(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Δ９エロンガーゼ活性を有する変異ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む、単離ポリヌクレオチドであって、
ここで、当該変異ポリペプチドが、（ｉ）配列番号１０のアミノ酸配列と少なくとも９５％同一であり、かつ、（ｉｉ）３５位にグリシン、フェニルアラニン及びメチオニンからなる群から選択されるアミノ酸を含む、アミノ酸配列を含む、
単離ポリヌクレオチド。
【請求項２】
変異ポリペプチドが配列番号２９、配列番号５９、配列番号６２、配列番号８７、配列番号１０１、配列番号１０４、配列番号１０７及び配列番号１１０からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、請求項１に記載の単離ポリヌクレオチド。
【請求項３】
少なくとも１つの調節制御配列に作動可能に連結された、請求項１に記載の単離ポリヌクレオチドを含んでなる組換えコンストラクト。
【請求項４】
請求項３に記載の組換えコンストラクトを含んでなる、形質転換細胞。
【請求項５】
ａ）ｉ）請求項３に記載の組換えコンストラクト；および
ii）リノール酸およびα−リノレン酸からなる群から選択される基質脂肪酸源
を含んでなる、油性酵母を備えるステップと；
ｂ）Δ９エロンガーゼ活性を有する変異ポリペプチドが発現され、基質脂肪酸が生産物脂肪酸に変換される条件下で、ステップ（ａ）の酵母を培養するステップで、ここでリノール酸がエイコサジエン酸に変換され、α−リノレン酸がエイコサトリエン酸に変換される、該ステップと；
ｃ）任意選択的に、ステップ（ｂ）の生産物脂肪酸を回収するステップと
を含んでなる多価不飽和脂肪酸を生産する方法。
【請求項６】
乾燥細胞質量の質量％として測定して少なくとも２２．５質量％のエイコサペンタエン酸を含んでなる油を産生し、配列番号５９に記載のアミノ酸配列を含んでなる少なくとも１つの変異Δ９エロンガーゼポリペプチドを含んでなる、組換えヤロウィア・リポリティカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、その内容全体を参照によって本明細書に援用する、２０１０年８月２６日に出願された米国仮特許出願第６１／３７７，２４８号明細書の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は生物工学の分野にある。より具体的には、本発明は、変異Δ９脂肪酸エロンガーゼをコードするポリヌクレオチド配列の作成、および長鎖多価不飽和脂肪酸［「ＰＵＦＡ」］製造におけるこれらのエロンガーゼの使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
多価不飽和脂肪酸［「ＰＵＦＡ」］の商業的な生産手段として、植物、藻類、真菌、ストラメノパイル、および酵母をはじめとする多様な異なる宿主が調査されている。遺伝子操作は、いくつかの宿主の自然の能力を実質的に変化させて（天然ではリノール酸［「ＬＡ」；１８：２  ω−６］およびα−リノレン酸［「ＡＬＡ」；１８：３  ω−３］脂肪酸産生に限定されるものでさえ）、様々な長鎖ω−３／ω−６  ＰＵＦＡの高レベル生成をもたらし得ることを実証している。これが自然の能力または組み換え技術の結果であるのかどうかに関わらず、アラキドン酸［「ＡＲＡ」、２０：４  ω−６］、エイコサペンタエン酸［「ＥＰＡ」、２０：５  ω−３］、ドコサペンタエン酸［「ＤＰＡ」、２２：５  ω−３］、およびドコサヘキサエン酸［「ＤＨＡ」、２２：６  ω−３］の生成には、全てΔ９エロンガーゼ遺伝子の発現が必要であることもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特性決定されたΔ９エロンガーゼは、ＬＡをエイコサジエン酸［「ＥＤＡ」；２０：２
ω−６］に、そしてＡＬＡをエイコサトリエン酸［「ＥＴｒＡ」；２０：３  ω−３］に変換する能力を有する。しかしほんの数種のΔ９エロンガーゼのみが、同定されている。これらとしては、イソクリシス・ガルバナ（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ  ｇａｌｂａｎａ）からのΔ９エロンガーゼ［「ＩｇＤ９ｅ」］（配列番号１および２；国際公開第２００２／０７７２１３号パンフレット、国際公開第２００５／０８３０９３号パンフレット、国際公開第２００５／０１２３１６号パンフレット、および国際公開第２００４／０５７００１号パンフレット；ＧｅｎＢａｎｋ受入番号ＡＡＬ３７６２６）、ユートレプチエラ属（Ｅｕｔｒｅｐｔｉｅｌｌａ）ＣＣＭＰ３８９種からのΔ９エロンガーゼ［「Ｅ３８９Ｄ９ｅ」］（配列番号３および４；米国特許第７，６４５，６０４号明細書）、ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）からのΔ９エロンガーゼ［「ＥｇＤ９ｅ」］（配列番号７および８；米国特許第７，６４５，６０４号明細書）、およびユーグレナ・アナベナ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ａｎａｂａｅｎａ）からのΔ９エロンガーゼ［「ＥａＤ９ｅ」］（配列番号１１および１２；米国特許第７，７９４，７０１号明細書）が挙げられる。米国特許第７，６４５，６０４号明細書は、ＥｇＤ９ｅ、Ｅ３８９Ｄ９ｅ、およびＩｇＤ９ｅエロンガーゼの間で保存された７つのモチーフを同定したが、ＩｇＤ９ｅについては、Δ９エロンガーゼの機能性にとって重要なアミノ酸残基を同定する試みで１つの研究のみが実施されている（Ｑｉ，Ｂ．，ｅｔ  ａｌ．，ＦＥＢＳ  Ｌｅｔｔ．，５４７：１３７−１３９（２００３））。Δ９エロンガーゼからは、タンパク質の遺伝的進化の指針となる結晶構造は得られず、Δ９エロンガーゼの配列、構造、および機能間の関係性についてもほとんど知られていない。この知識の欠如にもかかわらず、ＰＵＦＡを作ることができる産生宿主細胞中において、高い酵素活性で効率的に発現されるΔ９エロンガーゼ遺伝子に対する必要性がなおもある。
【０００５】
商業的に有用な宿主細胞中のＰＵＦＡ生合成経路への組み込みに適した、高活性を有する新しいΔ９エロンガーゼ変異体が発見された。驚くべきことにそして意外にも、特定の点突然変異は、その酵素活性が、ＬＡからＥＤＡへの変換に基づいて、野生型酵素の９６％〜１４５％であるΔ９エロンガーゼ変異体をもたらしたことが分かった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の実施形態では、本発明は、
（ａ）Δ９エロンガーゼ活性を有する変異ポリペプチドをコードして、
ｉ）Ｌ３５Ｆ変異；
ｉｉ）Ｌ３５Ｍ変異；
ｉｉｉ）Ｌ３５Ｇ変異；
ｉｖ）Ｌ３５Ｇ変異と、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、およびＡ２５４Ｙからなる群から選択される、少なくとも１つのその他の変異；
ｖ）Ｌ３５Ｇ、Ｗ１３２Ｔ、およびＩ１７９Ｒ変異；
ｖｉ）Ｌ３５Ｇ、Ｓ９Ｄ、Ｙ８４Ｃ、およびＩ１７９Ｒ変異；
ｖｉｉ）Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｌ１０８Ｇ、およびＩ１７９Ｒ変異；
ｖｉｉｉ）Ｌ３５Ｇ、Ｙ８４Ｃ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；
ｉｘ）Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｗ１３２Ｔ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；
ｘ）Ｋ５８ＲおよびＩ２５７Ｔ変異；
ｘｉ）Ｄ９８Ｇ変異；
ｘｉｉ）Ｌ１３０ＭおよびＶ２４３Ａ変異；および
ｘｉｉｉ）Ｋ５８Ｒ、Ｌ３５Ｆ、Ｌ３５Ｇ、Ｌ３５Ｍ、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｄ９８Ｇ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｌ１３０Ｍ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｖ２４３Ａ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、Ａ２５４Ｙ、およびＩ２５７Ｔからなる群から選択される、少なくとも２つの変異を含んでなるあらゆる組み合わせ
からなる群から選択される少なくとも１つのアミノ酸変異によって配列番号１０と異なる、配列番号２２に記載のアミノ酸配列を有するヌクレオチド配列；
（ｂ）同数のヌクレオチドからなり１００％相補的である、パート（ａ）のヌクレオチド配列の補体
を含んでなる、単離ポリヌクレオチドに関する。
【０００７】
単離ポリヌクレオチドは、配列番号２８、配列番号３１、配列番号３４、配列番号３７、配列番号４０、配列番号５８、配列番号６１、配列番号８６、配列番号９５、配列番号９６、配列番号９７、配列番号１００、配列番号１０３、配列番号１０６、および配列番号１０９からなる群から選択されるヌクレオチド配列を有してもよい。
【０００８】
第２の実施形態では、本発明は、請求項１に記載される単離ポリヌクレオチドによってコードされる、Δ９エロンガーゼ活性を有する変異ポリペプチドに関する。変異ポリペプチドは、配列番号２９、配列番号３２、配列番号３５、配列番号３８、配列番号４１、配列番号５９、配列番号６２、配列番号８７、配列番号１０１、配列番号１０４、配列番号１０７、および配列番号１１０からなる群から選択されるタンパク質配列を有してもよい。
【０００９】
第３の実施形態では、変異ポリペプチドは、配列番号１０に記載のポリペプチドのΔ９エロンガーゼ活性と、少なくともほぼ機能的に同等のΔ９エロンガーゼ活性を有する。好
ましくは、変異ポリペプチドのリノール酸からエイコサジエン酸への％基質変換は、配列番号１０に記載のポリペプチドのリノール酸からエイコサジエン酸への％基質変換と比べて少なくとも１１０％であり（すなわち活性の少なくとも１０％の改善に相当する）、より好ましくは、変異ポリペプチドのリノール酸からエイコサジエン酸への％基質変換は、少なくとも１２０％である（すなわち活性の少なくとも２０％の改善に相当する）。第４の実施形態では、本発明は、少なくとも１つの制御配列と作動可能に結合する請求項１に記載の単離ポリヌクレオチドを含んでなる、組換えコンストラクトに関する。
【００１０】
第５の実施形態では、本発明は、本発明の単離ポリヌクレオチドを含んでなる形質転換細胞に関する。形質転換細胞は、好ましくは、植物、細菌、酵母、藻類、ユーグレナ属、ストラメノパイル、卵菌綱、および真菌からなる群から選択されてもよい。
【００１１】
第６の実施形態では、本発明は
（ａ）本発明の単離ポリヌクレオチドを含んでなる、少なくとも１つの組換えＤＮＡコンストラクト；および
（ｂ）少なくとも１つの制御配列と作動可能に結合する単離ポリヌクレオチドを含んでなり、Δ４デサチュラーゼ、Δ５デサチュラーゼ、Δ８デサチュラーゼ、Δ６デサチュラーゼ、Δ９デサチュラーゼ、Δ１２デサチュラーゼ、Δ１５デサチュラーゼ、Δ１７デサチュラーゼ、Ｃ１４／１６エロンガーゼ、Ｃ１６／１８エロンガーゼ、Ｃ１８／２０エロンガーゼ、およびＣ２０／２２エロンガーゼからなる群から選択されるポリペプチドをコードする、少なくとも１つの組換えＤＮＡコンストラクト
を含んでなる、その乾燥細胞重量の少なくとも約２５％を油として産生する、形質転換油性酵母に関し、形質転換油性酵母は、アラキドン酸、エイコサジエン酸、エイコサペンタエン酸、エイコサテトラエン酸、エイコサトリエン酸、ジホモ−γ−リノレン酸、ドコサテトラエン酸、ドコサペンタエン酸、およびドコサヘキサエン酸からなる群から選択される、長鎖多価不飽和脂肪酸を産生してもよい。
【００１２】
より具体的には、本発明の遺伝子導入油性酵母は、ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）である。
【００１３】
第７の実施形態では、本発明は、
ａ）ｉ）少なくとも１つの制御配列と作動可能に結合して、Δ９エロンガーゼ活性を有する変異ポリペプチドをコードする単離ポリヌクレオチドを含んでなり、
（ａ）Ｌ３５Ｆ変異；
（ｂ）Ｌ３５Ｍ変異；
（ｃ）Ｌ３５Ｇ変異；
（ｄ）Ｌ３５Ｇ変異と、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、およびＡ２５４Ｙからなる群から選択される、少なくとも１つのその他の変異；
（ｅ）Ｌ３５Ｇ、Ｗ１３２Ｔ、およびＩ１７９Ｒ変異；
（ｆ）Ｌ３５Ｇ、Ｓ９Ｄ、Ｙ８４Ｃ、およびＩ１７９Ｒ変異；
（ｇ）Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｌ１０８Ｇ、およびＩ１７９Ｒ変異；
（ｈ）Ｌ３５Ｇ、Ｙ８４Ｃ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；
（ｉ）Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｗ１３２Ｔ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；
（ｊ）Ｋ５８ＲおよびＩ２５７Ｔ変異；
（ｋ）Ｄ９８Ｇ変異；
（ｌ）Ｌ１３０ＭおよびＶ２４３Ａ変異；および
（ｍ）Ｋ５８Ｒ、Ｌ３５Ｆ、Ｌ３５Ｇ、Ｌ３５Ｍ、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｄ９８Ｇ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｌ１３０Ｍ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｖ２４３Ａ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、Ａ２５４Ｙ、およびＩ２５７Ｔからなる群から選択される、少なくとも２つの変異を含んでなるあらゆる組み合わせ
からなる群から選択される少なくとも１つのアミノ酸変異によって配列番号１０と異なる、配列番号２２に記載のアミノ酸配列を有する組換えコンストラクト；および
ｉｉ）リノール酸およびα−リノレン酸からなる群から選択される基質脂肪酸源
を含んでなる、油性酵母を提供するステップと；
ｂ）Δ９エロンガーゼ活性を有する変異ポリペプチドをコードする組換えコンストラクトが発現されて、基質脂肪酸が生成物脂肪酸に変換される条件下で、ステップ（ａ）の酵母を培養し、リノール酸がエイコサジエン酸に変換され、α−リノレン酸がエイコサトリエン酸に変換されるステップと；
ｃ）ステップ（ｂ）の生成物脂肪酸を任意選択的に回収するステップと
を含んでなる、多価不飽和脂肪酸を製造する方法に関する。
【００１４】
第８の実施形態では、本発明は、本発明の油性酵母から得られる微生物油に関する。
【００１５】
第９の実施形態では、本発明は、乾燥細胞重量の重量％としての測定で、少なくとも２２．５重量％のエイコサペンタエン酸を含んでなる、油を産生する組換え微生物宿主細胞に関し、前記組換え微生物宿主細胞は、少なくとも１つの本発明の変異Δ９エロンガーゼポリペプチドを含んでなる。
【００１６】
生物学的寄託
以下の生物学的材料が、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｙｐｅ  Ｃｕｌｔｕｒｅ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（ＡＴＣＣ），１０８０１  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ，Ｍａｎａｓｓａｓ，ＶＡ  ２０１１０−２２０９に寄託され、以下の名称、受入番号、および寄託日を有する。
【００１７】
【表１】
0005963749.tif 000002
【００１８】
上に列挙した生物学的材料は、「特許手続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約」の条項に従って寄託された。列挙された寄託は、指定の国際寄託機関で少なくとも３０年間維持され、それを開示する特許の付与に際して公的に入手可能となる。寄託株の利用可能性は、政府の行動によって付与された特許権を失墜させて主題発明を実施する認可とはみなされない。
【００１９】
ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ９５０２は、米国特許出願公開第２０１０−０３１７０７２−Ａ１号明細書に記載される手順に従って、ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ８４１２から誘導された。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】Ｖｅｃｔｏｒ  ＮＴＩ（登録商標）のＡｌｉｇｎＸプログラム（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ）を使用した、イソクリシス・ガルバナ（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ  ｇａｌｂａｎａ）［「ＩｇＤ９ｅ」］（配列番号２）、ユートレプチエラ属（Ｅｕｔｒｅｐｔｉｅｌｌａ）ＣＣＭＰ３８９種［「Ｅ３８９Ｄ９ｅ」］（配列番号４）、ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）［「ＥｇＤ９ｅ」］（配列番号８）、およびユーグレナ・アナベナ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ａｎａｂａｅｎａ）［「ＥａＤ９ｅ」］（配列番号１２）のΔ９エロンガーゼの配列比較である。
【図２】ｐＺＵＦｍＥｇＤ９ＥＳのプラスミドマップである。
【図３Ａ】配列比較のＣｌｕｓｔａｌ  Ｗ法を使用した、カタユウレイボヤ（Ｃｉｏｎａ  ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌｉｓ）（配列番号４３）、ニジマス（Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ  ｍｙｋｉｓｓ）（配列番号４４）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４５）、ヒメツリガネゴケ（Ｐｈｙｓｃｏｍｉｔｒｅｌｌａ  ｐａｔｅｎｓ）（配列番号４６）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４７）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号４８）、パブロバ属（Ｐａｖｌｏｖａ）ＣＣＭＰ４５９種（配列番号４９）、パブロバ・サリナ（Ｐａｖｌｏｖａ  ｓａｌｉｎａ）（配列番号５０）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号５１）、ユーグレナ・アナベナ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ａｎａｂａｅｎａ）（配列番号１２）、ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）（配列番号８）、ユートレプチエラ属（Ｅｕｔｒｅｐｔｉｅｌｌａ）ＣＣＭＰ３８９種（配列番号４）、イソクリシス・ガルバナ（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ  ｇａｌｂａｎａ）（配列番号２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５３）、モルティエラ・アルピナ（Ｍｏｒｔｉｅｒｅｌｌａ  ａｌｐｉｎａ）（配列番号５４）、およびスラウストキトリウム属（Ｔｈｒａｕｓｔｏｃｈｙｔｒｉｕｍ）ＦＪＮ−１０種（配列番号５５）からの１７種の脂肪酸エロンガーゼの配列比較である。
【図３Ｂ】配列比較のＣｌｕｓｔａｌ  Ｗ法を使用した、カタユウレイボヤ（Ｃｉｏｎａ  ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌｉｓ）（配列番号４３）、ニジマス（Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ  ｍｙｋｉｓｓ）（配列番号４４）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４５）、ヒメツリガネゴケ（Ｐｈｙｓｃｏｍｉｔｒｅｌｌａ  ｐａｔｅｎｓ）（配列番号４６）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４７）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号４８）、パブロバ属（Ｐａｖｌｏｖａ）ＣＣＭＰ４５９種（配列番号４９）、パブロバ・サリナ（Ｐａｖｌｏｖａ  ｓａｌｉｎａ）（配列番号５０）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号５１）、ユーグレナ・アナベナ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ａｎａｂａｅｎａ）（配列番号１２）、ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）（配列番号８）、ユートレプチエラ属（Ｅｕｔｒｅｐｔｉｅｌｌａ）ＣＣＭＰ３８９種（配列番号４）、イソクリシス・ガルバナ（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ  ｇａｌｂａｎａ）（配列番号２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５３）、モルティエラ・アルピナ（Ｍｏｒｔｉｅｒｅｌｌａ  ａｌｐｉｎａ）（配列番号５４）、およびスラウストキトリウム属（Ｔｈｒａｕｓｔｏｃｈｙｔｒｉｕｍ）ＦＪＮ−１０種（配列番号５５）からの１７種の脂肪酸エロンガーゼの配列比較である。
【図３Ｃ】配列比較のＣｌｕｓｔａｌ  Ｗ法を使用した、カタユウレイボヤ（Ｃｉｏｎａ  ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌｉｓ）（配列番号４３）、ニジマス（Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ  ｍｙｋｉｓｓ）（配列番号４４）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４５）、ヒメツリガネゴケ（Ｐｈｙｓｃｏｍｉｔｒｅｌｌａ  ｐａｔｅｎｓ）（配列番号４６）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４７）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号４８）、パブロバ属（Ｐａｖｌｏｖａ）ＣＣＭＰ４５９種（配列番号４９）、パブロバ・サリナ（Ｐａｖｌｏｖａ  ｓａｌｉｎａ）（配列番号５０）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号５１）、ユーグレナ・アナベナ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ａｎａｂａｅｎａ）（配列番号１２）、ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）（配列番号８）、ユートレプチエラ属（Ｅｕｔｒｅｐｔｉｅｌｌａ）ＣＣＭＰ３８９種（配列番号４）、イソクリシス・ガルバナ（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ  ｇａｌｂａｎａ）（配列番号２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５３）、モルティエラ・アルピナ（Ｍｏｒｔｉｅｒｅｌｌａ  ａｌｐｉｎａ）（配列番号５４）、およびスラウストキトリウム属（Ｔｈｒａｕｓｔｏｃｈｙｔｒｉｕｍ）ＦＪＮ−１０種（配列番号５５）からの１７種の脂肪酸エロンガーゼの配列比較である。
【図３Ｄ】配列比較のＣｌｕｓｔａｌ  Ｗ法を使用した、カタユウレイボヤ（Ｃｉｏｎａ  ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌｉｓ）（配列番号４３）、ニジマス（Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ  ｍｙｋｉｓｓ）（配列番号４４）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４５）、ヒメツリガネゴケ（Ｐｈｙｓｃｏｍｉｔｒｅｌｌａ  ｐａｔｅｎｓ）（配列番号４６）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４７）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号４８）、パブロバ属（Ｐａｖｌｏｖａ）ＣＣＭＰ４５９種（配列番号４９）、パブロバ・サリナ（Ｐａｖｌｏｖａ  ｓａｌｉｎａ）（配列番号５０）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号５１）、ユーグレナ・アナベナ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ａｎａｂａｅｎａ）（配列番号１２）、ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）（配列番号８）、ユートレプチエラ属（Ｅｕｔｒｅｐｔｉｅｌｌａ）ＣＣＭＰ３８９種（配列番号４）、イソクリシス・ガルバナ（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ  ｇａｌｂａｎａ）（配列番号２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５３）、モルティエラ・アルピナ（Ｍｏｒｔｉｅｒｅｌｌａ  ａｌｐｉｎａ）（配列番号５４）、およびスラウストキトリウム属（Ｔｈｒａｕｓｔｏｃｈｙｔｒｉｕｍ）ＦＪＮ−１０種（配列番号５５）からの１７種の脂肪酸エロンガーゼの配列比較である。
【図３Ｅ】配列比較のＣｌｕｓｔａｌ  Ｗ法を使用した、カタユウレイボヤ（Ｃｉｏｎａ  ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌｉｓ）（配列番号４３）、ニジマス（Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ  ｍｙｋｉｓｓ）（配列番号４４）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４５）、ヒメツリガネゴケ（Ｐｈｙｓｃｏｍｉｔｒｅｌｌａ  ｐａｔｅｎｓ）（配列番号４６）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４７）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号４８）、パブロバ属（Ｐａｖｌｏｖａ）ＣＣＭＰ４５９種（配列番号４９）、パブロバ・サリナ（Ｐａｖｌｏｖａ  ｓａｌｉｎａ）（配列番号５０）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号５１）、ユーグレナ・アナベナ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ａｎａｂａｅｎａ）（配列番号１２）、ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）（配列番号８）、ユートレプチエラ属（Ｅｕｔｒｅｐｔｉｅｌｌａ）ＣＣＭＰ３８９種（配列番号４）、イソクリシス・ガルバナ（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ  ｇａｌｂａｎａ）（配列番号２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５３）、モルティエラ・アルピナ（Ｍｏｒｔｉｅｒｅｌｌａ  ａｌｐｉｎａ）（配列番号５４）、およびスラウストキトリウム属（Ｔｈｒａｕｓｔｏｃｈｙｔｒｉｕｍ）ＦＪＮ−１０種（配列番号５５）からの１７種の脂肪酸エロンガーゼの配列比較である。
【図３Ｆ】配列比較のＣｌｕｓｔａｌ  Ｗ法を使用した、カタユウレイボヤ（Ｃｉｏｎａ  ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌｉｓ）（配列番号４３）、ニジマス（Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ  ｍｙｋｉｓｓ）（配列番号４４）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４５）、ヒメツリガネゴケ（Ｐｈｙｓｃｏｍｉｔｒｅｌｌａ  ｐａｔｅｎｓ）（配列番号４６）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４７）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号４８）、パブロバ属（Ｐａｖｌｏｖａ）ＣＣＭＰ４５９種（配列番号４９）、パブロバ・サリナ（Ｐａｖｌｏｖａ  ｓａｌｉｎａ）（配列番号５０）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号５１）、ユーグレナ・アナベナ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ａｎａｂａｅｎａ）（配列番号１２）、ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）（配列番号８）、ユートレプチエラ属（Ｅｕｔｒｅｐｔｉｅｌｌａ）ＣＣＭＰ３８９種（配列番号４）、イソクリシス・ガルバナ（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ  ｇａｌｂａｎａ）（配列番号２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５３）、モルティエラ・アルピナ（Ｍｏｒｔｉｅｒｅｌｌａ  ａｌｐｉｎａ）（配列番号５４）、およびスラウストキトリウム属（Ｔｈｒａｕｓｔｏｃｈｙｔｒｉｕｍ）ＦＪＮ−１０種（配列番号５５）からの１７種の脂肪酸エロンガーゼの配列比較である。
【図３Ｇ】配列比較のＣｌｕｓｔａｌ  Ｗ法を使用した、カタユウレイボヤ（Ｃｉｏｎａ  ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌｉｓ）（配列番号４３）、ニジマス（Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ  ｍｙｋｉｓｓ）（配列番号４４）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４５）、ヒメツリガネゴケ（Ｐｈｙｓｃｏｍｉｔｒｅｌｌａ  ｐａｔｅｎｓ）（配列番号４６）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４７）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号４８）、パブロバ属（Ｐａｖｌｏｖａ）ＣＣＭＰ４５９種（配列番号４９）、パブロバ・サリナ（Ｐａｖｌｏｖａ  ｓａｌｉｎａ）（配列番号５０）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号５１）、ユーグレナ・アナベナ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ａｎａｂａｅｎａ）（配列番号１２）、ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）（配列番号８）、ユートレプチエラ属（Ｅｕｔｒｅｐｔｉｅｌｌａ）ＣＣＭＰ３８９種（配列番号４）、イソクリシス・ガルバナ（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ  ｇａｌｂａｎａ）（配列番号２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５３）、モルティエラ・アルピナ（Ｍｏｒｔｉｅｒｅｌｌａ  ａｌｐｉｎａ）（配列番号５４）、およびスラウストキトリウム属（Ｔｈｒａｕｓｔｏｃｈｙｔｒｉｕｍ）ＦＪＮ−１０種（配列番号５５）からの１７種の脂肪酸エロンガーゼの配列比較である。
【図３Ｈ】配列比較のＣｌｕｓｔａｌ  Ｗ法を使用した、カタユウレイボヤ（Ｃｉｏｎａ  ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌｉｓ）（配列番号４３）、ニジマス（Ｏｎｃｏｒｈｙｎｃｈｕｓ  ｍｙｋｉｓｓ）（配列番号４４）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４５）、ヒメツリガネゴケ（Ｐｈｙｓｃｏｍｉｔｒｅｌｌａ  ｐａｔｅｎｓ）（配列番号４６）、ゼニゴケ（Ｍａｒｃｈａｎｔｉａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）（配列番号４７）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号４８）、パブロバ属（Ｐａｖｌｏｖａ）ＣＣＭＰ４５９種（配列番号４９）、パブロバ・サリナ（Ｐａｖｌｏｖａ  ｓａｌｉｎａ）（配列番号５０）、オストレオコッカス・タウリ（Ｏｓｔｒｅｏｃｏｃｃｕｓ  ｔａｕｒｉ）（配列番号５１）、ユーグレナ・アナベナ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ａｎａｂａｅｎａ）（配列番号１２）、ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）（配列番号８）、ユートレプチエラ属（Ｅｕｔｒｅｐｔｉｅｌｌａ）ＣＣＭＰ３８９種（配列番号４）、イソクリシス・ガルバナ（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ  ｇａｌｂａｎａ）（配列番号２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５２）、タラシオシラ・シュードナナ（Ｔｈａｌａｓｓｉｏｓｉｒａ  ｐｓｅｕｄｏｎａｎａ）（配列番号５３）、モルティエラ・アルピナ（Ｍｏｒｔｉｅｒｅｌｌａ  ａｌｐｉｎａ）（配列番号５４）、およびスラウストキトリウム属（Ｔｈｒａｕｓｔｏｃｈｙｔｒｉｕｍ）ＦＪＮ−１０種（配列番号５５）からの１７種の脂肪酸エロンガーゼの配列比較である。
【図４Ａ】ＥｇＤ９ｅＳの膜トポロジーモデルを示す；各垂直円柱が膜貫通断片を示す一方、各水平円柱は内膜小葉の中または近くに位置する疎水性ストレッチを示す。
【図４Ｂ】任意選択的に、Ｌ３５Ｆ変異；Ｌ３５Ｍ変異；Ｌ３５Ｇ変異；Ｌ３５Ｇ変異と、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、およびＡ２５４Ｙからなる群から選択される、少なくとも１つのその他の変異；Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｌ１０８Ｇ、およびＩ１７９Ｒ変異；Ｌ３５Ｇ、Ｗ１３２Ｔ、およびＩ１７９Ｒ変異；Ｌ３５Ｇ、Ｓ９Ｄ、Ｙ８４Ｃ、およびＩ１７９Ｒ変異；Ｌ３５Ｇ、Ｙ８４Ｃ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｗ１３２Ｔ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；Ｋ５８ＲおよびＩ２５７Ｔ変異；Ｄ９８Ｇ変異；Ｌ１３０ＭおよびＶ２４３Ａ変異；およびＫ５８Ｒ、Ｌ３５Ｆ、Ｌ３５Ｇ、Ｌ３５Ｍ、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｄ９８Ｇ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｌ１３０Ｍ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｖ２４３Ａ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、Ａ２５４Ｙ、およびＩ２５７Ｔからなる群から選択される、少なくとも２つの変異を含んでなるあらゆる組み合わせを含んでなる、ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）に由来する合成変異Δ９エロンガーゼ、すなわち「ＥｇＤ９ｅＳ−変異体コンセンサス」；配列番号２２）の描写を示す。
【図５Ａ】ω−３およびω−６脂肪酸生合成経路を図示しており、併せて見るべきである。
【図５Ｂ】ω−３およびω−６脂肪酸生合成経路を図示しており、併せて見るべきである。
【図６】総脂質画分中で５８．７％を上回るＥＰＡを産生する、ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｚ１９７８株の開発を図示する。
【図７】（Ａ）ｐＺＫＵＭおよび（Ｂ）ｐＺＫＬ３−９ＤＰ９Ｎのプラスミドマップを提供する。
【００２１】
本発明は、本明細書の一部を構成する、以下の詳細な説明、および添付の配列説明からより完全に理解され得る。
【００２２】
以下の配列は、参照によって本明細書に援用する、３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．１．§８２１〜１．８２５（「ヌクレオチド配列および／またはアミノ酸配列開示を含む特許出願の要件−配列規則」）を満たし、世界知的所有権機関（ＷＩＰＯ）標準ＳＴ．２５（１９９８）およびＥＰＯおよびＰＣＴの配列表要件（規則５．２および４９．５（ａの２）、および実施細則第２０８号および附属書Ｃ）に一致する。ヌクレオチドおよびアミノ酸配列データのために使用される記号および型式は、３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．８２２で述べられる規則に従う。
【００２３】
配列番号１〜１１１は、表１で同定される遺伝子またはタンパク質（またはその一部）、プライマーまたはプラスミドをコードするＯＲＦである。
【００２４】
【表２】
0005963749.tif 000003
【００２５】
【表３】
0005963749.tif 000004
【００２６】
【表４】
0005963749.tif 000005
【００２７】
【表５】
0005963749.tif 000006
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本明細書において引用される、全ての特許、特許出願、および刊行物は、その内容全体を参照によって援用する。
【００２９】
本開示では、いくつかの用語および略称が使用される。アミノ酸は、参照によって本明細書に援用する、Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１３：３０２１−３０３０（１９８５）およびＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ，２１９（２）：３４５−３７３（１９８４）に記載される、ＩＵＰＡＣ−ＩＹＵＢ基準に準拠したアミノ酸のための一文字コードまたは三文字コードによって同定される。
【００３０】
以下の定義が提供される。
【００３１】
「読み取り枠」は、「ＯＲＦ」と略記される。
【００３２】
「ポリメラーゼ連鎖反応」は、「ＰＣＲ」と略記される。
【００３３】
「Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｙｐｅ  Ｃｕｌｔｕｒｅ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ」は、「ＡＴＣＣ」と略記される。
【００３４】
「多価不飽和脂肪酸」は、「ＰＵＦＡ」と略記される。
【００３５】
「トリアシルグリセロール」は、「ＴＡＧ」と略記される。
【００３６】
「総脂肪酸」は、「ＴＦＡ」と略記される。
【００３７】
「脂肪酸メチルエステル」は、「ＦＡＭＥ」と略記される。
【００３８】
本明細書の用法では、「発明」または「本発明」という用語は、特許請求の範囲および明細書に記載される、本発明の全ての態様および実施形態を指すことが意図され、いかなる特定の実施形態または態様にも限定されないものと解釈される。
【００３９】
「脂肪酸」という用語は、約Ｃ１２〜Ｃ２２の様々な鎖長の長鎖脂肪酸（アルカン酸）を指すが、鎖長のより長い酸およびより短い酸の双方も知られている。優勢な鎖長は、Ｃ１６〜Ｃ２２の間である。脂肪酸の構造は「Ｘ：Ｙ」の簡易表記体系によって表され、式中、Ｘは特定の脂肪酸中の炭素［「Ｃ」］原子の総数であり、Ｙは二重結合数である。「飽和脂肪酸」対「不飽和脂肪酸」、「一不飽和脂肪酸」対「多価不飽和脂肪酸」［「ＰＵＦＡ」］、および「ω６脂肪酸」［「ω−６」または「ｎ−６」］対「ω３脂肪酸」［「ω−３」または「ｎ−３」］の間の区別の追加的詳細は、参照によって本明細書に援用する米国特許第７，２３８，４８２号明細書中に提供される。
【００４０】
本明細書でＰＵＦＡを記述するのに使用される命名法を表２に示す。「略記法」と題された欄ではω−基準系を使用して、炭素数、二重結合数、そしてこの目的で１番目であるω炭素から数えたω炭素に最も近い二重結合の位置を示す。表の残りは、ω−３およびω−６脂肪酸とそれらの前駆体の一般名、明細書全体を通じて使用される略称、および各化合物の化学名を要約する。
【００４１】
【表６】
0005963749.tif 000007
【００４２】
表２に列挙するω−３／ω−６  ＰＵＦＡは、本明細書に記載される方法を使用して微生物および植物宿主の油画分中に蓄積する可能性が最も高いが、この一覧は限定的または完全なものとみなすべきではない。
【００４３】
「油」という用語は２５℃で液体の脂質物質を指し；油は疎水性であるが、有機溶媒に可溶性である。油性生物では、油が総脂質の大部分を構成する。「油」は主にトリアシルグリセロール［「ＴＡＧ」］からなるが、その他の中性脂質、リン脂質、および遊離脂肪酸もまた含有してよい。油中の脂肪酸組成と総脂質の脂肪酸組成は、一般に類似しており；したがって総脂質中のＰＵＦＡ濃度の増大または減少は、油中のＰＵＦＡ濃度の増大または減少に対応し、逆もまた然りである。
【００４４】
「中性脂肪」とは、脂肪体の細胞中に貯蔵脂肪として一般に見られる脂質を指し、細胞のｐＨでは脂質は荷電基を有さないため、このように称される。一般にそれらは完全に非極性で、水に対する親和性がない。中性脂質とは、一般に脂肪酸によるグリセロールのモノ−、ジ−、および／またはトリエステルを指し、それぞれモノアシルグリセロール［「ＭＡＧ」］、ジアシルグリセロール［「ＤＡＧ」］またはトリアシルグリセロールとも称され、または集合的にアシルグリセロールと称される。アシルグリセロールから遊離脂肪酸を放出する為には、加水分解反応が起きなくてはならない。
【００４５】
「トリアシルグリセロール」［「ＴＡＧ」］という用語は、グリセロール分子にエステル化された３つの脂肪酸アシル残基から構成される中性脂質を指す。ＴＡＧは、長鎖ＰＵＦＡおよび飽和脂肪酸、ならびに鎖長のより短い飽和および不飽和脂肪酸を含有し得る。
【００４６】
「総脂肪酸」［「ＴＦＡ」］という用語は、本明細書では、例えば生物由来資源または油であってもよい特定サンプル中で、（当該技術分野で知られているような）塩基エステル交換法によって脂肪酸メチルエステル［「ＦＡＭＥ」］に誘導体化し得る、細胞性脂肪酸の総和を指す。したがって総脂肪酸は、中性脂質画分（ＤＡＧ、ＭＡＧ、およびＴＡＧをはじめとする）からの脂肪酸、および極性脂質画分（ホスファチジルコリンおよびホスファチジルエタノールアミン画分をはじめとする）からの脂肪酸を含むが、遊離脂肪酸は含まない。
【００４７】
細胞の「総脂質含量」という用語は、乾燥細胞重量［「ＤＣＷ」］の％としてのＴＦＡ測定値であるが、総脂質含量は、ＤＣＷの％としてのＦＡＭＥ測定値［「ＦＡＭＥ％ＤＣＷ」］として近似し得る。したがって総脂質含量［「ＴＦＡ％ＤＣＷ」］は、例えば１００ミリグラムのＤＣＷあたりの総脂肪酸のミリグラムと同等である。
【００４８】
総脂質中の脂肪酸濃度は、本明細書では、例えば１００ミリグラムのＴＦＡあたりの特定の脂肪酸のミリグラムのように、ＴＦＡの重量％［「％ＴＦＡ」］として表される。本開示中では、特に断りのない限り、総脂質に対する特定脂肪酸のパーセントへの言及は、％ＴＦＡとしての脂肪酸濃度に等しい（例えば総脂質の％ＥＰＡは、ＥＰＡ％ＴＦＡに等しい）。
【００４９】
場合によっては、細胞中の所与の脂肪酸含量をその乾燥細胞重量の重量％（「％ＤＣＷ」）として表すことが有用である。したがって、例えばＥＰＡ％ＤＣＷは、次式に従って求められる。（ＥＰＡ％ＴＦＡ）＊（ＴＦＡ％ＤＣＷ）］／１００。しかし乾燥細胞重量の重量％（「％ＤＣＷ」）としての細胞中の所与の脂肪酸含量は、以下のように近似し得る。（ＥＰＡ％ＴＦＡ）＊（ＦＡＭＥ％ＤＣＷ）］／１００。
【００５０】
「脂質プロフィール」および「脂質組成」という用語は同義であり、総脂質中または油中などの特定の脂質画分に含有される個々の脂肪酸の量を指し、この量はＴＦＡの重量％として表される。混合物中に存在する個々の脂肪酸の総和は、１００になるべきである。
【００５１】
「ＰＵＦＡ生合成経路」という用語は、オレイン酸をＬＡ、ＥＤＡ、ＧＬＡ、ＤＧＬＡ、ＡＲＡ、ＤＴＡ、およびＤＰＡｎ−６などのω−６脂肪酸に、およびＡＬＡ、ＳＴＡ、ＥＴｒＡ、ＥＴＡ、ＥＰＡ、ＤＰＡ、およびＤＨＡなどのω−３脂肪酸に変換する代謝過程を指す。この過程は、文献で十分に記載されている。（例えば米国特許第７，９３２，０７７号明細書を参照されたい。）簡単に述べるとこの過程は、小胞体膜内に存在する「ＰＵＦＡ生合成経路酵素」と称される一連の特有な延長酵素および不飽和化酵素による、炭素原子の付加を通じた炭素鎖の延長と、二重結合の付加を通じた分子の不飽和化とを伴う。より具体的には「ＰＵＦＡ生合成経路酵素」とは、ＰＵＦＡの生合成と関連付けられている以下の酵素のいずれか（および前記酵素をコードする遺伝子）を指す。Δ４デサチュラーゼ、Δ５デサチュラーゼ、Δ６デサチュラーゼ、Δ１２デサチュラーゼ、Δ１５デサチュラーゼ、Δ１７デサチュラーゼ、Δ９デサチュラーゼ、Δ８デサチュラーゼ、Δ９エロンガーゼ、Ｃ１４／１６エロンガーゼ、Ｃ１６／１８エロンガーゼ、Ｃ１８／２０エロンガーゼおよび／またはＣ２０／２２エロンガーゼ。
【００５２】
「Δ９エロンガーゼ／Δ８デサチュラーゼ経路」という用語は、少なくとも１つのΔ９エロンガーゼと少なくとも１つのΔ８デサチュラーゼを最低限含んで、それによってＥＤＡおよび／またはＥＴｒＡを中間体脂肪酸として、ＬＡおよびＡＬＡから、それぞれＤＧＬＡおよび／またはＥＴＡの生合成が可能になるＰＵＦＡ生合成経路を指す。その他のデサチュラーゼおよびエロンガーゼの発現により、ＡＲＡ、ＤＴＡ、ＤＰＡｎ−６、ＥＰＡ、ＤＰＡ、およびＤＨＡもまた合成されてもよい。
【００５３】
「デサチュラーゼ」という用語は、不飽和化させ得る、すなわち１つまたは複数の脂肪酸に二重結合を導入して対象の脂肪酸または前駆体を生成し得るポリペプチドを指す。特定脂肪酸に言及するための明細書全体を通じたω基準系の使用にもかかわらず、Δシステムを使用して、基質のカルボキシル末端から数えることで、デサチュラーゼ活性を示すことがより都合良い。本明細書において特に興味深いのは、Δ８デサチュラーゼ、Δ５デサチュラーゼ、Δ１７デサチュラーゼ、Δ１２デサチュラーゼ、Δ４デサチュラーゼ、Δ６デサチュラーゼ、Δ１５デサチュラーゼ、およびΔ９デサチュラーゼである。
【００５４】
「エロンガーゼ」という用語は、基質脂肪酸炭素鎖を伸長して、エロンガーゼが作用する脂肪酸基質よりも炭素２個分だけ長い酸を生成し得るポリペプチドを指す。この伸長過程は、米国特許第７，６５９，１２０号明細書に記載されるように、脂肪酸シンターゼと共同して多段階機序で起きる。エロンガーゼ系によって触媒される反応の例は、ＬＡからＥＤＡ、ＡＬＡからＥＴｒＡ、ＧＬＡからＤＧＬＡ、ＳＴＡからＥＴＡ、ＡＲＡからＤＴＡ、およびＥＰＡからＤＰＡへの変換である。一般に、エロンガーゼの基質選択性はやや広範であるが、鎖長と、不飽和の程度およびタイプとの双方によって区別される。例えば、Ｃ１４／１６エロンガーゼはＣ１４基質（例えばミリスチン酸）を利用し、Ｃ１６／１８エロンガーゼはＣ１６基質（例えばパルミチン酸）を利用し、Ｃ１８／２０エロンガーゼはＣ１８基質（例えばＧＬＡ、ＳＴＡ、ＬＡ、およびＡＬＡ）を利用し、Ｃ２０／２２エロンガーゼ［Δ５エロンガーゼまたはＣ２０エロンガーゼとも称される］はＣ２０基質（例えばＡＲＡ、ＥＰＡ）を利用する。本明細書の目的では、２つの異なるタイプのＣ１８／２０エロンガーゼを定義し得る。Δ６エロンガーゼは、それぞれＧＬＡおよびＳＴＡからＤＧＬＡおよびＥＴＡへの変換を触媒するのに対し、Δ９エロンガーゼは、それぞれＬＡおよびＡＬＡからＥＤＡおよびＥＴｒＡへの転換を触媒し得る。
【００５５】
「ＥｇＤ９ｅ」という用語は、本明細書で配列番号７によってコードされる、ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）から単離されたΔ９エロンガーゼ（配列番号８）を指す。同様に「ＥｇＤ９ｅＳ」という用語は、ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）中での発現のためにコドン最適化された、ミドリムシ（Ｅ．ｇｒａｃｉｌｉｓ）に由来する合成Δ９エロンガーゼ（すなわち配列番号９および１０）を指す。ＥｇＤ９ｅおよびＥｇＤ９ｅＳに関するさらなる詳細は、米国特許第７，６４５，６０４号明細書に記載される。
【００５６】
本明細書の目的では、「ＥａＤ９ｅ」という用語は、本明細書において配列番号１１によってコードされる、ユーグレナ・アナベナ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ａｎａｂａｅｎａ）から単離されたΔ９エロンガーゼ（配列番号１２）を指す。同様に「ＥａＤ９ｅＳ」という用語は、Ｙ．リポリティカ（Ｙ，ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）中での発現のためにコドン最適化された、Ｅ．アナベナ（Ｅ．ａｎａｂａｅｎａ）に由来する合成Δ９デサチュラーゼ（すなわち配列番号１３および１４）を指す。ＥａＤ９ｅおよびＥａＤ９ｅＳに関するさらなる詳細は、米国特許第７，７９４，７０１号明細書に記載される。
【００５７】
「Ｅ３８９Ｄ９ｅ」という用語は、本明細書で配列番号３によってコードされる、ユートレプチエラ属（Ｅｕｔｒｅｐｔｉｅｌｌａ）ＣＣＭＰ３８９種から単離されたΔ９エロンガーゼ（配列番号４）を指す。同様に「Ｅ３８９Ｓ９ｅＳ」という用語は、Ｙ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）中での発現のためにコドン最適化された、ユートレプチエラ属（Ｅｕｔｒｅｐｔｉｅｌｌａ）ＣＣＭＰ３８９種に由来する合成Δ９デサチュラーゼ（すなわち配列番号５および６）を指す。Ｅ３８９Ｄ９ｅおよびＥ３８９Ｄ９ｅＳに関するさらなる詳細は、米国特許第７，６４５，６０４号明細書に記載される。
【００５８】
「ＩｇＤ９ｅ」という用語は、本明細書において配列番号１によってコードされる、イソクリシス・ガルバナ（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ  ｇａｌｂａｎａ）から単離されたΔ９エロンガーゼ（配列番号２；ＮＣＢＩ受入番号ＡＡＬ３７６２６（ＧＩ  １７２２６１２３））を指す。
【００５９】
「保存ドメイン」または「モチーフ」という用語は、進化的に関連したタンパク質の整合配列に沿った特定位置で保存される、一連のアミノ酸を意味する。その他の位置のアミノ酸が相同タンパク質間で変化し得るのに対し、特定位置で高度に保存されたアミノ酸は、これらのアミノ酸が、タンパク質の構造、安定性、または活性にとって重要なこともあることを示唆する。それらはタンパク質相同体ファミリーの整合配列中のそれらの高度な保存によって同定されるので、それらは新しく判定された配列があるタンパク質が、以前同定されたタンパク質ファミリーに属するかどうかを判定する識別子または「シグネチャー」として使用し得る。
【００６０】
Δ９エロンガーゼモチーフは、米国特許第７，６４５，６０４号明細書に記載され、Ｙ−Ｎ−Ｘ−（ＬまたはＦ）−Ｘ４−Ｓ−Ｘ２−Ｓ−Ｆ（配列番号１５）；Ｆ−Ｙ−Ｘ−Ｓ−Ｋ−Ｘ２−（ＥまたはＤ）−Ｙ−Ｘ−Ｄ−（ＴまたはＳ）−Ｘ２−Ｌ（配列番号１６）；Ｌ−（ＱまたはＨ）−Ｘ−Ｆ−Ｈ−Ｈ−Ｘ−Ｇ−Ａ（配列番号１７）；Ｍ−Ｙ−Ｘ−Ｙ−Ｙ−Ｘ７−（ＫまたはＲまたはＮ）−Ｆ（配列番号１８）；Ｋ−Ｘ−Ｌ−（ＩまたはＬまたはＭ）−Ｔ−Ｘ２−Ｑ（配列番号１９）；Ｗ−Ｘ−Ｆ−Ｎ−Ｙ−Ｘ−Ｙ（配列番号２０）；およびＹ−Ｘ−Ｇ−Ｘ−Ｖ−Ｘ２−Ｌ−Ｆ（配列番号２１）を含み；Ｘは任意のアミノ酸であり得て、下線付きアミノ酸はΔ９エロンガーゼに特有であってもよい。Ｖｅｃｔｏｒ  ＮＴＩ（登録商標）のＡｌｉｇｎＸプログラム（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ）のデフォルトパラメータを使用した、ＩｇＤ９ｅ（配列番号２）、ＥｇＤ９ｅ（配列番号８）、Ｅ３８９Ｄ９ｅ（配列番号４）、およびＥａＤ９ｅ（配列番号１２）のアミノ酸配列の多重アラインメントを図１に示す。全ての整合配列中で保存される、米国特許第７，６４５，６０４号明細書のΔ９エロンガーゼモチーフは、共通配列内の下線付き太字として図に示される。
【００６１】
「変異ＥｇＤ９ｅＳ」という用語は、ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）中での発現のためにコドン最適化された、ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）に由来する合成Δ９エロンガーゼ（すなわちＥｇＤ９ｅＳ［配列番号９および１０］）と比較して、少なくとも１つのヌクレオチドまたはアミノ酸変異を有する本発明のΔ９エロンガーゼを指す。「変異」としては、あらゆる欠失、挿入、および点変異（またはそれらの組み合わせ）が挙げられるが、好ましい実施形態では、変異ＥｇＤ９ｅＳは配列番号２２（図４Ｂ）で記載され、配列番号２２は、ａ）Ｌ３５Ｆ変異；ｂ）Ｌ３５Ｍ変異；ｃ）Ｌ３５Ｇ変異；ｄ）Ｌ３５Ｇ変異と、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、およびＡ２５４Ｙからなる群から選択される、少なくとも１つのその他の変異；ｅ）Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｌ１０８Ｇ、およびＩ１７９Ｒ変異；ｆ）Ｌ３５Ｇ、Ｗ１３２Ｔ、およびＩ１７９Ｒ変異；ｇ）Ｌ３５Ｇ、Ｓ９Ｄ、Ｙ８４Ｃ、およびＩ１７９Ｒ変異；ｈ）Ｌ３５Ｇ、Ｙ８４Ｃ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；ｉ）Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｗ１３２Ｔ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；ｊ）Ｋ５８ＲおよびＩ２５７Ｔ変異；ｋ）Ｄ９８Ｇ変異；ｌ）Ｌ１３０ＭおよびＶ２４３Ａ変異；およびｍ）Ｋ５８Ｒ、Ｌ３５Ｆ、Ｌ３５Ｇ、Ｌ３５Ｍ、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｄ９８Ｇ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｌ１３０Ｍ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｖ２４３Ａ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、Ａ２５４Ｙ、およびＩ２５７Ｔからなる群から選択される、少なくとも２つの変異を含んでなるあらゆる組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのアミノ酸変異によって、配列番号１０と異なる。列挙された各置換では、最初の文字はＥｇＤ９ｅＳ（配列番号１０）中のアミノ酸に対応し、２番目の文字は変異体（配列番号２２）中の同じ位置に見られるアミノ酸に対応し、すなわちＬ３５Ｆは、ＥｇＤ９ｅＳ中の位置３５のＬｅｕ［Ｌ］から、ＥｇＤ９ｅＳ変異体中のＰｈｅ［Ｆ］への変化を示す。この命名法は、本明細書に記載されるΔ９エロンガーゼタンパク質内の変異に言及するために明細書全体を通じて使用され；同様の表記法が、ヌクレオチド配列内の置換を記述するのに使用される（すなわちＣ６２Ｔは、ＥｇＤ９ｅＳ（配列番号９）中の位置６２のシトシン［Ｃ］から、ＥｇＤ９ｅＳ変異体中のチミン［Ｔ］への変化を示す）。
【００６２】
異なるポリペプチド配列にも関わらず、変異ＥｇＤ９ｅＳ配列の酵素活性（そして任意選択的に特異的選択性）がＥｇＤ９ｅＳに匹敵する場合、変異ＥｇＤ９ｅＳは、ＥｇＤ９ｅＳと「少なくともほぼ機能的に同等である」。したがって機能的に同等である変異ＥｇＤ９ｅＳ配列は、各酵素の「変換効率」を比較した際に、ＥｇＤ９ｅＳに比べて実質的に低下していないΔ９エロンガーゼ活性を有する（すなわち変異ＥｇＤ９ｅＳは、ＥｇＤ９ｅＳの酵素活性の少なくとも約５０％、好ましくは少なくとも約７５％、より好ましくは少なくとも約８５％、最も好ましくは少なくとも約９５％を有する）。より望ましい実施形態では、変異ＥｇＤ９ｅＳは、ＥｇＤ９ｅＳと比べて増大した酵素活性（そして任意選択的に特異的選択性）を有する（すなわちＥｇＤ９ｅＳの酵素活性の少なくとも約１０１〜１５０％、より好ましくは少なくとも約１５１〜２００％、最も好ましくは少なくとも約２０１〜２５０％）。好ましい範囲は上述の通りであるが、ＥｇＤ９ｅＳと比較した有用な変換効率の例としては、５１％、５２％、５３％、５４％、５５％、５６％、５７％、５８％、５９％、６０％、６１％、６２％、６３％、６４％、６５％、６６％、６７％、６８％、６９％、７０％、７１％、７２％、７３％、７４％、７５％、７６％、７７％、７８％、７９％、８０％、８１％、８２％、８３％、８４％、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、１００％、１０１％、１０２％、１０３％、１０４％、１０５％、１０６％、１０７％、１０８％、１０９％、１１０％、１１１％、１１２％、１１３％、１１４％、１１５％、１１６％、１１７％、１１８％、１１９％、１２０％、１２１％、１２２％、１２３％、１２４％、１２５％、１２６％、１２７％、１２８％、１２９％、１３０％、１３１％、１３２％、１３３％、１３４％、１３５％、１３６％、１３７％、１３８％、１３９％、１４０％、１４１％、１４２％、１４３％、１４４％、１４５％、１４６％、１４７％、１４８％、１４９％、１５０％など、および２５０％以下などの５０％から少なくとも２５０％のあらゆる整数百分率が挙げられる。
【００６３】
「変換効率」および「％基質変換」と言う用語は、それによって特定の酵素（例えばΔ９エロンガーゼ）が基質を生成物に変換し得る効率を指す。変換効率は、次式に従って判定される。（［生成物］／［基質＋生成物］）＊１００。式中、「生成物」は、即時生成物と、経路中のそれから誘導される全ての生成物とを含む。したがって「ＬＡからＥＤＡへの変換効率」とは、それによって基質ＬＡが生成物ＥＤＡに変換される変換効率を指す。
【００６４】
一般に「油性」という用語は、それらのエネルギー源を油の形態で貯蔵する傾向がある生物を指す（Ｗｅｅｔｅ，Ｉｎ：Ｆｕｎｇａｌ  Ｌｉｐｉｄ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２ｎｄ  Ｅｄ．，Ｐｌｅｎｕｍ，１９８０）。この過程において、油性微生物の細胞油含量は概してＳ字形曲線に従い、脂質濃度は対数後期または初期定常期にそれが最大に達するまで増大し、次に静止後期および死滅期において徐々に低下する（Ｙｏｎｇｍａｎｉｔｃｈａｉ  ａｎｄ  Ｗａｒｄ，Ａｐｐｌ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．，５７：４１９−２５（１９９１））。本出願の目的では、そして微生物に関して使用される場合、「油性」という用語は、それらのＤＣＷの少なくとも約２５％を油として蓄積し得る微生物を指す。
【００６５】
「油性酵母」という用語は、油を産生し得る、すなわち油がそれらのＤＣＷの約２５％を超えて蓄積し得る、酵母に分類される油性微生物を指す。油性酵母の例としては、ヤロウィア（Ｙａｒｒｏｗｉａ）属、カンジダ（Ｃａｎｄｉｄａ）属、ロドトルラ（Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ）属、ロドスポリジウム（Ｒｈｏｄｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ）属、クリプトコッカス（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）属、トリコスポロン（Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ）属、およびリポマイセス（Ｌｉｐｏｍｙｃｅｓ）属が挙げられるが、これに限定されるものではない。酵母がＤＣＷの約２５％を超えて油を蓄積する能力は、組換え遺伝子操作の試みを通じた、または生物の天然能力を通じたものであってもよい。
【００６６】
「保存的アミノ酸置換」という用語は、タンパク質の化学的または機能的性質を変化させることなく、特定のタンパク質中のアミノ酸残基を別のアミノ酸で置換することを指す。例えば特定の部位において、化学的に等価なアミノ酸の生成をもたらす（しかしコードされた折り畳みタンパク質の構造および機能特性に影響しない）遺伝子の変更が一般的であることは、当該技術分野で良く知られている。本明細書の目的で、「保存的アミノ酸置換」は、次の５群の１つの中における交換と定義される。
１．小型脂肪族非極性またはわずかに極性の残基：Ａｌａ［Ａ］、Ｓｅｒ［Ｓ］、Ｔｈｒ［Ｔ］（Ｐｒｏ［Ｐ］、Ｇｌｙ［Ｇ］）；
２．負に帯電した極性残基およびそれらのアミド：Ａｓｐ［Ｄ］、Ａｓｎ［Ｎ］、Ｇｌｕ［Ｅ］、Ｇｌｎ［Ｑ］；
３．正に帯電した極性残基：Ｈｉｓ［Ｈ］、Ａｒｇ［Ｒ］、Ｌｙｓ［Ｋ］；
４．大型脂肪族非極性残基：Ｍｅｔ［Ｍ］、Ｌｅｕ［Ｌ］、Ｉｌｅ［Ｉ］、Ｖａｌ［Ｖ］（Ｃｙｓ［Ｃ］）、および
５．大型芳香族残基：Ｐｈｅ［Ｆ］、Ｔｙｒ［Ｙ］、Ｔｒｐ［Ｗ］。
したがってわずかに疎水性のアミノ酸であるＡｌａは、別のより疎水性の低い残基（例えばＧｌｙ）によって置換されてもよい。同様に１つの負に帯電した残基による別の残基（例えばＡｓｐによるＧｌｕ）の置換、または１つの正に帯電した残基による別の残基（例えばＬｙｓによるＡｒｇ）の置換をもたらす変化は、機能的に同等の生成物を生じることが予期され得る。したがって保存的アミノ酸置換は、一般に、１）置換領域内のポリペプチド主鎖構造、２）標的部位の分子の電荷または疎水性、または３）大半の側鎖を保持する。さらに多くの場合、タンパク質分子のＮ末端とＣ末端部分の改変は、タンパク質活性を変更することが予期されない。
【００６７】
「非保存的アミノ酸置換」という用語は、タンパク質特性に最大変化を生じることが一般に予期されるアミノ酸置換を指す。したがって例えば非保存的アミノ酸置換は、次の１つである。１）親水性残基が疎水性残基を置換し、またはそれによって置換される（例えばＳｅｒまたはＴｈｒがＬｅｕ、Ｉｌｅ、Ｖａｌを置換し、またはそれによって置換される）、２）ＣｙｓまたはＰｒｏがあらゆるその他の残基を置換し、またはそれによって置換される、３）電気陽性側鎖を有する残基が電気陰性残基を置換し、またはそれによって置換される（例えばＬｙｓ、ＡｒｇまたはＨｉｓがＡｓｐまたはＧｌｕを置換し、またはそれによって置換される）、または４）かさ高い側鎖を有する残基が側鎖を有さないものを置換し、またはそれによって置換される（例えばＰｈｅがＧｌｙを置換し、またはそれによって置換される）。時として５群中の２群間の非保存的アミノ酸置換は、コードされるタンパク質の活性に影響しない。
【００６８】
「サイレント変異」という用語は、コードされたポリペプチドにアミノ酸の変化をもたらさない、ＤＮＡ配列の変異を指す。これらの変異は、２種以上のコドンが１つのアミノ酸を指定することもある、遺伝コード縮重の結果として起きることが多い。例えば、ＴＣＴ、ＴＣＡ、ＴＣＧ、およびＴＣＣは全て、アミノ酸Ｓｅｒをコードし；したがってＤＮＡ配列中のＴＣＴからＴＣＡへの変異は、合成タンパク質中のアミノ酸（すなわちＳｅｒ）に変更がないことから、遺伝子（またはそのｍＲＮＡ）の配列決定によってのみ検出される。
【００６９】
「ポリヌクレオチド」、「ポリヌクレオチド配列」、「核酸配列」、「核酸断片」、および「単離核酸断片」という用語は、本明細書において同義的に使用される。これらの用語は、ヌクレオチド配列などを包含する。ポリヌクレオチドは、合成、非天然または改変ヌクレオチド塩基を任意選択的に含有する、一本鎖または二本鎖のＲＮＡまたはＤＮＡのポリマーであってもよい。ＤＮＡポリマーの形態のポリヌクレオチドは、ｃＤＮＡ、ゲノムＤＮＡ、合成ＤＮＡ、またはそれらの混合物の１つ以上のセグメントを含んでなってもよい。ヌクレオチド（通常それらの５’一リン酸の形態で見られる）は、次のような一文字名によって言及される。「Ａ」はアデニル酸またはデオキシアデニル酸（それぞれＲＮＡまたはＤＮＡ）、「Ｃ」はシチジル酸またはデオキシシチジル酸、「Ｇ」はグアニル酸またはデオキシグアニル酸、「Ｕ」はウリジル酸、「Ｔ」はデオキシチミジル酸、「Ｒ」はプリン（ＡまたはＧ）、「Ｙ」はピリミジン（ＣまたはＴ）、「Ｋ」はＧまたはＴ、「Ｈ」はＡまたはＣまたはＴ、「Ｉ」はイノシン、および「Ｎ」は任意のヌクレオチドである。
【００７０】
アミノ酸またはヌクレオチド配列の「かなりの部分」とは、当業者による配列の手動評価、またはＢＬＡＳＴ（Ｂａｓｉｃ  Ｌｏｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  Ｓｅａｒｃｈ  Ｔｏｏｌ；Ａｌｔｓｃｈｕｌ，Ｓ．Ｆ．，ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．，２１５：４０３−４１０（１９９３））などのアルゴリズムを使用したコンピュータ自動化配列比較および同定のいずれかによって、そのポリペプチドまたは遺伝子を推定的に同定するのに十分な、ポリペプチドのアミノ酸配列または遺伝子のヌクレオチド配列を含んでなる部分である。一般に、ポリペプチドまたは核酸配列が、既知のタンパク質または遺伝子と相同的であると推定的に同定するために、１０個以上の隣接するアミノ酸または３０個以上のヌクレオチドの配列が必要である。さらにヌクレオチド配列に関して、配列依存性の遺伝子同定法（例えばサザンハイブリダイゼーション）および単離法（例えば細菌コロニーまたはバクテリオファージプラークの原位置ハイブリダイゼーション）中で、２０〜３０個の隣接ヌクレオチドを含んでなる遺伝子特異的オリゴヌクレオチドプローブを使用してもよい。これに加えて、プライマーを含んでなる特定の核酸断片を得るために、１２〜１５個の塩基の短鎖オリゴヌクレオチドをＰＣＲの増幅プライマーとして使用してもよい。したがってヌクレオチド配列の「かなりの部分」は、配列を構成する核酸断片を明確に同定および／または分離するのに十分な配列を含んでなる。本明細書の開示は、特定のエロンガーゼをコードする、完全長アミノ酸およびヌクレオチド配列を教示する。当業者は、本明細書で報告される配列の便益を有して、当業者に知られている目的のために、開示される配列の全てまたはかなりの部分を使用できる。したがって添付の配列一覧に報告される完全な配列、ならびに上で定義されるこれらの配列のかなりの部分は、本開示に包含される。
【００７１】
「相補的」という用語は、互いにハイブリダイズできるヌクレオチド塩基間の関係性を記述するために使用される。例えばＤＮＡに関して、アデノシンはチミンに相補的であり、シトシンはグアニンに相補的である。したがって添付の配列一覧に報告される完全な配列に相補的な単離された核酸断片、ならびに実質的に同様の核酸配列は本開示に包含される。
【００７２】
「相同性」、「相同的」、「実質的に同様」、および「実質的に相当する」という用語は、本明細書において同義的に使用される。それらは、類似しているが同一でない配列を有する、核酸断片またはポリペプチドを指す。これらの用語は、時に、最初の未修飾断片と比較して、得られた核酸断片の機能特性を実質的に変化させない、（例えば１つまたは複数のヌクレオチドの欠失または挿入を介した）核酸断片の修飾もまた指す。したがって当業者は、本発明が特定の例示的な配列以上のものを包含することを理解するであろう。
【００７３】
核酸またはポリペプチド配列の文脈において「配列同一性」または「同一性」は、特定の比較ウィンドウ間で最大一致のために整列させると同じになる、２つの配列中の核酸塩基またはアミノ酸残基を指す。
【００７４】
したがって「配列同一性百分率」または「％同一性」は、比較ウィンドウ間で最適に整列させた２つの配列を比較して判定される値を指し、比較ウィンドウ内のポリヌクレオチドまたはポリペプチド配列の部分は、２配列の最適配列比較のために、（付加または欠失を含まない）基準配列との比較で、付加または欠失（すなわちギャップ）を含んでなってもよい。百分率は、双方の配列内で同一の核酸塩基またはアミノ酸残基が存在する位置数を判定して、一致する位置数を得て、一致する位置数を比較ウィンドウ内の総位置数で除して、結果に１００を乗じて同一性百分率を得て、計算される。
【００７５】
「％同一性」および「％類似性」を判定する方法は、公的に入手可能なコンピュータプログラムで体系化されている。「％同一性」および「％類似性」は、１）Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ（Ｌｅｓｋ，Ａ．Ｍ．，Ｅｄ．）Ｏｘｆｏｒｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：ＮＹ（１９８８）；２）Ｂｉｏｃｏｍｐｕｔｉｎｇ：Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｇｅｎｏｍｅ  Ｐｒｏｊｅｃｔｓ（Ｓｍｉｔｈ，Ｄ．Ｗ．，Ｅｄ．）Ａｃａｄｅｍｉｃ：ＮＹ（１９９３）；３）Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｄａｔａ，Ｐａｒｔ  Ｉ（Ｇｒｉｆｆｉｎ，Ａ．Ｍ．，ａｎｄ  Ｇｒｉｆｆｉｎ，Ｈ．Ｇ．，Ｅｄｓ．）Ｈｕｍａｎｉａ：ＮＪ（１９９４）；４）Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ（ｖｏｎ  Ｈｅｉｎｊｅ，Ｇ．，Ｅｄ．）Ａｃａｄｅｍｉｃ（１９８７）；および５）Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｐｒｉｍｅｒ（Ｇｒｉｂｓｋｏｖ，Ｍ．ａｎｄ  Ｄｅｖｅｒｅｕｘ，Ｊ．，Ｅｄｓ．）Ｓｔｏｃｋｔｏｎ：ＮＹ（１９９１）に記載されるものをはじめとするが、これに限定されるものではない公知の方法によって容易に計算され得る。
【００７６】
配列アラインメントおよび％同一性または類似性の計算は、ＬＡＳＥＲＧＥＮＥバイオインフォマティクス演算スイートのＭｅｇＡｌｉｇｎ（商標）プログラム（ＤＮＡＳＴＡＲ  Ｉｎｃ．，Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ）をはじめとするが、これに限定されるものではない、相同的な配列を検出するようにデザインされた多様な比較法を使用して判定されてもよい。配列の多重アラインメントは、「アラインメントのＣｌｕｓｔａｌ  Ｖ法」および「アラインメントのＣｌｕｓｔａｌ  Ｗ法」をはじめとする、アルゴリズムのいくつかの変種を包含する「アラインメントのＣｌｕｓｔａｌ法」を使用して実施される（Ｈｉｇｇｉｎｓ  ａｎｄ  Ｓｈａｒｐ，ＣＡＢＩＯＳ，５：１５１−１５３（１９８９）；Ｈｉｇｇｉｎｓ，Ｄ．Ｇ．ｅｔ  ａｌ．，Ｃｏｍｐｕｔ．Ａｐｐｌ．Ｂｉｏｓｃｉ．，８：１８９−１９１（１９９２）により記載され、ＭｅｇＡｌｉｇｎ（商標）（バージョン８．０．２）プログラム（ＬＡＳＥＲＧＥＮＥバイオインフォマティクス演算スイート（ＤＮＡＳＴＡＲ  Ｉｎｃ．））にある）。いずれかのＣｌｕｓｔａｌプログラムを使用した配列のアラインメント後、プログラムの「配列距離」表を見ることで「％同一性」を得ることが可能である。
【００７７】
アラインメントのＣｌｕｓｔａｌ  Ｖ法を使用した多重アラインメントでは、デフォルト値は、ＧＡＰ  ＰＥＮＡＬＴＹ＝１０、ＧＡＰ  ＬＥＮＧＴＨ  ＰＥＮＡＬＴＹ＝１０に相当する。Ｃｌｕｓｔａｌ  Ｖ法を使用したタンパク質配列のペアワイズ配列比較および％同一性計算のデフォルトパラメーターは、ＫＴＵＰＬＥ＝１、ＧＡＰ  ＰＥＮＡＬＴＹ＝３、ＷＩＮＤＯＷ＝５、およびＤＩＡＧＯＮＡＬＳ  ＳＡＶＥＤ＝５である。核酸ではこれらのパラメーターは、ＫＴＵＰＬＥ＝２、ＧＡＰ  ＰＥＮＡＬＴＹ＝５、ＷＩＮＤＯＷ＝４、およびＤＩＡＧＯＮＡＬＳ  ＳＡＶＥＤ＝４である。
【００７８】
アラインメントのＣｌｕｓｔａｌ  Ｗ法を使用した多重アラインメントのデフォルトパラメーターは、ＧＡＰ  ＰＥＮＡＬＴＹ＝１０、ＧＡＰ  ＬＥＮＧＴＨ  ＰＥＮＡＬＴＹ＝０．２、Ｄｅｌａｙ  Ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ  Ｓｅｑｓ（％）＝３０、ＤＮＡ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｗｅｉｇｈｔ＝０．５、Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ｗｅｉｇｈｔ  Ｍａｔｒｉｘ＝Ｇｏｎｎｅｔ  Ｓｅｒｉｅｓ、ＤＮＡ  Ｗｅｉｇｈｔ  Ｍａｔｒｉｘ＝ＩＵＢに相当する。
【００７９】
「配列比較のＢＬＡＳＴＮ法」が、デフォルトパラメーターを使用してヌクレオチド配列を比較する、国立バイオテクノロジー情報センター（ＮＣＢＩ）が提供するアルゴリズムである一方、「ＢＬＡＳＴＰアラインメント法」は、デフォルトパラメーターを使用してタンパク質配列を比較する、ＮＣＢＩによって提供されるアルゴリズムである。
【００８０】
その他の種から同一または同様の機能または活性を有するポリペプチドを同定する上で、多くのレベルの配列同一性が有用であることを当業者は良く理解している。適切な核酸断片、すなわち本明細書の開示に従った単離されたポリヌクレオチドが、本明細書で報告されるアミノ酸配列と少なくとも約７０〜８５％同一のポリペプチドをコードする一方、より好ましい核酸断片は少なくとも約８５〜９５％同一のアミノ酸配列をコードする。好ましい範囲は上述のようであるが、％同一性の有用な例としては、７１％、７２％、７３％、７４％、７５％、７６％、７７％、７８％、７９％、８０％、８１％、８２％、８３％、８４％、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％または９９％などの７０％〜１００％のあらゆる整数百分率が挙げられる。またこの単離されたヌクレオチド断片のあらゆる全長または部分的補体も興味深い。
【００８１】
適切な核酸断片は上の相同性を有するだけでなく、典型的に少なくとも５０個のアミノ酸、好ましくは少なくとも１００個のアミノ酸、より好ましくは少なくとも１５０個のアミノ酸、なおもより好ましくは少なくとも２００個のアミノ酸、最も好ましくは少なくとも２５０個のアミノ酸を有するポリペプチドをコードする。
【００８２】
「コドン縮重」とは、コードされるポリペプチドのアミノ酸配列に影響を及ぼさないヌクレオチド配列のバリエーションを可能にする、遺伝子コードの性質を指す。したがって本明細書に記載されるのは、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｆ（配列番号２９）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｋ５８Ｒ／Ｉ２５７Ｔ（配列番号３２）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ１３０Ｍ／Ｖ２４３Ａ１（配列番号３５）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｄ９８Ｇ（配列番号３８）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ１３０Ｍ／Ｖ２４３Ａ２（配列番号４１）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ（配列番号５９）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｍ／Ｑ１０７Ｅ（配列番号６２）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ａ２１Ｖ／Ｌ３５Ｇ／Ｌ１０８Ｇ／Ｉ１７９Ｒ（配列番号８７）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｗ１３２Ｔ／Ｉ１７９Ｒ（配列番号１０１）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｓ９Ｄ／Ｙ８４Ｃ／Ｉ１７９Ｒ（配列番号１０４）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｙ８４Ｃ／Ｉ１７９Ｒ／Ｑ２４４Ｎ（配列番号１０７）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ａ２１Ｖ／Ｗ１３２Ｔ／Ｉ１７９Ｒ／Ｑ２４４Ｎ（配列番号１１０）、およびＥｇＤ９ｅＳ−変異体コンセンサス（配列番号２２）に記載の当該Δ９エロンガーゼポリペプチドをコードする、アミノ酸配列の全部またはかなりの部分をコードするあらゆる核酸断片である。当業者は、所定のアミノ酸を特定するヌクレオチドコドン使用における、特定の宿主細胞によって示される「コドンバイアス」について良く知っている。したがって宿主細胞中の改善された発現のために遺伝子を合成する場合、そのコドン使用頻度が、宿主細胞の好むコドン使用頻度に近くなるように遺伝子をデザインすることが望ましい。
【００８３】
「合成遺伝子」は、当業者に知られている手順を使用して、化学的に合成されたオリゴヌクレオチド構成単位から組み立て得る。これらのオリゴヌクレオチド構成単位はアニールされ、次にライゲートされて遺伝子セグメントを形成し、それは次に酵素的にアセンブリーされて遺伝子全体が構築される。したがって遺伝子は、宿主細胞のコドンバイアスを反映するヌクレオチド配列の最適化に基づいて、最適遺伝子発現のために調整し得る。当業者は、宿主によって好まれるにコドンに向けて、コドン使用頻度を偏らせた場合の成功裏の遺伝子発現の可能性を認識する。好ましいコドンの判定は、配列情報が利用できる宿主細胞に由来する遺伝子の調査に基づき得る。例えばヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）のコドン使用頻度プロフィールは、米国特許第７，１２５，６７２号明細書に提供される。
【００８４】
「遺伝子」とは、特異的タンパク質を発現する核酸断片を指し、それはコード領域のみを指してもよく、またはコード領域の上流および／または下流の調節配列（例えばコード領域の転写開始部位である上流の５’非翻訳領域、３’非コード領域）を含んでもよい。「天然遺伝子」とは、それ自体の制御配列と共に天然に見られる遺伝子を指す。「キメラ遺伝子」とは、自然界では一緒に見られない調節およびコード配列を含んでなる、天然遺伝子でないあらゆる遺伝子を指す。したがって、キメラ遺伝子は、異なる起源に由来する調節配列およびコード配列、または同じ起源に由来するが、天然に見られるのとは異なる様式で配列された調節配列およびコード配列を含んでなってもよい。「内在性遺伝子」とは、生物のゲノム中のその自然な位置にある天然遺伝子を指す。「外来性」遺伝子とは、遺伝子移入によって宿主生物に導入された遺伝子を指す。外来性遺伝子は、非天然生物中に挿入された天然遺伝子、天然宿主内の新たな位置に導入された天然遺伝子、またはキメラ遺伝子を構成し得る。「導入遺伝子」は、形質転換手順によってゲノムに導入された遺伝子である。「コドン最適化遺伝子」は、宿主細胞の好むコドン使用頻度を模倣するように、そのコドン使用頻度がデザインされている遺伝子である。
【００８５】
「コード配列」とは、特定のアミノ酸配列をコードするＤＮＡ配列を指す。「調節配列」は、コード配列の転写開始部位上流に位置するヌクレオチド配列、５’非翻訳領域および３’非コード領域を指し、それらは関連するコード配列の転写、ＲＮＡプロセシングまたは安定性、または翻訳に影響を及ぼすこともある。調節配列としては、プロモーター、エンハンサー、サイレンサー、５’非翻訳リーダー配列、イントロン、ポリアデニル化認識配列、ＲＮＡプロセシング部位、作動体結合部位、およびステムループ構造が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００８６】
「プロモーター」という用語は、コード配列または機能性ＲＮＡの発現を制御できるＤＮＡ配列を指す。一般にプロモーター配列は、コード配列の５’上流に位置する。プロモーターはその全体が天然遺伝子に由来してもよく、または自然界に見られる異なるプロモーターに由来する異なる要素から構成されてもよく、または合成ＤＮＡセグメントを含んでなってさえよい。当業者は、異なる組織または細胞タイプにおいて、または異なる細胞増殖および／または発達段階において、または異なる環境条件に答えて、異なるプロモーターが遺伝子の発現を指示してもよいことを理解する。発達のほぼ全ての段階で遺伝子の発現を引き起こすプロモーターは、一般に「構成的プロモーター」と称される。ほとんどの場合、制御配列の正確な境界は（特にそれらの５’末端で）完全に定義されていないので、いくらかの変動があるＤＮＡ断片が、同一プロモーター活性を有してもよいことがさらに認識される。
【００８７】
「３’非コード配列」、「転写ターミネーター」、「ターミネーター」、および「終結配列」という用語は、コード配列の３’下流に位置するＤＮＡ配列を指す。これは、ポリアデニル化認識配列と、ｍＲＮＡプロセッシングまたは遺伝子発現に影響を及ぼすことができる調節シグナルをコードするその他の配列とを含む。ポリアデニル化シグナルは、通常、ｍＲＮＡ前駆体の３’末端へのポリアデニル酸トラクトの付加に影響を及ぼすことで特徴付けられる。３’領域は、関連するコード配列の転写、ＲＮＡプロセシングまたは安定性、または翻訳に影響し得る。
【００８８】
「ＲＮＡ転写物」とは、ＲＮＡポリメラーゼが触媒する、ＤＮＡ配列転写から得られる生成物を指す。ＲＮＡ転写物がＤＮＡ配列の完璧な相補コピーである場合、それは一次転写産物と称される。ＲＮＡ転写物は、それが一次転写産物の転写後プロセッシングに由来するＲＮＡ配列である場合に、成熟ＲＮＡと称される。「メッセンジャーＲＮＡ」または「ｍＲＮＡ」とは、イントロンがなく、細胞によってタンパク質に翻訳されるＲＮＡを指す。「ｃＤＮＡ」とは、ｍＲＮＡテンプレートに相補的であり、逆転写酵素を使用してそれから合成されるＤＮＡを指す。ｃＤＮＡは一本鎖であり得て、またはＤＮＡポリメラーゼＩのクレノウ（Ｋｌｅｎｏｗ）断片を使用して、二本鎖形態に変換され得る。「センス」ＲＮＡとは、ｍＲＮＡを含んで、細胞内または生体外でタンパク質に翻訳され得るＲＮＡ転写物を指す。「アンチセンスＲＮＡ」とは、標的一次転写産物またはｍＲＮＡの全部または一部に相補的で、標的遺伝子の発現をブロックするＲＮＡ転写物を指す（米国特許第５，１０７，０６５号明細書）。
【００８９】
「作動的に結合する」という用語は、一方の機能が他方の機能によって影響される、単一核酸断片上の核酸配列のつながりを指す。例えばプロモーターは、コード配列の発現に影響できる場合、そのコード配列と作動的に結合し、すなわちコード配列はプロモーターの転写調節下にある。コード配列は、センスまたはアンチセンス方向で制御配列に作動的に結合し得る。
【００９０】
「組み換え」という用語は、例えば化学合成による、または遺伝子操作技術を通じた核酸の単離セグメントの操作による、２つのさもなければ分離した配列セグメントの人為的組み合わせを指す。
【００９１】
「発現」という用語は、本明細書での用法では、センス（ｍＲＮＡ）またはアンチセンスＲＮＡの転写および安定した蓄積を指す。発現はまた、ｍＲＮＡの（前駆型または成熟型いずれかの）タンパク質への翻訳も含む。
【００９２】
「形質転換」とは、遺伝的に安定した遺伝形質をもたらす、宿主生物または宿主生物中への核酸分子の転移を指す。核酸分子は、例えば自律的に複製するプラスミドであってもよく、またはそれは宿主生物のゲノムに組み込まれてもよい。形質転換核酸断片を含有する宿主生物は、「組換え」または「リコンビナント」または「形質転換」または「形質転換体」生物と称される。
【００９３】
「プラスミド」および「ベクター」という用語は、細胞の中央代謝の一部ではない遺伝子を保有することが多く、通常は環状二本鎖ＤＮＡ断片の形態である染色体外要素を指す。このような要素は、あらゆる起源に由来する、一本鎖または二本鎖のＤＮＡまたはＲＮＡの直線または環状であってもよい、自己複製配列、ゲノム組み込み配列、ファージまたはヌクレオチド配列を有してもよく、その中ではいくつかのヌクレオチド配列が結合しまたは組み換えされて、細胞に発現カセットを導入できるユニークな構造になる。
【００９４】
「発現カセット」という用語は、外来遺伝子を含有し、異種宿主中でその遺伝子の発現ができるようにする要素を外来遺伝子に加えて有する、ＤＮＡ断片を指す。一般に発現カセットは、選択された遺伝子のコード配列と、選択された遺伝子産物の発現に必要である、コード配列に先行する（５’非コード配列）および後続の（３’非コード配列）制御配列とを含んでなる。したがって発現カセットは、典型的に、１）プロモーター配列；２）コード配列（すなわちＯＲＦ）；および３）真核生物中では通常、ポリアデニル化部位を含有するターミネーターから構成される。発現カセットは通常はベクター内に含めて、クローニングおよび形質転換を容易にする。各宿主に対する妥当な制御配列を使用しさえすれば、異なる発現カセットを細菌、酵母、植物、および哺乳類細胞をはじめとする異なる生物に形質転換できる。
【００９５】
「組換えコンストラクト」、「発現コンストラクト」、「キメラコンストラクト」、「コンストラクト」、および「組換えＤＮＡコンストラクト」という用語は、本明細書において同義的に使用される。組換えコンストラクトは、例えば自然界では一緒に見られない調節およびコード配列などの核酸断片の人工的組み合わせを含んでなる。例えば、組換えＤＮＡは、異なる起源に由来する調節配列およびコード配列、または同じ起源に由来するが、天然に見られるのとは異なる様式で配列された調節配列およびコード配列を含んでなってもよい。このようなコンストラクトは、単独で使用されてもよく、またはベクターと併せて使用されてもよい。ベクターが使用される場合、当業者に良く知られているように、ベクターの選択は、宿主細胞を形質転換するのに使用される方法に左右される。例えばプラスミドベクターを使用し得る。当業者は、本明細書に記載される単離核酸断片のいずれかを含んでなる宿主細胞を成功裏に形質転換し、選択して増殖するために、ベクター上に存在しなくてはならない遺伝要素を十分承知している。当業者はまた、異なる独立した形質転換事象が、異なるレベルとパターンの発現をもたらすことを認識し（Ｊｏｎｅｓ  ｅｔ  ａｌ．，ＥＭＢＯ  Ｊ．，４：２４１１−２４１８（１９８５）；Ｄｅ  Ａｌｍｅｉｄａ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｏｌ．Ｇｅｎ．Ｇｅｎｅｔｉｃｓ，２１８：７８−８６（１９８９））、したがって所望の発現レベルとパターンを呈する株または系統を得るために、複数事象をスクリーニングしなくてはならないこともまた認識する。このようなスクリーニングは、特にＤＮＡのサザン分析、ｍＲＮＡ発現のノーザン分析、タンパク質発現のウエスタン分析および／またはＥｌｉｓａ分析、特定生成物の形成、表現型分析、またはＰＵＦＡ生成物のＧＣ分析によって達成されてもよい。
【００９６】
「宿主細胞」および「宿主生物」という用語は、本明細書において同義的に使用され、外来性または異種遺伝子を受け入れることができ、これらの遺伝子を発現できる微生物または植物（すなわち油料種子植物）などのあらゆる生物を指す。「組換え宿主細胞」とは、組換え遺伝子操作されている宿主細胞を指す。
【００９７】
「配列分析ソフトウェア」という用語は、ヌクレオチドまたはアミノ酸配列の分析に有用なあらゆるコンピュータアルゴリズム、またはソフトウェアプログラムを指す。「配列分析ソフトウェア」は市販されることもあり、または独立して開発されることもある。典型的な配列分析ソフトウェアとしては、１）プログラムのＧＣＧスイート（Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ  Ｐａｃｋａｇｅ  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ９．０，Ｇｅｎｅｔｉｃｓ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒｏｕｐ（ＧＣＧ），Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ）；２）ＢＬＡＳＴＰ，ＢＬＡＳＴＮ，ＢＬＡＳＴＸ（Ａｌｔｓｃｈｕｌ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．，２１５：４０３−４１０（１９９０））；３）ＤＮＡＳＴＡＲ（ＤＮＡＳＴＡＲ，Ｉｎｃ．Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ）；４）Ｓｅｑｕｅｎｃｈｅｒ（Ｇｅｎｅ  Ｃｏｄｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ａｎｎ  Ａｒｂｏｒ，ＭＩ）；および５）Ｓｍｉｔｈ−Ｗａｔｅｒｍａｎアルゴリズムを組み込んだＦＡＳＴＡプログラム（Ｗ．Ｒ．Ｐｅａｒｓｏｎ，Ｃｏｍｐｕｔ．Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｇｅｎｏｍｅ  Ｒｅｓ．，［Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．］（１９９４），Ｍｅｅｔｉｎｇ  Ｄａｔｅ  １９９２，１１１−２０．Ｅｄｉｔｏｒ（ｓ）：Ｓｕｈａｉ，Ｓａｎｄｏｒ．Ｐｌｅｎｕｍ：Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ＮＹ）が挙げられるが、これに限定されるものではない。特に断りのない限り、本説明中で分析のために配列分析ソフトウェアが使用される場合はいつでも、分析結果は、言及されるプログラムの「デフォルト値」に基づく。本明細書での用法では「デフォルト値」とは、ソフトウェアを初期化した際に、初めからロードされる値またはパラメーターのあらゆる組を意味する。
【００９８】
本明細書で使用される標準組換えＤＮＡおよび分子クローニング技術は、当該技術分野で周知であり、Ｓａｍｂｒｏｏｋ，Ｊ．，Ｆｒｉｔｓｃｈ，Ｅ．Ｆ．ａｎｄ  Ｍａｎｉａｔｉｓ，Ｔ．ＭｏｌｅｃｕｌａｒＣｌｏｎｉｎｇ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ；Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ：Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ，ＮＹ（１９８９）；Ｓｉｌｈａｖｙ，Ｔ．Ｊ．，Ｂｅｎｎａｎ，Ｍ．Ｌ．ａｎｄ  Ｅｎｑｕｉｓｔ，Ｌ．Ｗ．，Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  Ｇｅｎｅ  Ｆｕｓｉｏｎｓ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ：Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ，ＮＹ（１９８４）；およびＡｕｓｕｂｅｌ，Ｆ．Ｍ．ｅｔ  ａｌ．，Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｇｒｅｅｎｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ａｓｓｏｃ．ａｎｄ  Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ，Ｈｏｂｏｋｅｎ，ＮＪ（１９８７）による出版によって、より詳しく記載される。
【００９９】
健康に良いＰＵＦＡ製造のため生化学的経路を操作するために使用してもよい、新しい変異Δ９エロンガーゼ酵素および同酵素をコードする遺伝子が、本明細書で開示される。
【０１００】
図５Ａおよび５Ｂは組み合わさって、特定ω−３／ω−６脂肪酸を生成するための複数の代わりの経路を記載する。全ての経路は、オレイン酸がΔ１２デサチュラーによって、第１のω−６脂肪酸であるリノール酸［「ＬＡ」］に最初に変換されることを要する。次に「Δ９エロンガーゼ／Δ８デサチュラーゼ経路」および基質としてＬＡを使用して、長鎖ω−６脂肪酸が次のように形成される。１）ＬＡがΔ９エロンガーゼによってエイコサジエン酸［「ＥＤＡ」］に変換され；２）ＥＤＡがΔ８デサチュラーゼによってジホモ−γ−リノレン酸［「ＤＧＬＡ」］に変換され；３）ＤＧＬＡがΔ５デサチュラーゼによってアラキドン酸［「ＡＲＡ」］に変換され；４）ＡＲＡがＣ２０／２２エロンガーゼによってドコサテトラエン酸［「ＤＴＡ」］に変換され；５）ＤＴＡがΔ４デサチュラーゼによってドコサペンタエン酸［「ＤＰＡｎ−６」］に変換される。
【０１０１】
「Δ９エロンガーゼ／Δ８デサチュラーゼ経路」はまた、基質としてα−リノレン酸［「ＡＬＡ」］を使用して、長鎖ω−３脂肪酸を次のように生成し得る。１）ＬＡがΔ１５デサチュラーゼによって第１のω−３脂肪酸ＡＬＡに変換され；２）ＡＬＡがΔ９エロンガーゼによってエイコサトリエン酸［「ＥＴｒＡ」］に変換され；３）ＥＴｒＡがΔ８デサチュラーゼによってエイコサテトラエン酸［「ＥＴＡ」］に変換され；４）ＥＴＡがΔ５デサチュラーゼによってエイコサペンタエン酸［「ＥＰＡ」］に変換され；５）ＥＰＡがＣ２０／２２エロンガーゼによってドコサペンタエン酸［「ＤＰＡ」］に変換され；６）ＤＰＡがΔ４デサチュラーゼによってドコサヘキサエン酸［「ＤＨＡ」］に変換される。任意選択的に、ω−６脂肪酸がω−３脂肪酸に変換されてもよい。例えばＥＴＡおよびＥＰＡはΔ１７デサチュラーゼ活性によって、それぞれＤＧＬＡおよびＡＲＡから生成される。
【０１０２】
ω−３／ω−６脂肪酸生合成の代わりの経路は、Δ６デサチュラーゼおよびＣ１８／２０エロンガーゼを利用し、すなわち「Δ６デサチュラーゼ／Δ６エロンガーゼ経路」である。より具体的には、Δ６デサチュラーゼによって、ＬＡおよびＡＬＡがそれぞれＧＬＡおよびステアリドン酸［「ＳＴＡ」］に変換されてもよく、次にＣ１８／２０エロンガーゼが、ＧＬＡをＤＧＬＡにおよび／またはＳＴＡをＥＴＡに変換する。引き続いて上述のように、下流ＰＵＦＡが形成される。
【０１０３】
生物がω−３／ω−６脂肪酸を生成する能力を可能にし、または強化するために、特定の宿主生物中に導入される必要がある特定の機能性は、宿主細胞（およびその天然ＰＵＦＡプロフィールおよび／またはデサチュラーゼ／エロンガーゼプロフィール）、基質可用性、および所望の最終産物に左右されることが考察される。これらの考察、ならびにデサチュラーゼおよびエロンガーゼ酵素（例えばΔ６デサチュラーゼ、Ｃ１８／２０エロンガーゼ、Δ５デサチュラーゼ、Δ１７デサチュラーゼ、Δ１５デサチュラーゼ、Δ９デサチ
ュラーゼ、Δ１２デサチュラーゼ、Ｃ１４／１６エロンガーゼ、Ｃ１６／１８エロンガーゼ、Δ９エロンガーゼ、Δ８デサチュラーゼ、Δ４デサチュラーゼ、およびＣ２０／２２エロンガーゼ）をコードする特定遺伝子の同定と選択に影響を及ぼす要素の論考は、米国特許第７，２３８，４８２号明細書および米国特許第７，９３２，０７７号明細書にある。
【０１０４】
しかし本明細書の発明に特に関連性がある一態様は、特定の宿主生物中で発現される、特定の各デサチュラーゼおよび／またはエロンガーゼの変換効率である。より具体的には、各酵素が基質を生成物に変換する際に１００％の効率で機能することは稀なので、宿主細胞中で生成する未精製油の最終脂質プロフィールは、典型的に所望のω−３／ω−６脂肪酸、ならびに様々な上流の中間ＰＵＦＡからなる様々なＰＵＦＡの混合物である。したがって所望の脂肪酸の生合成を最適化する際に、各酵素の変換効率が考察されることが多い。
【０１０５】
生物中で、（飽和および不飽和脂肪酸および短鎖および長鎖脂肪酸をはじめとする）脂肪酸が合成されると、それらはＴＡＧに組み込まれてもよい。ＴＡＧは、脂肪酸の主要貯蔵単位である。
【０１０６】
所有者が共通の米国特許出願公開第２００７−０１１８９２９−Ａ１号明細書および米国特許第７，６４５，６０４号明細書の双方が、ＬＡをＥＤＡに伸長できるミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）Δ９エロンガーゼ（「ＥｇＤ９ｅ」；本明細書の配列番号７および８）を開示する。さらにヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）中での発現のためにコドン最適化された、ミドリムシ（Ｅ．ｇｒａｃｉｌｉｓ）に由来する合成Δ９エロンガーゼも米国特許第７，６４５，６０４号明細書で開示されている（「ＥｇＤ９ｅＳ」；本明細書の配列番号９および１０）。具体的には、翻訳開始部位の修正に加えて、７７７ｂｐのコード領域の内１１７ｂｐ（１５．１％）が修飾されて１０６個のコドンが最適化される（それにもかかわらずコドン最適化遺伝子［すなわち配列番号１０］によってコードされるタンパク質配列は、野生型タンパク質配列［すなわち配列番号８］と同一である）。ＥｇＤ９ｅＳは、Ｙ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）中で発現した際に、ＬＡからＥＤＡへの伸長において、野生型ＥｇＤ９ｅよりも約１６．２％さらに効率的であると判定された。
【０１０７】
配列を合成し配列を共にまとめる方法は、文献で確立されている。そして多数の技術が一般に用いられて、天然遺伝子の変異が得られる（このような変異としては、欠失、挿入、および点変異、またはそれらの組み合わせが挙げられる）。本研究は、油性酵母ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）中で酵素が発現した際に、そのＬＡからＥＤＡへの変換効率を増大させる、ＥｇＤ９ｅＳ内の適切な変異を同定する目的で行われた。変換効率の増大は、ＰＵＦＡ生合成の全体的な速度と量を増大させる手段として望ましい。多様な変異が本明細書に記載され；上に記載される野生型（すなわち配列番号８）および合成コドン最適化（配列番号１０）Δ９エロンガーゼに由来する、このような全ての変異タンパク質およびそれらをコードするヌクレオチド配列は、本発明の範囲内である。
【０１０８】
Δ９エロンガーゼは、いくつかの保存された配列（図１；すなわち配列番号１５〜２１）を含有するが、これらのモチーフの１つの一部のみが、最適酵素機能におけるその役割を判定するために、以前研究されている。具体的には、Ｑｉ，Ｂ．，ｅｔ  ａｌ．（ＦＥＢＳＬｅｔｔ．，５４７：１３７−１３９（２００３））は、Δ９エロンガーゼ活性があると同定された最初のＰＵＦＡ特異的エロンガーゼである、イソクリシス・ガルバナ（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ  ｇａｌｂａｎａ）Δ９エロンガーゼ［「ＩｇＤ９ｅ」］の変種ヒスチジンボックス［「Ｈｉｓ−ｂｏｘ」］を調べた。ＩｇＤ９ｅは、Δ６エロンガーゼ中に存在する高度に保存されたＨｉｓ−Ｘａａ−Ｘａａ−Ｈｉｓ−Ｈｉｓ［「ＨｘｘＨＨ」；配列番号２４］モチーフの代わりに、Ｇｌｎ−Ｘａａ−Ｘａａ−Ｈｉｓ−Ｈｉｓ［「ＱｘｘＨＨ」；配列番号２３］モチーフを有する唯一の既知のＰＵＦＡ特異的エロンガーゼ（当時）であったので、一連の変異が実施されて、Ｇｌｎが、Ｈｉｓ、ＡｌａまたはＰｈｅ残基に置き換えられ、サッカロミセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）中で発現した際の活性について、変異タンパク質がアッセイされた。Ｑｉ  ｅｔ  ａｌ．は、全ての置換がΔ９エロンガーゼ活性の低下をもたらすと判定し、したがって「ヒスチジンボックス中のグルタミン残基は、最適の酵素触媒作用に必須のようである」と結論付けた。
【０１０９】
上の唯一の研究と、Δ９エロンガーゼからのいかなる結晶構造も欠如していることに基づき、Δ９エロンガーゼ内の適切な変異を同定する合理的な標的化アプローチは理想的でなかった。キメラＦＢＡＩＮｍ：：ＥｇＤ９ｅＳ：：Ｐｅｘ２０遺伝子を含んでなるプラスミドコンストラクト内に含有されるＥｇＤ９ｅＳ（配列番号９）をテンプレートとして使用して、誤りがちなＰＣＲ［「ｅＰＣＲ」］によって、Δ９エロンガーゼをコードする変異体配列のライブラリーを合成的に設計した。次にｅＰＣＲライブラリーをヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）に形質転換して、ＧＣ分析およびＥＤＡ生成に基づいて、Δ９エロンガーゼ活性の改善についてスクリーニングした。
【０１１０】
完全に非機能的な変異Δ９エロンガーゼ（すなわち検出可能なΔ９エロンガーゼ活性を有さない）、または非変異野生型酵素ＥｇＤ９ｅＳと比較して実質的に低下したΔ９エロンガーゼ活性を有する変異Δ９エロンガーゼをもたらす、多数のクローンが同定された。しかし驚くことに、ＬＡからＥＤＡへの変換効率［（［ＥＤＡ］／［ＬＡ＋ＥＤＡ］）＊１００として計算される］の改善をもたらす、様々な変異が同定された。具体的には、４つの異なる変異Δ９エロンガーゼ遺伝子を含んでなる（すなわちＥｇＤ９ｅＳ［配列番号１０］のタンパク質配列と比べて、それぞれＫ５８Ｒ／Ｉ２５７Ｔ変異、Ｌ３５Ｆ変異、Ｄ９８Ｇ変異、およびＬ１３０Ｍ／Ｖ２４３Ａ変異を含んでなる）、５つの形質転換株が同定され、Δ９エロンガーゼ変換活性は１０５％〜１１７％の範囲であり（表３、後述）、５〜１７％の改善に相当した。したがってこの研究は、ＥｇＤ９ｅＳのΔ９エロンガーゼ活性が、タンパク質工学によって実際に改善され得ることを実証した。
【０１１１】
次に、上のＥｇＤ９ｅＳ  ｅＰＣＲライブラリーから得られる最初のデータを利用して、部位飽和ライブラリー作成の標的とするのに適する、ＥｇＤ９ｅＳ内の２つの異なるアミノ酸残基（すなわち残基３５および１０７）を合理的に同定した。この場合もやはり、得られた変異ＥｇＤ９ｅＳタンパク質のΔ９エロンガーゼ活性に対する各変異の効果をスクリーニングし、このようにしてＬＡからＥＤＡへの変換効率の改善をもたらす２つの追加的な変異を同定できるようにした。具体的には、変異Δ９エロンガーゼ内にＬ３５Ｇ変異またはＬ３５Ｍ／Ｑ１０７Ｅ変異のいずれかを含んでなる形質転換株が同定され、Δ９エロンガーゼ変換活性は、ＥｇＤ９ｅＳ（表３、後述）と比較して１４２％〜１４５％または１３２％のいずれかであり、３２〜４５％の改善に相当した。
【０１１２】
Ｌ３５Ｇ変異の同定に続いて、ＳｌｏｎｏＭａｘ（登録商標）技術および標的としてＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ遺伝子を使用して、５０個の異なるアミノ酸残基を標的にする引き続くライブラリーを作成した。それぞれＬ３５Ｇ変異と組み合わさった２５個の異なる変異が同定され、親エロンガーゼ、すなわちＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ（表３、後述）と比べて、９６％〜１４１％のΔ９エロンガーゼ変換活性をもたらし−４％〜４１％の改善に相当した。
【０１１３】
最後に、最近の研究は、ＳｌｏｎｏＭａｘ（登録商標）ライブラリー内で同定された複数の有益な変異を組み合わせ（または「スタック」し）、それによって合成コドン最適化ＥｇＤ９ｅＳ配列内の適切な個々のアミノ酸変異を「スタック」することを試みている。このようにして、例えば配列番号１０［ＥｇＤ９ｅＳ］と比較して、Ａ２１Ｖ、Ｌ３５Ｇ、Ｗ１３２Ｔ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異を含んでなる変異Δ９エロンガーゼは、ＥｇＤ９ｅＳ（表３、後述）と比較して、１２３％のΔ９エロンガーゼ変換活性をもたらすことが実証されており、２３％の改善に相当する。
【０１１４】
【表７】
0005963749.tif 000008
【０１１５】
本発明の有用な変異Δ９エロンガーゼが、上述の３７個の変異の組み合わせに限定されないことは、当業者によって理解されるであろう。それよりむしろ、上の保存的および非保存的アミノ酸置換（すなわち変異）の多くは、互いにあらゆる組み合わせで使用されることが検討される。そして本明細書に記載されるＥｇＤ９ｅおよび／またはＥｇＤ９ｅＳに由来する、このような全ての変異タンパク質およびそれらをコードするヌクレオチド配列は、本発明の範囲内である。
【０１１６】
例えば本研究で適用される実験戦略は、概して、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ中に「スタック」されて、合成コドン最適化ＥｇＤ９ｅＳまたはＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇと比べて、Δ９エロンガーゼ変換効率にさらなる利点を与え得る、追加的な保存的および非保存的アミノ酸置換を同定することに基づいている。ＥｇＤ９ｅＳと比較して、２つの変異を含んでなる多様な変異Δ９エロンガーゼが同定されたが、ＥｇＤ９ｅＳと比較してそれぞれ３〜５個の変異を有する５つの変異体のみが、コンビナトリアルライブラリーから特性解析されている。ＥｇＤ９ｅＳまたはＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇのいずれかと比較して、少なくともほぼ機能的に同等の活性または改善されたΔ９エロンガーゼ変換効率を有し、ＥｇＤ９ｅＳと比較して２、３、４、５、６個以上の変異を有する、様々なその他の変異体を同定し得ることが予測される。
【０１１７】
代案としては、当業者は、例えばＥｇＤ９ｅＳ−Ｄ９８Ｇを（すなわちＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇの代わりに）テンプレートとして容易に使用して、Ｋ５８Ｒ、Ｌ３５Ｆ、Ｌ３５Ｇ、Ｌ３５Ｍ、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｌ１３０Ｍ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｖ２４３Ａ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、Ａ２５４Ｙ、およびＩ２５７Ｔからなる群から選択されるいずれの変異が有利に「スタック」され得て、それによってＥｇＤ９ｅＳと比較して、２、３、４、５、６個以上の変異がある最終変異Δ９エロンガーゼをもたらすかを判定し得る。
【０１１８】
したがって、一実施形態では本発明は、
ａ）Δ９エロンガーゼ活性を有する変異ポリペプチドをコードして、
ｉ）Ｌ３５Ｆ変異；
ｉｉ）Ｌ３５Ｍ変異；
ｉｉｉ）Ｌ３５Ｇ変異；
ｉｖ）Ｌ３５Ｇ変異と、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、およびＡ２５４Ｙからなる群から選択される、少なくとも１つのその他の変異；
ｖ）Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｌ１０８Ｇ、およびＩ１７９Ｒ変異；
ｖｉ）Ｌ３５Ｇ、Ｗ１３２Ｔ、およびＩ１７９変異；
ｖｉｉ）Ｌ３５Ｇ、Ｓ９Ｄ、Ｙ８４Ｃ、およびＩ１７９Ｒ変異；
ｖｉｉｉ）Ｌ３５Ｇ、Ｙ８４Ｃ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；
ｉｘ）Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｗ１３２Ｔ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；
ｘ）Ｋ５８ＲおよびＩ２５７Ｔ変異；
ｘｉ）Ｄ９８Ｇ変異；
ｘｉｉ）Ｌ１３０ＭおよびＶ２４３Ａ変異；および
ｘｉｉｉ）Ｋ５８Ｒ、Ｌ３５Ｆ、Ｌ３５Ｇ、Ｌ３５Ｍ、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｄ９８Ｇ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｌ１３０Ｍ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｖ２４３Ａ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、Ａ２５４Ｙ、およびＩ２５７Ｔからなる群から選択される少なくとも２つの変異を含んでなるあらゆる組み合わせ
からなる群から選択される少なくとも１つのアミノ酸変異によって配列番号１０と異なる、配列番号２２に記載のアミノ酸配列を有するヌクレオチド配列；および
ｂ）同数のヌクレオチドからなり１００％相補的である、パート（ａ）のヌクレオチド配列の補体
を含んでなる、図４Ｂに表される単離ポリヌクレオチドに関する。
【０１１９】
いくつかの実施形態では、本明細書の発明の変異ポリペプチドは、配列番号２９、配列番号３２、配列番号３５、配列番号３８、配列番号４１、配列番号５９、配列番号６２、配列番号８７、配列番号１０１、配列番号１０４、配列番号１０７、および配列番号１１０からなる群から選択されるタンパク質配列を有してもよいが、これらの例は本明細書の発明を限定しない。
【０１２０】
本発明の変異ポリペプチドを生成するのに使用される手順、または本発明の変異ポリペプチドを同定するのに使用される手順のどちらも、本明細書を限定すると見なされない。
【０１２１】
例えば生体外変異誘発と選択または誤りがちなＰＣＲ（Ｌｅｕｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，１：１１−１５（１９８９）；Ｚｈｏｕ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓ．，１９：６０５２−６０５２（１９９１）；Ｓｐｅｅ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓ．，２１：７７７−７７８（１９９３）；Ｍｅｌｎｉｋｏｖ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓ．，２７（４）：１０５６−１０６２（Ｆｅｂｒｕａｒｙ  １５，１９９９））を天然Δ９エロンガーゼ遺伝子の変異を得る手段として用い得て、変異としては、欠失、挿入、および点変異、またはそれらの組み合わせが挙げられる。誤りがちなＰＣＲの主な利点は、この方法によって導入される全ての変異が所望のエロンガーゼ遺伝子内にあり、ＰＣＲ条件を変更することであらゆる変更を容易に制御してもよいことである。代案としては、Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ（Ｌａ  Ｊｏｌｌａ，ＣＡ）からの大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＸＬ１−Ｒｅｄ株およびＥｐｉｃｕｒｉａｎ  ｃｏｌｉ  ＸＬ１−Ｒｅｄ  ｍｕｔａｔｏｒ株などの市販材料を使用した生体内変異誘発を用いてもよい（Ｇｒｅｅｎｅｒ  ａｎｄ  Ｃａｌｌａｈａｎ，Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ，７：３２−３４（１９９４）もまた参照されたい）。この株は主要ＤＮＡ修復経路の内３つ（ｍｕｔＳ、ｍｕｔＤ、およびｍｕｔＴ）が欠損しており、野生型より５０００倍高い変異率がもたらされる。生体内変異誘発は（誤りがちなＰＣＲと同様に）ライゲーション効率に依存しない；しかし変異はベクターのあらゆる領域で起きてもよく、変異率は一般にはるかにより低い。
【０１２２】
「遺伝子シャフリング」法（米国特許第５，６０５，７９３号明細書；米国特許第５，８１１，２３８号明細書、米国特許第５，８３０，７２１号明細書、および米国特許第５，８３７，４５８号明細書）を使用して、Δ９エロンガーゼ活性が改変または強化された変異Δ９エロンガーゼを構築してもよいこともまた考察される。遺伝子シャフリング法は、その容易な実施、および高い変異誘発率のために特に魅力的である。遺伝子シャフリングのプロセスは、対象の遺伝子との類似性（または相違性）があるＤＮＡ領域の追加的集団存在下で、対象の遺伝子を制限酵素で切断して特定サイズ断片にすることを伴う。この断片のプールを変性させ、再アニールして変異遺伝子を作り出す。次に変異遺伝子を活性変化についてスクリーニングする。これらの方法のいずれかを使用して、活性が改善されたΔ９エロンガーゼ変異酵素を作成してもよい。
【０１２３】
代わりに、当業者は、Δ９エロンガーゼ活性を有するタンパク質をコードする遺伝子を選択するための追加的なスクリーニングを予見し得る。例えばエロンガーゼ活性は、酵素含有調製品を適切な形態の基質脂肪酸と共にインキュベートし、この基質の予測された脂肪酸生成物への変換について分析するアッセイによって実証されてもよい。代案としては、エロンガーゼタンパク質をコードすることが提案されるＤＮＡ配列を適切なベクターコンストラクトに組み込んで、それによって、常態では特定の脂肪酸基質を伸長する能力を有さないタイプの細胞中で、発現させてもよい。次に、エロンガーゼをコードするＤＮＡ配列を含有するベクターで形質転換された細胞に、そして（例えば空ベクターのみで形質転換された）適切な対照細胞に、適切な形態の基質脂肪酸を提供することにより、ＤＮＡ配列によってコードされるエロンガーゼの活性を実証し得る。このような実験において、エロンガーゼをコードするＤＮＡ配列を含有する細胞中の予測された脂肪酸生成物の検出、および対照細胞中の非検出は、エロンガーゼ活性を確立する。
【０１２４】
当業者は、有用な変異Δ９エロンガーゼが上述の変異に限定されるものではないことを理解するであろう。それよりむしろ、結果は、多様な代わりのΔ９エロンガーゼを親（すなわち異なる属、種などからの）として使用して、同様の実験を実施し、それによってΔ９エロンガーゼ活性の増大を有する様々な変異Δ９エロンガーゼを操作し得ることを示唆する。好ましくは変異誘発されるΔ９エロンガーゼは、米国特許第７，６４５，６０４号明細書で述べられる、配列番号１５、１６、１７、１８、１９、２０、および２１に記載の７つのΔ９エロンガーゼモチーフの少なくとも１つを含んでなる。適切な親Δ９エロンガーゼは、ＥｇＤ９ｅＳと少なくとも約３５％〜５０％同一である見込みが高く、少なくとも約５０％〜６５％同一の配列が特に適切であり、少なくとも約６５％〜８０％同一の配列が最も望ましい。好ましい範囲は上述のようであるが、パーセント配列同一性の有用な例としては、３６％、３７％、３８％、３９％、４０％、４１％、４２％、４３％、４４％、４５％、４６％、４７％、４８％、４９％、５０％、５１％、５２％、５３％、５４％、５５％、５６％、５７％、５８％、５９％、６０％、６１％、６２％、６３％、６４％、６５％、６６％、６７％、６８％、６９％、７０％、７１％、７２％、７３％、７４％、７５％、７６％、７７％、７８％、７９％、８０％、８１％、８２％、８３％、８４％、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％または９９％などの３５％〜１００％のあらゆる整数百分率が挙げられる。Δ９エロンガーゼ活性の増大を有する突然変異酵素は、ω−３／ω−６脂肪酸の生成増大を可能にする上で、有用たり得ることが理解されるであろう。
【０１２５】
例えばミドリムシ（Ｅ．ｇｒａｃｉｌｉｓ）で観察されたのと同様に、遺伝子が変異耐容性である可能性が高いことから、イソクリシス・ガルバナ（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ  ｇａｌｂａｎａ）のΔ９エロンガーゼ（すなわちＩｇＤ９ｅ［配列番号２］；ＥｇＤ９ｅＳと約３５％の配列同一性）、ユートレプチエラ属（Ｅｕｔｒｅｐｔｉｅｌｌａ）ＣＣＭＰ３８９種（すなわちＥ３８９Ｄ９ｅ［配列番号４］；ＥｇＤ９ｅＳと約６０％の配列同一性）、およびユーグレナ・アナベナ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ａｎａｂａｅｎａ）（すなわちＥａＤ９ｅ［配列番号１２］；ＥｇＤ９ｅＳと約６０％の配列同一性）のΔ９エロンガーゼ活性を容易に改善し得る。例えば、これらの親分子のいずれかの誤りがちなＰＣＲライブラリー作成によって、変異誘発を開始することが望ましいこともあるが、ＥｇＤ９ｅＳ中のこれらの部位と相同性を共有するアミノ酸残基の変異に基づいて、改善された変異体が同定され得ることもまた合理的に予測し得る。Ｖｅｃｔｏｒ  ＮＴＩ（登録商標）ＡｌｉｇｎＸ  ｐｒｏｇｒａｍ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ）のデフォルトパラメータを使用して作成された、ＩｇＤ９ｅ、Ｅ３８９Ｄ９ｅ、ＥｇＤ９ｅ、およびＥａＤ９ｅの配列比較を図１に示す。共通配列内の下線を引いた太字は、Δ９エロンガーゼ活性の徴候であることもあるモチーフ配列と比較して、以前考察されている。（配列番号１０に記載のＥｇＤ９ｅＳの配列と同一である）配列番号８のＥｇＤ９ｅ配列内の太字の残基は、本出願で変異されて、Δ９エロンガーゼ活性が改善された変異エロンガーゼをもたらす残基を示す。これらの変異の位置はまた、配列比較の各横列上の星印で強調表示されている。この配列比較の分析に基づいて、当業者は、表４で後述される残基のいずれかの修正もまた、それぞれＥａＤ９ｅ、Ｅ３８９Ｄ９ｅ、およびＩｇＤ９ｅに、Δ９エロンガーゼ活性の改善をもたらしてもよいという仮説を立てる。したがって、例えば配列番号４［Ｅ３８９Ｄ９ｅ］のアミノ酸残基１３（すなわちＡｌａ［Ａ］）が配列番号１０［ＥｇＤ９ｅＳ］のアミノ酸残基９（すなわちＳｅｒ［Ｓ］）と整列し；したがってＳｅｒがＡｌａ、Ａｓｐ、Ｇｌｙ、Ｉｌｅ、ＬｙｓまたはＧｌｎで置換されたＥｇＤ９ｅＳにおいて観察されたのと同様に、Ｅ３８９Ｄ９ｅ中のＡｌａの置換が、Δ９活性の増大を有する変異Ｅ３８９Ｄ９ｅエロンガーゼをもたらしてもよいことが予測される。各アミノ酸残基における最も望ましい置換の同定は、実験的に判定し得る。
【０１２６】
【表８】
0005963749.tif 000009
【０１２７】
適切なプロモーター制御下にある、ＥｇＤ９ｅＳと比較してΔ９エロンガーゼ活性が増大している、本明細書に記載される変異Δ９エロンガーゼをコードするキメラ遺伝子の導入は、形質転換宿主生物中で、それぞれＥＤＡおよび／またはＥＴｒＡ産生の増大をもたらすことが予測される。したがってＰＵＦＡを直接生産する方法が本明細書に記載され、前記方法は、脂肪酸基質（すなわちＬＡおよび／またはＡＬＡ）が所望の脂肪酸生成物（すなわちそれぞれＥＤＡおよび／またはＥＴｒＡ）に変換されるように、基質を本明細書に記載される変異エロンガーゼ酵素（例えば配列番号２２］）に曝露するステップを含んでなる。
【０１２８】
より具体的には、本明細書に記載されるのは、
ａ）ｉ）少なくとも１つの制御配列と作動可能に結合して、Δ９エロンガーゼ活性を有す
る変異ポリペプチドをコードする単離ポリヌクレオチドを含んでなり、
（ａ）Ｌ３５Ｆ変異；
（ｂ）Ｌ３５Ｍ変異；
（ｃ）Ｌ３５Ｇ変異；
（ｄ）Ｌ３５Ｇ変異と、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、およびＡ２５４Ｙからなる群から選択される、少なくとも１つのその他の変異；
（ｅ）Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｌ１０８Ｇ、およびＩ１７９Ｒ変異；
（ｆ）Ｌ３５Ｇ、Ｗ１３２Ｔ、およびＩ１７９変異；
（ｇ）Ｌ３５Ｇ、Ｓ９Ｄ、Ｙ８４Ｃ、およびＩ１７９Ｒ変異；
（ｈ）Ｌ３５Ｇ、Ｙ８４Ｃ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；
（ｉ）Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｗ１３２Ｔ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；
（ｊ）Ｋ５８ＲおよびＩ２５７Ｔ変異；
（ｋ）Ｄ９８Ｇ変異；
（ｌ）Ｌ１３０ＭおよびＶ２４３Ａ変異；および
（ｍ）Ｋ５８Ｒ、Ｌ３５Ｆ、Ｌ３５Ｇ、Ｌ３５Ｍ、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｄ９８Ｇ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｌ１３０Ｍ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｖ２４３Ａ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、Ａ２５４Ｙ、およびＩ２５７Ｔからなる群から選択される少なくとも２つの変異を含んでなるあらゆる組み合わせ
からなる群から選択される少なくとも１つのアミノ酸変異によって、配列番号１０［ＥｇＤ９ｅＳ］と異なる、配列番号２２に記載のアミノ酸配列を有する組換えコンストラクト、および
ｉｉ）リノール酸およびα−リノレン酸からなる群から選択される基質脂肪酸源
を含んでなる、油性酵母を提供するステップと；
ｂ）Δ９エロンガーゼ活性を有する変異ポリペプチドをコードする組換えコンストラクトが発現されて、基質脂肪酸が生成物脂肪酸に変換される条件下で、ステップ（ａ）の酵母を培養し、リノール酸がエイコサジエン酸に変換され、α−リノレン酸がエイコサトリエン酸に変換されるステップと；
ｃ）ステップ（ｂ）の生成物脂肪酸を任意選択的に回収するステップと
を含んでなる多価不飽和脂肪酸を製造する方法である。
【０１２９】
代案としては、本明細書に記載される各変異Δ９エロンガーゼ遺伝子およびその対応する酵素生成物を使用して、様々なω−６およびω−３ＰＵＦＡの生成を増大させてもよい（図５Ａおよび図５Ｂ；米国特許第７，２３８，４８２号明細書および米国特許出願公開第２００９−００９３５４３−Ａ１号明細書参照）。ω−３／ω−６  ＰＵＦＡの生成増大は、中間段階または経路中間体の手段を通じて、脂肪酸基質が所望の脂肪酸産物に変換されて起きる。したがってＰＵＦＡ生合成経路の酵素（例えば、Δ６デサチュラーゼ、Ｃ１８／２０エロンガーゼ、Δ１７デサチュラーゼ、Δ８デサチュラーゼ、Δ１５デサチュラーゼ、Δ９デサチュラーゼ、Δ１２デサチュラーゼ、Ｃ１４／１６エロンガーゼ、Ｃ１６／１８エロンガーゼ、Δ９エロンガーゼ、Δ５デサチュラーゼ、Δ４デサチュラーゼ、Ｃ２０／２２エロンガーゼ）をコードする追加的な遺伝子と併せて、本明細書に記載される変異Δ９エロンガーゼ発現させ、長鎖ω−３／ω−６脂肪酸（例えばＤＧＬＡ、ＥＴＡ、ＡＲＡ、ＥＰＡ、ＤＴＡ、ＤＰＡｎ−６、ＤＰＡおよび／またはＤＨＡなど）のより高レベルの生成をもたらしてもよいことが検討される。
【０１３０】
好ましくは本明細書に記載されるΔ９エロンガーゼは、少なくとも１つのΔ８デサチュラーゼと併せて発現される。しかし特定の発現カセット内に含まれる特定の遺伝子は、宿主細胞（そしてそのＰＵＦＡプロフィールおよび／またはデサチュラーゼ／エロンガーゼプロフィール）、基質可用性、および所望の最終産物に左右される。
【０１３１】
ω−３／ω−６  ＰＵＦＡの生成を増大させるための変異Δ９エロンガーゼの使用は、ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｚ１９７８株が構築されて、３８．３％の総脂質含量［「ＴＦＡ％ＤＣＷ」］で、総脂質と比較して約５８．７％のＥＰＡを産生する、本明細書の実施例１１で実証されている。この具体例では、変異Δ９エロンガーゼは、Δ９エロンガーゼ／Δ８デサチュラーゼ経路中のΔ９エロンガーゼ活性を増大させるように機能したことが推測される。
【０１３２】
したがって本明細書の発明の一態様は、ＤＣＷの重量％としての測定で、少なくとも２２．５重量％のＥＰＡを含んでなる、油を産生する組換え微生物宿主細胞に関し、前記組換え微生物宿主細胞は、少なくとも１つの本発明の変異Δ９エロンガーゼポリペプチドを含んでなる。
【０１３３】
本明細書に記載される変異Δ９エロンガーゼ遺伝子および遺伝子産物は、多様な異種宿主細胞中、特に植物、細菌、酵母、藻類、ユーグレナ属、ストラメノパイル、卵菌綱、および真菌からなる群から選択される細胞中で生成されてもよい。一般に当業者は、本発明の変異Δ９エロンガーゼが、変異体がそれに由来する野生型ＥｇＤ９ｅまたはコドン最適化ＥｇＤ９ｅＳΔ９エロンガーゼを発現できるあらゆる宿主細胞中における、またはΔ９エロンガーゼの相同体が発現されている宿主中における発現に適すると想定してもよい。
【０１３４】
米国特許第号７，６４５，６０４明細書は、ＥｇＤ９ｅおよびＥｇＤ９ｅＳの発現のための植物発現系、カセット、ベクター、およびその形質転換方法を記載し、その中の考察の内容全体を参照によって本明細書に援用する。その中で変異Δ９エロンガーゼを発現させてもよい特に好ましい植物としては、油料種子植物（例えば大豆、アブラナ属（Ｂｒａｓｓｉｃａ）種、ヒマワリ、トウモロコシ、綿、亜麻、および紅花）が挙げられる。
【０１３５】
同様に、米国特許第７，６４５，６０４号明細書はまた、ＥｇＤ９ｅおよびＥｇＤ９ｅＳの発現のための微生物発現系、カセット、ベクター、およびその形質転換方法も記載する。その中の論考は、以下と合わせて考察すべきである。特に、本明細書に記載される変異Δ９エロンガーゼ遺伝子および遺伝子産物はまた、異種微生物宿主細胞中、特に油性酵母（例えばヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）細胞中で生成されてもよい。組換え微生物宿主中における発現は、様々なＰＵＦＡ経路中間体を生成する上で、または今まで宿主を使用して可能でなかった新しい生成物を合成するため宿主に既存のＰＵＦＡ経路を調節する上で、役立つかもしれない。
【０１３６】
外来性遺伝子の高レベルの発現を誘導する調節配列を含有する、微生物発現系および発現ベクターは、当業者に良く知られている。これらのいずれかを使用して、当該配列の遺伝子産物のいずれかを生成するためのキメラ遺伝子を構築し得る。次に形質転換を介して、これらのキメラ遺伝子を適切な微生物に導入し、コードされたタンパク質の高レベル発現を提供し得る。
【０１３７】
適切な微生物または植物宿主細胞の形質転換に有用なベクター（例えばコンストラクト、プラスミド）およびＤＮＡ発現カセットは、当該技術分野で周知である。コンストラクト中に存在する配列の特定の選択は、所望の発現産物（前出）、宿主細胞の性質、および形質転換細胞と非形質転換細胞とを分離する提案される手段に左右される。しかし典型的に、ベクターは、少なくとも１つの発現カセット、選択可能なマーカー、および自律複製または染色体への組み込みを可能にする配列を含有する。適切な発現カセットは、典型的に、プロモーター、選択された遺伝子のコード配列、およびターミネーターを含んでなる。双方の制御領域が、形質転換宿主細胞からの遺伝子に由来することが最も望ましい。
【０１３８】
所望の微生物宿主細胞または植物細胞中において、当該Δ９エロンガーゼＯＲＦの発現を駆動するのに有用なプロモーターは多数あり、当業者に知られている。選択された宿主細胞中においてこれらの遺伝子の発現を誘導できる、実質的にあらゆるプロモーター（すなわち天然、合成、またはキメラ）が、適切である。宿主細胞中の発現は、誘導的または構成的様式で達成できる。誘導性発現が、対象の遺伝子と作動可能に結合する調節可能プロモーターの活性を誘導することで達成され得る一方、構成的発現は、対象の遺伝子と作動可能に結合する構成的プロモーターの使用によって達成され得る。
【０１３９】
一例として、米国特許出願公開第２００９−００９３５４３−Ａ１号明細書は、ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）で使用されるプロモーターを記載する。構成的または誘導性転写が所望されるのか、対象のＯＲＦの発現におけるプロモーターの効率、構築の容易さなどに応じて、いくつかのプロモーターのいずれか１つを使用し得る。
【０１４０】
翻訳開始コドン「ＡＴＧ」周囲のヌクレオチド配列は、酵母細胞中の発現に影響を及ぼすことが分かっている。所望のポリペプチドが酵母中で不十分に発現される場合、効率的な酵母翻訳開始配列を含めるように外来性遺伝子のコード領域を修飾して、最適な遺伝子発現を得ることができる。酵母中における発現では、これは非効率的に発現される遺伝子を部位特異的変異誘発することで、またはそれを内在性酵母プロモーター、好ましくは高度に発現されるプロモーターにインフレームで融合させることで、成し得る。代案としては、異種遺伝子の最適発現のために、宿主のコンセンサス翻訳開始配列をそれに含め得る。
【０１４１】
ターミネーターは、それからプロモーターが得られる遺伝子の３’領域、または異なる遺伝子に由来し得る。多数のターミネーターが知られており、それらが由来したのと同じおよび異なる属および種のどちらで使用した場合も、多様な宿主中で満足に機能する。ターミネーターは、通常いかなる特性のためでもなく、便宜上選択される。ターミネーターはまた、好ましい宿主に天然の様々な遺伝子に由来してもよい。当業者は、入手できる情報を利用してターミネーターをデザインおよび合成し得るので、ターミネーターはまた合成もされ得る。ターミネーターは不要なこともあるが、高度に好ましい。
【０１４２】
遺伝子をクローニングベクターに単に挿入することは、所望の速度、濃度、量などでのその発現を保証しない。高レベルの発現に対する必要性に応えて、転写、ＲＮＡ安定性、翻訳、タンパク質安定性および位置、酸素制限ならびに微生物宿主細胞または植物細胞からの分泌を制御する、特定の特性を調節することにより、多数の特殊発現ベクターが作り出されている。これらの特性としては、以下が挙げられる。関連する転写プロモーターおよびターミネーター配列の性質；クローン遺伝子コピー数（単一発現コンストラクト中で追加的コピーをクローンしてもよく、および／またはプラスミドコピー数を増大させることで、またはゲノム中へのクローン遺伝子の複数の組み込みにより、追加的コピーを宿主細胞中に導入してもよい）；遺伝子がプラスミド上にあるか、または宿主細胞ゲノム中に組み込まれているかどうか；合成外来性タンパク質の最終的細胞内所在；宿主生物中のタンパク質の翻訳と正しい折りたたみの効率；宿主細胞中のクローン遺伝子のｍＲＮＡおよびタンパク質の固有の安定性；およびクローン遺伝子内のコドン使用頻度。これらのそれぞれを本明細書に記載される方法および宿主細胞中で使用して、本明細書に記載の変異Δ９エロンガーゼの発現をさらに最適化してもよい。
【０１４３】
適切な宿主細胞中における発現に適するＤＮＡカセット（例えばプロモーター、ＯＲＦ、およびターミネーターを含んでなるキメラ遺伝子を含んでなる）が得られると、それを宿主細胞中で自律複製できるプラスミドベクターに入れ、またはそれを宿主細胞のゲノムに直接組み込む。発現カセットの組み込みは、宿主ゲノム内で無作為に生じ得て、または宿主遺伝子座内で組換えを標的とするのに十分な、宿主ゲノムとの相同領域を含有するコンストラクトの使用を通じて、標的化し得る。転写および翻訳調節領域の全部または一部は内在性遺伝子座によって提供され得て、コンストラクトは内在性遺伝子座を標的とする。
【０１４４】
２つ以上の遺伝子が別個の自己複製ベクターから発現される場合、各ベクターが異なる選択手段を有することが望ましく、その他のコンストラクトとの相同性を欠いて、安定発現を維持し、コンストラクト間の要素の再集合を妨げるべきである。調節領域の賢明な選択、選択手段、および導入コンストラクトの増殖法は、導入遺伝子が所望の生成物の合成を提供するのに必要なレベルで発現されるように、実験的に判定し得る。
【０１４５】
対象の遺伝子を含んでなるコンストラクトは、あらゆる標準技術によって微生物宿主細胞または植物宿主細胞に導入されてもよい。これらの技術としては、（例えば酢酸リチウム形質転換［Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｉｎ  Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ，１９４：１８６−１８７（１９９１）］などの）形質転換、プロトプラスト形質転換、微粒子銃衝撃、電気穿孔、マイクロインジェクション、または対象の遺伝子を宿主細胞に導入するその他の任意の方法が挙げられる。
【０１４６】
便宜上、例えば発現カセット中にＤＮＡ配列を取り込むように、あらゆる方法によって操作されている宿主細胞を「形質転換された」または「形質転換体」または「組み換え」と本明細書で称する（本明細書においてこれらの用語は同義的に使用される）。形質転換宿主は、発現カセットがゲノムに組み込まれるのか、増幅されるのか、または複数のコピー数を有する染色体外要素上に存在するのかに応じて、発現コンストラクトの少なくとも１つのコピーを有し、２つ以上を有してもよい。
【０１４７】
形質転換された宿主細胞は、導入されたコンストラクト上に含有されるマーカーについて選択することで同定できる。代案としては、多くの形質転換技術は多くのＤＮＡ分子を宿主細胞中に導入するので、所望のコンストラクトと共に別個のマーカーコンストラクトを同時形質転換してもよい。
【０１４８】
典型的に形質転換された宿主は、選択的培地上で成長するそれらの能力について選択され、選択培地には抗生物質が組み込まれていてもよく、または非形質転換宿主の成長に必要な栄養素または成長因子などの要素が欠如していてもよい。導入されたマーカー遺伝子は、形質転換された宿主中で発現すると抗生物質耐性を与え、または必須成長因子または酵素をコードしてもよく、それによって選択培地上での成長を可能にしてもよい。発現したマーカーを直接または間接に検出し得る場合にもまた、形質転換された宿主を選択し得る。追加的な選択技術は、米国特許第７，２３８，４８２号明細書、米国特許第７，２５９，２５５号明細書、および米国特許第７，９３２，０７７号明細書に記載される。
【０１４９】
形質転換に続いて、当該変異Δ９エロンガーゼに適する基質（および任意選択的に、宿主細胞内で同時発現されるその他ＰＵＦＡ酵素）は、宿主によって自然にまたは遺伝子導入によって産生されてもよく、またはそれらは外部から提供されてもよい。
【０１５０】
当該遺伝子および核酸断片を発現するための微生物宿主細胞としては、広い温度とｐＨ値の範囲にわたって、単純または複合糖質、脂肪酸、有機酸、油、グリセロールおよびアルコール、および／または炭化水素をはじめとする多様な原材料上で成長する宿主が挙げられる。出願人らの譲受人の要求に基づいて、本明細書に記載されるエロンガーゼは、油性酵母、および特にヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）中で発現された。転写、翻訳、およびタンパク質生合成装置は高度に保存されているため、あらゆる細菌、酵母、藻類、ユーグレナ属、ストラメノパイル、卵菌綱および／または真菌が、本核酸断片を発現させる適切な微生物宿主であることが検討される。
【０１５１】
しかし好ましい微生物宿主は、油性酵母などの油性生物である。これらの生物は天然に油を合成および蓄積でき、油は、乾燥細胞重量［「ＤＣＷ」］の約２５％を超え、より好ましくはＤＣＷの約３０％を超え、より好ましくはＤＣＷの約４０％を超え、より好ましくはＤＣＷの約５０％を超え、最も好ましくはＤＣＷの約６０％を超えて構成し得る。典型的に油性酵母として同定される属としては、ヤロウィア属（Ｙａｒｒｏｗｉａ）、カンジダ属（Ｃａｎｄｉｄａ）、ロドトルラ属（Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ）、ロドスポリジウム属（Ｒｈｏｄｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ）、クリプトコッカス属（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）、トリコスポロン属（Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ）、およびリポマイセス属（Ｌｉｐｏｍｙｃｅｓ）が挙げられるが、これに限定されるものではない。より具体的には、例示的な油合成酵母としては、ロドスポリジウム・トルロイデス（Ｒｈｏｄｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ  ｔｏｒｕｌｏｉｄｅｓ）、リポマイセス・スターケイ（Ｌｉｐｏｍｙｃｅｓ  ｓｔａｒｋｅｙｉｉ）、Ｌ．リポフェラス（Ｌ．ｌｉｐｏｆｅｒｕｓ）、カンジダ・レブカウフィ（Ｃａｎｄｉｄａ  ｒｅｖｋａｕｆｉ）、Ｃ．プリケリーマ（Ｃ．ｐｕｌｃｈｅｒｒｉｍａ）、Ｃ．トロピカリス（Ｃ．ｔｒｏｐｉｃａｌｉｓ）、Ｃ．ユチリス（Ｃ．ｕｔｉｌｉｓ）、トリコスポロン・プランズ（Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ  ｐｕｌｌａｎｓ）、Ｔ．クタネウム（Ｔ．ｃｕｔａｎｅｕｍ）、ロドトルラ・グルチヌス（Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ  ｇｌｕｔｉｎｕｓ）、Ｒ．グラミニス（Ｒ．ｇｒａｍｉｎｉｓ）、およびヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）（以前はカンジダ・リポリチカ（Ｃａｎｄｉｄａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）に分類された）が挙げられる。代案の実施態様では、例えばサッカロミセス・セレヴィシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）のような酵母などの非油性生物を遺伝子改変して、油性にし得る（国際公開第２００６／１０２３４２号パンフレットを参照されたい）。
【０１５２】
したがって、本明細書の一実施形態では、ａ）少なくとも１つの制御配列と作動可能に結合して、変異Δ９デサチュラーゼポリペプチドをコードする単離ポリヌクレオチドを含んでなる、第１の組換えＤＮＡコンストラクト；およびｂ）少なくとも１つの制御配列と作動可能に結合する単離ポリヌクレオチドを含んでなり、Δ４デサチュラーゼ、Δ５デサチュラーゼ、Δ８デサチュラーゼ、Δ６デサチュラーゼ、Δ９デサチュラーゼ、Δ１２デサチュラーゼ、Δ１５デサチュラーゼ、Δ１７デサチュラーゼ、Ｃ１４／１６エロンガーゼ、Ｃ１６／１８エロンガーゼ、Ｃ１８／２０エロンガーゼ、およびＣ２０／２２エロンガーゼからなる群から選択されるポリペプチドをコードする、少なくとも１つの追加的な組換えＤＮＡコンストラクトを含んでなる油性酵母が提供される。
【０１５３】
最も好ましいのは、油性酵母ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）である。さらなる実施態様では、最も好ましいのはＡＴＣＣ＃２０３６２、ＡＴＣＣ＃８８６２、ＡＴＣＣ＃１８９４４、ＡＴＣＣ＃７６９８２および／またはＬＧＡＭＳ（７）１と称されるＹ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）株である（Ｐａｐａｎｉｋｏｌａｏｕ  Ｓ．，ａｎｄ  Ａｇｇｅｌｉｓ  Ｇ．，Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，８２（１）：４３−９（２００２））。
【０１５４】
直線化ＤＮＡ断片に基づく組み込み技術を通じた、油性酵母（すなわちヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ））の形質転換に応用できる特定の教示としては、米国特許第４，８８０，７４１号明細書および米国特許第５，０７１，７６４号明細書、およびＣｈｅｎ，Ｄ．Ｃ．ｅｔ  ａｌ．（Ａｐｐｌ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．，４８（２）：２３２−２３５（１９９７））が挙げられる。Ｙ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）中におけるＡＲＡ、ＥＰＡおよびＤＨＡ生成の遺伝子操作に応用できる特定の教示は、それぞれ米国特許第７，５８８，９３１号明細書、米国特許第７，９３２，０７７号明細書および米国特許出願公開第２００９−００９３５４３−Ａ１号明細書、および米国特許第７，５５０，２８６号明細書で提供される。
【０１５５】
その他の好ましい微生物宿主としては、油性細菌、藻類、ユーグレナ属、ストラメノパイル、卵菌綱、および／または真菌が挙げられる。この幅広い微生物宿主群の中で特に興味深いのは、ω−３／ω−６脂肪酸を合成する微生物、またはこの目的のために遺伝子改変し得るもの（例えばサッカロミセス・セレヴィシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）などの別の酵母）である。したがって、例えば誘導性または調節性プロモーター制御下にある本Δ９エロンガーゼ遺伝子のいずれかによる、（ＡＲＡ製造のために商業的に使用される）モルティエラ・アルピナ（Ｍｏｒｔｉｅｒｅｌｌａ  ａｌｐｉｎａ）の形質転換は、増大した量のＥＤＡを合成できる形質転換体生物をもたらし得て；これはΔ８デサチュラーゼ遺伝子が同時発現されるならば、増大した量のＤＧＬＡに変換され得る。Ｍ．アルピナ（Ｍ．ａｌｐｉｎａ）を形質転換する方法は、Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ  ｅｔ  ａｌ．（Ａｐｐｌ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．，６６：４６５５（２０００））によって記載される。同様にヤブレツボカビ目（Ｔｈｒａｕｓｔｏｃｈｙｔｒｉａｌｅｓ）微生物（例えばスラウストキトリウム属（Ｔｈｒａｕｓｔｏｃｈｙｔｒｉｕｍ）、シゾキトリウム属（Ｓｃｈｉｚｏｃｈｙｔｒｉｕｍ））の形質転換法は、米国特許第７，００１，７７２号明細書で開示される。
【０１５６】
本明細書に記載されるΔ９エロンガーゼ発現のために選択される宿主に関わりなく、所望の発現レベルおよびパターンを示す株を得るためには、複数形質転換体をスクリーニングしなくてはならない。このようなスクリーニングは、ＤＮＡブロットのサザン分析（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．，９８：５０３（１９７５））、ｍＲＮＡ発現のノーザン分析（Ｋｒｏｃｚｅｋ，Ｊ．Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ．Ｂｉｏｍｅｄ．Ａｐｐｌ．，６１８（１−２）：１３３−１４５（１９９３））、タンパク質発現のウェスタンおよび／またはＥｌｉｓａ分析、ＰＵＦＡ生成物の表現型分析またはＧＣ分析によって達成されてもよい。
【０１５７】
キメラデサチュラーゼおよびエロンガーゼ遺伝子の発現を最適化して、所望のＰＵＦＡの最大かつ最も経済的な収率を生じさせる条件下において、形質転換微生物宿主細胞を培養する。一般に、炭素源のタイプと量、窒素源のタイプと量、炭素対窒素比、異なる無機イオンの量、酸素レベル、成長温度、ｐＨ、バイオマス生産段階の長さ、油蓄積相の長さ、および細胞収穫時期と方法を変更することで、培地条件を最適化してもよい。油性酵母（例えばヤロウイア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ））などの対象の微生物は、酵母抽出物−ペプトン−デキストロース液体培地［「ＹＰＤ」］などの複合培地上で、または生育に必要な構成要素が欠如していることで所望の発現カセットの選択を強要する規定最少培地（例えば酵母菌窒素ベース（ＤＩＦＣＯ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｄｅｔｒｏｉｔ，ＭＩ））上で、一般に培養される。
【０１５８】
本明細書に記載される方法および宿主細胞のための発酵培地は、米国特許第７，２３８，４８２号明細書および米国特許出願公開第２０１１−００５９２０４−Ａ１号明細書で開示されるような、適切な炭素源を含有しなくてはならない。本明細書に記載される方法および宿主細胞における適切な炭素源は、多種多様な原料を包含し、好ましいのは糖類（例えばグルコース、転化糖、果糖およびそれらの組み合わせ）、グリセロール、および／または脂肪酸である。
【０１５９】
窒素は、無機（例えば（ＮＨ４）２ＳＯ４）または有機（例えば尿素またはグルタミン酸）原料から供給されてもよい。適切な炭素および窒素源に加えて、発酵培地はまた、油性宿主の成長と、ＰＵＦＡ産生に必須の酵素経路の促進とに適することが当業者に知られている、適切なミネラル、塩、補助因子、緩衝液、ビタミン、およびその他の構成要素を含有しなくてはならない。脂質およびＰＵＦＡの合成を促進する、Ｆｅ＋２、Ｃｕ＋２、Ｍｎ＋２、Ｃｏ＋２、Ｚｎ＋２、およびＭｇ＋２などのいくつかの金属イオンが、特に注目された（Ｎａｋａｈａｒａ，Ｔ．ｅｔ  ａｌ．，Ｉｎｄ．Ａｐｐｌ．Ｓｉｎｇｌｅ  Ｃｅｌｌ  Ｏｉｌｓ，Ｄ．Ｊ．Ｋｙｌｅ  ａｎｄ  Ｒ．Ｃｏｌｉｎ，ｅｄｓ．ｐｐ６１−９７（１９９２））。
【０１６０】
本明細書に記載される方法および宿主細胞に好ましい増殖培地は、酵母窒素原礎培地（ＤＩＦＣＯ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｄｅｔｒｏｉｔ，ＭＩ）などの一般的な商業的に調製された培地である。その他の規定培地または合成増殖培地もまた使用してよく、形質転換宿主細胞の成長に適した培地は、微生物学または発酵化学当業者に知られている。発酵のための適切なｐＨ範囲は典型的に約ｐＨ４．０〜ｐＨ８．０の間であり、初期成長条件範囲としてはｐＨ５．５〜ｐＨ７．５が好ましい。発酵は好気性または嫌気性条件下で実行されてもよく、微好気条件が好ましい。
【０１６１】
典型的に、代謝状態は、成長と脂肪合成／貯蔵の間で「平衡状態」でなくてはならないので、油性酵母細胞中の高レベルのＰＵＦＡ蓄積は、二段階過程を必要とする。したがって最も好ましくは、油性酵母（例えばヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ））中でのＰＵＦＡ生成のために、二段階発酵過程が必要である。このアプローチは米国特許第７，２３８，４８２号明細書に記載され、様々な適切な発酵過程デザイン（すなわちバッチ、流加、および連続）および成長中の配慮についても同様である。
【０１６２】
ＰＵＦＡは、宿主微生物および植物中に、遊離脂肪酸として、またはアシルグリセロール、リン脂質、硫脂質または糖脂質などのエステル化形態で見られ、当該技術分野で周知の多様な手段を通じて、宿主細胞から抽出されてもよい。酵母脂質の抽出技術、品質分析、および許容基準に関する１つのレビューは、Ｚ．Ｊａｃｏｂｓ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  ｉｎ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１２（５／６）：４６３−４９１（１９９２））である。Ａ．Ｓｉｎｇｈ  ａｎｄ  Ｏ．Ｗａｒｄ（Ａｄｖ．Ａｐｐｌ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．，４５：２７１−３１２（１９９７））による後処理過程の簡単なレビューもまた入手できる。
【０１６３】
一般にＰＵＦＡ精製のための手段としては、有機溶剤による抽出（例えば米国特許第６，７９７，３０３号明細書、および米国特許第５，６４８，５６４号明細書）、超音波処理、超臨界流体抽出（例えば二酸化炭素を使用する）、鹸化、および圧搾、ビードビーターなどの物理的手段、またはそれらの組み合わせが挙げられる。追加的な詳細については、米国特許第７，２３８，４８２号明細書を参照されたい。
【０１６４】
目下、市場には、ω−３および／またはω−６脂肪酸（特に例えばＡＬＡ、ＧＬＡ、ＡＲＡ、ＥＰＡ、ＤＰＡ、およびＤＨＡ）が組み込まれた多数の食品および飼料製品がある。本明細書に記載される方法および宿主細胞によって作られた、長鎖ＰＵＦＡを含んでなる微生物または植物バイオマス、ＰＵＦＡを含んでなる部分的精製バイオマス、ＰＵＦＡを含んでなる精製油、および／または精製ＰＵＦＡは、それらの添加によって改善された食品または飼料を摂取すれば、健康上の利点を与えることが検討される。より具体的には、ω−３および／またはω−６脂肪酸を含有する油は、数例を挙げれば、類似食品、肉製品、穀物製品、ベイクド食品、スナック食品、および乳製品に添加し得る。参照によって本明細書に援用する、米国特許公開第２００９−００９３５４３−Ａ１号明細書を参照されたい。
【０１６５】
これらの組成物はまた、医療栄養物、健康補助食品、乳児用調製粉乳、および医薬品をはじめとするメディカルフードに添加することで、健康上の利点を与えてもよい。当業者は、食品、飼料、健康補助食品、栄養補給食品、医薬品、およびその他の摂取可能な製品に、健康上の利点を与えるために添加されるこれらの油の量を理解するであろう。これらの油の摂取からの健康上の利点は当該技術分野で記載され、当業者に知られており、継続的に調査されている。このような量は本明細書で「有効」量と称され、とりわけこれらの油を含有する、摂取される製品の性質、そしてそれらが対処することが意図される、生理的状態に左右される。
【実施例】
【０１６６】
本発明の具体化を例示するが、その可能なバリエーションの全てを完全に定義するものではない、以下の実施例において本発明についてさらに詳述する。
【０１６７】
一般方法
実施例で使用される標準組換えＤＮＡおよび分子クローニング技術は当該技術分野で周知であり、１）Ｓａｍｂｒｏｏｋ，Ｊ．，Ｆｒｉｔｓｃｈ，Ｅ．Ｆ．ａｎｄ  Ｍａｎｉａｔｉｓ，Ｔ．，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ；Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ：Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ，ＮＹ（１９８９）（Ｍａｎｉａｔｉｓ）；２）Ｔ．Ｊ．Ｓｉｌｈａｖｙ，Ｍ．Ｌ．Ｂｅｎｎａｎ，ａｎｄ  Ｌ．Ｗ．Ｅｎｑｕｉｓｔ，Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  Ｇｅｎｅ  Ｆｕｓｉｏｎｓ；Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ：Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ，ＮＹ（１９８４）；および３）Ａｕｓｕｂｅｌ，Ｆ．Ｍ．ｅｔ  ａｌ．，Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  ｂｙ  Ｇｒｅｅｎｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ａｓｓｏｃ．ａｎｄ  Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ（１９８７）に記載される。
【０１６８】
微生物培養の維持および成長に適した材料と方法は、当該技術分野で周知である。以下の実施例で使用するのに適した技術は、Ｍａｎｕａｌ  ｏｆ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ（Ｐ．Ｇｅｒｈａｒｄｔ，Ｒ．Ｇ．Ｅ．Ｍｕｒｒａｙ，Ｒ．Ｎ．Ｃｏｓｔｉｌｏｗ，Ｅ．Ｗ．Ｎｅｓｔｅｒ，Ｗ．Ａ．Ｗｏｏｄ，Ｎ．Ｒ．Ｋｒｉｅｇ  ａｎｄ  Ｇ．Ｂ．Ｐｈｉｌｌｉｐｓ，Ｅｄｓ），Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ：Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．（１９９４））；またはＴｈｏｍａｓ  Ｄ．Ｂｒｏｃｋ  ｉｎ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ａ  Ｔｅｘｔｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，２ｎｄ  ｅｄ．，Ｓｉｎａｕｅｒ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ：Ｓｕｎｄｅｒｌａｎｄ，ＭＡ（１９８９）に記載される。微生物細胞の成長および維持のために使用される全ての試薬および材料は、特に断りのない限りＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）、ＤＩＦＣＯ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（Ｄｅｔｒｏｉｔ，ＭＩ）、ＧＩＢＣＯ／ＢＲＬ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）、Ｎｅｗ  Ｅｎｇｌａｎｄ  Ｂｉｏｌａｂｓ（Ｉｐｓｗｉｃｈ，ＭＡ）、またはＳｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から得られた。大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）株は、典型的に、ルリア・ベルターニ［「ＬＢ」］プレート上で、３７℃で培養された。
【０１６９】
一般的分子クローニングは、標準法（Ｓａｍｂｒｏｏｋ  ｅｔ  ａｌ．、前出）に従って実施された。配列編集は、Ｓｅｑｕｅｎｃｈｅｒ（Ｇｅｎｅ  Ｃｏｄｅｓ  Ｃｏｒｐ．，Ａｎｎ  Ａｒｂｏｒ，ＭＩ）内で実施された。全ての配列は、両方向の少なくとも２回のカバレッジに相当する。遺伝子配列の比較は、ＤＮＡＳＴＡＲソフトウェア（ＤＮＡＳＴＡＲ  Ｉｎｃ．，Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ）または社内（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ＆  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）で作成された類似ソフトウェアを使用して達成された。
【０１７０】
略称の意味は、次の通り。「ｓｅｃ」は秒を意味し、「ｍｉｎ」は分を意味し、「ｈ」は時間を意味し、「ｄ」は日を意味し、「μｌ」はマイクロリットルを意味し、「ｍＬ」はミリリットルを意味し、「Ｌ」はリットルを意味し、「μＭ」はマイクロモルを意味し、「ｍＭ」はミリモルを意味し、「Ｍ」はモルを意味し、「ｍｍｏｌ」はミリモルを意味し、「μｍｏｌｅ」マイクロモルを意味し、「ｇ」はグラムを意味し、「μｇ」はマイクログラムを意味し、「ｎｇ」はナノグラムを意味し、「Ｕ」は単位を意味し、「ｂｐ」は塩基対を意味し、「ｋＢ」はキロベースを意味する。
【０１７１】
発現カセット命名法：発現カセットの構造は簡易表記体系「Ｘ：：Ｙ：：Ｚ」で表され、Ｘはプロモーター断片を記載し、Ｙは遺伝子断片を記載し、Ｚはターミネーター断片を記載し、それらは全て互いに作動的に連結する。
【０１７２】
ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）の形質転換および培養：ＡＴＣＣ登録番号＃２０３６２、＃７６９８２、および＃９０８１２のヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）株は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｙｐｅ  Ｃｕｌｔｕｒｅ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（Ｒｏｃｋｖｉｌｌｅ，ＭＤ）から購入された。Ｙ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）株は、典型的に下に示すレシピに従った、いくつかの培地中で２８〜３０℃で培養した。寒天プレートは、標準手順に従って、各液体培地に２０ｇ／Ｌの寒天を添加して、必要に応じて調製した。
【０１７３】
ＹＰＤ寒天培地（１Ｌあたり）：１０ｇの酵母抽出物［Ｄｉｆｃｏ］、２０ｇのＢａｃｔｏペプトン［Ｄｉｆｃｏ］、および２０ｇのグルコース。
【０１７４】
基礎最少培地（「ＭＭ」）（１Ｌあたり）：２０ｇのグルコース、１．７ｇのアミノ酸非含有酵母窒素ベース、１．０ｇのプロリン、およびｐＨ６．１（調節の必要なし）。
【０１７５】
最少培地＋５−フルオロオロト酸（「ＭＭ＋５−ＦＯＡ」）（１Ｌあたり）：２０ｇのグルコース、６．７ｇの酵母窒素ベース、７５ｍｇのウラシル、７５ｍｇのウリジン、および１００ｍｇ／Ｌ〜１０００ｍｇ／Ｌの様々な濃度範囲に対するＦＯＡ活性試験に基づく適量のＦＯＡ（Ｚｙｍｏ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｏｒｐ．，Ｏｒａｎｇｅ，ＣＡ）（供給元から受領された各バッチには変動があるため）。
【０１７６】
高グルコース培地（「ＨＧＭ」）（１リットルあたり）：８０グルコース、２．５８ｇのＫＨ２ＰＯ４、および５．３６ｇのＫ２ＨＰＯ４、ｐＨ７．５（調節不要）。
【０１７７】
発酵培地［「ＦＭ」］（１リットルあたり）：６．７０ｇ／Ｌの酵母窒素原礎培地、６．００ｇのＫＨ２ＰＯ４、２．００ｇのＫ２ＨＰＯ４、１．５０ｇのＭｇＳＯ４＊７Ｈ２Ｏ、２０ｇのグルコース、および５．００ｇの酵母抽出物（ＢＢＬ）。
【０１７８】
Ｙ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）の形質転換は、参照によって本明細書に援用する、米国特許出願公開第２００９−００９３５４３−Ａ１号明細書に記載されるように実施した。
【０１７９】
実施例１
ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）中での発現のためにコドン最適化された、（ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）に由来する）合成Δ９エロンガーゼ遺伝子［「ＥｇＤ９ｅＳ」］を含んでなる、ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）発現ベクターｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳの構築
キメラＦＢＡＩＮｍ：：ＥｇＤ９ｅＳ：：Ｐｅｘ２０遺伝子を含んでなり、ＥｇＤ９ｅＳがヤロウィア属（Ｙａｒｒｏｗｉａ）中での発現のためにコドン最適化された、ミドリムシ（Ｅ．ｇｒａｃｉｌｉｓ）に由来する合成Δ９エロンガーゼである、Ｙ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）ベクターｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳ（図２；配列番号２５）の構築は、参照によって本明細書に援用する、米国特許第７，６４５，６０４号明細書の実施例８に記載される。ＥｇＤ９ｅＳ（配列番号９）のヌクレオチド配列は、翻訳開始部位の修正に加えて、７７７ｂｐコード領域の内１１７ｂｐ（１５．１％）が修飾され、１０６コドン（４０．９％）が最適化されているので、野性型ミドリムシ（Ｅ．ｇｒａｃｉｌｉｓ）Δ９エロンガーゼ（「ＥｇＤ９ｅ」；配列番号７）のヌクレオチド配列と異なる（それにもかかわらずコドン最適化遺伝子［すなわち配列番号１０］によってコードされるタンパク質配列は、野生型タンパク質配列［すなわち配列番号８］と同一である）。
【０１８０】
実施例２
Δ９エロンガーゼ変換効率が増大した変異Δ９エロンガーゼを含んでなるヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）形質転換体を分析するための一般的な方法
本実施例は、非変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子（配列番号９（「対照」または「野生型」のいずれかと称される）と、誤りがちなポリメラーゼ連鎖反応［「ｅＰＣＲ」］ライブラリー（実施例３）、部位飽和ライブラリー（実施例５）、ＳｌｏｎｏＭａｘ（登録商標）ライブラリー（実施例７）、またはコンビナトリアルライブラリー（実施例９）（後述）中で作成された、様々な変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子とのいずれかを発現する、Ｙ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ２２２４株（野生型ヤロウィア属（Ｙａｒｒｏｗｉａ）ＡＴＣＣ＃２０３６２株のＵｒａ３遺伝子の自律突然変異からのＦＯＡ耐性変異体［単離は国際公開第２００８／０７３３６７号パンフレットの実施例７に記載される］）のｐＺＵＦｍＥｇＤ９ＥＳ形質転換体生物内の脂質プロファイルを分析する、一般的手段を記載する。
【０１８１】
変異体ライブラリーの大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）およびヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）への形質転換
電気穿孔によって、各変異体ライブラリーからのＤＮＡを大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）Ｔｏｐ  １０エレクトロコンピテント細胞（カタログ番号Ｃ４０４０５２；Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ，Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ）に形質転換した。形質転換細胞を１００ｍｇ／Ｌのアンピシリン添加ルリア・ベルターニ［「ＬＢ」］寒天プレート上に伸ばして塗り、３７℃のインキュベーター内で一晩培養した。製造業者のプロトコルに従って、ＱＩＡｐｒｅｐ（登録商標）Ｓｐｉｎ  Ｍｉｎｉｐｒｅｐキット（ＱｉａｇｅｎＩｎｃ．，Ｖａｌｅｎｃｉａ，ＣＡ）を使用して、形質転換大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）細胞からプラスミドＤＮＡを抽出した。
【０１８２】
次に一般方法に記載されるようにして、ＤＮＡ分子をＹ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ２２２４株に形質転換し、形質転換体をＭＭプレート上で選択した。３０℃で２日間の培養後、ＭＭプレート上で選択された形質転換体を拾って、新鮮なＭＭプレート上に再度画線塗抹した。
【０１８３】
迅速スクリーニングプレートアッセイ
各変異体ライブラリーの予備機能解析のために、迅速スクリーニング「プレートアッセイ」を使用した。このプレートアッセイのためには、上の再画線塗抹ＭＭプレートからの形質転換体ヤロウィア属（Ｙａｒｒｏｗｉａ）細胞を培地プレートから直接分析した。水酸化トリメチルスルホニウム［「ＴＭＳＨ」］を使用して、脂肪酸メチルエステル［「ＦＡＭＥ」］を調製した。
【０１８４】
ＴＭＳＨは、メタノール中における酸化銀との反応による水酸化物溶液への転換後に、ヨウ化トリメチルスルホニウム［「ＴＭＳＩ」］から調製された。具体的には、４．４ｇのＴＭＳＩを１００ｍＬのＭｅＯＨに混合し、５０℃の水浴中で１時間インキュベートして；次に５ｇのＡｇ２Ｏを溶液に添加し、室温で４時間撹拌した。最終溶液を使用前に濾過した。ＴＭＳＨは、Ｏ−アシル脂質（すなわちＴＡＧ）の塩基触媒エステル交換と、遊離脂肪酸のエステル化を引き起こす（Ａ．Ｈ．Ｅｌ−Ｈａｍｄｙ  ＆  Ｗ．Ｗ．Ｃｈｒｉｓｔｉｅ，Ｊ．ｏｆ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，６３０：４３８−４４１（１９９３））。
【０１８５】
１μｌループを使用して、再画線塗抹ＭＭプレートから細胞を直接採取して、０．３５ｍＬインサート付きガスクロマトグラム［「ＧＣ」］バイアル内の５０μｌのＴＭＳＨに懸濁した。次にヘプタン（１５０μｌ）をバイアルインサートに添加し、バイアルに蓋をして、次に室温で撹拌しながら２０分間インキュベートした。引き続いてＦＡＭＥのＧＣ分析のために、Ｏｍｅｇａｗａｘ  ３２０溶融シリカキャピラリーカラム（Ｓｕｐｅｌｃｏ  Ｉｎｃ．，Ｂｅｌｌｅｆｏｎｔｅ，ＰＡ）を装着したＨｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ  ７８９０  ＧＣに、ヘプタン層からの１μｌを注入した。滞留時間を市販の標準物質（標準＃４６１，Ｎｕ−Ｃｈｅｋ  Ｐｒｅｐ，Ｉｎｃ．，Ｅｌｙｓｉａｎ，ＭＮ）からのメチルエステルと比較した。
【０１８６】
ＥｇＤ９ｅＳ変異体を含んでなる細胞から得られたＦＡＭＥプロファイルを非変異ＥｇＤ９ｅＳ対照と比較した。この一次スクリーニングの結果は、二次確認アッセイを実施する変異体の選択の基礎としての役割を果たした。確認アッセイのための変異体を選択するのに使用された基準は、脂質プロフィールに基づき、特に対応するＦＡＭＥのＧＣピーク面積から、全ての総合ピークの合計に対するパーセントとして計算されるＥＤＡの濃度［「ＥＤＡ％ＴＦＡ」］、および／またはＬＡからＥＤＡへの変換効率に基づいた。各形質転換体のＬＡからＥＤＡへの変換効率［「％変換」］は、次式に従って計算された。（［生成物］／［基質＋生成物］）＊１００。式中、生成物はＥＤＡ％ＴＦＡであり、基質はＴＦＡの面積パーセントとしてのＬＡ濃度［「ＬＡ％ＴＦＡ」］であった。
【０１８７】
「確認」アッセイ
迅速スクリーニング「プレートアッセイ」により、対照と比較してΔ９伸長活性の改善が実証された変異体を引き続く確認アッセイのために選択した。
【０１８８】
変異体で形質転換されたヤロウィア属（Ｙａｒｒｏｗｉａ）を最初に新鮮再画線塗抹ＭＭプレートから培養し、次に３０℃で３ｍＬの液体ＭＭを含んでなる三連の培養物に各変異体を個々に接種して、２５０ｒｐｍ／分で２日間振盪した。細胞を遠心分離によって収集して脂質を抽出し、ナトリウムメトキシドでの脂質抽出物のエステル交換によってＦＡＭＥを調製し（Ｒｏｕｇｈａｎ，Ｇ．，ａｎｄ  Ｎｉｓｈｉｄａ  Ｉ．，Ａｒｃｈ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．，２７６（１）：３８−４６（１９９０））、引き続いてプレートアッセイ（前出）で記載されたようにして、ＧＣによって分析した。
【０１８９】
Δ９伸長活性の改善の確認に続いて、製造会社が推奨する通りに、Ｚｙｍｏｐｒｅｐ（商標）Ｙｅａｓｔ  Ｐｌａｓｍｉｄ  Ｍｉｎｉｐｒｅｐ  ＩＩキット（カタログ番号Ｄ２００４；Ｚｙｍｏ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｏｒａｎｇｅ，ＣＡ）を使用して、各変異ｐＺＵＦｍＥｇＤ９ＥＳプラスミドをそれからそれが発現された形質転換Ｙ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ２２２４株から回収した。
【０１９０】
レスキューされたプラスミドの配列を標準ＤＮＡ配列決定方法を使用して、特性解析した。手短に述べると、ＤＮＡ配列は、ダイターミネーター技術（米国特許第５，３６６，８６０号明細書；欧州特許第２７２，００７号明細書）を使用し、ベクターおよび挿入特異的プライマーの組み合わせを使用して、ＡＢＩ自動配列決定装置によって生成された。遺伝子配列の比較は、当該技術分野で周知の標準ツールを使用して達成した。
【０１９１】
実施例３
２つのＥｇＤ９ｅＳ誤りがちなＰＣＲライブラリーの構築
本実施例は、２つのΔ９エロンガーゼ誤りがちなポリメラーゼ連鎖反応［「ｅＰＣＲ」］ライブラリーの合成を記載する。２つのｅＰＣＲライブラリーは二段法で作成され、それは最初に、テンプレート内にランダム変異を含んでなる一連のメガプライマーの生成を要し、これらのメガプライマーを使用したｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳ中の点変異の作成が、それに続いた。コンストラクトｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳ（配列番号２５）（実施例１）を第１のｅＰＣＲライブラリーのためのＤＮＡテンプレートとして使用した。第２のｅＰＣＲライブラリーは、第１のｅＰＣＲライブラリーからのヒットをＤＮＡテンプレートとして使用した。
【０１９２】
ランダム変異誘発キットを使用したメガプライマーの作成
ＧｅｎｅＭｏｒｐｈ  ＩＩランダム変異誘発キット（カタログ番号２００５５０；Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ，Ｌａ  Ｊｏｌｌａ，ＣＡ）を使用して、標的タンパク質中にランダムアミノ酸置換を作成した。それは、ＧおよびＣとの対比でＡおよびＴにおいて同等の変異率がある、偏りのより少ない変異スペクトルを生じる、２種の異なるポリメラーゼの組み合わせを含んでなる、新しい誤りがちなＰＣＲ酵素混合組成を使用して、誤りがちなＰＣＲ中に、標的遺伝子に変異を導入することで機能する。生成物の高収率のために最適化された緩衝液条件の単一セットを使用して、１ｋＢあたりの変異１〜１６個の変異率が達成され得ると宣伝されている。所望の変異率は、単に、反応中の最初のテンプレートＤＮＡ量および／または実施される増幅サイクル数を変えることで制御し得る。
【０１９３】
製造会社が推奨するプロトコルを使用して、上のキットを利用し、ＥｇＤ９ｅＳ「メガプライマー」を作成した。これらのメガプライマーは約９３０ｂｐの長さであり、ＥｇＤ９ｅＳ（配列番号９）をコードする７７７ｂｐを含んでなる。反応混合物は、１μｌの第１のｅＰＣＲライブラリーあたり１６ｎｇのＤＮＡテンプレート、または１μｌの第２のライブラリーあたり２．０ｎｇのＤＮＡテンプレートのいずれかを含有する。それはまた、反応緩衝液、ｄＮＴＰ（０．８ｍＭ）、プライマーｐＺＵＦｍ＿６９８０＿０１２２０８ｆ（配列番号２６）（２μＭ）、プライマーｐＺＵＦｍ＿２１０＿０１２２０８ｒ（配列番号２７）（２μＭ）、およびＭｕｔａｚｙｍｅ（登録商標）ＩＩ  ＤＮＡポリメラーゼ（０．２５Ｕ／μｌ）も含んでなる。ＰＣＲ反応は、Ｍａｓｔｅｒｃｙｃｌｅｒ勾配装置（Ｂｒｉｎｋｍａｎｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．，Ｗｅｓｔｂｕｒｙ，ＮＹ）内の薄壁２００μｌ管内で実施した。以下の条件を使用して、ＰＣＲ増幅を実施した。９５℃で２分間、それに続く９５℃で３０秒間の変性、５５℃で３０秒間のアニーリング、および７２℃で９０秒間の伸長を３０サイクル。７２℃で４分間の最終伸長サイクルを実施し、４℃での反応終結がそれに続いた。
【０１９４】
製造会社が推奨する通り、ＤＮＡ  Ｃｌｅａｎ  ＆  Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ（商標）−５キット（カタログ番号Ｄ４００３；Ｚｙｍｏ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｏｒａｎｇｅ，ＣＡ）を使用して、ＰＣＲ産物を精製した。精製二本鎖ＰＣＲ産物をそれぞれＥｇＤ９ｅＳ内に様々な変異を含有する「メガプライマー」として利用した。
【０１９５】
ＥｇＤ９ｅＳのＰＣＲ変異遺伝子を作成する標準クローニング法
第１のｅＰＣＲライブラリーのために、「メガプライマー」をＮｃｏＩおよびＮｏｔＩ制限酵素で消化した。次に室温で５時間の連結反応によって、Ｔ４ＤＮＡリガーゼ（Ｐｒｏｍｅｇａ，Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ）を使用して、ゲル精製ＮｃｏＩ／ＮｏｔＩ遺伝子断片をゲル精製ＮｃｏＩ／ＮｏｔＩ  ｐＺＵＦｍＥｇＤ９ＥＳベクター（配列番号２５）に直接ライゲートした。
【０１９６】
ＥｇＤ９ｅＳのｅＰＣＲ変異遺伝子を作成する部位特異的変異誘発
第２のｅＰＣＲライブラリーを作成するために、ｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳ（図２；配列番号２５）に、「メガプライマー」内のＥｇＤ９ｅＳ変異体を導入するようにデザインされた反応中で、上述の「メガプライマー」を利用し、それによって非変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子を様々な変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子で置換した。これは、ＱｕｉｋＣｈａｎｇｅ（登録商標）ＩＩ  ＸＬ部位特異的変異誘発キット（カタログ番号２００５２４；Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ，Ｌａ  Ｊｏｌｌａ，ＣＡ）を使用して達成された。
【０１９７】
双方のプラスミド鎖の変異原性プライマー誘導複製のための高忠実度ＰｆｕＵｌｔｒａ
ＤＮＡポリメラーゼを使用して、ＱｕｉｋＣｈａｎｇｅ（登録商標）ＩＩ部位特異的変異誘発キットを使用して、二本鎖ベクター中の対象のインサート内において、点変異を生成し、アミノ酸を置換し、単一／複数の隣接するアミノ酸を消去または挿入した。キットは、特化ベクター、ユニークな制限酵素認識部位、または複数形質転換を必要とせず、実質的にあらゆる二本鎖プラスミド中における部位特異的変異を可能にする。基本的手順は、２つの合成オリゴヌクレオチドプライマーを利用し、それらはどちらも所望の変異を含有してベクターの逆ストランドに相補的であり、温度サイクル中にプライマーの転置なしに、高忠実度ＤＮＡポリメラーゼによって伸長される。オリゴヌクレオチドプライマーの伸長からは、互い違いに位置するニックを含有する変異プラスミドが生じ、次にそれをＤｐｎ  Ｉエンドヌクレアーゼで処理する。この制限酵素はメチル化および半メチル化ＤＮＡに対して特異的であり、それによって親ＤＮＡテンプレートの消化と、変異含有合成ＤＮＡの選択を可能にする。次に所望の変異を含有する、ニックのあるベクターＤＮＡを大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）宿主に形質転換して増殖させる。
【０１９８】
しかし本手順では、従来の合成オリゴヌクレオチドプライマーの代わりに、様々な変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子を含んでなる二本鎖メガプライマーが使用される。具体的には、キットが提供する５．０μｌの１０×反応緩衝液、１．０μｌの５０ｎｇ／μｌ  ｐＺＵＦｍＥｇＤ９ＥＳテンプレート（配列番号２５）、４２μｌのメガプライマー、キットが提供する１．０μｌの４０ｍＭ  ｄＮＴＰミックス、およびキットが提供する１．０μｌのＰｆｕ−Ｕｌｔｒａ  ＤＮＡポリメラーゼを含んでなる、５０μｌの反応を調製した。この反応混合物を薄壁２００μｌ容量ＰＣＲ管に入れ、以下の条件を使用してＰＣＲ増幅を実施した。９５℃で３０秒間、それに続く９５℃で３０秒間の変性、５５℃で１分間のアニーリング、および６８℃で６分間の伸長を２５サイクル。６８℃で８分間の最終伸長サイクルを実施し、４℃での反応終結がそれに続いた。
【０１９９】
完了した部位特異的変異誘発反応混合物に、キットが提供するＤｐｎＩ制限酵素（１．０μｌ）を直接添加して、酵素消化を３７℃で１時間実施してＤＮＡテンプレートを除去した。ＤＮＡ浄化キット（Ｚｙｍｏ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ）を使用して消化生成物を精製して溶出し、ｐＺＵＦｍＥｇＤ９ＥＳベクター主鎖内に含有される様々な変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子を含んでなる、１０μｌの精製ＤＮＡを得た。
【０２００】
実施例４
Δ９エロンガーゼ変換効率が改善されたｅＰＣＲＥｇＤ９ｅＳライブラリー変異体の同定
本実施例は、１）野生型タンパク質ＥｇＤ９ｅＳ（配列番号１０）と比較して、ＬＡからＥＤＡへのΔ９エロンガーゼ変換効率が改善されたＥｇＤ９ｅＳ  ｅＰＣＲライブラリー変異体の同定；および２）これらのＥｇＤ９ｅＳ  ｅＰＣＲライブラリー変異体の配列分析を記載する。
【０２０１】
ＥｇＤ９ｅＳ  ｅＰＣＲ変異体の同定
実施例２に記載されるようにして、実施例３で調製されたｅＰＣＲ遺伝子ライブラリー変異体を大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）Ｔｏｐ  １０エレクトロコンピテント細胞に形質転換して、精製し、引き続いてＹ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ２２２４株に形質転換した。実施例２の迅速スクリーニング「プレートアッセイ」を使用して、１，７２４個のヤロウィア属（Ｙａｒｒｏｗｉａ）形質転換体の脂肪酸プロファイルをスクリーニングした。これらの変異体のほとんどは、対照と比較して低下した活性を呈示した。しかし５つの形質転換体は、実施例２の確認アッセイに基づいて、対照と比較して改善されたΔ９伸長活性を呈示することが確認された。
【０２０２】
２つの独立した確認アッセイからのデータを表５および表６に提示し、個々のｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳ対照形質転換体のＦＡＭＥプロファイルをｅＰＣＲ変異体と比較する。より具体的には、各株について、（実施例２に記載されるようにして判定される）対応するＦＡＭＥのＧＣピーク面積から全ての総合ピークの合計と比較したパーセントとして計算される各脂肪酸濃度［「％ＴＦＡ」］、およびＬＡからＥＤＡへの％変換を下の表５および表６に示し、平均値は灰色で強調され「平均」として示される。脂肪酸は、１６：０（パルミチン酸）、１６：１（パルミトレイン酸）、１８：０（ステアリン酸）、１８：１（オレイン酸）、ＬＡ、およびＥＤＡとして同定される。ＥｇＤ９ｅＳ対照と比較した各変異体の性能比較は、各変異体がその中で分析される特定の確認アッセイ内のみで実施すべきである（すなわちアッセイ＃１とアッセイ＃２の間では比較を実施し得ない）。
【０２０３】
【表９】
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【０２０４】
【表１０】
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【０２０５】
上に示す確認アッセイ＃１中のデータを要約すると、非変異コドン最適化ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子を含んでなるｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳで形質転換されたＹ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ２２２４株のクローンは、平均で３．１  ＥＤＡ％ＴＦＡを産生し、これらの５つのクローン中のＬＡからＥＤＡへの平均変換効率［「％変換」］は、約１５．５％と判定された。対照的に、変異株１．２ｅｐ−８のＬＡからＥＤＡへの平均％変換は１７．８％（または対照との比較で１１５％）であり；変異株１．９ｅｐ−６３の平均％変換は１６．３％（または対照との比較で１０５％）であり；変異株１．４ｅｐ−１６１の平均％変換は１６．４％（または対照との比較で１０６％）であった。
【０２０６】
確認アッセイ＃２では、ｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳで形質転換されたＹ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ２２２４株のクローンは、２．９  ＥＤＡ％ＴＦＡを産生し、これらの４株中のＬＡからＥＤＡへの％変換は約１６．９％と判定された。変異株２．１ｅｐ−９４のＬＡからＥＤＡへの平均％変換は１９．８％（または対照との比較で１１７％）であり；変異株２．１ｅｐ−９５の平均％変換は１８．８％（または対照との比較で１１１％）であった。
【０２０７】
したがってこれらの実験は、ＥｇＤ９ｅＳ  ｅＰＣＲ変異体１．２ｅｐ−８、１．９ｅｐ−６３、１．４ｅｐ−１６１、２．１ｅｐ−９４、および２．１ｅｐ−９５によって呈示された、Δ９エロンガーゼ変換効率の改善を確認した。
【０２０８】
ＥｇＤ９ｅＳ  ｅＰＣＲ変異体の配列
変異体１．２ｅｐ−８、１．９ｅｐ−６３、１．４ｅｐ−１６１、２．１ｅｐ−９４、および２．１ｅｐ−９５からレスキューされたプラスミドをＤＮＡ配列決定によって特性解析し、解析は、表７に示されるように、変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子内の様々なヌクレオチド置換、および発現されるアミノ酸の置換を明らかにした。各変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子に、そして変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子を含んでなる各変異ｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳプラスミドに、アミノ酸置換を示唆する名称を与えた。列挙される各置換（すなわちＬ３５Ｇ）について、最初の文字は非変異ＥｇＤ９ｅＳ（すなわち配列番号１０）中のアミノ酸に対応し、２番目の文字は変異体中の同じ位置に見られるアミノ酸に対応し、すなわちＬ３５Ｇは、ＥｇＤ９ｅＳ中の位置３５のＬｅｕからＥｇＤ９ｅＳ変異体中のＧｌｙへの変化を示す）。
【０２０９】
【表１１】
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【０２１０】
したがって、例えば変異体１．２ｅｐ−８からレスキューされたプラスミドは、２つのヌクレオチド置換（すなわちＣ１０３ＴおよびＡ６５４Ｇ）を含んでなる。これらの２つのヌクレオチド置換は、１つの発現されるアミノ酸置換（すなわちＬ３５Ｆ）、および１つのサイレントアミノ酸変異（すなわちＧ２１８Ｇ）に相当する（ＧＧＡおよびＧＧＧはどちらもＧｌｙをコードするため、Ａ６５４Ｇヌクレオチド置換の結果として、このアミノ酸は変異タンパク質中で無変化である）。アミノ酸変化Ｌ３５ＦをもたらすＣ１０３ＴおよびＡ６５４Ｇ変異を含んでなるプラスミドがｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳ−Ｌ３５Ｆ（配列番号３０）と命名された一方、その中の変異Δ９エロンガーゼのヌクレオチド配列は「ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｆ」（配列番号２８）と命名され、配列番号２９に記載のタンパク質配列を有する。
【０２１１】
実施例５
２部位飽和ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子ライブラリーの構築
本実施例は、ＥｇＤ９ｅＳ（配列番号１０）内のアミノ酸位置３５および１０７の標的化によって作成された、部位飽和［「ＳＳ」］ライブラリーの合成を記載する。位置３５を標的にする理論的根拠が実施例４の結果に基づいたのに対し、位置１０７を標的にする理論的根拠は後述される。ＳＳライブラリーは二段法で作成され、それは最初に、テンプレート内に標的化変異を含んでなるメガプライマーの生成を要し、これらのメガプライマーを使用したｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳ中の点変異の作成が、それに続いた。
【０２１２】
ＥｇＤ９ｅＳの位置１０７を標的にする理論的根拠
最初に、配列比較のＣｌｕｓｔａｌ  Ｗ法を使用して、下の表８に記載される１７個の脂肪酸エロンガーゼのアミノ酸配列を比較した。
【０２１３】
【表１２】
0005963749.tif 000013
【０２１４】
デフォルトパラメータ（すなわちｐｒｏｔｅｉｎ  ｗｅｉｇｈｔ  ｍａｔｒｉｘ＝Ｇｏｎｎｅｔ  ２５０、ｇａｐｏ  ｐｅｎｉｎｇ  ｐｅｎａｌｔｙ＝１０、ｇａｐ  ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ  ｐｅｎａｌｔｙ＝０．２および全長配列比較アルゴリズム）で、Ｃｌｕｓｔａｌ  Ｗパッケージ（バージョン１．８３）を使用して、Ｔｈｏｍｐｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．（Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓ．２２：４６７３−４６８０（１９９４））によって記載されるＣｌｕｓｔａｌ  Ｗ配列比較法を実施した。配列比較結果を（図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、および３Ｈを含んでなる）図３に示す。「Ｔｒａｃｅ＿１」、「Ｔｒａｃｅ＿２」、「Ｔｒａｃｅ＿３」、および「Ｔｒａｃｅ＿４」は、下で定義される機能性Ｉ群、ＩＩ群、ＩＩＩ群、およびＩＶ群の各列のコンセンサスを表し、すなわちＴｒａｃｅ  １は、Ｃｉ＿ｅｌｏ、Ｏｍ＿ｅｌｏ、Ｍｐ＿ｅｌｏ１、Ｐｐ＿ｅｌｏ１、Ｍｐ＿ｄ５ｅ、およびＯｔ＿ｅｌｏ１を含んでなるＩ群中のタンパク質配列のコンセンサスを表す。各列のコンセンサスは、以下のように定義される。具体的には、列が完全に保存されている場合、コンセンサスは、大文字で示される保存アミノ酸として表される。物理化学的特性の観点から列が保存されている場合、コンセンサスは小文字で表され、「ｋ」はアミノ酸ＤおよびＥ（負の電荷）を表し、「ｑ」はアミノ酸Ｈ、Ｋ、およびＲ（正の電荷）を表し、「ｐ」はアミノ酸ＮおよびＱ（極性）を表し、「ａ」はアミノ酸Ｉ、Ｌ、およびＶ（脂肪族）を表し、「ｄ」はアミノ酸Ｆ、Ｗ、およびＹ（芳香族）を表し、「ｈ」はアミノ酸ＡおよびＧ（小型）を表し、「ｓ」はアミノ酸Ｄ、Ｅ、Ｎ、Ｑ、Ｈ、Ｋ、Ｒ、Ｓ、およびＴ（親水性）を表し、「ｆ」はアミノ酸Ｉ、Ｌ、Ｖ、Ｆ、Ｗ、Ｙ、Ｃ、およびＭ（疎水性）を表す。列が保存されていない場合、コンセンサスは大文字「Ｘ」で表される。
【０２１５】
近隣結合系統樹をＣｌｕｓｔａｌ  Ｗ配列比較から作成した。系統樹トポロジーに基づいて、異なる基質特異性の官能基に相当する仮定された４群に、１７個の配列を分割した。Ｉ群は、Ｃｉ＿ｅｌｏ、Ｏｍ＿ｅｌｏ、Ｍｐ＿ｅｌｏ１、Ｐｐ＿ｅｌｏ１、Ｍｐ＿ｄ５ｅ、およびＯｔ＿ｅｌｏ１を含んでなり；ＩＩ群は、Ｐａｖ＿ｅｌｏ２、Ｐｓ＿ｅｌｏ２、およびＯｔ＿ｅｌｏ２を含んでなり；ＩＩＩ群は、Ｅａ＿ｄ９ｅ、Ｅｇ＿ｄ９ｅ、Ｅ３９８＿ｄ９ｅ、およびＩｇ＿ｄ９ｅを含んでなり；ＩＶ群は、Ｔｐ＿ｅｌｏ２、Ｔｐ＿ｅｌｏ１、Ｍａ＿ｄ６ｅ、およびＴｈ＿ｅｌｏ２を含んでなる。
【０２１６】
図３の配列比較および近隣結合系統樹の分類を考慮して、以下の結論が導かれた。第１にいくつかの位置は、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、およびＩＶ群内で、１７配列の全てにわたり完璧に保存されている。これらの位置は、エロンガーゼの触媒活性に恐らく必須であると見なされ、したがって変異標的から排除された。いくつかの位置は、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、およびＩＶ群内の配列のいくつかのみで保存された（すなわち完璧に保存されなかった）。これらの位置は、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、およびＩＶ群の官能基内のエロンガーゼによって呈示される基質特異性に恐らく重要であると見なされた。いくつかの位置は、ＩＩＩ群（４つの既知のΔ９エロンガーゼを全て含んでなる）内で比較的保存されが、バリエーションもまた呈示された；ＥｇＤ９ｅの番号付けを基準とするアミノ酸位置２２、４７、５４、１０１、１０７、１１１、１１５、１６１、１８２、１９２、および２４２を参照されたい。これらの位置は、Δ９エロンガーゼの活性に恐らく重要であると見なされ、Ｅａ＿ｄ９ｅ（配列番号１２）、Ｅｇ＿ｄ９ｅ（配列番号８）、Ｅ３９８＿ｄ９ｅ（配列番号４）、およびＩｇ＿ｄ９ｅ（配列番号２）の基質特異性の相違を調節すると仮定された。
【０２１７】
ＴＭＨＭＭプログラム（「Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅ
ｈｅｌｉｃｅｓ  ｉｎ  ｐｒｏｔｅｉｎｓ」；ＴＭＨＭＭ  Ｓｅｒｖｅｒ  ｖ．２．０，Ｃｅｎｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ，ＢｉｏＣｅｎｔｒｕｍ−ＤＴＵ，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｄｅｎｍａｒｋ，ＤＫ−２８００  Ｌｙｎｇｂｙ，Ｄｅｎｍａｒｋ）を使用して、ＥｇＤ９ｅＳ内の膜貫通ドメイン［「ＴＭ」］の分析を実施した。予測は、ＮおよびＣ末端の双方が細胞質側に位置する、６個の膜貫通らせん（アミノ酸残基３２〜５１、６６〜８８、１１４〜１３６、１５６〜１７５、１８８〜２０６、２２１〜２４３に相当する）を示唆した。ＴＭＨＭＭプログラムを使用して、Ｏｔ＿ｅｌｏ２、Ｉｇ＿ｅｌｏ１、Ｐａｖ＿ｅｌｏ２、およびＴｐ＿ｅｌｏ２を同様に分析すると、膜貫通らせん数は４〜８個で変動した。したがって、これらの変動する予測を統合するために、以下のいくつかの機能性情報を使用した。
【０２１８】
１．高度に保存されたヒスチジンに富むモチーフ［Ｑ／Ｈ］ｘｘＨＨ（「Ｈｉｓ−ｂｏｘ」）は、Ｉｇ＿ｄ９ｅ（配列番号２）の最適酵素活性に必須であることが示されているが、基質特異性の直接原因ではない（Ｑｉ  ｅｔ  ａｌ．，ＦＥＢＳ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，５４７：１３７−１３９（２００３））。したがって、これはＨｉｓ−ｂｏｘ（ＥｇＤ９ｅＳ中のアミノ酸残基１３４〜１３８に相当する）が活性部位に関与することを強力に示唆し；基質が活性部位にアクセスし得るように、それは折り畳みタンパク質の細胞質側またはその近くに位置しなくてはならない。
【０２１９】
２．荷電残基があるいくつかの高度に保存された位置が、ＥｇＤ９ｅＳのＣ末端に存在する。それらは恐らく活性と関係があり、したがってＣ末端は折り畳みタンパク質の細胞質側に位置する。
【０２２０】
Ｈｉｓ−ｂｏｘは膜の外面に位置し得ないので、アミノ酸残基１１４〜１３６間、およびアミノ酸残基１５６〜１７５間の膜貫通らせんを予測するＴＭＨＭＭ結果とは対照的に、上の考察は、残基１１４〜１３６間の配列領域が膜を貫通しないことを示唆する。Ｃ末端が細胞質側に位置する場合、１５６〜１７５間の予測されたＴＭドメインもまた膜を貫通しない。エロンガーゼの基質は高度に疎水性であるので、それは恐らく脂質二重層中に分配される。（Ｈｉｓ−ｂｏｘをはじめとする）活性部位は、膜表面またはその非常に近くにあってもよい。
【０２２１】
したがって本明細書では、これらの２つの疎水性領域（すなわちアミノ酸残基１１４〜１３６およびアミノ酸残基１５６〜１７５に相当する）は、内膜小葉中またはその近くに位置して、活性部位が膜に近いことを確実にすることが予測された。ＥｇＤ９ｅＳについて予測された、最終膜トポロジーモデルを図４Ａに示す。具体的には、各垂直円柱が膜貫通断片を示す一方、各水平円柱は内膜小葉の中または近くに位置する疎水性ストレッチを示す。Ｈｉｓ−ｂｏｘ（すなわちアミノ酸残基１３４〜１３８に相当する）内の保存されたグルタミン［Ｑ］およびヒスチジン［Ｈ］は、小さな丸で示される。最後に、「中」が細胞質空間に対応するのに対し、「外」は細胞膜周辺腔に相当する。
【０２２２】
保存パターン解析が、ＩＩＩ群Δ９脂肪酸エロンガーゼ内に、酵素活性に影響を及ぼすと予測された１１個の異なるアミノ酸残基（すなわちＥａ＿ｄ９ｅ［配列番号１２］、Ｅｇ＿ｄ９ｅ［配列番号８］、Ｅ３９８＿ｄ９ｅ［配列番号４］、およびＩｇ＿ｄ９ｅ［配列番号２］）を同定したのに対し、予測されたトポロジーモデルからの結果は、候補残基をさらに限定した。具体的には、酵素活性にとって重要な位置は、活性部位がある細胞質側またはその近くになくてはならないと、理由付けられた。アミノ酸残基４７、５４、および１９２は、この基準を満たさず、したがってそれらはΔ９エロンガーゼの活性を調節する上で重要であり得ないと推測された。
【０２２３】
上の理論的根拠に基づいて、ＥｇＤ９ｅＳの９エロンガーゼ活性に恐らく顕著に影響を及ぼす候補残基は、配列番号１０の完全長タンパク質内の２５８残基から、位置２２、１０１、１０７、１１１、１１５、１６１、１８２、および２４２に相当する、わずか８残基に減少した。これらの８つの位置は、ＥｇＤ９ｅＳの基質変換率を改善するための部位特異的変異誘発の標的として推奨された。下の実験データは、位置１０７を標的とした。
【０２２４】
部位飽和ライブラリー構築のためのメガプライマーの作成
オリゴヌクレオチドＥｇＤ９Ｅ＿１０２＿０５３００８ｆ（配列番号５６）およびＥｇＤ９Ｅ＿７６０＿０５３００８ｒ（配列番号５７）をデザインして、それぞれＥｇＤ９ｅＳ（配列番号１０）のアミノ酸残基３５および１０７を標的とした。これらのオリゴヌクレオチドの商業的合成に続いて、それらをＰＣＲ反応で利用して、ＳＳライブラリー構築で使用するための適切なメガプライマーを作成した。具体的には、Ｐｆｕ−Ｕｌｔｒａポリメラーゼ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）と共に提供される５．０μｌの１０×反応緩衝液、１．０μｌの５０ｎｇ／μｌ  ＥｇＤ９ｅＳ（配列番号１０）、１．０μｌの１０ｐｍｏｌ／μｌプライマーＥｇＤ９Ｅ＿１０２＿０５３００８ｆ（配列番号５６）、１．０μｌの１０ｐｍｏｌ／μｌプライマーＥｇＤ９Ｅ＿７６０＿０５３００８ｒ（配列番号５７）、１．０μｌの４０ｍＭ  ｄＮＴＰミックス（Ｐｒｏｍｅｇａ，Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ）、１．０μｌの高忠実度Ｐｆｕ−Ｕｌｔｒａ  ＤＮＡポリメラーゼ（Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ）、および４０μｌの水を含有する、５０μｌの反応混合物を調製した。Ｍａｓｔｅｒｃｙｃｌｅｒ勾配装置（Ｂｒｉｎｋｍａｎｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．Ｗｅｓｔｂｕｒｙ，ＮＹ）内でのＰＣＲ反応のために、混合物を薄壁２００μｌ管に入れた。以下の条件を使用して、ＰＣＲ増幅を実施した。９５℃で３０秒間、それに続く９５℃で３０秒間の変性、５４℃で１分間のアニーリング、および７２℃で２分間の伸長を３０サイクル。７２℃で４分間の最終伸長サイクルを実施し、４℃での反応終結がそれに続いた。
【０２２５】
製造会社が推奨する通り、ＤＮＡ  Ｃｌｅａｎ  ＆  Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ（商標）−５キット（カタログ番号Ｄ４００３；Ｚｙｍｏ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｏｒａｎｇｅ，ＣＡ）を使用して、ＰＣＲ産物を精製した。精製二本鎖ＰＣＲ産物は、それぞれＥｇＤ９ｅＳ内に様々な変異を含有する「メガプライマー」として利用した。
【０２２６】
ＥｇＤ９ｅＳの部位飽和変異遺伝子を作成する部位特異的変異誘発
次に、ｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳ（図２；配列番号２５）に、「メガプライマー」内のＥｇＤ９ｅＳ変異体を導入するようにデザインされた反応中で、上述の「メガプライマー」を利用し、それによって非変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子を様々な変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子で置換した。これは、実施例３に記載されるように、ＱｕｉｋＣｈａｎｇｅ（登録商標）ＩＩ  ＸＬ部位特異的変異誘発キット（カタログ番号２００５２４；Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ，Ｌａ  Ｊｏｌｌａ，ＣＡ）を使用して達成された。具体的には、部位特異的変異誘発反応組成物および増幅条件は、実施例３に記載されるのと同一であり、ＤｐｎＩ制限酵素およびＤＮＡ浄化方法についても同様であった。
【０２２７】
実施例６
Δ９エロンガーゼ変換効率が改善されたＥｇＤ９ｅＳ部位飽和ライブラリー変異体の同定
本実施例は、１）野生型タンパク質ＥｇＤ９ｅＳ（配列番号１０）と比較して、ＬＡからＥＤＡへのΔ９エロンガーゼ変換効率が改善されたＥｇＤ９ｅＳ変異体の同定；および２）これらのＥｇＤ９ｅＳ変異体の配列分析を記載する。
【０２２８】
ＥｇＤ９ｅＳ部位飽和変異体の同定
実施例２に記載されるようにして、実施例５で調製されたＳＳライブラリー変異体を大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）Ｔｏｐ  １０エレクトロコンピテント細胞に形質転換して精製し、引き続いてＹ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ２２２４株に形質転換した。実施例２の迅速スクリーニング「プレートアッセイ」を使用して、ＳＳライブラリーからのコンストラクトによる５１０個のヤロウィア属（Ｙａｒｒｏｗｉａ）形質転換体の脂肪酸プロファイルを分析した。３つの形質転換体が、実施例２の確認アッセイに基づいて、対照と比較して改善されたΔ９伸長活性を呈示することが確認された。
【０２２９】
確認アッセイからのデータを表９に提示し、個々のｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳ対照形質転換体のＦＡＭＥプロファイルをＳＳライブラリー変異体と比較する。より具体的には、各株について、（実施例２に記載されるようにして判定される）ＴＦＡの面積パーセントとしての各脂肪酸濃度［「％ＴＦＡ」］、およびＬＡからＥＤＡへの％変換を下の表９に示し、平均値は灰色で強調され「平均」として示される。脂肪酸は、実施例４の略称に基づいて同定される。
【０２３０】
【表１３】
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【０２３１】
確認アッセイでは、非変異コドン最適化ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子を含んでなるｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳで形質転換されたＹ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ２２２４株のクローンは、平均で３．５  ＥＤＡ％ＴＦＡを産生し、これらの４株中のＬＡからＥＤＡへの平均変換効率［「％変換」］は、約１８．７％と判定された。比較すると、変異株２．４ｓｄ２−２４のＬＡからＥＤＡへの平均％は２７．２％（または対照との比較で１４５％）であり；変異株２．４ｓｄ２−５２の平均％変換は２６．６％（または対照との比較で１４２％）であり；変異株２．４ｓｄ２−５３の平均％変換は２４．６％（または対照との比較で１３２％）であった。したがってこのアッセイは、部位飽和変異体２．４ｓｄ２−２４、２．４ｓｄ２−５２、および２２．４ｓｄ２−５３によって呈示された、Δ９エロンガーゼ変換効率の改善を確認した。
【０２３２】
ＥｇＤ９ｅＳ部位飽和変異体の配列
変異体２．４ｓｄ−２４、２．４ｓｄ−５２、および２．４ｓｄ−５３からレスキューされたプラスミドをＤＮＡ配列決定によって特性解析し、解析は、表１０に示されるように、変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子内の様々なヌクレオチド置換、および発現されるアミノ酸の置換を明らかにした。各変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子に、そして変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子を含んでなる各変異ｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳプラスミドに、アミノ酸置換を示唆する名称を与えた。
【０２３３】
【表１４】
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【０２３４】
当業者には明白であるように、出願人らは、遺伝コードの縮重に基づいて、多様なヌクレオチド配列が、例えばＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇに記載のタンパク質をコードし得ることを認識する。したがって、例えばアミノ酸残基位置３５で配列番号５９で記載される変異タンパク質中でコードされるＧｌｙは、ＧＧＧ（配列番号５８に記載のΔ９エロンガーゼ読み取り枠［「ＯＲＦ」］）、ＧＧＡ（配列番号９５に記載のΔ９エロンガーゼＯＲＦ）、ＧＧＣ（配列番号９６に記載のΔ９エロンガーゼＯＲＦ）、およびＧＧＴ（配列番号９７に記載のΔ９エロンガーゼＯＲＦ）によってコードされ得る。コードされたタンパク質中にサイレント変異をもたらす多様なその他のヌクレオチド置換もまた検討され、したがってＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ（配列番号５９）をコードする本明細書で提供されるヌクレオチド配列は、本開示を制限するものと解釈すべきでない。本発明の変異タンパク質をコードして、Δ９エロンガーゼ活性を有する、本明細書に記載されるヌクレオチド配列のいずれかの中における同様のバリエーションが検討された。
【０２３５】
実施例７
ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５ＧＳｌｏｎｏＭａｘ（登録商標）ライブラリーの作成
本実施例は、親酵素と比べてＬＡからＥＤＡへの変換効率の４２〜４５％の改善を実証する、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ変異体（配列番号５９；実施例６）内の５０個の異なったアミノ酸位置を標的にすることで作成された、ＳｌｏｎｏＭａｘ（登録商標）ライブラリーの合成を記載する。したがって本実施例は、Ｌ３５変異を含んでなるＥｇＤ９ｅＳ変異体中にスタックし得る、追加的な有益な変異を同定することを求めた。
【０２３６】
下でさらに詳細に記載する自動ロボットプラットフォームであるＳｌｏｎｏｍｉｃｓ（登録商標）は、ＳｌｏｎｏＭａｘ（登録商標）ライブラリーを作成し、配列位置あたりの変異体数およびそれらの比率を非常に正確に制御し得る。したがって自動工程は、部位飽和ライブラリー（実施例５）作成時に考察された限定的残基とは対照的に、Δ９エロンガーゼ活性に対するそれらの影響を判定するために、実験的に検査し得る候補残基数を大幅に増大させ得る利点を提供する。
【０２３７】
機能部位評価のためにＥｇＤ９ｅＳ内の５０個の異なった残基を標的にする理論的根拠
Δ９エロンガーゼ酵素は、イソクリシス・ガルバナ（Ｉｓｏｃｈｒｙｓｉｓ  ｇａｌｂａｎａ）［「ＩｇＤ９ｅ」］（配列番号２；国際公開第２００２／０７７２１３号パンフレット、国際公開第２００５／０８３０９３号パンフレット、国際公開第２００５／０１２３１６号パンフレット、および国際公開第２００４／０５７００１号パンフレット；ＧｅｎＢａｎｋ受入番号ＡＡＬ３７６２６）、ユートレプチエラ属（Ｅｕｔｒｅｐｔｉｅｌｌａ）ＣＣＭＰ３８９種［「Ｅ３８９Ｄ９ｅ」］（配列番号４；米国特許第７，６４５，６０４号明細書）、ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）［「ＥｇＤ９ｅ」］（配列番号８；米国特許第７，６４５，６０４号明細書）、およびＥ．アナベナ（Ｅ．ａｎａｂａｅｎａ）［「ＥａＤ９ｅ」］（配列番号１２；米国特許第７，７９４，７０１号明細書）から同定され、機能解析されている。これらの各エロンガーゼは、ＬＡをＥＤＡに変換できることが示されている。（デフォルトパラメータ（すなわちｐｒｏｔｅｉｎ  ｗｅｉｇｈｔ  ｍａｔｒｉｘ＝Ｇｏｎｎｅｔ  ２５０、ｇａｐ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｐｅｎａｌｔｙ＝１０、ｇａｐ  ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ  ｐｅｎａｌｔｙ＝０．２、および全長配列比較）を使用したＣｌｕｓｔａｌ  Ｗ（バージョン１．８３）分析に基づいて、ＥｇＤ９ｅ、ＥａＤ９ｅ、およびＥ３８９Ｄ９ｅが、互いに６０％を超える配列類似性を共有するのに対し、ＩｇＤ９Ｅは、ＥｇＤ９ｅ、ＥａＤ９ｅ、およびＥ３８９Ｄ９ｅのいずれか１つと約３５％のみの配列類似性を共有する。
【０２３８】
Δ９エロンガーゼ変換効率が改善されている変異体（例えばＤ９８Ｇ［実施例４］およびＬ３５Ｇ［実施例６］）をもたらす位置は、中程度の配列保存性を有することが観察された。Ｖｅｃｔｏｒ  ＮＴＩ（登録商標）のＡｌｉｇｎＸプログラム（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ）のデフォルトパラメータを使用して、ＩｇＤ９ｅ、ＥｇＤ９ｅ、ＥａＤ９ｅ、およびＥ３８９Ｄ９ｅのアミノ酸配列アラインメントを作成して、その他の中程度に保存された残基を同定した。これらの中程度に保存された残基は、非変異ＥｇＤ９ｅＳ対照と比較して改善された活性を有する、変異酵素の第２世代を潜在的にもたらすアミノ酸置換の標的の有望な候補かもしれないという仮説が立てられた。
【０２３９】
これらの４つの相同的な酵素配列の比較で、２５８個のアミノ酸位置の内５８個は４つのエロンガーゼ酵素の全てで保存されていると判定され；したがってこれらの残基は、検討から除外された。さらに９２個の位置は、ＥｇＤ９ｅ、ＥａＤ９ｅ、およびＥ３８９Ｄ９ｅの間で保存されていると判定され；これらの位置もまた、検討から除外された。最後に、相同体間でランダムなアミノ酸変化を有する位置は、常態ではタンパク質機能に重要な役割を果たさないため、４つのエロンガーゼ酵素の全てで４つの異なるアミノ酸残基を有すると判定された追加的な２２個の位置が、機能評価のための標的化位置としての検討から除外された。
【０２４０】
配列番号８内の残る８６個の位置（すなわち位置１、３、４、５、９、１２、２１、２２、２７、２８、２９、３２、３５、３７、４１、４２、４５、４７、４８、５１、５２、５３、５４、５７、５８、６０、６２、６３、６６、６７、７０、７１、７３、７４、８０、８３、８４、８５、８９、９４、９８、１０１、１０４、１０５、１０７、１０８、１１１、１１５、１２７、１３１、１３２、１４３、１４９、１５２、１５３、１５５、１５６、１６１、１６８、１６９、１７９、１８１、１８２、１９２、１９６、２０４、２０７、２０９、２１０、２１１、２１６、２１８、２２２、２２３、２２５、２２９、２３６、２３９、２４２、２４４、２４５、２４７、２５０、２５４、２５７、および２５８）が、機能部位評価のための潜在的な標的と見なされた。ＥｇＤ９ｅ（配列番号８）、ＥａＤ９ｅ（配列番号１２）、およびＥ３８９Ｅ９ｅ（配列番号４）中のこれらの各位置でコードされるアミノ酸残基の比較を下の表１１に示す。
【０２４１】
【表１５】
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【０２４２】
上の表１１で同定された８６個の位置の内、図４Ａの膜トポロジーモデルに基づいて、細胞膜周辺腔への最大近接を有する部位が、検討から除外された（すなわち位置４５、４７、４８、５１、５２、５３、５４、５７、５８、６０、６２、６３、６６、６７、７０
、７１、７３、７４、２０４、２０７、２０９、２１０、２１１、２１６、２１８、２２２、２２３、２２５、および２２９）。灰色の太字で強調表示された部位（すなわちＥｇＤ９ｅＳの位置３、５、９、１２、２１、２２、２７、２８、３２、３７、４１、４２、８０、８４、８５、９４、９８、１０１、１０４、１０５、１０７、１０８、１１１、１１５、１２７、１３１、１３２、１４３、１４９、１５２、１５３、１５６、１６１、１６８、１６９、１７９、１８１、１８２、１９２、１９６、２３６、２３９、２４２、２４４、２４５、２４７、２５０、２５４、２５７、および２５８）をさらなる実験的評価のために選択した。
【０２４３】
ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５ＧのＳｌｏｎｏＭａｘ（登録商標）変異遺伝子を作成するＳｌｏｎｏｍｉｃｓ（登録商標）
Ｓｌｏｎｏｍｉｃｓ（登録商標）（米国特許第７，６９５，９０６号明細書）は、コンビナトリアルライブラリーを「コドン１つずつ」合成する普遍的構成単位として二本鎖ＤＮＡの三つ組みを使用する（Ｓｌｏｎｉｎｇ  Ｂｉｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｐｕｃｈｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）。ライブラリー生成のために、複数コドンをあらゆる所望の配列位置に並行して導入し得る。機能的バイアスの不在と、２０個までのコドンを選択して、あらゆる比率で正確に制御送達する能力は、所望の変異体の完全なセットを含有する、ひときわ高品質のライブラリーをもたらす。
【０２４４】
ＳｌｏｎｏＭａｘ（登録商標）遺伝子ライブラリー（全部で５０個）は、このようにしてＳｌｏｎｉｎｇ  Ｂｉｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙによって作成され、各遺伝子ライブラリーは、ｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳ−Ｌ３５Ｇ（配列番号６０）をテンプレートとして使用して、標的位置（すなわちＥｇＤ９ｅＳの位置３、５、９、１２、２１、２２、２７、２８、３２、３７、４１、４２、８０、８４、８５、９４、９８、１０１、１０４、１０５、１０７、１０８、１１１、１１５、１２７、１３１、１３２、１４３、１４９、１５２、１５３、１５６、１６１、１６８、１６９、１７９、１８１、１８２、１９２、１９６、２３６、２３９、２４２、２４４、２４５、２４７、２５０、２５４、２５７または２５８）に、少なくとも１６個の独立したユニークな配列変異を有する。
【０２４５】
実施例２に記載されるように、全てのＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ変異体は、ｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳ−Ｌ３５Ｇによって提供されるベクター主鎖にクローンし、引き続いてＹ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ２２２４株に形質転換して培養した。形質転換細胞（凍結グリセロール貯蔵品として提供される）およびＤＮＡは、Ｓｌｏｎｉｎｇ  Ｂｉｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから得られた。形質転換細胞とＤＮＡのごく一部を配列決定して確認した。
【０２４６】
実施例８
Δ９エロンガーゼ変換効率が改善されたＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ  ＳｌｏｎｏＭａｘ（登録商標）ライブラリー変異体の同定
本実施例は、実施例６（配列番号５９）で同定された変種タンパク質ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇと比較して、ＬＡからＥＤＡへのΔ９エロンガーゼ変換効率が改善されたＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ  ＳｌｏｎｏＭａｘ（登録商標）変異体の同定を記載する。
【０２４７】
実施例２の「確認アッセイ」手順を使用し、新鮮な再画線塗抹ＭＭプレート上の細胞培養を使用して、３ｍＬの液体ＭＭを含んでなる三連培養物を個々に接種して、ＳｌｏｎｏＭａｘ（登録商標）ライブラリーからのコンストラクトによる８０７個のヤロウィア属（Ｙａｒｒｏｗｉａ）形質転換体の脂肪酸プロファイルをスクリーニングした。８０７個の変異体に加えて、ｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳ−Ｌ３５Ｇ（配列番号６０）を含んでなるヤロウィア属（Ｙａｒｒｏｗｉａ）Ｙ２２２４株形質転換体を実験対照として三連で接種した。
【０２４８】
確認アッセイ中の選択された変異体からのデータを表１２に提示し、３つの代表的ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ対照のＦＡＭＥプロファイルをＳｌｏｎｏＭａｘ（登録商標）ライブラリー変異体を比較して、ＬＡからＥＤＡへの平均％変換の増大を実証する。より具体的には、各株について、（実施例２に記載されるようにして判定される）ＴＦＡの面積パーセント［「％ＴＦＡ」］としての各脂肪酸濃度の平均（「平均」で示される）、およびＬＡからＥＤＡへの平均％変換を下の表１２に示す。脂肪酸は、実施例４の略称に基づいて同定される。各株の説明は、それぞれ変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子中に存在する特定のアミノ酸置換を示唆する。したがってＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｓ９Ａ株は、配列番号１０に記載のＥｇＤ９ｅＳの配列と比べてＬ３５Ｇ変異およびＳ９Ａ変異を有する変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子を含んでなる、変異ｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳプラスミドを含んでなる。
【０２４９】
【表１６】
0005963749.tif 000017
【０２５０】
表１２に提示される、複製ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ対照の脂肪酸プロファイルおよびＬＡからＥＤＡへの％変換が、先に提示されたＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇプロファイルとはいくぶん異なることは注目に値する。本実験セットでは、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ対照は、以前の分析と比較して「伸び悩んだ」（すなわちＬＡからＥＤＡへの平均％変換が上で約１８．１％と判定されたのに対し、ＬＡからＥＤＡへの％変換は、実施例６の表９では約２６．６％および２７．２％と判定された）。しかしＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇによる形質転換体は、４．３  ＥＤＡ％ＴＦＡ（平均、前出）を産生し、これはＥｇＤ９ｅＳによる形質転換体中の生成を顕著に上回った（すなわち３．１  ＥＤＡ％ＴＦＡ［実施例４、表５］、２．９  ＥＤＡ％ＴＦＡ［実施例４、表６］、および３．５  ＥＤＡ％ＴＦＡ［実施例６、表９］）。この理由から、表１２で提示されるＥｇＤ９ｅＳ部位評価ライブラリーからの変異体比較のための基準として、本実験のＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ性能に加えて、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇの機能解析を反復した以前の実験からの性能（データ示さず）を使用した。
【０２５１】
表１２に提示される２６個の選択されたエロンガーゼ変種の内、１１個は表１２の対照データと比較して、同等のまたは改善されたΔ９エロンガーゼ変換活性を実証すると同定された（太字で強調表示される）。これらの変異体は、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｓ９Ｄ（１４１％）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ａ２１Ｖ（１１８％）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｖ３２Ｆ（１０４％）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｙ８４Ｃ（１４４％）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｌ１０８Ｇ（１０４％）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｗ１３２Ｔ（１００％）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｍ１４３Ｎ（９６％）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｌ１６１Ｔ（１３１％）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｉ１７９Ｒ（１４１％）、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｃ２３６Ｎ（１０２％）、およびＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｑ２４４Ｎ（１３４％）を含み、ＥｇＤ９ｅＳと比較したΔ９エロンガーゼ変換活性を括弧内に示す。したがってＬＡからＥＤＡへの変換効率の４４％までの改善が、実証された。
【０２５２】
実施例９
ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｓ９Ｄ／Ａ２１Ｖ／Ｖ３２Ｆ／Ｙ８４Ｃ／Ｌ１０８Ｇ／Ｗ１３２Ｔ／Ｍ１４３Ｎ／Ｌ１６１Ｔ／Ｉ１７９Ｒ／Ｃ２３６Ｎ／Ｑ２４４Ｎコンビナトリアルライブラリーの作成
本実施例は、Ｌ３５Ｇ変異を含んでなるＥｇＤ９ｅＳ変異体中に、上の実施例８で同定された有益な変異（すなわちＳ９Ｄ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｌ１０８Ｇ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｌ１６１Ｔ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、およびＱ２４４Ｎ）の様々な組み合わせを共に「スタック」する、変異ＥｇＤ９ｅＳコンビナトリアルライブラリーの合成を記載する。
【０２５３】
コンビナトリアルライブラリー構築のための合成プライマーの作成
１１対のプライマーは、配列番号６４〜８５に記載されるように商業的に合成された（下の表１３参照）。各プライマー対は、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ遺伝子に、Ｓ９Ｄ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｌ１０８Ｇ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｌ１６１Ｔ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、およびＱ２４４Ｎの変異の１つを導入するようにデザインされた。
【０２５４】
Ｔ４ポリヌクレオチドキナーゼ［「ＰＮＫ」］（カタログ番号７００３１Ｚ；ＵＳＢ  Ｃｏｒｐ．）を使用して、プライマーを３７℃で６０分間リン酸化し、次に６５℃で２０分間不活性化した。各２０μｌのリン酸化反応混合物は、２．０μｌの１０×Ｔ４  ＰＮＫ緩衝液、１５．０μｌのプライマーＤＮＡ（約７μＭ）、０．６μｌの１００ｍＭ  ＡＴＰ、０．４μｌのＴ４  ＰＮＫ、および２．０μｌの水を含有した。
【０２５５】
ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇのコンビナトリアル変異体遺伝子を作成するための複数変異部位変異誘発
Ｃｈａｎｇｅ−ＩＴ（商標）複数変異部位特異的変異誘発キット（カタログ番号７８４８０、ＵＳＢ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）を使用して、各反応（最終反応を除く）が、プライマーセット「Ａ」の順方向プライマーおよび逆方向プライマー、そしてプライマーセット「Ｂ」の順方向プライマーおよび逆方向プライマーの封入に基づいて、２つの新しい変異を導入する、一連の６つの反応中で、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５ＧにＳ９Ｄ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｌ１０８Ｇ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｌ１６１Ｔ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、およびＱ２４４Ｎ変異を導入した（表１３）。一連の反応の最初のテンプレートがＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇであった一方、Ｃｈａｎｇｅ−ＩＴ（商標）反応１の生成物がＣｈａｎｇｅ−ＩＴ（商標）反応２のテンプレートの役割果たし、それが順次続いた。
【０２５６】
【表１７】
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【０２５７】
より具体的には、それぞれ２．５μｌの１０×Ｃｈａｎｇｅ−ＩＴ（商標）緩衝液、２．５μｌのリン酸化順方向プライマー、２．５μｌのリン酸化逆方向プライマー、１．０μｌのテンプレート（５０ｎｇ／μｌ）、１５．５μｌのヌクレアーゼ非含有水、および１．０μｌのＣｈａｎｇｅ−ＩＴ（商標）ＦｉｄｅｌｉＴａｑ酵素を含んでなる、２つの２５μｌのＰＣＲ反応混合物を調製した。第１の反応がプライマーセット「Ａ」からのプライマーを利用した一方、第２の反応はプライマーセット「Ｂ」からのプライマーを利用した。以下の条件を使用して、ＰＣＲ増幅を実施した。９５℃で２分間、それに続く９５℃で３０秒間の変性、５５℃で３０秒間のアニーリング、および６８℃で２５分間の伸長／ライゲーションを３０サイクル。６８℃で３０分間の最終伸長／ライゲーションサイクルを実施し、４℃での反応終結がそれに続いた。
【０２５８】
増幅に続いて、ＤｐｎＩ酵素の添加によってテンプレートを除去し、消化を３７℃で３時間実施した。ＰＣＲ  ＤＮＡを使用して、電気穿孔によって大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）Ｔｏｐ  １０エレクトロコンピテント細胞（カタログ番号Ｃ４０４０５２、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ，Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ）を形質転換した。形質転換細胞を１００ｍｇ／Ｌアンピシリン添加ＬＢ寒天プレート上に伸ばして塗り、３７℃のインキュベーター内で一晩培養した。製造業者のプロトコルに従って、ＱＩＡｐｒｅｐ（登録商標）Ｓｐｉｎ  Ｍｉｎｉｐｒｅｐキット（ＱｉａｇｅｎＩｎｃ．，Ｖａｌｅｎｃｉａ，ＣＡ）を使用して、形質転換大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）細胞からプラスミドＤＮＡを抽出した。次に精製ＤＮＡを次のＣｈａｎｇｅ−ＩＴ（商標）反応でテンプレートとして使用した。１１個の変異の残りを最初のＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇテンプレートに導入する６つめの反応に続いて、上述したように形質転換体大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）細胞からＤＮＡを精製した。次にＤＮＡをＹ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ２２２４株（前出、実施例２）に形質転換した。
【０２５９】
実施例１０
Δ９エロンガーゼ変換効率が改善されたＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｓ９Ｄ／Ａ２１Ｖ／Ｖ３２Ｆ／Ｙ８４Ｃ／Ｌ１０８Ｇ／Ｗ１３２Ｔ／Ｍ１４３Ｎ／Ｌ１６１Ｔ／Ｉ１７９Ｒ／Ｃ２３６Ｎ／Ｑ２４４Ｎコンビナトリアルライブラリー変異体の同定
本実施例は、１）野生型タンパク質ＥｇＤ９ｅＳ（配列番号１０）と比較して、ＬＡからＥＤＡへのΔ９エロンガーゼ変換効率が改善されたＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ／Ｓ９Ｄ／Ａ２１Ｖ／Ｖ３２Ｆ／Ｙ８４Ｃ／Ｌ１０８Ｇ／Ｗ１３２Ｔ／Ｍ１４３Ｎ／Ｌ１６１Ｔ／Ｉ１７９Ｒ／Ｃ２３６Ｎ／Ｑ２４４Ｎコンビナトリアルライブラリー変異体の同定；２）これらのＥｇＤ９ｅＳ変異体の配列分析；および３）Δ９エロンガーゼ変換効率の改善を確認するための配列決定ＥｇＤ９ＰｅＳ変異体の再現を記載する。
【０２６０】
実施例２の迅速スクリーニング「プレートアッセイ」を使用して、コンビナトリアルライブラリー（実施例９）からのコンストラクトによる２，３８８個のヤロウィア属（Ｙａｒｒｏｗｉａ）形質転換体の脂肪酸プロファイルをスクリーニングした。これらの変異体のほとんどは、野性型対照ＥｇＤ９ｅＳ（配列番号１０）と比較してＬＡからＥＤＡへの変換の低下を呈示した。しかし５つの形質転換体は、実施例２の確認アッセイに基づいて、対照と比較して改善されたΔ９伸長活性を呈示することが確認された。
【０２６１】
コロニーＰＣＲを使用して、変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子のＤＮＡ配列を判定した。手短に述べると、無菌ピペットチップを使用して、新鮮画線塗抹プレートから少量の酵母細胞を採取し、細胞を２０μｌの分子等級水に懸濁した。細胞懸濁液（２μｌ）を製造会社（Ｔａｋａｒａ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏ．，ＬＴＤ．）の推奨事項に従って調製したＴａＫａＲａ  Ｅｘ  Ｔａｑ  ＰＣＲミックスに移した。コロニーＰＣＲのために使用されたプライマーは、順方向プライマーＦＢＡＩＮ−Ｆ（配列番号９８）および逆方向プライマーＹ１０２６（配列番号９９）であった。サーマルサイクラープログラムは、９４℃で５分間の最初のテンプレート変性と、それに続く４０サイクルの９４℃で３０秒間の変性、５６℃で３０秒間のアニーリング、および７２℃で３分間の伸長を含んだ。７２℃で６分間の最終伸長を実施した。
【０２６２】
ＰＣＲ産物をプライマーＦＢＡＩＮ−Ｆ（配列番号９８）およびＹ１０２６（配列番号９９）によって配列決定した。ＤＮＡ配列データの解析は、変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子内のヌクレオチド置換と発現されたアミノ酸置換を明らかにした。表１４に示すように、変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子に、そして変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子を含んでなる変異ｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳプラスミドに、アミノ酸置換を示唆する名称を与えた。
【０２６３】
【表１８】
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【０２６４】
表１４のアミノ酸置換に基づいて、部位特異的変異誘発のための新しいプライマーをデザインした。次にｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳ（図２；配列番号２５）に、「メガプライマー」内のＥｇＤ９ｅＳ変異体を導入するようにデザインされた反応中でこれらのプライマーを利用し、それによって非変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子を表１４に列挙される様々な変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子で置換した。
【０２６５】
これは、実施例３に記載されるように、ＱｕｉｋＣｈａｎｇｅ（登録商標）ＩＩ  ＸＬ部位特異的変異誘発キット（カタログ番号２００５２４；Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ，Ｌａ  Ｊｏｌｌａ，ＣＡ）を使用して達成された。実施例２に記載されるように、これらの変異遺伝子を大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）Ｔｏｐ  １０エレクトロコンピテント細胞に形質転換して、精製し、配列決定し、引き続いてＹ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ２２２４株に形質転換した。このようにして、表１４に示される変異ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子をプラスミド上に再現し、Ｙ２２２４株に再導入して戻し、ＥｇＤ９ｅＳコンビナトリアル変異体によって呈示されるΔ９エロンガーゼ変換効率の改善が、同定されたアミノ酸置換の結果であると考えられることを確認した。
【０２６６】
これらの確認アッセイからのデータを表１５に提示し、個々のｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳ対照形質転換体のＦＡＭＥプロファイルをコンビナトリアルライブラリーの変異体と比較する。保守的比較のために、各株について示されるデータは、各株についてＬＡからＥＤＡへの％変換が最も高い３分離株のＦＡＭＥプロファイルを表す。より具体的には、各株について、（実施例２に記載されるようにして判定される）ＴＦＡの面積パーセントとしての各脂肪酸濃度［「％ＴＦＡ」］、およびＬＡからＥＤＡへの％変換を下に示し、平均値は灰色で強調され「平均」として示される。脂肪酸は、実施例４の略称に基づいて同定される。
【０２６７】
【表１９】
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【０２６８】
配列番号１０のコドン最適化ＥｇＤ９ｅＳ遺伝子（非変異体）を含んでなる、ｐＺｕＦｍＥｇＤ９ＥＳで形質転換されたＹ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ２２２４株のクローンは、平均で２．５  ＥＤＡ％ＴＦＡを産生し、これらの３つのクローンのＬＡからＥＤＡへの平均変換効率［「％変換」］は約１６．１％と判定された。対照的に、変異株ＥｇＤ９ＥＮ−４２７のＬＡからＥＤＡへの平均％変換は１７．８％（または対照との比較で１１０％）であった。同様に、変異株ＥｇＤ９ＥＮ−１０４３のＬＡからＥＤＡへの平均％変換は１７．５％（または対照との比較で１０８％）であった。変異株ＥｇＤ９ＥＮ−１５３４のＬＡからＥＤＡへの平均％は１６．８％（または対照との比較で１０４％）であり；変異株ＥｇＤ９ＥＮ−１６３５の平均％変換は１８．０％（または対照との比較で１１１％）であり；変異株ＥｇＤ９ＥＮ−１７３４の平均％変換は２０．０（または対照との比較で１２３％）であった。
【０２６９】
したがってこれらの実験は、それによってＥｇＤ９ｅＳコンビナトリアルライブラリー変異体ＥｇＤ９ＥＮ−４２７、ＥｇＤ９ＥＮ−１０４３、ＥｇＤ９ＥＮ−１５３４、ＥｇＤ９ＥＮ−１６３５、およびＥｇＤ９ＥＮ−１７３４によって呈示されたΔ９エロンガーゼ変換効率の改善を確認し、改善は４〜２３％の範囲に及んだ。
【０２７０】
実施例１１
総脂肪酸の約５８．７％のＥＰＡを産生するヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｚ１９７８株の作成
本実施例は、Δ９エロンガーゼ／Δ８デサチュラーゼ経路の発現を介して、３８．３％の総脂質含量［「ＴＦＡ％ＤＣＷ」］で、総脂質に対して約５８．７％のＥＰＡを産生できる、Ｙ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）ＡＴＣＣ＃２０３６２に由来する、Ｚ１９７８株の構築を記載する。この株は、Ｌ３５Ｇ変異（すなわちＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ［配列番号５８および５９］）を含んでなる、実施例５および６のΔ９エロンガーゼ部位飽和変異体を含む。
【０２７１】
Ｚ１９７８株（図６）の開発には、Ｙ２２２４、Ｙ４００１、Ｙ４００１Ｕ、Ｙ４０３６、Ｙ４０３６Ｕ、Ｌ１３５、Ｌ１３５Ｕ９、Ｙ８００２、Ｙ８００６Ｕ６、Ｙ８０６９、Ｙ８０６９Ｕ、Ｙ８１５４、Ｙ８１５４Ｕ、Ｙ８２６９、Ｙ８２６９Ｕ、Ｙ８４１２Ｕ６、Ｙ８６４７、Ｙ８４６７Ｕ、Ｙ９０２８、Ｙ９０２８Ｕ、Ｙ９５０２、およびＹ９５０２Ｕ株の構築が必要であった。
【０２７２】
株構築中のヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）の脂肪酸分析
脂肪酸［「ＦＡ」］分析のために、Ｂｌｉｇｈ，Ｅ．Ｇ．＆  Ｄｙｅｒ，Ｗ．Ｊ．（Ｃａｎ．Ｊ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．，３７：９１１−９１７（１９５９））に記載されるようにして、細胞を遠心分離によって収集し脂質を抽出した。ナトリウムメトキシドによる脂質抽出物のエステル交換によって脂肪酸メチルエステル［「ＦＡＭＥ」］を調製し（Ｒｏｕｇｈａｎ，Ｇ．ａｎｄ  Ｎｉｓｈｉｄａ  Ｉ．，Ａｒｃｈ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  Ｂｉｏｐｈｙｓ．，２７６（１）：３８−４６（１９９０））、引き続いて３０ｍ×０．２５ｍｍ（ｉ．ｄ．）ＨＰ−ＩＮＮＯＷＡＸ（Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ）カラムを装着した、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ  ６８９０  ＧＣで分析した。オーブン温度は、１７０℃（２５分間の保持時間）から３．５℃／分で１８５℃にした。
【０２７３】
直接塩基エステル交換のために、ヤロウィア（Ｙａｒｒｏｗｉａ）細胞（０．５ｍＬの培養物）を収集して蒸留水で１回洗浄し、Ｓｐｅｅｄ−Ｖａｃ内で５〜１０分間真空乾燥させた。ナトリウムメトキシド（１００μｌの１％）および既知量のＣ１５：０トリアシルグリセロール（Ｃ１５：０  ＴＡＧ；カタログ番号Ｔ−１４５、Ｎｕ−Ｃｈｅｃｋ  Ｐｒｅｐ，Ｅｌｙｓｉａｎ，ＭＮ）をサンプルに添加し、次にサンプルをボルテックスして３０℃で５０分間振盪した。３滴の１Ｍ  ＮａＣｌおよび４００μＬのヘキサンを添加した後、サンプルをボルテックスして遠沈した。上層を取り出して、ＧＣによって分析した。
【０２７４】
代わりとして、発酵またはフラスコサンプルのいずれかからのブロスサンプルをルーチン分析するために、Ｌｉｐｉｄ  Ａｎａｌｙｓｉｓ，Ｗｉｌｌｉａｍ  Ｗ．Ｃｈｒｉｓｔｉｅ，２００３に記載される塩基触媒エステル交換法の変法を使用した。具体的には、ブロスサンプルを室温水中で迅速に解凍し、次に０．２２μｍのＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｃｏｓｔａｒ（登録商標）Ｓｐｉｎ−Ｘ（登録商標）遠心管フィルター（カタログ番号８１６１）と共に、風袋を測定した２ｍＬ微量遠心管内に量り入れた（０．１ｍｇ）。あらかじめ測定したＤＣＷに応じて、サンプル（７５〜８００μｌ）を使用した。エッペンドルフ５４３０遠心分離機を使用して、サンプルを１４，０００ｒｐｍで５〜７分間、またはブロスを除去するのに必要な時間遠心分離した。フィルターを取り出して液体を排出し、約５００μｌの脱イオン水をフィルターに添加してサンプルを洗浄した。遠心分離して水を除去した後、フィルターを再度取り出して、液体を排出してフィルターを再度挿入した。遠心管を遠心分離機に今度は蓋を開けたまま、約３〜５分間再度挿入して乾燥させた。次にフィルターに遠心管の半ばまで切り込みを入れて、新鮮な２ｍＬ丸底エッペンドルフ管（カタログ番号２２３６３３５−２）に挿入した。
【０２７５】
切断されたフィルター容器の縁のみに接触し、サンプルまたはフィルター材料に接触しない適切な道具によって、フィルターを遠心管の底に押しつけた。既知量のトルエン中のＣ１５：０  ＴＡＧ（前出）、および５００μｌの新鮮に調整されたメタノール溶液中の１％ナトリウムメトキシドを添加した。サンプルペレットを適切な道具によってしっかりと砕き、遠心管を閉じて５０℃ヒートブロックに３０分間入れた（ＶＷＲ  カタログ番号１２６２１−０８８）。次に遠心管を少なくとも５分間放冷した。次に４００μｌのヘキサンおよび５００μｌの１Ｍ  ＮａＣｌ水溶液を添加して、遠心管を２×６秒間ボルテックスして１分間遠心分離した。およそ１５０μｌの上（有機）層をインサート付きＧＣバイアルに入れ、ＧＣによって分析した。
【０２７６】
ＧＣ分析を通じて記録されたＦＡＭＥピークは、既知の脂肪酸との比較でそれらの滞留時間によって同定され、ＦＡＭＥピーク面積を既知量の内部基準（Ｃ１５：０  ＴＡＧ）と比較することで定量化された。したがってあらゆる脂肪酸ＦＡＭＥ［「μｇ  ＦＡＭＥ」］の近似量（μｇ）は、式、（特定脂肪酸のＦＡＭＥピーク面積／標準ＦＡＭＥピーク面積）＊（標準Ｃ１５：０  ＴＡＧのμｇ）に従って計算され、１μｇのＣ１５：０  ＴＡＧは０．９５０３μｇの脂肪酸に等しいので、あらゆる脂肪酸の量（μｇ）［「μｇＦＡ」］は、式、（特定脂肪酸のＦＡＭＥピーク面積／標準ＦＡＭＥピーク面積）＊（標準Ｃ１５：０  ＴＡＧのμｇ）＊０．９５０３に従って計算される。換算係数０．９５０３は大部分の脂肪酸について測定された値の近似であり、それは０．９５〜０．９６の範囲にわたることに留意されたい。
【０２７７】
ＴＦＡの重量％として個々の各脂肪酸量を要約する脂質プロフィールは、個々のＦＡＭＥピーク面積を全てのＦＡＭＥピーク面積の和で除して１００を乗じて判定される。
【０２７８】
フラスコアッセイによる株構築中のヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）の総脂質含量および組成の分析
Ｙ．リポリティカ（Ｙ．ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）の特定株の総脂質含量および組成の詳細な分析のために、フラスコアッセイを次のように行った。具体的には、１ループ量の新鮮な画線塗抹細胞を３ｍＬのＦＭ培地に接種して、２５０ｒｐｍおよび３０℃で培一晩養した。ＯＤ６００ｎｍを測定し、最終ＯＤ６００ｎｍが０．３になるように、１２５ｍＬフラスコ内の２５ｍＬＦＭ培地に細胞のアリコートを添加した。２５０ｒｐｍおよび３０℃の振盪インキュベーターに２日間入れた後に、６ｍＬの培養物を遠心分離によって収集し、１２５ｍＬフラスコ内の２５ｍＬのＨＧＭに再懸濁した。２５０ｒｐｍおよび３０℃の振盪インキュベーターに５日間入れた後に、脂肪酸分析（前出）のために１ｍＬのアリコートを使用し、乾燥細胞重量［「ＤＣＷ」］測定のために１０ｍＬを乾燥させた。
【０２７９】
ＤＣＷ測定のために、Ｂｅｃｋｍａｎ  ＧＳ−６Ｒ遠心分離機内のＢｅｃｋｍａｎ  ＧＨ−３．８回転子内において、４０００ｒｐｍで５分間の遠心分離によって１０ｍＬの培養物を収集した。ペレットを２５ｍＬの水に再懸濁して、上のように再収集した。洗浄ペレットを２０ｍＬの水に再懸濁し、あらかじめ秤量したアルミニウムパンに移した。細胞懸濁液を８０℃の真空オーブン内で一晩乾燥させた。細胞重量を測定した。
【０２８０】
細胞の総脂質含量［「ＴＦＡ％ＤＣＷ」］を計算し、各脂肪酸濃度をＴＦＡ［「％ＴＦＡ」］の重量％として、ＥＰＡ含量を乾燥細胞重量のパーセント［「ＥＰＡ％ＤＣＷ」］として表にするデータと併せて考察した。フラスコアッセイからのデータを細胞の全乾燥細胞重量［「ＤＣＷ」］、細胞の総脂質含量［「ＴＦＡ％ＤＣＷ」］、ＴＦＡの重量％としての各脂肪酸濃度［「％ＴＦＡ」］、および乾燥細胞重量のパーセントとしてのＥＰＡ含量［「ＥＰＡ％ＤＣＷ」］を要約する表として提示する。より具体的には、脂肪酸は、１６：０（パルミチン酸）、１６：１（パルミトレイン酸）、１８：０（ステアリン酸）、１８：１（オレイン酸）、１８：２（ＬＡ）、ＡＬＡ、ＥＤＡ、ＤＧＬＡ、ＡＲＡ、ＥＴｒＡ、ＥＴＡ、ＥＰＡ、その他として同定される。
【０２８１】
ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ９５０２株の遺伝子型
Ｙ９５０２株の作成は、米国特許出願公開第２０１０−０３１７０７２−Ａ１号明細書に記載される。ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）ＡＴＣＣ＃２０３６２に由来するＹ９５０２株は、Δ９エロンガーゼ／Δ８デサチュラーゼ経路の発現を通じて、総脂質に対して約５７．０％のＥＰＡを産生できた（図６）。
【０２８２】
野生型ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）ＡＴＣＣ＃２０３６２と比較したＹ９５０２株の最終遺伝子型は、次の通りであった。Ｕｒａ＋，Ｐｅｘ３−，ｕｎｋｎｏｗｎ１−，ｕｎｋｎｏｗｎ２−，ｕｎｋｎｏｗｎ３−，ｕｎｋｎｏｗｎ４−，ｕｎｋｎｏｗｎ５−，ｕｎｋｎｏｗｎ６−，ｕｎｋｎｏｗｎ７−，ｕｎｋｎｏｗｎ８−，ｕｎｋｎｏｗｎ９−，ｕｎｋｎｏｗｎ１０−，ＹＡＴ１：：ＭＥ３Ｓ：：Ｐｅｘ１６，ＧＰＤ：：ＭＥ３Ｓ：：Ｐｅｘ２０，ＹＡＴ１：：ＭＥ３Ｓ：：Ｌｉｐ１，ＦＢＡＩＮｍ：：ＥｇＤ９ｅＳ：：Ｌｉｐ２，ＥＸＰ１：：ＥｇＤ９ｅＳ：：Ｌｉｐ１，ＧＰＡＴ：：ＥｇＤ９ｅ：：Ｌｉｐ２，ＹＡＴ１：：ＥｇＤ９ｅＳ：：Ｌｉｐ２，ＦＢＡＩＮｍ：：ＥｇＤ８Ｍ：：Ｐｅｘ２０，ＥＸＰ１：：ＥｇＤ８Ｍ：：Ｐｅｘ１６，ＦＢＡＩＮ：：ＥｇＤ８Ｍ：：Ｌｉｐ１，ＧＰＤ：：ＥａＤ８Ｓ：：Ｐｅｘ１６（２ｃｏｐｉｅｓ），ＹＡＴ１：：Ｅ３８９Ｄ９ｅＳ／ＥｇＤ８Ｍ：：Ｌｉｐ１，ＹＡＴ１：：ＥｇＤ９ｅＳ／ＥｇＤ８Ｍ：：Ａｃｏ，ＦＢＡＩＮｍ：：ＥａＤ９ｅＳ／ＥａＤ８Ｓ：：Ｌｉｐ２，ＧＰＤ：：ＦｍＤ１２：：Ｐｅｘ２０，ＹＡＴ１：：ＦｍＤ１２：：Ｏｃｔ，ＥＸＰ１：：ＦｍＤ１２Ｓ：：Ａｃｏ，ＧＰＤＩＮ：：ＦｍＤ１２：：Ｐｅｘ１６，ＥＸＰ１：：ＥｇＤ５Ｍ：：Ｐｅｘ１６，ＦＢＡＩＮ：：ＥｇＤ５ＳＭ：：Ｐｅｘ２０，ＧＰＤＩＮ：：ＥｇＤ５ＳＭ：：Ａｃｏ，ＧＰＭ：：ＥｇＤ５ＳＭ：：Ｏｃｔ，ＥＸＰ１：：ＥｇＤ５ＳＭ：：Ｌｉｐ１，ＹＡＴ１：：ＥａＤ５ＳＭ：：Ｏｃｔ，ＦＢＡＩＮｍ：：ＰａＤ１７：：Ａｃｏ，ＥＸＰ１：：ＰａＤ１７：：Ｐｅｘ１６，ＹＡＴ１：：ＰａＤ１７Ｓ：：Ｌｉｐ１，ＹＡＴ１：：ＹｌＣＰＴ１：：Ａｃｏ，ＹＡＴ１：：ＭＣＳ：：Ｌｉｐ１，ＦＢＡ：：ＭＣＳ：：Ｌｉｐ１，ＹＡＴ１：：ＭａＬＰＡＡＴ１Ｓ：：Ｐｅｘ１６．略称は、次のとおり：ＦｍＤ１２は、フザリウム・モニリフォルメ（Ｆｕｓａｒｉｕｍ  ｍｏｎｉｌｉｆｏｒｍｅ）Δ１２デサチュラーゼ遺伝子［米国特許第７，５０４，２５９号明細書］であり；ＦｍＤ１２Ｓは、Ｆ．モニリフォルメ（Ｆ．ｍｏｎｉｌｉｆｏｒｍｅ）［米国特許第７，５０４，２５９号明細書］に由来するコドン最適化Δ１２デサチュラーゼ遺伝子であり；ＭＥ３Ｓは、モルティエラ・アルピナ（Ｍｏｒｔｉｅｒｅｌｌａ  ａｌｐｉｎａ）［米国特許第７，４７０，５３２号明細書］に由来するコドン最適化Ｃ１６／１８エロンガーゼ遺伝子であり；ＥｇＤ９ｅは、ミドリムシ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ｇｒａｃｉｌｉｓ）Δ９エロンガーゼ遺伝子［米国特許第７，６４５，６０４号明細書］であり；ＥｇＤ９ｅＳは、ミドリムシ（Ｅ．ｇｒａｃｉｌｉｓ）［米国特許第７，６４５，６０４号明細書］に由来するコドン最適化Δ９エロンガーゼ遺伝子であり；ＥｇＤ８Ｍは、ミドリムシ（Ｅ．ｇｒａｃｉｌｉｓ）［米国特許第７，２５６，０３３号明細書］に由来する合成変異Δ８デサチュラーゼ遺伝子［米国特許第７，７０９，２３９号明細書］であり；ＥａＤ８Ｓは、ユーグレナ・アナベナ（Ｅｕｇｌｅｎａ  ａｎａｂａｅｎａ）［米国特許第７，７９０，１５６号明細書］に由来するコドン最適化Δ８デサチュラーゼ遺伝子であり；Ｅ３８９Ｄ９ｅＳ／Ｅ��Ｄ８Ｍは、ユートレプチエラ属（Ｅｕｔｒｅｐｔｉｅｌｌａ）ＣＣＭＰ３８９種Δ９エロンガーゼ（米国特許第７，６４５，６０４号明細書）に由来するコドン最適化Δ９エロンガーゼ遺伝子（「Ｅ３８９Ｄ９ｅＳ」）と、Δ８デサチュラーゼ「ＥｇＤ８Ｍ」（前出）［米国特許出願公開第２００８−０２５４１９１−Ａ１号明細書］とを連結させて作成されたＤＧＬＡシンターゼであり；ＥｇＤ９ｅＳ／ＥｇＤ８Ｍは、Δ９エロンガーゼ「ＥｇＤ９ｅＳ」（前出）とΔ８デサチュラーゼ「ＥｇＤ８Ｍ」（前出）［米国特許出願公開第２００８−０２５４１９１−Ａ１号明細書］とを連結させて作成されたＤＧＬＡシンターゼであり；ＥａＤ９ｅＳ／ＥｇＤ８Ｍは、Ｅ．アナベナ（Ｅ．ａｎａｂａｅｎａ）Δ９エロンガーゼ［米国特許第７，７９４，７０１号明細書］に由来するコドン最適化Δ９エロンガーゼ遺伝子（「ＥａＤ９ｅＳ」）と、Δ８デサチュラーゼ「ＥｇＤ８Ｍ」（前出）［米国特許出願公開第２００８−０２５４１９１−Ａ１号明細書］とを連結させて作成されたＤＧＬＡシンターゼであり；ＥｇＤ５ＭおよびＥｇＤ５ＳＭは、ミドリムシ（Ｅ．ｇｒａｃｉｌｉｓ）［米国特許第７，６７８，５６０号明細書］に由来する合成変異Δ５デサチュラーゼ遺伝子［米国特許出願公開第２０１０−００７５３８６−Ａ１号明細書］であり；ＥａＤ５ＳＭは、Ｅ．アナベナ（Ｅ．ａｎａｂａｅｎａ）［米国特許第７，９４３，３６５号明細書］に由来する合成変異Δ５デサチュラーゼ遺伝子［米国特許出願公開第２０１０−００７５３８６−Ａ１号明細書］であり；ＰａＤ１７は、ピシウム・アファニデルマタム（Ｐｙｔｈｉｕｍ  ａｐｈａｎｉｄｅｒｍａｔｕｍ）Δ１７デサチュラーゼ遺伝子［米国特許第７，５５６，９４９号明細書］であり；ＰａＤ１７Ｓは、Ｐ．アファニデルマタム（Ｐ．ａｐｈａｎｉｄｅｒｍａｔｕｍ）［米国特許第７，５５６，９４９号明細書］に由来するコドン最適化Δ１７デサチュラーゼ遺伝子であり；ＹｌＣＰＴ１は、ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）ジアシルグリセロールコリンホスホトランスフェラーゼ遺伝子［米国特許第７，９３２，０７７号明細書］であり；ＭＣＳは、リゾビウム・レグミノサーラム（Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ  ｌｅｇｕｍｉｎｏｓａｒｕｍ）次亜種ビシアエ（ｖｉｃｉａｅ）３８４１［米国特許出願公開第２０１０−０１５９５５８−Ａ１号明細書］に由来するコドン最適化マロニルＣｏＡシンセターゼ遺伝子であり、ＭａＬＰＡＡＴ１Ｓは、モルティエラ・アルピナ（Ｍｏｒｔｉｅｒｅｌｌａ  ａｌｐｉｎａ）［米国特許第７，８７９，５９１号明細書］に由来するコドン最適化リゾホスファチジン酸アシル基転移酵素遺伝子である。
【０２８３】
Ｙ９５０２株の総脂質含量および組成の詳細な分析のために、細胞を二段階で合計７日間培養するフラスコアッセイを実施した。分析に基づいて、Ｙ９５０２株は、３．８ｇ／Ｌ  ＤＣＷ、３７．１  ＴＦＡ％ＤＣＷ、２１．３  ＥＰＡ％ＤＣＷを産生し、脂質プロフィールは、１６：０（パルミチン酸）−２．５、１６：１（パルミトレイン酸）−０．５、１８：０（ステアリン酸）−２．９、１８：１（オレイン酸）−５．０、１８：２（ＬＡ）−１２．７、ＡＬＡ−０．９、ＥＤＡ−３．５、ＤＧＬＡ−３．３、ＡＲＡ−０．８、ＥＴｒＡ−０．７、ＥＴＡ−２．４、ＥＰＡ−５７．０、その他−７．５であり、各脂肪酸濃度はＴＦＡの重量％［「％ＴＦＡ」］である。
【０２８４】
Ｙ９５０２Ｕ（Ｕｒａ３−）株の作成
Ｙ９５０２株中でＵｒａ３遺伝子を中断するために、ＳａｌＩ／ＰａｃＩ消化されたコンストラクトｐＺＫＵＭ（図７Ａ；配列番号８９；参照によって本明細書に援用する、米国特許出願公開第２００９−００９３５４３−Ａ１号明細書の表１５に記載される）を使用して、一般方法に従って、Ｕｒａ３変異遺伝子をＹ９５０２株のＵｒａ３遺伝子に組み込んだ。合計２７個の形質転換体（第１群から選択された８個の形質転換体、第２群から選択された８個の形質転換体、および第３群から選択された１１個の形質転換体を含んでなる）を最少培地＋５−フルオロオロト酸［「ＭＭ＋５−ＦＯＡ」］選択プレート上で培養して、３０℃に２〜５日間保った。さらなる実験は、形質転換体の第３群のみが、真のＵｒａ−表現型を有すると判定した。
【０２８５】
Ｕｒａ−細胞をＭＭ＋５−ＦＯＡプレートから掻き取って、一般方法に従って脂肪酸分析を行った。このようにして、ＧＣ分析は、第３群のＭＭ＋５−ＦＯＡプレート上で培養されたｐＺＫＵＭ−形質転換体＃１、＃３、＃６、＃７、＃８、＃１０、および＃１１中に、それぞれＴＦＡの２８．５％、２８．５％、２７．４％、２８．６％、２９．２％、３０．３％、および２９．６％のＥＰＡがあったことを示した。これらの７株をそれぞれ、Ｙ９５０２Ｕ１２株、Ｙ９５０２Ｕ１４株、Ｙ９５０２Ｕ１７株、Ｙ９５０２Ｕ１８株、Ｙ９５０２Ｕ１９株、Ｙ９５０２Ｕ２１株、およびＹ９５０２Ｕ２２株と命名した（集合的にＹ９５０２Ｕ）。
【０２８６】
Ｚ１９７８の株作成
次に、コンストラクトｐＺＫＬ３−９ＤＰ９Ｎ（図７Ｂ；配列番号９０）が作成されて、１つのΔ９デサチュラーゼ遺伝子、１つのコリンリン酸シチジリルトランスフェラーゼ遺伝子、および１つのΔ９エロンガーゼ変異遺伝子をＹ９５０２Ｕ株のヤロウィア（Ｙａｒｒｏｗｉａ）ＹＡＬＩ０Ｆ３２１３１ｐ遺伝子座（ＧｅｎＢａｎｋ受入番号ＸＭ＿５０６１２１）に組み込んだ。ｐＺＫＬ３−９ＤＰ９Ｎプラスミドは、以下の構成要素を含有した。
【０２８７】
【表２０】
0005963749.tif 000021
【０２８８】
ｐＺＫＬ３−９ＤＰ９ＮプラスミドをＡｓｃＩ／ＳｐｈＩで消化し、次にＹ９５０２Ｕ１７株の形質転換のために使用した。形質転換細胞を最少培地［「ＭＭ」］プレート上に播種して、３０℃に３〜４日間保った。単一コロニーをＭＭプレート上に再度画線塗抹して、次に３０℃の液体ＭＭに接種し、２５０ｒｐｍ／分で２日間振盪した。細胞を遠心分離によって収集して高グルコース培地［「ＨＧＭ」］に再懸濁し、次に２５０ｒｐｍ／分で５日間振盪した。細胞に、前出の脂肪酸分析を行った。
【０２８９】
ＧＣ分析は、ｐＺＫＬ３−９ＤＰ９ＮがあるＹ９５０２Ｕ１７の選択された９６株の大部分が、ＴＦＡの５０〜５６％のＥＰＡを産生したことを示した。ＴＦＡの約５９．０％、５６．６％、５８．９％、５６．５％、および５７．６％のＥＰＡを産生した５株（すなわち、＃３１、＃３２、＃３５、＃７０、および＃８０）をそれぞれ株Ｚ１９７７、Ｚ１９７８、Ｚ１９７９、Ｚ１９８０、およびＺ１９８１と命名した。
【０２９０】
野生型ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）ＡＴＣＣ＃２０３６２と比較したこれらのｐＺＫＬ３−９ＤＰ９Ｎ形質転換株の最終遺伝子型は、次の通りであった。Ｕｒａ＋，Ｐｅｘ３−，ｕｎｋｎｏｗｎ１−，ｕｎｋｎｏｗｎ２−，ｕｎｋｎｏｗｎ３−，ｕｎｋｎｏｗｎ４−，ｕｎｋｎｏｗｎ５−，ｕｎｋｎｏｗｎ６−，ｕｎｋｎｏｗｎ７−，ｕｎｋｎｏｗｎ８−，ｕｎｋｎｏｗｎ９−，ｕｎｋｎｏｗｎ１０−，ｕｎｋｎｏｗｎ１１−，ＹＡＴ１：：ＭＥ３Ｓ：：Ｐｅｘ１６，ＧＰＤ：：ＭＥ３Ｓ：：Ｐｅｘ２０，ＹＡＴ１：：ＭＥ３Ｓ：：Ｌｉｐ１，ＦＢＡＩＮｍ：：ＥｇＤ９ｅＳ：：Ｌｉｐ２，ＥＸＰ１：：ＥｇＤ９ｅＳ：：Ｌｉｐ１，ＧＰＡＴ：：ＥｇＤ９ｅ：：Ｌｉｐ２，ＹＡＴ１：：ＥｇＤ９ｅＳ：：Ｌｉｐ２，ＹＡＴ１：：ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ：：Ｐｅｘ２０，ＦＢＡＩＮｍ：：ＥｇＤ８Ｍ：：Ｐｅｘ２０，ＥＸＰ１：：ＥｇＤ８Ｍ：：Ｐｅｘ１６，ＦＢＡＩＮ：：ＥｇＤ８Ｍ：：Ｌｉｐ１，ＧＰＤ：：ＥａＤ８Ｓ：：Ｐｅｘ１６（２ｃｏｐｉｅｓ），ＹＡＴ１：：Ｅ３８９Ｄ９ｅＳ／ＥｇＤ８Ｍ：：Ｌｉｐ１，ＹＡＴ１：：ＥｇＤ９ｅＳ／ＥｇＤ８Ｍ：：Ａｃｏ，ＦＢＡＩＮｍ：：ＥａＤ９ｅＳ／ＥａＤ８Ｓ：：Ｌｉｐ２，ＧＰＤＩＮ：：ＹｌＤ９：：Ｌｉｐ１，ＧＰＤ：：ＦｍＤ１２：：Ｐｅｘ２０，ＹＡＴ１：：ＦｍＤ１２：：Ｏｃｔ，ＥＸＰ１：：ＦｍＤ１２Ｓ：：Ａｃｏ，ＧＰＤＩＮ：：ＦｍＤ１２：：Ｐｅｘ１６，ＥＸＰ１：：ＥｇＤ５Ｍ：：Ｐｅｘ１６，ＦＢＡＩＮ：：ＥｇＤ５ＳＭ：：Ｐｅｘ２０，ＧＰＤＩＮ：：ＥｇＤ５ＳＭ：：Ａｃｏ，ＧＰＭ：：ＥｇＤ５ＳＭ：：Ｏｃｔ，ＥＸＰ１：：ＥｇＤ５ＳＭ：：Ｌｉｐ１，ＹＡＴ１：：ＥａＤ５ＳＭ：：Ｏｃｔ，ＦＢＡＩＮｍ：：ＰａＤ１７：：Ａｃｏ，ＥＸＰ１：：ＰａＤ１７：：Ｐｅｘ１６，ＹＡＴ１：：ＰａＤ１７Ｓ：：Ｌｉｐ１，ＹＡＴ１：：ＹｌＣＰＴ１：：Ａｃｏ，ＹＡＴ１：：ＭＣＳ：：Ｌｉｐ１，ＦＢＡ：：ＭＣＳ：：Ｌｉｐ１，ＹＡＴ１：：ＭａＬＰＡＡＴ１Ｓ：：Ｐｅｘ１６，ＥＸＰ１：：ＹｌＰＣＴ：：Ｐｅｘ１６．Ｚ１９７７、Ｚ１９７８、Ｚ１９７９、Ｚ１９８０、およびＺ１９８１株中のＹＡＬＩ０Ｆ３２１３１ｐ遺伝子座（ＧｅｎＢａｎｋ受入番号ＸＭ＿５０６１２）のノックアウトは、ｐＺＫＬ３−９ＤＰ９Ｎでの形質転換によって生じたＥＰＡ株のいずれでも確認されなかった。Ｚ１９７７、Ｚ１９７８、Ｚ１９７９、Ｚ１９８０、およびＺ１９８１株のＹＰＤプレートからの細胞を培養し、総脂質含量と組成についてフラスコアッセイにより分析した。下の表１７は、これらの各株の総脂質含量および組成を要約する。具体的には、表は、全ＤＣＷ、ＴＦＡ％ＤＣＷ、ＴＦＡの重量％としての各脂肪酸濃度［「％ＴＦＡ」］、およびＥＰＡ％ＤＣＷを要約する。
【０２９１】
【表２１】
0005963749.tif 000022
【０２９２】
Ｚ１９７８株に、引き続いて部分的ゲノム配列決定を行った。この研究は、米国仮特許出願第６１／４２８，２７７号明細書（Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ＆  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．、代理人整理番号ＣＬ５２６７ＵＳＰＲＶ、２０１０年１２月３０日出願）に記載されるように、ヤロウィア（Ｙａｒｒｏｗｉａ）ゲノムに組み込まれた６つのΔ５デサチュラーゼ遺伝子（すなわちキメラ遺伝子ＥＸＰ１：：ＥｇＤ５Ｍ：：Ｐｅｘ１６、ＦＢＡＩＮ：：ＥｇＤ５ＳＭ：：Ｐｅｘ２０、ＧＰＤＩＮ：：ＥｇＤ５ＳＭ：：Ａｃｏ、ＧＰＭ：：ＥｇＤ５ＳＭ：：Ｏｃｔ、ＥＸＰ１：：ＥｇＤ５ＳＭ：：Ｌｉｐ１、ＹＡＴ１：：ＥａＤ５ＳＭ：：Ｏｃｔ）の代わりに、遺伝子操作株は、実際には４つのΔ５デサチュラーゼ遺伝子（すなわちＥＸＰ１：：ＥｇＤ５Ｍ：：Ｐｅｘ１６、ＦＢＡＩＮ：：ＥｇＤ５ＳＭ：：Ｐｅｘ２０、ＥＸＰ１：：ＥｇＤ５ＳＭ：：Ｌｉｐ１、およびＹＡＴ１：：ＥａＤ５ＳＭ：：Ｏｃｔ）のみを保有したと判定した。
【０２９３】
ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）Ｙ９５０２株およびＺ１９７８株の比較
Ｚ１９７８株中で発現される異種遺伝子は、１つのΔ９デサチュラーゼ遺伝子、１つのコリンリン酸シチジリルトランスフェラーゼ遺伝子、および１つのΔ９エロンガーゼ変異体の追加的な発現だけが、Ｙ９５０２株中で発現されるものと異なる（すなわち配列番号５８および５９に記載のＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇ）。ＬＡおよびＡＬＡからＥＰＡへの全Δ９エロンガーゼ変換効率［「％変換」］は、表１８でＹ９５０２株およびＺ１９７８株について、次式に従って計算された。（［生成物］／［基質＋生成物］）＊１００。式中、生成物はＥＤＡ％ＴＦＡ、ＥＴｒＡ％ＴＦＡ、ＤＧＬＡ％ＴＦＡ、ＥＴＡ％ＴＦＡ、ＡＲＡ％ＴＦＡ、およびＥＰＡ％ＴＦＡの合計であり、基質はＬＡ％ＴＦＡ、ＡＬＡ％ＴＦＡ、ＥＤＡ％ＴＦＡ、ＥＴｒＡ％ＴＦＡ、ＤＧＬＡ％ＴＦＡ、ＥＴＡ％ＴＦＡ、ＡＲＡ％ＴＦＡ、およびＥＰＡ％ＴＦＡの合計であった。
【０２９４】
【表２２】
0005963749.tif 000023
【０２９５】
上で示されるように、全Δ９エロンガーゼ変換効率がＹ９５０２株で８３．３％と判定された一方、Ｚ１９７８株では効率が改善された（すなわち８５．３％）。このΔ９エロンガーゼ活性の改善に基づいて、ＥｇＤ９ｅＳ−Ｌ３５Ｇは、ＰＵＦＡの生合成のための機能的Δ９エロンガーゼ／Δ８デサチュラーゼ経路で使用される有用な変異遺伝子と見なされる。
本実施例で実証されるように、本明細書の発明の変異Δ９エロンガーゼのいずれも、ヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）の好ましい株の発現のために、適切なベクターに同様に導入し得る。
【０２９６】
以上、本発明を要約すると下記のとおりである。
１．（ａ）Δ９エロンガーゼ活性を有する変異ポリペプチドをコードし、
ｉ）Ｌ３５Ｆ変異；
ｉｉ）Ｌ３５Ｍ変異；
ｉｉｉ）Ｌ３５Ｇ変異；
ｉｖ）Ｌ３５Ｇ変異と、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、およびＡ２５４Ｙからなる群から選択される、少なくとも１つのその他の変異；
ｖ）Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｌ１０８Ｇ、およびＩ１７９Ｒ変異；
ｖｉ）Ｌ３５Ｇ、Ｗ１３２Ｔ、およびＩ１７９変異；
ｖｉｉ）Ｌ３５Ｇ、Ｓ９Ｄ、Ｙ８４Ｃ、およびＩ１７９Ｒ変異；
ｖｉｉｉ）Ｌ３５Ｇ、Ｙ８４Ｃ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；
ｉｘ）Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｗ１３２Ｔ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；
ｘ）Ｋ５８ＲおよびＩ２５７Ｔ変異；
ｘｉ）Ｄ９８Ｇ変異；
ｘｉｉ）Ｌ１３０ＭおよびＶ２４３Ａ変異；および
ｉ）Ｋ５８Ｒ、Ｌ３５Ｆ、Ｌ３５Ｇ、Ｌ３５Ｍ、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｄ９８Ｇ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｌ１３０Ｍ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｖ２４３Ａ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、Ａ２５４Ｙ、およびＩ２５７Ｔからなる群から選択される、少なくとも２つの変異を含んでなる任意の組み合わせ
からなる群から選択される少なくとも１つのアミノ酸変異によって配列番号１０と異なる、配列番号２２に記載のアミノ酸配列を有するヌクレオチド配列；
（ｂ）（ａ）部分のヌクレオチド配列と同数のヌクレオチドからなり１００％相補的である、（ａ）部分のヌクレオチド配列の相補体
を含んでなる、単離ポリヌクレオチド。
２．ヌクレオチド配列が、配列番号２８、配列番号３１、配列番号３４、配列番号３７、配列番号４０、配列番号５８、配列番号６１、配列番号８６、配列番号９５、配列番号９６、配列番号９７、配列番号１００、配列番号１０３、配列番号１０６、および配列番号１０９からなる群から選択される、上記１に記載の単離ポリヌクレオチド。
３．上記１に記載の単離ポリヌクレオチドによってコードされる、Δ９エロンガーゼ活性を有する変異ポリペプチド。
４．タンパク質配列が、配列番号２９、配列番号３２、配列番号３５、配列番号３８、配列番号４１、配列番号５９、配列番号６２、配列番号８７、配列番号１０１、配列番号１０４、配列番号１０７、および配列番号１１０からなる群から選択される、上記３に記載の変異ポリペプチド。
５．Δ９エロンガーゼ活性が、配列番号１０に記載のポリペプチドのΔ９エロンガーゼ活性と少なくとも機能的にほぼ同等である、上記３または４に記載の変異ポリペプチド。
６．リノール酸からエイコサジエン酸への％基質変換が、配列番号１０に記載のポリペプチドのリノール酸からエイコサジエン酸への％基質変換と比べて、少なくとも１１０％である、上記５に記載の変異ポリペプチド。
７．リノール酸からエイコサジエン酸への％基質変換が、配列番号１０に記載のポリペプチドのリノール酸からエイコサジエン酸への％基質変換と比べて、少なくとも１２０％である、上記６に記載の変異ポリペプチド。
８．少なくとも１つの調節制御配列に作動可能に連結された、上記１に記載の単離ポリヌクレオチドを含んでなる組換えコンストラクト。
９．上記１に記載の単離ポリヌクレオチドを含んでなる、形質転換細胞。
１０．前記細胞が、植物、細菌、酵母、藻類、ユーグレナ属、ストラメノパイル、卵菌綱、および真菌からなる群から選択される、上記９に記載の形質転換細胞。
１１．細胞がその乾燥細胞質量の少なくとも約２５％を油として産生する油性酵母である、上記１０に記載の形質転換細胞。
１２．油性酵母が、少なくとも１つの調節配列に作動可能に連結された単離ポリヌクレオチドを含んでなる、少なくとも１つの組換えＤＮＡコンストラクトをさらに含んでなり、組換えＤＮＡコンストラクトが、Δ４デサチュラーゼ、Δ５デサチュラーゼ、Δ８デサチュラーゼ、Δ６デサチュラーゼ、Δ９デサチュラーゼ、Δ１２デサチュラーゼ、Δ１５デサチュラーゼ、Δ１７デサチュラーゼ、Ｃ１４／１６エロンガーゼ、Ｃ１６／１８エロンガーゼ、Ｃ１８／２０エロンガーゼ、およびＣ２０／２２エロンガーゼからなる群から選択されるポリペプチドをコードする、上記１１に記載の形質転換細胞。
１３．油性酵母によって産生される油が、アラキドン酸、エイコサジエン酸、エイコサペンタエン酸、エイコサテトラエン酸、エイコサトリエン酸、ジホモ−γ−リノレン酸、ドコサテトラエン酸、ドコサペンタエン酸、およびドコサヘキサエン酸からなる群から選択される長鎖多価不飽和脂肪酸を含んでなる、上記１２に記載の形質転換細胞。
１４．油性酵母が、ヤロウィア（Ｙａｒｒｏｗｉａ）、カンジダ（Ｃａｎｄｉｄａ）、ロ
ドトルラ（Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ）、ロドスポリジウム（Ｒｈｏｄｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ）、クリプトコッカス（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ）、トリコスポロン（Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ）、およびリポマイセス（Ｌｉｐｏｍｙｃｅｓ）からなる群から選択される、上記１０または１１に記載の形質転換細胞。
１５．細胞がヤロウィア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）である、上記１４に記載の形質転換細胞。
１６．ａ）ｉ）少なくとも１つの調節配列に作動可能に連結され、Δ９エロンガーゼ活性を有する変異ポリペプチドをコードする単離ポリヌクレオチドを含んでなり、
（ａ）Ｌ３５Ｆ変異；
（ｂ）Ｌ３５Ｍ変異；
（ｃ）Ｌ３５Ｇ変異；
（ｄ）Ｌ３５Ｇ変異と、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、およびＡ２５４Ｙからなる群から選択される、少なくとも１つのその他の変異；
（ｅ）Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｌ１０８Ｇ、およびＩ１７９Ｒ変異；
（ｆ）Ｌ３５Ｇ、Ｗ１３２Ｔ、およびＩ１７９変異；
（ｇ）Ｌ３５Ｇ、Ｓ９Ｄ、Ｙ８４Ｃ、およびＩ１７９Ｒ変異；
（ｈ）Ｌ３５Ｇ、Ｙ８４Ｃ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；
（ｉ）Ｌ３５Ｇ、Ａ２１Ｖ、Ｗ１３２Ｔ、Ｉ１７９Ｒ、およびＱ２４４Ｎ変異；
（ｊ）Ｋ５８ＲおよびＩ２５７Ｔ変異；
（ｋ）Ｄ９８Ｇ変異；
（ｌ）Ｌ１３０ＭおよびＶ２４３Ａ変異；および
（ｍ）Ｋ５８Ｒ、Ｌ３５Ｆ、Ｌ３５Ｇ、Ｌ３５Ｍ、Ｓ９Ａ、Ｓ９Ｄ、Ｓ９Ｇ、Ｓ９Ｉ、Ｓ９Ｋ、Ｓ９Ｑ、Ｑ１２Ｋ、Ａ２１Ｄ、Ａ２１Ｔ、Ａ２１Ｖ、Ｖ３２Ｆ、Ｙ８４Ｃ、Ｄ９８Ｇ、Ｑ１０７Ｅ、Ｌ１０８Ｇ、Ｇ１２７Ｌ、Ｌ１３０Ｍ、Ｗ１３２Ｔ、Ｍ１４３Ｎ、Ｍ１４３Ｗ、Ｌ１６１Ｔ、Ｌ１６１Ｙ、Ｗ１６８Ｇ、Ｉ１７９Ｍ、Ｉ１７９Ｒ、Ｃ２３６Ｎ、Ｖ２４３Ａ、Ｑ２４４Ｎ、Ａ２５４Ｗ、Ａ２５４Ｙ、およびＩ２５７Ｔからなる群から選択される少なくとも２つの変異を含んでなる任意の組み合わせ
からなる群から選択される少なくとも１つのアミノ酸変異によって、配列番号１０と異なる、配列番号２２に記載のアミノ酸配列を有する組換えコンストラクト；および
ｉｉ）リノール酸およびα−リノレン酸からなる群から選択される基質脂肪酸源
を含んでなる、油性酵母を備えるステップと；
ｂ）Δ９エロンガーゼ活性を有する変異ポリペプチドをコードする組換えコンストラクトが発現され、基質脂肪酸が生産物脂肪酸に変換される条件下で、ステップ（ａ）の酵母を培養するステップで、ここでリノール酸がエイコサジエン酸に変換され、α−リノレン酸がエイコサトリエン酸に変換される、該ステップと；
ｃ）任意選択的に、ステップ（ｂ）の生産物脂肪酸を回収するステップと
を含んでなる多価不飽和脂肪酸を生産する方法。
１７．上記９に記載の油性酵母から得られる微生物油。
１８．乾燥細胞質量の質量％として測定して少なくとも２２．５質量％のエイコサペンタエン酸を含んでなる油を産生し、配列番号５９に記載のアミノ酸配列を含んでなる少なくとも１つの変異Δ９エロンガーゼポリペプチドを含んでなる、組換え微生物宿主細胞。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【配列表】
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