(J)からなる群より選ばれる少なくとも1種のタンパク質である、脂質の生産性の向上方法。
(A)配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(B)前記タンパク質(A)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(C)配列番号9で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(D)前記タンパク質(C)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(E)配列番号12で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(F)前記タンパク質(E)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(G)配列番号15で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(H)前記タンパク質(G)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(I)配列番号18で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(J)前記タンパク質(I)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。 - Δ5-エロンガーゼ及びΔ4-デサチュラーゼの発現を促進させ、ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)属に属する藻類の細胞内で生産される炭素原子数22の長鎖多価不飽和脂肪酸又はこれを構成成分とする脂質の生産性を向上させ、生産される全脂肪酸又は全脂質中の脂肪酸の組成を改変する、脂肪酸組成の改変方法であって、
該Δ5-エロンガーゼが下記タンパク質(A)~(J)からなる群より選ばれる少なくとも1種のタンパク質である、脂肪酸組成の改変方法。
(A)配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(B)前記タンパク質(A)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(C)配列番号9で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(D)前記タンパク質(C)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(E)配列番号12で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(F)前記タンパク質(E)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(G)配列番号15で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(H)前記タンパク質(G)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(I)配列番号18で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(J)前記タンパク質(I)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。 - 前記Δ4-デサチュラーゼが下記タンパク質(K)~(N)からなる群より選ばれる少なくとも1種のタンパク質である、請求項1~3のいずれか1項記載の方法。
(K)配列番号27で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(L)前記タンパク質(K)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ4-デサチュラーゼ活性を有するタンパク質。
(M)配列番号30で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(N)前記タンパク質(M)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ4-デサチュラーゼ活性を有するタンパク質。 - 前記ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)属に属する藻類において、アシルキャリアープロテイン、Δ12-デサチュラーゼ、Δ6-デサチュラーゼ、ω3-デサチュラーゼ、Δ9-デサチュラーゼ、及びΔ6-エロンガーゼからなる群より選ばれる少なくとも1種のタンパク質の発現が促進されている、請求項1~4のいずれか1項記載の方法。
- 前記ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)属に属する藻類が、ナンノクロロプシス・オセアニカ(Nannochloropsis oceanica)である、請求項1~5のいずれか1項記載の方法。
- 前記炭素原子数22の長鎖多価不飽和脂肪酸がドコサヘキサエン酸である、請求項1~6のいずれか1項記載の方法。
- 前記脂質が、トリアシルグリセロールを含む、請求項1~7のいずれか1項記載の方法。
- Δ5-エロンガーゼ及びΔ4-デサチュラーゼの発現が促進されている、ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)属に属する藻類の形質転換体であって、
該Δ5-エロンガーゼが下記タンパク質(A)~(J)からなる群より選ばれる少なくとも1種のタンパク質である、形質転換体。
(A)配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(B)前記タンパク質(A)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(C)配列番号9で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(D)前記タンパク質(C)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(E)配列番号12で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(F)前記タンパク質(E)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(G)配列番号15で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(H)前記タンパク質(G)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。
(I)配列番号18で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(J)前記タンパク質(I)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ5-エロンガーゼ活性を有するタンパク質。 - 前記Δ4-デサチュラーゼが下記タンパク質(K)~(N)からなる群より選ばれる少なくとも1種のタンパク質である、請求項9に記載の形質転換体。
(K)配列番号27で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(L)前記タンパク質(K)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ4-デサチュラーゼ活性を有するタンパク質。
(M)配列番号30で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質。
(N)前記タンパク質(M)のアミノ酸配列と同一性が90%以上のアミノ酸配列からなり、かつΔ4-デサチュラーゼ活性を有するタンパク質。 - 前記ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)属に属する藻類において、アシルキャリアープロテイン、Δ12-デサチュラーゼ、Δ6-デサチュラーゼ、ω3-デサチュラーゼ、Δ9-デサチュラーゼ、及びΔ6-エロンガーゼからなる群より選ばれる少なくとも1種のタンパク質の発現が促進されている、請求項9又は10に記載の形質転換体。
- 前記ナンノクロロプシス(Nannochloropsis)属に属する藻類が、ナンノクロロプシス・オセアニカ(Nannochloropsis oceanica)である、請求項9~11のいずれか1項記載の形質転換体。
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