(57)【要約】【課題】ポリイソプレノイドの生合成経路を全体として増強する方法を提供する。また、ポリイソプレノイドの生合成経路が全体として増強されたイソプレノイド産生植物、及び該イソプレノイド産生植物を用いたポリイソプレノイドの製造方法を提供する。【解決手段】ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ、イソペンテニル二リン酸イソメラーゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎからなる群より選択される少なくとも１種の蛋白質の発現を光応答転写因子により調整する方法に関する。【選択図】図１
2014011972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ、イソペンテニル二リン酸イソメラーゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎからなる群より選択される少なくとも１種の蛋白質の発現を光応答転写因子により調整する方法。
【請求項２】
前記光応答転写因子をコードする遺伝子を宿主に導入することにより、該宿主において、前記蛋白質の発現を調整する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記遺伝子が、以下の［１］又は［２］に記載のＤＮＡである請求項２に記載の方法。
［１］配列番号１，３，５のいずれかの配列番号で表される塩基配列からなるＤＮＡ
［２］配列番号１，３，５のいずれかの配列番号で表される塩基配列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、かつ転写因子活性を有する蛋白質をコードするＤＮＡ
【請求項４】
ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎからなる群より選択される少なくとも１種の蛋白質の発現を増強する方法である請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎの発現を増強する方法である請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記光応答転写因子が、以下の［１］〜［３］のいずれかに記載の蛋白質である請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
［１］配列番号２，４，６のいずれかの配列番号で表されるアミノ酸配列からなる蛋白質
［２］配列番号２，４，６のいずれかの配列番号で表されるアミノ酸配列において、１若しくは複数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、及び／又は付加を含む配列からなり、かつ転写因子活性を有する蛋白質
［３］配列番号２，４，６のいずれかの配列番号で表されるアミノ酸配列と８０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ転写因子活性を有する蛋白質
【請求項７】
前記宿主がイソプレノイド産生植物である請求項２又は３に記載の方法。
【請求項８】
光応答転写因子をコードする遺伝子が導入されたイソプレノイド産生植物。
【請求項９】
前記遺伝子が、以下の［１］又は［２］に記載のＤＮＡである請求項８に記載のイソプレノイド産生植物。
［１］配列番号１，３，５のいずれかの配列番号で表される塩基配列からなるＤＮＡ
［２］配列番号１，３，５のいずれかの配列番号で表される塩基配列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、かつ転写因子活性を有する蛋白質をコードするＤＮＡ
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のイソプレノイド産生植物を用いたポリイソプレノイドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の蛋白質の発現を光応答転写因子により調整する方法、光応答転写因子をコードする遺伝子が導入されたイソプレノイド産生植物、及び該イソプレノイド産生植物を用いたポリイソプレノイドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、工業用ゴム製品に用いられている天然ゴム（ポリイソプレノイドの１種）は、トウダイグサ科のパラゴムノキ（Ｈｅｖｅａ  ｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ）や桑科植物のインドゴムノキ（Ｆｉｃｕｓ  ｅｌａｓｔｉｃａ）などのゴム産生植物より採取することにより得られる。
【０００３】
現在、工業用ゴム製品に用いられている天然ゴムは、パラゴムノキをほぼ唯一の採取源としている。パラゴムノキは東南アジアや南米などの限られた地域でのみ生育可能な植物である。更に、パラゴムノキは、植樹からゴムの採取が可能な成木になるまでに７年程度を要し、また、天然ゴムを採取できる期間は２０〜３０年に限られる。今後、開発途上国を中心に天然ゴムの需要の増大が見込まれているが、上述の理由によりパラゴムノキによる天然ゴムの大幅な増産は困難である。そのため、天然ゴム資源の枯渇が懸念されており、パラゴムノキの成木以外の安定的な天然ゴムの供給源やパラゴムノキにおける天然ゴムの生産効率の改善が望まれている。
【０００４】
パラゴムノキでの天然ゴムの生産効率を改善する方法としては、例えば、より大量の天然ゴムを得るために、より大量のラテックスを採取する方法が挙げられる。具体的には、例えば、ゴムノキの幹に対してエチレンやＥｔｈｅｐｈｏｎ（２−クロロエチルホスホン酸）による刺激を加える方法、ジャスモン酸やジャスモン酸前駆体のリノレン酸等を配合したラノリンにより乳管分化を促進する方法がある（例えば、非特許文献１）。
【０００５】
しかし、エチレン刺激によるラテックスを増産する方法は、幹に対し長期的に使用し続けると樹皮割れが生じ易くなるおそれがある。また、エチレン刺激は、乳管からのラテックスの流出をより円滑にする方法であり、樹木のラテックス生産能力そのものを改善するものではなく、当該方法によるラテックスの増産には限界があり、十分ではない。
【０００６】
また、ジャスモン酸等を用いて乳管形成を促進し、乳管数を増大させることが可能であるが、タッピングによってラテックスを回収する際に、乳管から流出するラテックスが傷口で凝固し、生産されたラテックスを十分に回収できないという問題がある。
【０００７】
一方、植物においてイソプレノイド化合物の生合成を促進する方法としては、例えば、イソペンテニル二リン酸（ＩＰＰ）の生合成経路であるメバロン酸（ＭＶＡ）経路やＭＥＰ経路の遺伝子や、これらの経路の下流の遺伝子を過剰発現させる試みが行われている（非特許文献２，３）。
【０００８】
しかし、これらの方法では、上記経路に関与する特定の酵素の発現を増強するだけであるため、ポリイソプレノイドの生合成経路の一部しか増強されておらず、ポリイソプレノイドの生合成経路を全体として増強するものではないため、ポリイソプレノイドの生合成経路を全体として増強するという点では改善の余地がある。
【０００９】
一方、ポリイソプレノイドの生合成量は、光応答、傷害応答、冷温処理等によって変化することが知られている。しかしながら、どの転写因子がこれらの応答により活性化され、ポリイソプレノイドの生合成量を制御しているか具体的には分かっていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｈａｏ、他、Ａｎｎａｌｓ  ｏｆ  Ｂｏｔａｎｙ、  ２０００年、第８５巻、３７〜４３ページ
【非特許文献２】Ｌｅｏｎ，Ｐ．他、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２７６、２２９０１（２００１）
【非特許文献３】Ｂｏｔｅｌｌａ−Ｐａｖｉａ，Ｐ．他、Ｐｌａｎｔ．Ｊ．，４０，１８８（２００４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前記課題を解決し、ポリイソプレノイドの生合成経路を全体として増強する方法を提供することを目的とする。また、ポリイソプレノイドの生合成経路が全体として増強されたイソプレノイド産生植物、及び該イソプレノイド産生植物を用いたポリイソプレノイドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ、イソペンテニル二リン酸イソメラーゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎからなる群より選択される少なくとも１種の蛋白質の発現を光応答転写因子により調整する方法に関する。
【００１３】
上記方法においては、上記光応答転写因子をコードする遺伝子を宿主に導入することにより、該宿主において、上記蛋白質の発現を調整することが好ましい。
【００１４】
上記遺伝子が、以下の［１］又は［２］に記載のＤＮＡであることが好ましい。
［１］配列番号１，３，５のいずれかの配列番号で表される塩基配列からなるＤＮＡ
［２］配列番号１，３，５のいずれかの配列番号で表される塩基配列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、かつ転写因子活性を有する蛋白質をコードするＤＮＡ
【００１５】
上記方法が、ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎからなる群より選択される少なくとも１種の蛋白質の発現を増強する方法であることが好ましく、ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎの発現を増強する方法であることがより好ましい。
【００１６】
上記光応答転写因子が、以下の［１］〜［３］のいずれかに記載の蛋白質であることが好ましい。
［１］配列番号２，４，６のいずれかの配列番号で表されるアミノ酸配列からなる蛋白質
［２］配列番号２，４，６のいずれかの配列番号で表されるアミノ酸配列において、１若しくは複数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、及び／又は付加を含む配列からなり、かつ転写因子活性を有する蛋白質
［３］配列番号２，４，６のいずれかの配列番号で表されるアミノ酸配列と８０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ転写因子活性を有する蛋白質
【００１７】
上記宿主がイソプレノイド産生植物であることが好ましい。
【００１８】
本発明はまた、光応答転写因子をコードする遺伝子が導入されたイソプレノイド産生植物に関する。
【００１９】
上記遺伝子が、以下の［１］又は［２］に記載のＤＮＡであることが好ましい。
［１］配列番号１，３，５のいずれかの配列番号で表される塩基配列からなるＤＮＡ
［２］配列番号１，３，５のいずれかの配列番号で表される塩基配列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、かつ転写因子活性を有する蛋白質をコードするＤＮＡ
【００２０】
本発明はまた、上記イソプレノイド産生植物を用いたポリイソプレノイドの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の方法は、ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ、イソペンテニル二リン酸イソメラーゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎからなる群より選択される少なくとも１種の蛋白質の発現を光応答転写因子により調整する方法であるので、ポリイソプレノイドの生合成経路を全体として増強できる。また、本発明のイソプレノイド産生植物は、光応答転写因子をコードする遺伝子が導入されたイソプレノイド産生植物であるので、ポリイソプレノイドの生合成経路が全体として増強されており、該イソプレノイド産生植物を使用してポリイソプレノイドの製造を行うことにより、ポリイソプレノイドの製造量を増大できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ポリイソプレノイドの生合成経路の一部を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明者らは、ポリイソプレノイドの生合成経路を全体として増強するために、種々の検討を行った。ポリイソプレノイドの生合成経路の一部を図１に示す。ポリイソプレノイドの生合成経路のなかでも、重要物質の１つであるイソペンテニル二リン酸（ＩＰＰ）を生合成する経路として、メバロン酸（ＭＶＡ）経路（図１に記載のＣｙｔｏｓｏｌ  ＭＶＡ  ｐａｔｈｗａｙ）とＭＥＰ経路（図１に記載のＰｌａｓｔｉｄｉａｌ  ＤＸＰ  ｐａｔｈｗａｙ）の２種類の経路が知られている。
【００２４】
本発明者らは、ゴムラテックスにおいてＩＰＰを提供する一般的な経路であるという理由から、ＭＶＡ経路に着目し、図１の点線で囲った経路全体の増強、及びその下流の経路全体の増強を考慮して、ポリイソプレノイドの生合成経路に関与している様々な蛋白質の中から、重要な働きをしているのではないかと予想される複数の蛋白質を選定した。
【００２５】
具体的には、ＩＰＰ生合成経路のひとつであるＭＶＡ経路の律速段階であるヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ（ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼ）、ＩＰＰの異性化に関わるイソペンテニル二リン酸イソメラーゼ（ＩＰＰイソメラーゼ）、イソプレノイド化合物の鎖長伸張に関わるとされているｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ（ｃｉｓ型プレニルトランスフェラーゼ）、及びポリイソプレノイドの生合成に関与していることが知られているＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎ（ＳＲＰＰ）の４種の蛋白質を選定した。
【００２６】
本発明者らは、これら４種の蛋白質の発現を同時に制御するために、すなわち、これら４種の蛋白質の発現を包括的に制御するために、これら４種の蛋白質の発現を共通して制御可能な（包括的に制御可能な）転写因子の探索を行うこととした。具体的には、パラゴムノキの葉由来のこれら４種の蛋白質（ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼ、ＩＰＰイソメラーゼ、ＳＲＰＰのアミノ酸配列をそれぞれ配列表配列番号８，１０，１２，１４に示す）をコードする遺伝子（ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼ、ＩＰＰイソメラーゼ、ＳＲＰＰをコードする遺伝子の塩基配列をそれぞれ配列表配列番号７，９，１１，１３に示す）とそのプロモーター領域を含むＤＮＡ断片をクローニングした（詳細は実施例参照）。そして、得られたＤＮＡ断片の塩基配列を調査し、各蛋白質をコードする遺伝子のプロモーター領域の塩基配列を明らかにした。
【００２７】
更に、明らかにした４種のプロモーター領域の塩基配列について、植物プロモーター用解析データベース（Ａ  Ｄａｔｅｂａｓｅ  ｏｆ  Ｐｌａｎｔ  Ｃｉｓ−ａｃｔｉｎｇ  Ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ  ＤＮＡ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  （ＰＬＡＣＥ））を用いて解析を行った。解析の結果、光応答に関わる転写因子結合サイトが多く見つかり、特にＧＴ１（シロイヌナズナ（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ  ｔｈａｌｉａｎａ）由来のＧＴ１の塩基配列及びアミノ酸配列をそれぞれ配列表配列番号１，２に示す）が結合するＧＴ１ＣＯＮＳＥＮＳＵＳ配列（ＧＲＷＡＡＷ）は、調べた４つの遺伝子のうち３つの遺伝子（ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼ、ＩＰＰイソメラーゼ、ＳＲＰＰ）のプロモーター領域において共通して数が多かった。ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼでは見つかった転写因子結合配列の中で一番多く、ＩＰＰイソメラーゼ、ＳＲＰＰでは見つかった転写因子結合配列の中で２番目に多かった。
【００２８】
この解析結果より、光応答転写因子であるＧＴ１が、４種の蛋白質の発現を共通して制御可能な転写因子であること、すなわち、光応答転写因子であるＧＴ１が、ポリイソプレノイドの生合成経路を全体として制御可能な転写因子であることが強く示唆された。そして、酵母を使用して確認試験を行ったところ、ＧＴ１だけではなく、ＧＴ１と同じく光応答転写因子であるＧＴＬ１（シロイヌナズナ由来のＧＴＬ１の塩基配列及びアミノ酸配列をそれぞれ配列表配列番号３，４に示す）、ＧＴ２（シロイヌナズナ由来のＧＴ２の塩基配列及びアミノ酸配列をそれぞれ配列表配列番号５，６に示す）を使用しても上記４種の蛋白質の発現を増強できることを確認した。
【００２９】
このように、本発明者らは、ＧＴ１等の光応答転写因子が、ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼ、ＩＰＰイソメラーゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳＲＰＰの発現を包括的に増強可能な転写因子であり、ポリイソプレノイドの生合成経路を全体として増強可能な転写因子であることを発見した。そして、ＧＴ１等の光応答転写因子により、ポリイソプレノイドの生合成経路を全体として増強することが可能であり、光応答転写因子をコードする遺伝子をイソプレノイド産生植物に導入し、該イソプレノイド産生植物を使用してポリイソプレノイドの製造を行うことにより、ポリイソプレノイドの製造量を増大できることを見出した。
【００３０】
なお、本来ならば、ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳＲＰＰの発現を増強し、ＩＰＰイソメラーゼの発現を抑制することが望ましいが、ＧＴ１等の光応答転写因子により、ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳＲＰＰの発現だけではなく、ＩＰＰイソメラーゼの発現も増強されてしまうが、ポリイソプレノイドの生合成経路が全体的に増強されることにより、良好にポリイソプレノイドの製造量を増大できる。
【００３１】
なお、本明細書において、ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ（ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼ）は、メバロン酸経路の律速酵素の一つであり、ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ  （ＮＡＤＰＨ）（ＥＣ  １．１．１．３４）とヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ（ＥＣ  １．１．１．８８）の両方を含む。
また、本明細書において、イソペンテニル二リン酸イソメラーゼ（ＩＰＰイソメラーゼ）は、イソペンテニル二リン酸（ＩＰＰ）と、その異性体であるジメチルアリル二リン酸（ＤＭＡＰＰ）の間の異性化反応を触媒する酵素である。
また、本明細書において、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ（ｃｉｓ型プレニルトランスフェラーゼ）は、イソプレノイド化合物の鎖長をｃｉｓ型に延長する反応を触媒する酵素である。
また、本明細書において、Ｓｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎ（ＳＲＰＰ）は、パラゴムノキ（Ｈｅｖｅａ  ｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ）等のラテックスに存在する直径１０μｍ以下の小さなゴム粒子に結合するゴム小粒子結合蛋白質のことである。
【００３２】
本発明の方法は、ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ、イソペンテニル二リン酸イソメラーゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎからなる群より選択される少なくとも１種の蛋白質の発現を光応答転写因子により調整する方法である。
【００３３】
光応答転写因子としては、光応答により活性化される転写因子であれば特に限定されず、例えば、ＧＴ１（シロイヌナズナ由来のＧＴ１の塩基配列及びアミノ酸配列をそれぞれ配列表配列番号１，２に示す）、ＧＴＬ１（シロイヌナズナ由来のＧＴＬ１の塩基配列及びアミノ酸配列をそれぞれ配列表配列番号３，４に示す）、ＧＴ２（シロイヌナズナ由来のＧＴ２の塩基配列及びアミノ酸配列をそれぞれ配列表配列番号５，６に示す）、これらＧＴ  ｆａｍｉｌｙの転写因子のほか、Ｇ−Ｂｏｘ−Ｂｉｎｄｉｎｇ  Ｆａｃｏｒｓ、ＴＧＡＣＧ−Ｂｉｎｄｉｎｇ  Ｐｒｏｔｅｉｎｓ、１−Ｂｏｘ−Ｂｉｎｄｉｎｇ  Ｐｒｏｔｅｉｎｓ、ＡＴ−Ｒｉｃｈ−Ｂｉｎｄｉｎｇ  Ｐｒｏｔｅｉｎｓ、Ｂｏｘ  Ｏｎｅ  Ｆａｃｔｏｒｓに含まれる転写因子等が挙げられる。
なお、本明細書において、転写因子とは、遺伝子の転写量を増加もしくは減少させる活性を有するタンパク質のことを言う。
【００３４】
光応答転写因子は、その由来は特に限定されないが、パラゴムノキ、ノゲシ、グアユール、ロシアンタンポポ、又は、シロイヌナズナ由来の転写因子であることが好ましい。
【００３５】
（光応答転写因子のアミノ酸配列）
光応答転写因子の具体例としては、下記［１］が挙げられる。
［１］配列番号２，４，６のいずれかの配列番号で表されるアミノ酸配列からなる蛋白質
【００３６】
また、転写因子は、元のアミノ酸配列において、１若しくは複数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、又は付加を含む場合であっても転写因子活性を有する場合があることが知られている。従って、光応答転写因子の具体例としては、下記［２］も挙げられる。
［２］配列番号２，４，６のいずれかの配列番号で表されるアミノ酸配列において、１若しくは複数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、及び／又は付加を含む配列からなり、かつ転写因子活性を有する蛋白質
ここで、本明細書において、転写因子活性とは、ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ、イソペンテニル二リン酸イソメラーゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎからなる群より選択される少なくとも１種の蛋白質をコードする遺伝子の転写量を増加もしくは減少させる活性をいう。
【００３７】
なお、転写因子活性を維持するためには、配列番号２で表されるアミノ酸配列において、好ましくは１若しくは複数個のアミノ酸、より好ましくは１〜８１個のアミノ酸、更に好ましくは１〜６１個のアミノ酸、特に好ましくは１〜４０個のアミノ酸、最も好ましくは１〜２０個のアミノ酸、より最も好ましくは１〜８個のアミノ酸、更に最も好ましくは１〜４個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、及び／又は付加を含むアミノ酸配列であることが好ましい。
【００３８】
また、転写因子活性を維持するためには、配列番号４で表されるアミノ酸配列において、好ましくは１若しくは複数個のアミノ酸、より好ましくは１〜１３４個のアミノ酸、更に好ましくは１〜１００個のアミノ酸、特に好ましくは１〜６７個のアミノ酸、最も好ましくは１〜３３個のアミノ酸、より最も好ましくは１〜１３個のアミノ酸、更に最も好ましくは１〜７個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、及び／又は付加を含むアミノ酸配列であることが好ましい。
【００３９】
また、転写因子活性を維持するためには、配列番号６で表されるアミノ酸配列において、好ましくは１若しくは複数個のアミノ酸、より好ましくは１〜１１５個のアミノ酸、更に好ましくは１〜８６個のアミノ酸、特に好ましくは１〜５８個のアミノ酸、最も好ましくは１〜２９個のアミノ酸、より最も好ましくは１〜１２個のアミノ酸、更に最も好ましくは１〜６個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、及び／又は付加を含むアミノ酸配列であることが好ましい。
【００４０】
アミノ酸置換の例としては、保存的置換が好ましく、具体的には以下のカッコ内のグループ内での置換が挙げられる。例えば、（グリシン、アラニン）（バリン、イソロイシン、ロイシン）（アスパラギン酸、グルタミン酸）（アスパラギン、グルタミン）（セリン、トレオニン）（リジン、アルギニン）（フェニルアラニン、チロシン）である。
【００４１】
なお、アミノ酸の置換、欠失、挿入、及び／又は付加は、光応答転写因子としての活性ドメイン、および転写因子結合サイトへの結合ドメインその他の転写因子活性に重要な部分以外の領域に導入されることが好ましい。そのようなドメインは、既知の光応答転写因子との相同性解析から当業者は適宜決定することができる。
【００４２】
また、転写因子のアミノ酸配列と配列同一性の高いアミノ酸配列を有する蛋白質も同様の活性を有する場合があることが知られている。従って、光応答転写因子の具体例としては、下記［３］も挙げられる。
［３］配列番号２，４，６のいずれかの配列番号で表されるアミノ酸配列と８０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ転写因子活性を有する蛋白質
【００４３】
なお、転写因子活性を維持するためには、配列番号２，４，６のいずれかの配列番号で表されるアミノ酸配列との配列同一性は、好ましくは８５％以上、より好ましくは９０％以上、更に好ましくは９５％以上、特に好ましくは９８％以上、最も好ましくは９９％以上である。
【００４４】
アミノ酸配列や塩基配列の配列同一性は、Ｋａｒｌｉｎ  ａｎｄ  ＡｌｔｓｃｈｕｌによるアルゴリズムＢＬＡＳＴ［Ｐｒｏ．  Ｎａｔｌ．  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  ＵＳＡ，  ９０，  ５８７３（１９９３）］やＦＡＳＴＡ［Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｅｎｚｙｍｏｌ．，  １８３，  ６３  （１９９０）］を用いて決定することができる。
【００４５】
転写因子活性を有する蛋白質であることを確認する方法としては、例えば、従来公知の方法である、ゲルシフトアッセイや、β-ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、若しくはＧＦＰ（Ｇｒｅｅｎ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｉｎ）をレポーター遺伝子としたレポーターアッセイ等により確認する方法が挙げられる。
【００４６】
なお、光応答転写因子としては、
［１−１］配列番号２，４のいずれかの配列番号で表されるアミノ酸配列からなる蛋白質
［２−１］配列番号２，４のいずれかの配列番号で表されるアミノ酸配列において、１若しくは複数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、及び／又は付加を含む配列からなり、かつ転写因子活性を有する蛋白質
［３−１］配列番号２，４のいずれかの配列番号で表されるアミノ酸配列と８０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ転写因子活性を有する蛋白質
のいずれかであることが好ましく、
［１−２］配列番号２で表されるアミノ酸配列からなる蛋白質
［２−２］配列番号２で表されるアミノ酸配列において、１若しくは複数個のアミノ酸の置換、欠失、挿入、及び／又は付加を含む配列からなり、かつ転写因子活性を有する蛋白質
［３−２］配列番号２で表されるアミノ酸配列と８０％以上の配列同一性を有するアミノ酸配列からなり、かつ転写因子活性を有する蛋白質
のいずれかであることがより好ましい。
【００４７】
（光応答転写因子をコードするＤＮＡ）
また、光応答転写因子をコードするＤＮＡとしては、下記［１］又は［２］が挙げられる。
［１］配列番号１，３，５のいずれかの配列番号で表される塩基配列からなるＤＮＡ
［２］配列番号１，３，５のいずれかの配列番号で表される塩基配列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、かつ転写因子活性を有する蛋白質をコードするＤＮＡ
【００４８】
ここでいう「ハイブリダイズする」とは、特定の塩基配列を有するＤＮＡまたは該ＤＮＡの一部にＤＮＡがハイブリダイズする工程である。したがって、該特定の塩基配列を有するＤＮＡまたは該ＤＮＡの一部の塩基配列は、ノーザンまたはサザンブロット解析のプローブとして有用であるか、またはＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）解析のオリゴヌクレオチドプライマーとして使用できる長さのＤＮＡであってもよい。プローブとして用いるＤＮＡとしては、少なくとも１００塩基以上、好ましくは２００塩基以上、より好ましくは５００塩基以上のＤＮＡをあげることができるが、少なくとも１０塩基以上、好ましくは１５塩基以上のＤＮＡであってもよい。
【００４９】
ＤＮＡのハイブリダイゼーション実験の方法はよく知られており、例えばモレキュラー・クローニング第２版、第３版（２００１年）、Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｇｅｎｅｒａｌ  ａｎｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ，  ＡＳＭ  Ｐｒｅｓｓ（１９９４）、Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｍａｎｕａｌ，  Ａｃａｄｅｍｉｃ  ｐｒｅｓｓ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ）に記載の他、多数の他の標準的な教科書に従ってハイブリダイゼーションの条件を決定し、実験を行うことができる。
【００５０】
上記のストリンジェントな条件とは、例えばＤＮＡを固定化したフィルターとプローブＤＮＡとを５０％ホルムアミド、５×ＳＳＣ（７５０ｍＭの塩化ナトリウム、７５ｍＭのクエン酸ナトリウム）、５０ｍＭのリン酸ナトリウム（ｐＨ７．６）、５×デンハルト溶液、１０％の硫酸デキストラン、および２０μｇ／ｌの変性させたサケ精子ＤＮＡを含む溶液中で４２℃で一晩、インキュベートした後、例えば約６５℃の０．２×ＳＳＣ溶液中で該フィルターを洗浄する条件をあげることができるが、より低いストリンジェント条件を用いることもできる。ストリンジェンな条件の変更は、ホルムアミドの濃度調整（ホルムアミドの濃度を下げるほど低ストリンジェントになる）、塩濃度および温度条件の変更により可能である。低ストリンジェント条件としては、例えば６×ＳＳＣＥ（２０×ＳＳＣＥは、３ｍｏｌ／ｌの塩化ナトリウム、０．２ｍｏｌ／ｌのリン酸二水素ナトリウム、０．０２ｍｏｌ／ｌのＥＤＴＡ、ｐＨ７．４）、０．５％のＳＤＳ、３０％のホルムアミド、１００μｇ／ｌの変性させたサケ精子ＤＮＡを含む溶液中で、３７℃で一晩インキュベートした後、５０℃の１×ＳＳＣ、０．１％ＳＤＳ溶液を用いて洗浄する条件をあげることができる。また、さらに低いストリンジェントな条件としては、上記した低ストリンジェント条件において、高塩濃度（例えば５×ＳＳＣ）の溶液を用いてハイブリダイゼーションを行った後、洗浄する条件をあげることができる。
【００５１】
上記した様々な条件は、ハイブリダイゼーション実験のバックグラウンドを抑えるために用いるブロッキング試薬を添加、または変更することにより設定することもできる。上記したブロッキング試薬の添加は、条件を適合させるために、ハイブリダイゼーション条件の変更を伴ってもよい。
【００５２】
上記したストリンジェントな条件下でハイブリダイズ可能なＤＮＡとしては、例えばＢＬＡＳＴおよびＦＡＳＴＡ等のプログラムを用いて、上記パラメータに基づいて計算したときに、配列番号１，３，５のいずれかの配列番号で表される塩基配列と少なくとも８０％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上、さらに好ましくは９８％以上、特に好ましくは９９％以上の配列同一性を有する塩基配列からなるＤＮＡをあげることができる。
【００５３】
上記したＤＮＡとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするＤＮＡが、転写因子活性を有する蛋白質をコードするＤＮＡであることを確認する方法としては、例えば、従来公知の方法である、ゲルシフトアッセイや、β-ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、若しくはＧＦＰ（Ｇｒｅｅｎ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｉｎ）をレポーター遺伝子としたレポーターアッセイ等により確認する方法が挙げられる。
【００５４】
なお、光応答転写因子をコードするＤＮＡとしては、
［１−１］配列番号１，３のいずれかの配列番号で表される塩基配列からなるＤＮＡ
［２−１］配列番号１，３のいずれかの配列番号で表される塩基配列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、かつ転写因子活性を有する蛋白質をコードするＤＮＡ
のいずれかであることが好ましく、
［１−１］配列番号１で表される塩基配列からなるＤＮＡ
［２−１］配列番号１で表される塩基配列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、かつ転写因子活性を有する蛋白質をコードするＤＮＡ
のいずれかであることがより好ましい。
【００５５】
なお、光応答転写因子及び該光応答転写因子をコードするＤＮＡは、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ，  Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ，  Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，  Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ  （１９８９）、Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，  Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ  （１９８７−１９９７）、Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，  １０，  ６４８７（１９８２）、Ｐｒｏｃ．  Ｎａｔｌ．  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  ＵＳＡ，  ７９，  ６４０９（１９８２）  、Ｇｅｎｅ，  ３４，  ３１５  （１９８５）  、Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，  １３，  ４４３１  （１９８５）  、Ｐｒｏｃ．  Ｎａｔｌ．  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  ＵＳＡ，  ８２，  ４８８  （１９８５）  等に記載の部位特異的変異導入法を用いて、例えば配列番号１，３，５のいずれかの配列番号で表される塩基配列（シロイヌナズナ由来のＧＴ１の塩基配列、シロイヌナズナ由来のＧＴＬ１の塩基配列、又はシロイヌナズナ由来のＧＴ２の塩基配列）に部位特異的変異を導入することにより、取得することができる。
【００５６】
（形質転換体）
光応答転写因子をコードする遺伝子を宿主に導入することにより、光応答転写因子を発現するように形質転換された生物体（形質転換体）が得られる。そして、当該形質転換体では、光応答転写因子が発現することにより、ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ、イソペンテニル二リン酸イソメラーゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎからなる群より選択される少なくとも１種の蛋白質（好ましくは、ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎからなる群より選択される少なくとも１種の蛋白質）の発現が調整（増強）される。
具体的には、ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ、イソペンテニル二リン酸イソメラーゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎの４種の蛋白質（好ましくは、ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎの３種の蛋白質）の発現が包括的に増強される。その結果、ポリイソプレノイドの生合成経路が全体として増強され、形質転換体においてポリイソプレノイドの製造量を増大できる。
【００５７】
次に、光応答転写因子を発現するように形質転換された生物体（形質転換体）の作製方法について簡単に説明する。ここでは、主として上記光応答転写因子を発現するように形質転換された形質転換体の作製方法について簡単に説明する。このような形質転換体は、導入したい光応答転写因子をコードする遺伝子が決まれば、従来公知の方法により作製することができる。
【００５８】
具体的には、例えば、適当な発現ベクターのプロモーターの下流に、配列番号１，３，５のいずれかの配列番号で表される塩基配列（シロイヌナズナ由来のＧＴ１の塩基配列、シロイヌナズナ由来のＧＴＬ１の塩基配列、又はシロイヌナズナ由来のＧＴ２の塩基配列）を含むＤＮＡを適当な制限酵素等を用いて挿入し、組換え体ＤＮＡを作製する。そして、該組換え体ＤＮＡを該発現ベクターに適合した宿主細胞に導入することにより、形質転換体を得ることができる。
【００５９】
また、上記説明では、配列番号１，３，５のいずれかの配列番号で表される塩基配列（シロイヌナズナ由来のＧＴ１の塩基配列、シロイヌナズナ由来のＧＴＬ１の塩基配列、又はシロイヌナズナ由来のＧＴ２の塩基配列）を含むＤＮＡを用いる場合について説明したが、シロイヌナズナ由来の他の光応答転写因子、又はシロイヌナズナ以外の生物由来の光応答転写因子をコードするＤＮＡを用いてもよい。この場合には、公知の手法により、例えば、配列番号１で表される塩基配列の一部をプローブとして用いて、スクリーニングすることにより、光応答転写因子をコードするＤＮＡを特定し、単離すればよい。ＤＮＡ分子をプローブとして用いて、目的とするＤＮＡ分子を単離する方法については、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ，２ｎｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  ｐｒｅｓｓ（１９８９）等に記載されている。また、上記ＤＮＡに変異を導入したＤＮＡを用いてもよい。
【００６０】
宿主（宿主細胞）としては、微生物、酵母、動物細胞、昆虫細胞等、植物細胞等、目的とする遺伝子を発現できるものであればいずれも用いることができるが、現状では、ポリイソプレノイドを生合成できる生物は、植物（イソプレノイド産生植物）だけであることから、宿主としては植物（イソプレノイド産生植物）が好ましく、宿主細胞としては植物細胞（イソプレノイド産生植物の植物細胞）が好ましい。なお、今後の技術の発展に伴い、植物細胞以外においてもポリイソプレノイドを生合成できるようになった場合には、当該細胞にも好適に上述の光応答転写因子をコードする遺伝子を導入することが可能である。
【００６１】
イソプレノイド産生植物としては、イソプレノイドを産生可能な植物であれば特に限定されず、例えば、パラゴムノキ（Ｈｅｖｅａ  ｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ）等のＨｅｖｅａ属；ノゲシ（Ｓｏｎｃｈｕｓ  ｏｌｅｒａｃｅｕｓ）、オニノゲシ（Ｓｏｎｃｈｕｓ  ａｓｐｅｒ）、ハチジョウナ（Ｓｏｎｃｈｕｓ  ｂｒａｃｈｙｏｔｕｓ）等のＳｏｎｃｈｕｓ属；セイタカアワダチソウ（Ｓｏｌｉｄａｇｏ  ａｌｔｉｓｓｉｍａ）、アキノキリンソウ（Ｓｏｌｉｄａｇｏ  ｖｉｒｇａｕｒｅａ  ｓｕｂｓｐ．  ａｓｉａｔｉｃａ）、ミヤマアキノキリンソウ（Ｓｏｌｉｄａｇｏ  ｖｉｒｇａｕｒｅａ  ｓｕｂｓｐ．  ｌｅｉｐｃａｒｐａ）、キリガミネアキノキリンソウ（Ｓｏｌｉｄａｇｏ  ｖｉｒｇａｕｒｅａ  ｓｕｂｓｐ．  ｌｅｉｐｃａｒｐａｆ．  ｐａｌｕｄｏｓａ）、オオアキノキリンソウ（Ｓｏｌｉｄａｇｏ  ｖｉｒｇａｕｒｅａ  ｓｕｂｓｐ．  ｇｉｇａｎｔｅａ）、オオアワダチソウ（Ｓｏｌｉｄａｇｏ  ｇｉｇａｎｔｅａ  Ａｉｔ．  ｖａｒ．  ｌｅｉｏｐｈｙｌｌａ  Ｆｅｒｎａｌｄ）等のＳｏｌｉｄａｇｏ属；ヒマワリ（Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ  ａｎｎｕｕｓ）、シロタエヒマワリ（Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ  ａｒｇｏｐｈｙｌｌｕｓ）、ヘリアンサス・アトロルベンス（Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ  ａｔｒｏｒｕｂｅｎｓ）、ヒメヒマワリ（Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ  ｄｅｂｉｌｉｓ）、コヒマワリ（Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ  ｄｅｃａｐｅｔａｌｕｓ）、ジャイアントサンフラワー（Ｈｅｌｉａｎｔｈｕｓ  ｇｉｇａｎｔｅｕｓ）等のＨｅｌｉａｎｔｈｕｓ属；タンポポ（Ｔａｒａｘａｃｕｍ）、エゾタンポポ（Ｔａｒａｘａｃｕｍ  ｖｅｎｕｓｔｕｍ  Ｈ．Ｋｏｉｄｚ）、シナノタンポポ（Ｔａｒａｘａｃｕｍ  ｈｏｎｄｏｅｎｓｅ  Ｎａｋａｉ）、カントウタンポポ（Ｔａｒａｘａｃｕｍ  ｐｌａｔｙｃａｒｐｕｍ  Ｄａｈｌｓｔ）、カンサイタンポポ（Ｔａｒａｘａｃｕｍ  ｊａｐｏｎｉｃｕｍ）、セイヨウタンポポ（Ｔａｒａｘａｃｕｍ  ｏｆｆｉｃｉｎａｌｅ  Ｗｅｂｅｒ）、ロシアンタンポポ（Ｔａｒａｘａｃｕｍ  ｋｏｋｓａｇｈｙｚ）等のＴａｒａｘａｃｕｍ属；イチジク（Ｆｉｃｕｓ  ｃａｒｉｃａ）、インドゴムノキ（Ｆｉｃｕｓ  ｅｌａｓｔｉｃａ）、オオイタビ（Ｆｉｃｕｓ  ｐｕｍｉｌａ  Ｌ．）、イヌビワ（Ｆｉｃｕｓ  ｅｒｅｃｔａ  Ｔｈｕｍｂ．）、ホソバムクイヌビワ（Ｆｉｃｕｓ  ａｍｐｅｌａｓ  Ｂｕｒｍ．ｆ．）、コウトウイヌビワ（Ｆｉｃｕｓ  ｂｅｎｇｕｅｔｅｎｓｉｓ  Ｍｅｒｒ．）、ムクイヌビワ（Ｆｉｃｕｓ  ｉｒｉｓａｎａ  Ｅｌｍ．）、ガジュマル（Ｆｉｃｕｓ  ｍｉｃｒｏｃａｒｐａ  Ｌ．ｆ．）、オオバイヌビワ（Ｆｉｃｕｓ  ｓｅｐｔｉｃａ  Ｂｕｒｍ．ｆ．）、ベンガルボダイジュ（Ｆｉｃｕｓ  ｂｅｎｇｈａｌｅｎｓｉｓ）等のＦｉｃｕｓ属；グアユール（Ｐａｒｔｈｅｎｉｕｍ  ａｒｇｅｎｔａｔｕｍ）、アメリカブクリョウサイ（Ｐａｒｔｈｅｎｉｕｍ  ｈｙｓｔｅｒｏｐｈｏｒｕｓ）、ブタクサ（Ｐａｒｔｈｅｎｉｕｍ  ｈｙｓｔｅｒｏｐｈｏｒｕｓ）等のＰａｒｔｈｅｎｉｕｍ属；レタス（Ｌａｃｔｕｃａ  ｓｅｒｒｉｏｌａ）、ベンガルボダイジュ等が挙げられる。なかでも、Ｈｅｖｅａ属、Ｓｏｎｃｈｕｓ属、Ｔａｒａｘａｃｕｍ属、及びＰａｒｈｅｎｉｕｍ属からなる群より選択される少なくとも１種の属に属する植物であることが好ましく、パラゴムノキ、ノゲシ、グアユール、及びロシアンタンポポからなる群より選択される少なくとも１種であることがより好ましい。
【００６２】
発現ベクターとしては、上記宿主細胞において自律複製可能ないしは染色体中への組込が可能で、上記組換え体ＤＮＡを転写できる位置にプロモーターを含有しているものを使用できる。
【００６３】
植物細胞を宿主細胞として用いる場合には、発現ベクターとして、例えば、ｐＢＩ系のベクター、ｐＵＣ系のベクター、Ｔｉプラスミド、タバコモザイクウイルスベクター等をあげることができる。
プロモーターとしては、植物細胞中で機能するものであればいずれのものを用いてもよく、例えば、カリフラワーモザイクウイルス（ＣａＭＶ）の３５Ｓプロモーター、イネアクチン１プロモーター、ノパリン合成酵素遺伝子プロモーター、タバコモザイクウィルスの３５Ｓプロモーター、イネ由来アクチン遺伝子プロモーター等をあげることができる。
【００６４】
なお、イソプレノイド化合物が生合成される組織、例えば乳管に特異的に発現するプロモーターを持った発現ベクターを使用することが好ましい。ポリイソプレノイドが生合成される組織に特異的に発現させることにより、植物の生長遅延などの弊害を抑制することが出来る。
【００６５】
組換えベクターの導入方法としては、植物細胞にＤＮＡを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、アグロバクテリウム（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）を用いる方法（特開昭５９−１４０８８５号公報、特開昭６０−７００８０号公報、ＷＯ９４／００９７７）、エレクトロポレーション法（特開昭６０−２５１８８７号公報）、パーティクルガン（遺伝子銃）を用いる方法（特許第２６０６８５６号、特許第２５１７８１３号）等をあげることができる。
【００６６】
以上の方法等により、光応答転写因子をコードする遺伝子が導入された形質転換体（形質転換植物細胞）が得られる。
【００６７】
本発明は、光応答転写因子をコードする遺伝子が導入されたイソプレノイド産生植物を提供するものである。該イソプレノイド産生植物は、形質転換植物細胞を有するイソプレノイド産生植物であれば特に限定されず、例えば、上述の方法で得られた形質転換植物細胞のみならず、その子孫又はクローン、さらにそれらを継代させて得られる子孫植物の全てを含む概念である。一旦、ゲノム内に上記ＤＮＡやベクターが導入された形質転換植物細胞が得られれば、該形質転換植物細胞から有性生殖、無性生殖、組織培養、細胞培養、細胞融合等により子孫又はクローンを得ることが可能である。また、該形質転換植物細胞やその子孫あるいはクローンから繁殖材料（例えば、種子、果実、切穂、塊茎、塊根、株、不定芽、不定胚、カルス、プロトプラスト等）を得て、それらを基に該イソプレノイド産生植物を量産することも可能である。
【００６８】
形質転換植物細胞から植物体を再生する方法は、例えば、ユーカリでは土肥らの方法（特願平１１−１２７０２５号公報）、イネではＦｕｊｉｍｕｒａらの方法（Ｆｕｊｉｍｕｒａら（１９９５），  Ｐｌａｎｔ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｃｕｌｔｕｒｅ  Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．２：ｐ７４−）、トウモロコシではＳｈｉｌｌｉｔｏらの方法（Ｓｈｉｌｌｉｔｏら（１９８９），  Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．７：ｐ５８１−）、ジャガイモではＶｉｓｓｅｒらの方法（Ｖｉｓｓｅｒら（１９８９），  Ｔｈｅｏｒ．Ａｐｐｌ．Ｇｅｎｅｔ．，ｖｏｌ．７８：ｐ５８９−）、シロイヌナズナではＡｋａｍａらの方法（Ａｋａｍａら（１９９２），  Ｐｌａｎｔ  Ｃｅｌｌ  Ｒｅｐ．，ｖｏｌ．１２：ｐ７−）が知られており、当業者であれば、これらを参照して形質転換植物細胞から植物体を再生できる。
【００６９】
再生した植物体において、周知の手法を用いることで、目的の転写因子遺伝子の発現を確認することが出来る。例えば、目的の転写因子の発現をウエスタンブロット解析すればよい。
【００７０】
上記形質転換植物体から種子を得る方法としては、例えば、形質転換植物体を適当な培地において発根させ、その発根体を水分含有の土を入れたポットに移植する。適当な栽培条件下で生育させ、最終的に種子を形成させて、該種子を得る。また、種子から植物体を得る方法としては、例えば、前記のようにして得られた形質転換植物体由来の種子を、水分含有の土に播種し、適当な栽培条件下で生育させることにより植物体を得ることができる。
【００７１】
本発明では、光応答転写因子をコードする遺伝子が導入されたイソプレノイド産生植物を使用してポリイソプレノイドの製造を行うことにより、ポリイソプレノイドの製造量を増大できる。具体的には、上述の方法で得られた形質転換植物細胞、形質転換植物細胞から得られたカルス、該カルスから再分化した細胞等を適当な培地で培養したり、形質転換植物細胞から再生された形質転換植物体、該形質転換植物体から得られた種子から得られた植物体等を適当な栽培条件下で生育させたりすることにより、ポリイソプレノイドを製造することができる。本発明のイソプレノイド産生植物は、導入された光応答転写因子によりポリイソプレノイドの生合成経路が全体として増強されているため、ポリイソプレノイドの製造量を増大できる。
【００７２】
ここで、本明細書において、ポリイソプレノイドは、イソプレン単位（Ｃ５Ｈ８）で構成された重合体の総称である。ポリイソプレノイドとしては、例えばモノテルペン（Ｃ１０）、セスキテルペン（Ｃ１５）、ジテルペン（Ｃ２０）、セスタテルペン（Ｃ２５）、トリテルペン（Ｃ３０）、テトラテルペン（Ｃ４０）、天然ゴムなどの重合体が挙げられる。
【００７３】
以上の説明の通り、本発明では、光応答転写因子により、ヒドロキシメチルグルタリルＣｏＡレダクターゼ、イソペンテニル二リン酸イソメラーゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、及びＳｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎからなる群より選択される少なくとも１種の蛋白質の発現を調整（増強）できるため、ポリイソプレノイドの生合成経路を全体として増強でき、ポリイソプレノイドの製造量を増大できる。
【００７４】
また、光応答転写因子をコードする遺伝子が導入された本発明のイソプレノイド産生植物は、ポリイソプレノイドの生合成経路が全体として増強されており、該イソプレノイド産生植物を使用してポリイソプレノイドの製造を行うことにより、ポリイソプレノイドの製造量を増大できる。
【００７５】
以上のように、本発明の方法、本発明のイソプレノイド産生植物、及び本発明のポリイソプレノイドの製造方法により、ポリイソプレノイドの製造量を増大できるため、懸念されている天然ゴム資源の枯渇に対応することが可能である。
【実施例】
【００７６】
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００７７】
（プロモーター配列の調製）
パラゴムノキの葉由来のＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼ、ＩＰＰイソメラーゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、Ｓｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎをコードする遺伝子（ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼ、ＩＰＰイソメラーゼ、ＳＲＰＰをコードする遺伝子の塩基配列をそれぞれ配列表配列番号７，９，１１，１３に示す）とそのプロモーターを含むＤＮＡ断片を以下の手順でクローニングした。まず、パラゴムノキの葉からゲノムＤＮＡを抽出した。抽出は市販のゲノムＤＮＡ抽出キットを用いて行った。各種遺伝子のプロモーター領域を含む遺伝子の増幅はプライマー１〜６に示すようなランダムプライマーと各遺伝子に対応したプライマーを用いたＴＡＩＬ−ＰＣＲ法を行うことにより得た。
プライマー１：５’−ｎｔｃｇａｓｔｗｔｓｇｗｇｔｔ−３’  （配列番号１５）
プライマー２：５’−ｎｇｔｃｇｔｓｗｇａｎａｗｇａａ−３’  （配列番号１６）
プライマー３：５’−ｗｇｔｇｎａｇｗａｎｃａｎａｇ−３’  （配列番号１７）
プライマー４：５’−ｓｔｔｎｔａｓｔｎｃｔｎｔｇｃ−３’  （配列番号１８）
プライマー５：５’−ｓｓｔｇｇｓｔａｎａｔｗａｔｗｃｔ−３’  （配列番号１９）
プライマー６：５’−ａｇｗｇｎａｇｗａｎｃａｎａｇａ−３’  （配列番号２０）
【００７８】
上記プライマーを使用して得られたＤＮＡ断片の塩基配列を調べた結果、ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼ、ＩＰＰイソメラーゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、Ｓｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎのプロモーター配列が得られた。ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼのプロモーター配列の塩基配列、ＩＰＰイソメラーゼのプロモーター配列の塩基配列、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼのプロモーター配列の塩基配列、Ｓｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎのプロモーター配列の塩基配列をそれぞれ、配列番号２１〜２４に示した。
【００７９】
上記プロモーター配列は植物プロモーター用解析データベース（Ａ  Ｄａｔｅｂａｓｅ  ｏｆ  Ｐｌａｎｔ  Ｃｉｓ−ａｃｔｉｎｇ  Ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ  ＤＮＡ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  （ＰＬＡＣＥ））（  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｎａ．ａｆｆｒｃ．ｇｏ．ｊｐ／ＰＬＡＣＥ／）を用いて解析を行った。
【００８０】
解析した結果、光応答に関わる転写因子結合サイトが多く見つかり、特にＧＴ１が結合するＧＴ１ＣＯＮＳＥＮＳＵＳ配列（ＧＲＷＡＡＷ）は調べた４つの遺伝子のうち３つの遺伝子（ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼ、ＩＰＰイソメラーゼ、Ｓｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎ）のプロモーター配列において共通して数が多かった。ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼでは見つかった転写因子結合配列の中で一番多く、ＩＰＰ  イソメラーゼ、Ｓｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎでは見つかった転写因子結合配列の中で２番目に多かった。
【００８１】
（プロモーター領域の増幅）
各遺伝子のプロモーター領域は以下の範囲をＰＣＲによって増幅した。
ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼプロモーター：−１〜−１５００ｂｐ、−１〜−１０００ｂｐ、−１〜−５００ｂｐ
ＩＰＰイソメラーゼプロモーター：−１〜−１０００ｂｐ、−１〜−５００ｂｐ
Ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼプロモーター：−１〜−５００ｂｐ
Ｓｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎプロモーター：−１〜−１０００ｂｐ、−１〜−５００ｂｐ
ＰＣＲ産物はｐＭＤ２０Ｔ（タカラバイオ）にクローニングし、ｐＭＤ２０Ｔ−ｈｍｇｐｒｏ（−１５００）、ｐＭＤ２０Ｔ−ｈｍｇｐｒｏ（−１０００）、ｐＭＤ２０Ｔ−ｈｍｇｐｒｏ（−５００）、ｐＭＤ２０Ｔ−ｉｐｐｐｒｏ（−１０００）、ｐＭＤ２０Ｔ−ｉｐｐｐｒｏ（−５００）、ｐＭＤ２０Ｔ−ｃｐｔｐｒｏ（−５００）、ｐＭＤ２０Ｔ−ｓｒｐｐｐｒｏ（−１０００）、ｐＭＤ２０Ｔ−ｓｒｐｐｐｒｏ（−５００）を構築した。挿入されたＰＣＲ産物のシークエンス解析を行うことにより変異導入がないことを確認した。
【００８２】
（レポーター配列結合ベクターの構築）
（プロモーター領域の増幅）で構築したプラスミドをＳｐｅＩと、ＨｉｎｄＩＩＩ、ＫｐｎＩ、又はＢａｍＨＩで制限処理することにより、ｐＹＥＳ３／ＣＴ  ／ＬａｃＺのＴ７プロモーター領域が除かれた部位、すなわちレポーターであるｌａｃＺ遺伝子の直上に、各プロモーター配列断片を組み込み、ｐＹＥＳ３−ｈｍｇｐｒｏｌａｃＺ（−１５００）  ｐＹＥＳ３−ｈｍｇｐｒｏｌａｃＺ  （−１０００）、ｐＹＥＳ３−ｈｍｇｐｒｏ（−５００）、ｐＹＥＳ３−ｉｐｐｐｒｏｌａｃＺ  （−１０００）、ｐＹＥＳ３−ｉｐｐｐｒｏｌａｃＺ  （−５００）、ｐＹＥＳ３−ｃｐｔｐｒｏｌａｃＺ  （−５００）、ｐＹＥＳ３−ｓｒｐｐｐｒｏｌａｃＺ  （−１０００）、ｐＹＥＳ３−ｓｒｐｐｐｒｏｌａｃＺ  （−５００）を構築した。ライゲーションはＬｉｇａｔｉｏｎ  ｈｉｇｈ  ｖｅｒ．２  （ＴＯＹＯＢＯ）を用いて行った。
【００８３】
（酵母染色体への遺伝子導入ベクターの構築）
（レポーター配列結合ベクターの構築）で構築したプラスミドのＳｐｅＩサイトからＣＹＣ１  ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｓｉｇｎａｌまでをＰＣＲで増幅し、その断片をＳａｌＩ、ＳｍａＩ、ＸｂａＩ、又はＳｐｈＩで制限酵素処理を行うことにより、各種プロモーター配列とｌａｃＺ遺伝子を連結させたＤＮＡ断片を得た。得られたＤＮＡ断片を酵母の染色体上に挿入するため、同じく制限酵素処理したｐＡＵＲ１０１  ＤＮＡ（タカラバイオ）に組み込み、ｐＡＵＲ１０１−ｈｍｇｐｒｏｌａｃＺ（−１５００）  ｐＡＵＲ１０１−ｈｍｇｐｒｏｌａｃＺ  （−１０００）、ｐＡＵＲ１０１−ｈｍｇｐｒｏ（−５００）、ｐＡＵＲ１０１−ｉｐｐｐｒｏｌａｃＺ  （−１０００）、ｐＡＵＲ１０１−ｉｐｐｐｒｏｌａｃＺ  （−５００）、ｐＡＵＲ１０１−ｃｐｔｐｒｏｌａｃＺ  （−５００）、ｐＡＵＲ１０１−ｓｒｐｐｐｒｏｌａｃＺ  （−１０００）、ｐＡＵＲ１０１−ｓｒｐｐｐｒｏｌａｃＺ  （−５００）を構築した。ライゲーションは先ほど同様Ｌｉｇａｔｉｏｎ  ｈｉｇｈ  ｖｅｒ．２を用いて行った。
【００８４】
（転写因子遺伝子の獲得）
次に、シロイヌナズナのｃＤＮＡライブラリーを鋳型にし、ＰＣＲを行った。ＰＣＲによりＡｔ１ｇ１３４５０（ＧＴ１）（配列番号１）、Ａｔ１ｇ７６８９０（ＧＴ２）（配列番号５）、Ａｔ１ｇ３３２４０（ＧＴＬ１）（配列番号３）の３種類のＰＣＲ断片が得られた。得られたＰＣＲ産物はｐＭＤ２０Ｔにクローニングし、ｐＭＤ２０Ｔ−ＧＴ１、ｐＭＤ２０Ｔ−ＧＴ２、ｐＭＤ２０Ｔ−ＧＴＬ１を構築した。挿入されたＰＣＲ産物のシークエンス解析を行うことにより変異導入がないことを確認した。
【００８５】
（転写因子発現ベクターの構築）
（転写因子遺伝子の獲得）で構築したプラスミドをＳｐｅＩ、ＢａｍＨＩ、又はＥｃｏＲＶで制限処理することにより、ｐ４２７ＴＥＦ  （コスモバイオ）のＴＥＦ１プロモーター領域の下流に、各転写因子遺伝子を組み込み、ｐＴＥＦ−ＧＴ１、ｐＴＥＦ−ＧＴ２、ｐＴＥＦ−ＧＴＬ１を構築した。ライゲーションはＬｉｇａｔｉｏｎ  ｈｉｇｈ  ｖｅｒ．２  を用いて行った。
【００８６】
（酵母の形質転換）
（酵母染色体への遺伝子導入ベクターの構築）と（転写因子発現ベクターの構築）において構築したプラスミドはエレクトロポレーション法を用いることにより酵母（ＢＹ４７４１株）に導入した。遺伝子導入酵母の選別は抗真菌抗生物質であるＡｕｒｅｏｂａｓｉｄｉｎ  Ａ（タカラバイオ）とＧ４１８（和光純薬）を含む培地上で酵母を培養することで行った。
【００８７】
（転写因子の効果確認）
形質転換酵母をＸ−ｇａｌを含む培地上で培養することにより、転写因子活性によるｌａｃＺの発現を調査した。具体的には、プロモーター配列につながれたレポーター遺伝子であるｌａｃＺが発現すると、培地に含まれるＸ−ｇａｌが分解されて青色を呈するため、青色を呈した場合に、転写因子活性によりｌａｃＺが発現したと判断した。１０回試験を行い、転写因子活性によりｌａｃＺが発現した回数を表１に示した。
【００８８】
【表１】
2014011972.tif 000003
【００８９】
表１より、Ａｔ１ｇ１３４５０（ＧＴ１）（配列番号１，２）、Ａｔ１ｇ７６８９０（ＧＴ２）（配列番号５，６）、Ａｔ１ｇ３３２４０（ＧＴＬ１）（配列番号３，４）（特に、Ａｔ１ｇ１３４５０（ＧＴ１））を用いることでレポーター遺伝子の活性が増加することがわかった。更に、プロモーター領域の配列が長いほどレポーター遺伝子の活性が発現した回数が多い、すなわち、Ａｔ１ｇ１３４５０（ＧＴ１）、Ａｔ１ｇ７６８９０（ＧＴ２）、Ａｔ１ｇ３３２４０（ＧＴＬ１）の結合サイトの数が多いプロモーター配列ほどレポーター遺伝子の活性が発現した回数が多いことから、Ａｔ１ｇ１３４５０（ＧＴ１）、Ａｔ１ｇ７６８９０（ＧＴ２）、Ａｔ１ｇ３３２４０（ＧＴＬ１）が、ＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼ、ＩＰＰイソメラーゼ、ｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼ、Ｓｍａｌｌ  Ｒｕｂｂｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎの転写因子として機能することが立証された。このことからＡｔ１ｇ１３４５０（ＧＴ１）、Ａｔ１ｇ７６８９０（ＧＴ２）、Ａｔ１ｇ３３２４０（ＧＴＬ１）（特に、Ａｔ１ｇ１３４５０（ＧＴ１））をイソプレノイド産生植物に導入することにより、ポリイソプレノイドの生合成経路を全体として増強でき、ポリイソプレノイドの産出量を増加させることができることが裏付けられた。
【００９０】
（配列表フリーテキスト）
配列番号１：シロイヌナズナ由来のＧＴ１をコードする遺伝子の塩基配列
配列番号２：シロイヌナズナ由来のＧＴ１のアミノ酸配列
配列番号３：シロイヌナズナ由来のＧＴＬ１をコードする遺伝子の塩基配列
配列番号４：シロイヌナズナ由来のＧＴＬ１のアミノ酸配列
配列番号５：シロイヌナズナ由来のＧＴ２をコードする遺伝子の塩基配列
配列番号６：シロイヌナズナ由来のＧＴ２のアミノ酸配列
配列番号７：パラゴムノキ由来のｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼをコードする遺伝子の塩基配列
配列番号８：パラゴムノキ由来のｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼのアミノ酸配列
配列番号９：パラゴムノキ由来のＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼをコードする遺伝子の塩基配列
配列番号１０：パラゴムノキ由来のＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼのアミノ酸配列
配列番号１１：パラゴムノキ由来のＩＰＰイソメラーゼをコードする遺伝子の塩基配列
配列番号１２：パラゴムノキ由来のＩＰＰイソメラーゼのアミノ酸配列
配列番号１３：パラゴムノキ由来のＳＲＰＰをコードする遺伝子の塩基配列
配列番号１４：パラゴムノキ由来のＳＲＰＰのアミノ酸配列
配列番号１５：プライマー１
配列番号１６：プライマー２
配列番号１７：プライマー３
配列番号１８：プライマー４
配列番号１９：プライマー５
配列番号２０：プライマー６
配列番号２１：パラゴムノキ由来のＨＭＧ−ＣｏＡレダクターゼのプロモーター配列の塩基配列
配列番号２２：パラゴムノキ由来のＩＰＰイソメラーゼのプロモーター配列の塩基配列
配列番号２３：パラゴムノキ由来のｃｉｓ−プレニルトランスフェラーゼのプロモーター配列の塩基配列
配列番号２４：パラゴムノキ由来のＳＲＰＰのプロモーター配列の塩基配列
【図１】
2014011972.tif 000004
【配列表】
2014011972000001.app