(57)【要約】【課題】  興味の対象となる特性をもつ蛋白質の製造方法を提供する。【解決手段】  下記工程(a)〜(d)を含む方法で単離したDNA配列でホスト細胞を形質転換する工程、  (a)興味の対象となる特性をもつ1つまたは2つ以上の蛋白質の産生能力を有すると想定される生物からDNAライブラリーを、選択マーカー遺伝子を含む適切な発現ベクターとして調製し；  (b)該DNAライブラリーで糸状菌ホスト細胞を形質転換し、該選択マーカー遺伝子を使用して形質転換細胞を選択し；  (c)該DNAライブラリーのDNA配列の発現を誘導する条件下で、(b)で得られた細胞を培養し；更に  (d)該蛋白質を発現している該細胞クローンを(c)で産生した蛋白質の分析によってスクリーニングする  該蛋白質コードDNA配列の発現を誘導する条件下で該形質転換細胞を培養する工程、及び  該蛋白質を回収する工程を含む方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
適切なホスト細胞で興味の対象となる特性をもつ蛋白質を製造する方法であって、前記方法が、
以下の工程（ａ）〜（ｄ）を含む、興味の対象となる特性をもつ蛋白質をコードするＤＮＡ配列を単離する方法によって単離された前記興味の対象となる特性をもつ蛋白質をコードするＤＮＡ配列でホスト細胞を形質転換する工程、
（ａ）興味の対象となる特性をもつ１つまたは２つ以上の蛋白質を産生する能力を有すると想定される生物からＤＮＡライブラリーを、選択マーカー遺伝子を含む適切な発現ベクターとして調製し；
（ｂ）前記ＤＮＡライブラリーで糸状菌ホスト細胞を形質転換し、前記選択マーカー遺伝子を使用して形質転換細胞を選択し；
（ｃ）前記ＤＮＡライブラリーのＤＮＡ配列の発現を誘導する条件下で、（ｂ）で得られた形質転換細胞を培養し；さらに
（ｄ）興味の対象となる特性をもつ蛋白質を発現している前記形質転換細胞クローンを（ｃ）で産生された蛋白質の分析によってスクリーニングする
前記蛋白質をコードするＤＮＡ配列の発現を誘導する条件下で前記形質転換細胞を培養する工程、および
前記蛋白質を回収する工程を含む前記問題の特性をもつ蛋白質の製造方法。
【請求項２】
興味の対象となる特性をもつ蛋白質を製造する方法であって、前記方法が、
前記蛋白質をコードするＤＮＡ配列の発現を誘導する条件下で形質転換細胞を培養する工程、および
前記蛋白質を回収する工程を含み、
前記形質転換細胞が、以下の工程（ａ）〜（ｄ）を含む、興味の対象となる特性をもつ蛋白質をコードするＤＮＡ配列を単離する方法によって単離された前記興味の対象となる特性をもつ蛋白質をコードするＤＮＡ配列によりコードされる前記興味の対象となる特性をもつ蛋白質を発現するクローンである前記蛋白質の製造方法。
（ａ）興味の対象となる特性をもつ１つまたは２つ以上の蛋白質を産生する能力を有すると想定される生物からＤＮＡライブラリーを、選択マーカー遺伝子を含む適切な発現ベクターとして調製し；
（ｂ）前記ＤＮＡライブラリーで糸状菌ホスト細胞を形質転換し、前記選択マーカー遺伝子を使用して形質転換細胞を選択し；
（ｃ）前記ＤＮＡライブラリーのＤＮＡ配列の発現を誘導する条件下で、（ｂ）で得られた形質転換細胞を培養し；さらに
（ｄ）興味の対象となる特性をもつ蛋白質を発現している前記形質転換細胞クローンを（ｃ）で産生された蛋白質の分析によってスクリーニングする
【請求項３】
前記発現ベクターが、前記糸状菌ホスト細胞ゲノムの予め定めた標的遺伝子座中のＤＮＡ配列と相同な、少なくとも０．５ｋｂの長さを有するＤＮＡフラグメントを含む請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記予め定めた標的遺伝子座が高発現遺伝子を含み、該高発現遺伝子が、
該遺伝子のｍＲＮＡが全細胞ｍＲＮＡの少なくとも０．５％（ｗ／ｗ）を構成することができる遺伝子、
該遺伝子生成物が全細胞蛋白質の少なくとも１％（ｗ／ｗ）を構成できる遺伝子、又は
該遺伝子生成物が分泌遺伝子生成物の場合には、該分泌遺伝子生成物が少なくとも０．１ｇ／ｌのレベルで分泌されることができる遺伝子
である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記糸状菌ホスト細胞が、予め定めた標的遺伝子座の１つより多いコピーを含む請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記発現ベクターが、糸状菌ホスト細胞内で自律的に維持する能力を有するベクターである請求項１又は２に記載の方法。
【請求項７】
前記自律的維持能力をもつベクターが、ＡＭＡ−１配列を含むベクターである請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記興味の対象となる特性をもつ蛋白質をコードするＤＮＡ配列が、高発現糸状菌遺伝子に由来するプロモータから発現され、該高発現遺伝子が、
該遺伝子のｍＲＮＡが全細胞ｍＲＮＡの少なくとも０．５％（ｗ／ｗ）を構成することができる遺伝子、
該遺伝子生成物が全細胞蛋白質の少なくとも１％（ｗ／ｗ）を構成できる遺伝子、又は
該遺伝子生成物が分泌遺伝子生成物の場合には、該分泌遺伝子生成物が少なくとも０．１ｇ／ｌのレベルで分泌されることができる遺伝子
である、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記糸状菌ホスト細胞がアスペルギルス属またはトリコデルマ属の１つの種である、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記糸状菌ホスト細胞が、アスペルギルス・ニジュランス、アスペルギルス・オリゼ、アスペルギルス・ソジェ、アスペルギルス・ニガー群の種、およびトリコデルマ・レーシから成る群から選ばれる種である、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
興味の対象となる特性をもつ１つまたは２つ以上の蛋白質を産生する能力を有すると想定される生物が真核細胞である、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記真核細胞が真菌である、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記興味の対象となる特性をもつ蛋白質が酵素である請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホストとして糸状菌を用いる発現クローニングによって問題の蛋白質をコードするＤＮＡ配列を特定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術
興味をそそる特性をもつますます多くの蛋白質成分がリコンビナントＤＮＡ技術によって製造されている。リコンビナントＤＮＡ製造技術では、問題の蛋白質成分をコードするＤＮＡ配列を手にいれることが必要である。問題の蛋白質をコードするＤＮＡ配列をクローニングする通常の方法は、蛋白質成分の（部分的）アミノ酸配列を決定するために、また別には特異的抗体を作製するために各蛋白質成分を精製しなければならないという欠点をもつ。続いてこの（部分的）アミノ酸配列を用いて、ハイブリダイゼーションスクリーニングのためのオリゴヌクレオチドプローブをデザインすることができる。また別には、特異的抗体は大腸菌（E. coli)、例えばラムダ−ｇｔ１１での発現ライブラリーの免疫スクリーニングに用いられる。両方法ともに問題の蛋白質の精製および性状決定を必要とし、これは時間を要する過程である。新規な蛋白質成分のクローニングは、したがって所望の蛋白質活性を発現しているクローンを選別することを含むスクリーニング方法を用いることによって極めて迅速に処理できるであろう。
【０００３】
発現クローニングをベースにするそのようなスクリーニング方法は、原核細胞遺伝子生成物を例えばバチルス属（Bacillus)(例えば米国特許第４４６９７９１号参照）および大腸菌（例えばＷＯ９５／１８２１９号およびＷＯ９５／３４６６２号）で特定するために以前に用いられ成功した。いくつかの例では、真核細胞遺伝子生成物もまた大腸菌のような細菌で発現クローニングを用いて特定された。しかしながら、一般に原核細胞は真核細胞遺伝子の発現クローニングにはより不適切である。なぜならば、これらの遺伝子の多くは細菌では正確に発現されないからである。例えば、真核細胞遺伝子はしばしばイントロンを含みこれらは細菌内ではスプライスされない。このスプライスの問題は、細菌での発現クローニングに真核細胞遺伝子のｃＤＮＡを用いることによって回避することができるが、多くの真核細胞遺伝子生成物は細菌では活性形として産生されない。なぜならば真核細胞蛋白質は細菌内では正確に折りたたまれないか、またはこれらの蛋白質は細菌のプロテアーゼによって急速に分解されるからである。さらにまた、一般に細菌は真核細胞分泌蛋白質を活性形として効率的に分泌することができず、さらに真核細胞とは対照的に細菌は蛋白質を糖化する能力をもたない。
【０００４】
さらに最近になって、これらの問題の多くは、真核細胞遺伝子の発現クローニングのホストとして酵母を用いることによって克服された。Strasserら（Eur. J. Biochem. 184:699-706(1989)）は、ビール酵母（Saccharomyces cerevisiae）で真菌ゲノムＤＮＡの発現クローニングによって真菌のα−アミラーゼを特定したことを報告した。同様に、ＷＯ９３／１１２４９号は、ビール酵母での真菌ｃＤＮＡの発現クローニングによる真菌セルラーゼの特定を報告している。酵母は、しかしながら特に糸状菌と比較したとき分泌能力が貧弱であることが知られている。多数の分泌性異種蛋白質は、全くではないにしても酵母からはわずかしか分泌されない（例えば以下を参照されたい：Kingsman et al., Trends Biotechnol. 5:53-57(1987))。さらに酵母は異種蛋白質を過剰に糖化することが知られている（Innis(1989), "Yeast genetic Engineering", Barr, Brake & Valenzuela(Eds), Butterworth, Boston, pp232-246)。おそらく貧弱な分泌および過剰な糖化はともに酵母での発現クローニングを妨害するであろう。なぜならば、それによって問題の特性をもつ蛋白質をコードするあるＤＮＡ配列を検出するチャンスは大きく減少させるられるからである。このことは、特に、糸状菌のような真核細胞によって産生され、さらにしばしば分泌および糖化される多くの有用な酵素をコードするＤＮＡ配列に当てはまるであろう。したがって、分泌され、さらにはおそらく糖化される蛋白質をコードするＤＮＡ配列を検出するチャンスを最適化させ、さらに真核細胞、特に糸状菌によって産生される蛋白質および酵素をコードするＤＮＡ配列の特定に適した発現クローニング系が必要とされている。また別には、この発現クローニング系は、分泌されない真核細胞または糸状菌蛋白質をコードするＤＮＡ配列の特定にも応用されるはずである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明が解決しようとする課題
本発明は、問題の特性をもつ１つまたは２つ以上の蛋白質をコードするＤＮＡ配列を単離する方法に関する。本方法は、好ましくは以下の工程を含む：（ａ）適切なクローニングベクターで、問題の特性をもつ１つまたは２つ以上の蛋白質を産生することができると思われる生物からＤＮＡライブラリを調製し；（ｂ）このＤＮＡライブラリーで糸状菌ホスト細胞を形質転換し；（ｃ）ＤＮＡライブラリーに存在する、問題の特性を持つ蛋白質をコードするＤＮＡ配列の発現を誘導できる条件下で（ｂ）で得られた形質転換ホスト細胞を培養し；さらに（ｄ）（ｃ）で産生された蛋白質を分析することによって、問題の特性をもつ蛋白質を発現している形質転換ホスト細胞のクローンをスクリーニングする。
【０００６】
糸状菌ホスト細胞を形質転換し、さらにＤＮＡライブラリーに由来するＤＮＡフラグメントを受容することができるいずれのクローニングベクターも本発明の方法での使用に適している。したがって、本発明で使用するクローニングベクターには、糸状菌ホスト細胞の染色体の任意の位置または予め定められた標的遺伝子座に組み込まれる組込み型クローニングベクターだけでなく、自律的に維持されるクローニングベクター（例えばＡＭＡ１−配列をベースにしたベクター）も含まれる。本発明の好ましい特徴では、この組込み型クローニングベクターは、糸状菌ホスト細胞のゲノムの予め定めた標的遺伝子座のＤＮＡ配列と相同なＤＮＡフラグメントを、この予め定めた遺伝子座にクローニングベクターの組込みを誘導するために含んでいる。誘導組込みを促進するために、クローニングベクターは、ホスト細胞の形質転換の前に好ましくは直線化される。直線化は好ましくは、少なくとも１つの、好ましくはクローニングベクターの一方の端が標的遺伝子座と相同な配列と接するように実施される。標的遺伝子座と接する相同な配列の長さは好ましくは少なくとも０．５ｋｂ、より好ましくは少なくとも１ｋｂ、最も好ましくは少なくとも２ｋｂである。クローニングベクターの予め定められた遺伝子座への組込みはライブラリーの個々のクローンの発現レベルの均一化を促進し、したがってライブラリーの各クローンが検出可能なレベルで発現するチャンスを高める。本発明のより好ましい特徴では、標的遺伝子座と相同なクローニングベクター中のＤＮＡ配列は、糸状菌ホスト細胞での高レベル発現が可能な遺伝子に由来する。高レベル発現が可能な遺伝子、すなわち大量に発現される遺伝子は、（例えば誘発条件下で）そのｍＲＮＡが全細胞ｍＲＮＡの少なくとも０．５％（ｗ／ｗ）を構成することができる遺伝子、また別にはその遺伝子生成物が全細胞蛋白質の少なくとも１％（ｗ／ｗ）を構成できる遺伝子、または分泌遺伝子生成物の場合には少なくとも０．１ｇ／ｌのレベルで分泌される遺伝子と本明細書では定義される。
【０００７】
本発明のまた別の好ましい特徴では、クローニングベクターは、問題の特性をもつ蛋白質をコードするＤＮＡ配列のライブラリーでの発現のためのプロモーターを含み、したがって、このプロモーターは好ましくは高発現糸状菌遺伝子に由来する。標的誘導のための前述の相同なＤＮＡ配列とこのプロモーター配列は１つのＤＮＡフラグメント内で同一の空間を占める可能性があることは当業者には理解されよう。
【０００８】
多数の好ましい高発現真菌遺伝子は例えば以下の例によって提供される：アスペルギルス属（Aspergilli）またはトリコデルマ属（Trichoderma)に由来するアミラーゼ、グルコアミラーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ、キシラナーゼ、グリセルアルデヒド−ホスフェートデヒドロゲナーゼまたはセロビオヒドラーゼ遺伝子。これらの目的のための最も好ましい高発現遺伝子は、アスペルギルス・ニガー（Aspergillus niger)のグルコアミラーゼ遺伝子、アスペルギルス・オリゼ（Aspergillus oryzae）のＴＡＫＡ−アミラーゼ遺伝子、アスペルギルス・ニジュランス（Aspergillus nidulans）のｇｐｄＡ遺伝子またはトリコデルマ・レーシ（Trichoderma reesei）のセロビオヒドラーゼ遺伝子である。これらの高発現遺伝子は、クローニングベクターの組込みのための標的遺伝子座としても、高発現プロモーター（そこからこのライブラリーフラグメントが発現される）としても適している。
【０００９】
別の好ましい実施態様では、個々のライブラリークローンの発現レベルの均一性は、糸状菌内で自律的に維持されるクローニングベクターを使用することによって提供される。そのような自律的に維持されるクローニングベクターの例は、ＡＭＡ−１配列を含むクローニングベクターの構築および使用を説明する実施例８に開示されている。ＡＭＡ−１はアスペルギルス・ニジュランスから単離された６．０ｋｂのゲノムＤＮＡフラグメントで、これは、アスベルギルスでの自律的維持(Autonomous Maintenance in Aspergillus、ＡＭＡ) が可能である（例えば以下のを参照のこと：Aleksenko & Clutterbuck, Fungal Genet. Biol. 21:373-397(1997))。本発明の方法で使用するＡＭＡ−１系クローニングベクターは、組込み型クローニングベクターと比較してより高い形質転換頻度という利点を提供する。ＡＭＡ−１系クローニングベクターはまた、個々のライブラリークローンの相応なレベルでの均一な発現を提供し、このことは問題の特性をもつ蛋白質をライブラリーで検出するのを容易にする。しかしながら、ＡＭＡ−１系クローニングベクターは、ＡＭＡ−１系クローニングベクターの貧弱な形質分離によるこのベクターの損失を避けるために、形質転換細胞の増殖中に選別圧力を維持する必要がある。
【００１０】
さらに場合によって、クローニングベクターは、クローニング部位に挿入されているライブラリーのＤＮＡフラグメントによってコードされた蛋白質の分泌を可能にするために、プロモーターに機能的にかつクローニング部位の上流に連結されたシグナル配列を含む。分泌は蛋白質の検出を容易にすることができる。本発明の別の実施態様では、クローニングベクターは大量に分泌される蛋白質をコードする遺伝子、例えばＡ．ニガーのグルコアミラーゼ遺伝子を含む。クローニングベクターの大量に分泌される遺伝子は、ライブラリーフラグメントの挿入のためのクローニング部位を含む。このクローニング部位は、ライブラリーフラグメントによってコードされる蛋白質がこの大量分泌蛋白質との融合蛋白質として産生されるように配置されている。これは、ＥＰ−Ａ−０４２９６２８号のようにそれら蛋白質の分泌を改善するであろう。
【００１１】
クローニングベクターの選別マーカー遺伝子は、糸状菌の形質転換で有用な多数のマーカー遺伝子から選択できる。例えばこれらのマーカーにはａｍｎＳ（アセトアミド）遺伝子、栄養要求マーカー遺伝子（例えばａｒｇＢ、ｔｒｐＣまたはｐｙｒＧ）、および抗生物質耐性遺伝子（例えばフレオマイシン、ヒグロマイシンＢまたはＧ４１８に対する抵抗性を提供する）が含まれるが、ただしこれらに限定されない。本発明の好ましい特徴では、ホスト細胞のゲノムに組み込まれた多コピーのクローニングベクターをもつ形質転換体に対する偏りを避けるために、クローニングベクターは、形質転換体の選別中に十分なレベルで真菌ホスト細胞に発現される選別マーカー遺伝子を含む。この目的のために好ましい選別マーカー遺伝子は、Ａ．ニジュランスｇｐｄＡプロモータに融合させたＡ．ニジュラスａｍｄＳコード配列である。
【００１２】
本発明のホスト細胞は、クローニングベクターで形質転換することができる糸状菌である。これまでテストしたほとんどの糸状菌の場合、それらは、アスペルギルス属のために開発された形質転換プロトコル（とりわけ以下の文献に由来するもの：Tilburn et al. Gene 26:205-221(1983)）を用いて形質転換できることが分かった。当業者には、糸状菌種の形質転換の成功は本明細書で特に例示したベクター、選別マーカー系、プロモーターおよび形質転換プロトコルに限定されないことは理解されよう。
本明細書では、糸状菌とは糸状形態をもつ（すなわちその増殖が菌糸の伸長によって生じる）下位分類ユーミコチナ（Eumycotina）に属する真核細胞系微生物と定義される。好ましい糸状菌ホスト細胞は、アスペルギルス属（Aspergillus)、トリコデルマ属（Trichoderma)属、フサリウム属（Fusarium）、ペニシリウム属（Penicillium)およびアクレモニウム属（Acremonium）から成る群から選ばれる。別の好ましい実施態様では、例えば問題の蛋白質が好熱性蛋白質である場合は、好ましい糸状菌ホスト細胞は、タラロマイセス属（Talaromyces)、シーラビア属（Thielavia)、ミセリオフトラ属（Myceliophtora)、テルモアスクス属（Thermoascus)、ケトミウム属（Chaetomium）、クテノミセス属（Ctenomyces）およびシタリジウム属（Scytalidium)から成る好熱性真菌群から選択される。
【００１３】
本発明のより好ましい実施態様では、糸状菌ホスト細胞は、Ａ．ニジュランス（nidulans）、Ａ．オリゼ（oryzae）、Ａ．ソジェ（sojae)、Ａ．ニガー（niger)群のアスペルギルスおよびトリコデルマ・レーシ（Trichoderma reesei）から成る群から選択される。本明細書ではＡ．ニガー群はRaper & Fennell(1965 in "The Genus Aspergillus", The Williams & Wilkins Company, Baltimore, pp293-344)にしたがって定義され、著者らがその中に包含させた全ての（黒色）アスペルギルスを含む。
【００１４】
本発明のさらに別の好ましい特徴では、糸状菌ホスト細胞は予め定めた標的遺伝子座の多コピーを含む（ただしこれは少なくとも、予め定めた標的遺伝子座のＤＮＡ配列と相同なＤＮＡフラグメントを含む組込み型クローニングベクターと組み合わせた本発明の方法で用いられる場合である）。より好ましくは、ホスト細胞は、高発現遺伝子（例えば上記で例示した高発現真菌遺伝子）を含む標的遺伝子座の多コピーを含む。多コピー標的遺伝子座を含むホスト細胞の利点は、これらのホスト細胞の使用によって組み込み型の標的誘導形質転換の頻度が高められ、したがってライブラリーの個々のクローンについて効率的な発現を示す形質転換体を得るチャンスが増すということである。
【００１５】
問題の特性をもつ１つまたは２つ以上の蛋白質を産生すると予想される当該生物は、通常真核細胞、好ましくは真菌、もっとも好ましくは糸状菌である。これらの生物は、工業的利用に有用な極めて多様な蛋白質を産生することが知られている。
【００１６】
本発明の方法では、問題の特性をもつ１つまたは２つ以上の蛋白質を産生すると予想される生物に由来するＤＮＡフラグメントライブラリーは、ゲノムライブラリーでもｃＤＮＡライブラリーでもよい。しかしながら、ホスト生物のプロモータまたはスプライスシグナルの認識に関する問題を回避するために、好ましくはｃＤＮＡライブラリーが用いられる。ｃＤＮＡライブラリーは、好ましくは供給源生物から単離したｍＲＮＡから調製される。この時、供給源生物は問題の特性をもつ蛋白質の発現を誘導する条件下で増殖させる。
【００１７】
本発明の方法は、真菌ホスト細胞によって発現されているとき該当蛋白質の検出に利用できるアッセイが存在する場合には、問題の特性をもつ任意の蛋白質をコードするＤＮＡ配列の単離に適用できる。好ましくは問題の特性をもつ蛋白質は酵素である。本発明の方法によって特定できる酵素の例は、カルボヒドラーゼ、例えばセルラーゼ（エンドグルカナーゼ、β−グルカナーゼ、セロビオヒドラーゼもしくはβ−グルコシダーゼ、ヘミセルラーゼ）、またはペクチン分解酵素（キシラナーゼ、キシロシダーゼ、マンナナーゼ、ガラクタナーゼ、ガラクトシダーゼ、ラムノガラクツロナーゼ、アラバナーゼ、ガラクツロナーゼ、リアーゼ）、またはデンプン分解酵素；フィターゼのようなホスファターゼ、リパーゼのようなエステラーゼ、蛋白分解酵素、オキシダーゼのようなオキシドレダクターゼ、トランスフェラーゼ、イソメラーゼである。
【００１８】
糸状菌ホスト細胞のＤＮＡライブラリーによる形質転換後、形質転換クローンを問題の特性をもつ蛋白質の発現についてスクリーニングする。問題の特性をもつ蛋白質の検出に必要なアッセイに応じて、形質転換クローンを増殖させ、寒天平板のような固形培地または液体培地でコロニーとして保存し、それによって個々のライブラリークローンを増殖、保存および／またはマイクロタータープレートのウェルでアッセイする。
【００１９】
問題の特性をもつ蛋白質の検出のための多様なシステムが当業者に知られている。ライブラリークローンは液体培地と同様に固形培地で増殖できるので、検出システムには酵素または酵素活性の検出のためのいずれの可能なアッセイも含まれる。例示すれば、これらのアッセイシステムには、固形培地上のコロニー周囲の透明ゾーンを基にしたアッセイの他に比色計、光度計、濁度計、濃度計によるアッセイ、免疫学的、生物学的、クロマトグラフィーアッセイ、および他の利用可能なアッセイが含まれるが、ただしこれらに限定されない。
【００２０】
当業者には、当技術分野で既知のクローニング方法で用いられる通常の応用を本発明の方法に同様に適用できることは理解されよう。このような応用には、例えばライブラリークローンプールのスクリーニング、多数の異なる蛋白質について同じライブラリーのスクリーニング、さらに陽性クローンの再スクリーニング、再単離および再クローニングによるより正確な結果の担保が含まれるが、ただしこれらに限定されない。
【００２１】
スクリーニング手段で特定された形質転換ホスト細胞から得られた問題の特性をもつ蛋白質をコードするＤＮＡ配列の単離のため、およびそれに続く単離ＤＮＡ配列の性状決定のために、多様な方法が当業者には利用可能である。
【００２２】
上記のような本発明のスクリーニング方法によって単離されたＤＮＡ配列を用いて、このＤＮＡ配列によってコードされる問題の特性をもつ蛋白質を産生、またはその産生を改善する。都合のよいことには、上記のスクリーニング方法で単離した形質転換糸状菌ホスト細胞は、問題の特性をもつ蛋白質の発現を誘導する条件下でこの形質転換ホスト細胞を培養し、場合によってこの蛋白質を回収することによって問題の特性をもつ蛋白質の製造プロセスで直接用いられる。しかしながら、本発明のスクリーニング方法で単離した最初の形質転換細胞は、しばしばスクリーニングのためには十分であるが経済的製造目的には甚だしく改善されねばならない発現レベルをもつであろう。この目的のために、ＤＮＡ配列は発現ベクターに挿入され、このベクターは続いて適切なホスト細胞の形質転換に用いられる。発現ベクターでは、ＤＮＡ配列は、適切な発現シグナル（例えばプロモータ）、場合によってシグナル配列およびターミネータ（これらはホスト生物で蛋白質の発現を誘導することができる）に機能的に連結される。蛋白質の産生に適したホスト細胞は好ましくは酵母または糸状菌である。好ましくは酵母ホスト細胞は、サッカロミセス属（Saccharomyces)、クルイベロミセス属（Kluyveromyces)、ヤロウィア属（Yarrowia）、ピチア属（Pichia）おびハンセヌラ属（Hansenula)から成る群から選択される。好ましい糸状菌ホスト細胞は、スクリーニング方法で好ましいホスト細胞として上記に挙げた同じ属から選択される。もっとも好ましい糸状菌ホスト細胞は、Ａ．ニガー群のアスペルギルス、Ａ．オリゼおよびトリコデルマ・レ−シから成る群から選択される。適切なホスト細胞は、当業者が利用できる多様なプロトコルのいずれによってもこの発現ベクターで形質転換できる。続いて、蛋白質をコードするＤＮＡ配列の発現を誘導する条件下でこの形質転換ホスト細胞を培養し、さらにこの蛋白質を回収することによって、形質転換ホスト細胞を問題の蛋白質を製造する工程で用いる。
本発明をさらに以下の例で説明する。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
課題を解決するための手段
実施例：
用語体系：
ｐｈｙＡ      フィターゼをコードするＡ．フィクム(ficuum)のｐｈｙＡ遺伝                子
ｘｙｌＡ      キシラナーゼをコードするＡ．チュビゲンシス（tubigensis）                のｘｙｌＡ遺伝子
ａｍｄＳ      アセトアミダーゼをコードするＡ．ニジュランス（nidulans）                のａｍｄＳ遺伝子（Corrick et al. Gene 53:63-71(1987)）
ｇｌａＡ      グルコアミラーゼをコードするＡ．ニガー（niger)のｇｌａＡ                遺伝子
ｇｐｄＡ      グリセルアルデヒド３−ホスフェートデヒドロゲナーゼをコー                ドするＡ．ニジュランス（nidulans）のｇｐｄＡ遺伝子(Punt                  et al. Gene 69:49-57(1988))
ＰgpdA          ｇｐｄＡプロモータ
ＰglaA          ｇｌａＡプロモータ
ＴamdS          ａｍｄＳターミネータ
ＴglaA          ｇｌａＡターミネータ
ＧＬＡ        Ａ．ニガー（niger)のグルコアミラーゼ蛋白質
略語：
ｋｂ          キロ塩基
ｂｐ          塩基対
ｏｌｉｇｏ    オリゴヌクレオチド
ＰＣＲ        ポリメラーゼ連鎖反応
ＰＤＡ        ジャガイモデキストロース寒天
使用オリゴヌクレオチド：
実施例１−３で用いたオリゴヌクレオチドは配列表に記載されている。
【００２４】
材料と方法：
一般的手順：
標準的な分子クローニング技術（例えばＤＮＡ単離、ゲル電気泳動、核酸の酵素による制限修飾、サザン分析、大腸菌の形質転換など）は以下の文献の記載にしたがって実施する（Sambrook et al.(1989)"Molecular Cloning:a laboratory manual", Cold Spring Harbor Laboratories, Cold Spring Harbor, New York ; Innis et al.(1990)"PCR protocols, a guide to methods and applications", Academic Press, San Diego)。合成オリゴデオキシヌクレオチドはＩＳＯＧＥＮバイオサイエンス社（Maarssen, The Netherlands)から入手した。ＤＮＡ配列分析はアプライドバイオシステムズ（Applied Biosystems）３７３ＡＤＮＡ配列決定装置で製造元の指示に従いながら実施した。
【００２５】
ＤＮＡ標識とハイブリダイゼーション：
ＤＮＡ標識およびハイブリダイゼーションは、ＥＣＬ（登録商標）直接核酸標識および検出システム（Amersham LIFE SCIENCE, Little Chalfont, イギリス）またはSambrookら(1989)が記載したように標準的放射能標識技術にしたがった。
【００２６】
アスペルギルス・ニガーの形質転換：
Ａ．ニガーの形質転換は、文献（J. Tiburn et al. Gene 26:205-221(1983)およびJ. Kelly & M. Hynes, EMBO J. 4:475-479(1985)）に記載された方法に以下の改変を加えて実施した：回転シェーカーで３００ｒｐｍ、１６時間、３０℃でアスペルギルス最少培地で胞子を増殖させた。アスペルギルス最少培地は１リットルにつき以下のものを含んでいる：６ｇのＮａＮＯ3、０．５２ｇのＫＣｌ、１．５２ｇのＫＨ2ＰＯ4、１．１２ｍｌの４ＭＫＯＨ、０．５２ｇのＭｇＳＯ4．７Ｈ2Ｏ、１０ｇグルコース、１ｇカザミノ酸、２２ｍｇのＺｎＳＯ4．７Ｈ2Ｏ、１１ｍｇのＨ3ＢＯ3、５ｍｇのＦｅＳＯ4．７Ｈ2Ｏ、１．７ｍｇのＣｏＣｌ2．６Ｈ2Ｏ、１．６ｍｇのＣｕＳＯ4．５Ｈ2Ｏ、５ｍｇのＭｇＣｌ2．２Ｈ2Ｏ、１．５ｍｇのＮａ2ＭｏＯ4．２Ｈ2Ｏ、５０ｍｇのＥＤＴＡ、２ｍｇのリボフラビン、２ｍｇのチアミン−ＨＣｌ、２ｍｇのニコチンアミド、１ｍｇのピリドキシン−ＨＣｌ、０．２ｍｇのパントテン酸、４ｇのビオチン、１０ｍｌのペニシリン（５０００ＩＵ／ｍｌ）ストレプトマイシン（５０００ＵＧ／ｍｌ）溶液（Gibco)。
【００２７】
プロトプラストの調製にはヘリカーゼの代わりにノボジム２３４（登録商標）(Novozym 234, Novo Industries)を用いた。プロトプラスト形成後（６０−９０分）、ＫＣ緩衝液（０．８ＭのＫＣｌ、９．５ｍＭのクエン酸、ｐＨ６．２）を最終容積４５ｍｌまで加え、プロトプラスト懸濁液を４℃で１０分、３０００ｒｐｍでスィングバケットローターで遠心した。プロトプラストを２０ｍｌのＫＣ緩衝液に再懸濁し、続いて２５ｍｌのＳＴＣ緩衝液（１．２Ｍのソルビトール、１０ｍＭのトリス−ＨＣｌ（ｐＨ７．５）、５０ｍＭのＣａＣｌ2）を加えた。このプロトプラスト懸濁液を４℃、１０分、３０００ｒｐｍでスィングバケットローターで遠心し、ＳＴＣ緩衝液で洗浄してＳＴＣ緩衝液に１０8プロトプラスト／ｍｌの濃度で再懸濁した。
【００２８】
このプロトプラスト懸濁液２００Ｌに、１０ＬのＴＥ緩衝液（１０ｍＭトリス−ＨＣｌ（ｐＨ７．５）、０．１ｍＭＥＤＴＡ）に溶解したＤＮＡフラグメントおよび１０ＬのＰＥＧ溶液（２０％ＰＥＧ４０００（Merck)、０．８Ｍのソルビトール、１０ｍＭのトリス−ＨＣｌ（ｐＨ７．５）、５０ｍＭのＣａＣｌ2）を加えた。
【００２９】
ＤＮＡ−プロトプラスト懸濁液を１０分保温した後で、１．５ｍｌのＰＥＧ溶液（６０％ＰＥＧ４０００（Merck)、１０ｍＭのトリス−ＨＣｌ（ｐＨ７．５）、５０ｍＭのＣａＣｌ2）を試験管の混合を繰り返しながらゆっくりと加えた。室温で２０分保温した後、懸濁液を１．２Ｍのソルビトール５ｍｌで希釈し、逆さにして混合し、さらに４０００ｒｐｍで１０分、室温で遠心した。プロトプラストを１．２Ｍのソルビトール１ｍｌに穏やかに再懸濁させ、選別再生培地で平板培養した。選別再生培地は、アセトアミド選別の場合には唯一の窒素源として１０ｍＭアセトアミド並びに浸透圧調製物質およびＣ供給源として１Ｍシュクロースを補充したアスペルギルス最少培地（リボフラビン、チアミン−ＨＣｌ、ニコチンアミド、ピリドキシン、パントテン酸、ビオチン、カザミノ酸およびグルコース非含有）から成るか、またはフレオマイシン選別の場合には、１−３０μｇ／ｍｌのフレオマイシンおよび浸透圧調製物質としてシュクロースを補充したＰＤＡから成る。再生平板は２％オキソイド（Oxoid)Ｎｏ．１寒天を用いて固めた。３０℃で６−１０日保温した後、形質転換体の分生子スポアをアスペルギルス選別培地から成る平板に移し、３０℃で５−１０日保温した。上記の選別培地は、シュクロースの代わりに２％グルコースおよび寒天の代わりに１．５％アガロースを含み、アセトアミド選別の場合には唯一の窒素源としてアセトアミドを、フレオマイシン選別の場合には１−３０μｇ／ｍｌのフレオマイシンを含む最少培地である。ただ１つの形質転換体を単離し、この選別精製工程をもう１回繰り返し、精製形質転換体を保存した。
【００３０】
真菌菌糸上での直接ＰＣＲ：
形質転換体をＰＤＡ含有平板で３０℃２日間保温した。コロニーの約１／３を、５ｍｇ／ｍｌのノボジム（Novozym)２３４（登録商標）を補充した５０ＬのＫＣ緩衝液（６０ｇ／ｌのＫＣｌ、２ｇ／ｌのクエン酸、ｐＨ６．２）で３７℃２時間保温した。続いて１００Ｌの溶液（１０ｍＭトリス、５０ｍＭＥＤＴＡ、１５０ｍＭのＮａＣｌ、１％ＳＤＳ、ｐＨ８）および４００ＬのＱＩＡクイック（登録商標）ＰＢ緩衝液（Qianogen Inc., Chatsworth, USA）を添加した。抽出物を穏やかに再懸濁し、ＱＩＡクイック（登録商標）スピンカラムにロードした。カラムをミクロ遠心器で１３０００ｒｐｍで１分遠心し、５００ＬのＱＩＡクイック（登録商標）ＰＥ緩衝液で一回洗浄した。微量のエタノールを最後の迅速遠心によって除去した。染色体ＤＮＡ（ＰＣＲ鋳型）を５０ＬのＨ2Ｏを加えてカラムから溶出させ、続いて１３０００ｒｐｍで１分遠心した。ＰＣＲ反応は、１０Ｌのエロンガーゼ（eLONGase, 登録商標）Ｂ緩衝液（Life Technologies, Breda, The Netherlands)、１４ＬのｄＮＴＰ（各々１．２５ｍＭ）、１Ｌのエロンガーゼ（eLONGase, 登録商標）酵素混合物、１Ｌの鋳型および１０−３０ｐｍｏｌの各オリゴを最終容積５０Ｌ中に含んでいた。オリゴの最適量は各購入バッチについて実験で求めた。平均して１０から３０ｐｍｏｌを用いた。反応を以下のサイクル条件で実施した：１ｘ（２分）９４℃、１０ｘ（１５秒９４℃、３０秒５５℃、４分６８℃）、２０ｘ（１５秒９４℃、３０秒、５５℃４分、各サイクルにつき２０秒のインクライン、６９℃で開始）、１ｘ１０分６８℃）。ＰＣＲ生成物の分析のためにサンプルをアガロースゲルにロードした。
【００３１】
アスペルギルス・ニガーのシェークフラスコ醗酵：
リコンビナントおよびコントロールのＡ．ニガー株で、胞子または菌糸を選別培地平板またはＰＤＡ平板で平板培養して大量の胞子を製造した。ＰＤＡ平板（Potato Dextrose Agar, Oxoid)は供給元の指示にしたがって調製した。３０℃で３−７日間増殖させた後、平板に０．０１％のトリトンＸ−１００を添加してから胞子を採集した。滅菌した脱ミネラル水で洗浄した後、選別形質転換体およびコントロール株の約１０7の胞子を２０ｍｌの予備培養液を含むシェークフラスコに接種した。予備培養液は、１リットル当たり以下の成分を含む：３０ｇのマルトース．Ｈ2Ｏ、５ｇの酵母抽出物、１０ｇの水和カゼイン、１ｇのＫＨ2ＰＯ4、０．５ｇのＭｇＳＯ4．７Ｈ2Ｏ、０．０３ｇのＺｎＣｌ2、０．０２ｇのＣａＣｌ2、０．０１ｇのＭｎＳＯ4．４Ｈ2Ｏ、０．３ｇのＦｅＳＯ4．７Ｈ2Ｏ、３ｇのトゥイーン８０、１０ｍｌのペニシリン（５０００ＩＵ／ｍｌ）／ストレプトマイシン（５０００ＵＧ／ｍｌ）、ｐＨ５．５およびフレオマイシン選別の場合は１−３０μｇ／ｍｌのフレオマイシン。これらの培養は３４℃で１０−２４時間増殖させた。この培養の１０ｍｌを１００ｍｌのＡ．ニガー醗酵培養液に接種した。醗酵培養液は１リットル当たり以下の成分を含んでいた：７０ｇグルコース、２５ｇの水和カゼイン、１２．５ｇの酵母抽出物、１ｇのＫＨ2ＰＯ4、２ｇのＫ2ＳＯ4、０．５ｇのＭｇＳＯ4．７Ｈ2Ｏ、０．０３ｇのＺｎＣｌ2、０．０２ｇのＣａＣｌ2、０．０１ｇのＭｎＳＯ4．４Ｈ2Ｏ、０．３ｇのＦｅＳＯ4．７Ｈ2Ｏ、１０ｍｌのペニシリン（５０００ＩＵ／ｍｌ）／ストレプトマイシン（５０００ＵＧ／ｍｌ）、４ＮのＨ2ＳＯ4でｐＨ５．６に調整し、さらにフレオマイシン選別の場合は１−３０μｇ／ｍｌのフレオマイシンを含んでいた。これらの培養を３４℃で６日間増殖させた。醗酵ブロスから採取したサンプルを遠心し（スィングバケット遠心機で５０００ｒｐｍ、１０分）、上清を採取した。キシラナーゼおよびフィターゼ活性アッセイ（下記参照）をこれらの上清で実施した。
【００３２】
フィターゼ活性アッセイ：
シェークフラスコのアスペルギルス・ニガー醗酵物から得た２０μｌの上清（必要な場合は希釈）（リファレンスとして２０Ｌの脱ミネラル水）を、９６穴（ウェル）マイクロタイタープレート中の３０Ｌの基質混合物（０．２５Ｍの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ５．５）、１ｍＭのフィチン酸（ナトリウム塩、Sigma P-3168）を含む）に加え、室温で２５分保温した。１５０Ｌの停止混合物（３００ｍｌの０．６７％（ＮＨ4）6Ｍｏ7Ｏ24．４Ｈ2Ｏ中の１４．６ｇのＦｅＳＯ4．７Ｈ2Ｏ、２％Ｈ2ＳＯ4、３．３％のトリクロロ酢酸）を加えて反応を停止させた。室温で５分保温した後、青色の吸収をアントスリーダー（Anthosreader, Proton & Wilton)分光光度計によって６９０ｎｍで測定した。測定値は、０−１７５Ｕ／ｍｌの範囲のフィターゼ活性を表示する。フィターゼ活性はＥＰＯ４２０３５８Ａ号に記載されたように測定した。
【００３３】
キシラナーゼ活性アッセイ：
上清（必要な場合は予備希釈）を０．２５Ｍの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ４．５）で５倍希釈する。希釈した上清２０μｌをマイクロタイタープレートに移し、５０μｌの基質（脱ミネラル水で７０℃で溶解させた４％ｗ／ｖレマゾールブリリアントブルー（Remazol Brilliant Blue）ＲＢＢ−キシラン）を加え、ピペットで吸引吹き出しを繰り返し十分に混合した。反応物を３０分室温で保温した。９６％エタノール２００Ｌのを添加して反応を停止させ、室温で１０分保温した。反応が停止した後、マイクロタイタープレートをベックマン（Beckman)ＰＧＫ遠心機で２５００ｒｐｍ、室温、１０分遠心する。１００Ｌの上清を新しいマイクロタイタープレートに移し、青色の吸収をアントスリーダー（Proton & Wilton)分光光度計によって６２０ｎｍで測定した。比活性は、０．２５Ｍの酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ４．５）に溶解したキシラナーゼ標準物質を用いてカリブレーション曲線から算出する。測定値は、０−１５０ＥＸＵ／ｍｌの範囲のキシラナーゼ活性を表示する。キシラナーゼ活性単位はＥＰ４６３７０６Ａ号のように規定される。
【００３４】
ＲＮＡの単離：
Ａ．チュビゲンシス（tubigensis）株ＤＳ１１６８１３（ＣＢＳ３２３．９０）を、０．１％酵母抽出物および３％エンバクスペルトキシラン（Serva)を補充した以下を含むアスペルギルス最少培地で培養した：１リットルにつき以下を含む：６ｇＮａＮＯ3、０．５２ｇのＫＣｌ、１．５２ｇのＫＨ2ＰＯ4、１．１２ｍｌの４ＭＫＯＨ、０．５２ｇのＭｇＳＯ4．７Ｈ2Ｏ、２２ｍｇのＺＮＳＯ4．７Ｈ2Ｏ、１１ｍｇのＨ3ＢＯ3、５ｍｇのＦｅＳＯ4．７Ｈ2Ｏ、１．７ｍｇのＣｏＣｌ2．６Ｈ2Ｏ、１．６ｍｇのＣｕＳＯ4．５Ｈ2Ｏ、５ｍｇのＭｎＣｌ2．２Ｈ2Ｏ、１．５ｍｇのＮａ2ＭｏＯ4．２Ｈ2Ｏ、５０ｍｇのＥＤＴＡ、１０ｇのグルコース。１００ｍｌの培地に２．１０8の胞子を接種し、３０℃、３００ｒｐｍで４８時間回転振盪インキュベーターで培養した。ミラクロス（Miracloth)ろ過ラップを用いてろ過によって菌糸を採集し、脱ミネラル水で十分に洗浄し、ペーパータオルで絞って余分な水を除去した。菌糸を液体窒素で直ちに凍結し、乳鉢と乳棒で微細粉末にした。得られた粉末を滅菌した５０ｍｌの試験管に移し、重量を測定し、粉砕菌糸１−１．２ｇずつに１０ｍｌのトリゾール（TRIzol）試薬（Gibco/BRL)を加えた（試験管当たり最大２５ｍｌ）。菌糸粉末を直ちに激しく混合して（ボルテックスミキサーで１分混合）可溶化し、その後ときどき混合しながら室温で５分放置した。クロロホルム０．２容（最初のトリゾールに対して）を加えた（したがって、最初に用いた１０ｍｌのトリゾール毎に２ｍｌのクロロホルム）。さらに、ボルテックスミキサーで攪拌し、室温で１０分間放置した。続いて、混合物を４℃で６０００ｇ、３０分遠心した。もっとも上部の水相を新しい試験管に移し、０．５容（最初のトリゾールに対して）のイソプロピルアルコールを添加して（したがって最初に用いたトリゾール１０ｍｌ毎に５ｍｌのイソプロピルアルコール）全ＲＮＡを沈澱させた。室温で１０分沈澱させた後、ＲＮＡを６０００ｇで３０分遠心して回収した。上清の除去に際してＲＮＡペレットを１容の７０％エタノールで洗浄した。エタノールを除去した後、ＲＮＡペレットを風乾した。乾燥ＲＮＡペレットを３ｍｌＧＴＳ緩衝液（１００ｍＭのトリス−ＨＣｌ（ｐＨ７．５）、４Ｍのグアニジウムチオシアネート、０．５％ナトリウムラウリルサルコシネート）に溶解した。１０μｌのＲＮＡ溶液を用いて核酸の品質および濃度を決定した。
【００３５】
ＣｓＣｌ溶液中での遠心によるＲＮＡ精製：
単離ＲＮＡは、Sambrookら(Molecular cloning, second ed., Cold Spring Harbor Laboratory, 1989)の方法を改変した方法でさらに精製した。ＣｓＣｌ／ＥＤＴＡ溶液は、７０ｍｌの１０ｍＭＥＤＴＡ（ｐＨ７．５）に９６ｇのＣｓＣｌを溶解して調製した。ＤＥＰＣを最終濃度０．１％に加えた。この溶液を室温で３０分放置し、続いて１．０３ｘ１０5Ｐａ（１５ｐｓｉ）で２０分、液体循環中でオートクレーブした。溶液を冷却し、容積をＤＥＰＣ処理水で１００ｍｌに調整した。このＣｓＣｌ／ＥＤＴＡ溶液１．５ｍｌをそれぞれのポリアロマー超遠心管（５．０８ｃｍｘ１２．７ｃｍ（２インチｘ５インチ）、５ｍｌ容量）に加えた。３ｍｌのＲＮＡサンプル（ＧＴＳ中）を１．５ｍｌのＣｓＣｌ／ＥＤＴＡのクッション上に重層した。超遠心管に上から５ｍｍ以内までＧＴＳを満たした。充填超遠心管をＧＴＳで正確にバランスさせ、適合する超遠心バケットに静置した。超遠心管を２０℃、３５０００ｒｐｍで１８時間、緩慢加速で遠心し、減速ブレーキはＯＦＦにした。遠心後、ＣｓＣｌクッション上の上部層およびクッション部分を清浄なパスツールピペットでそれぞれ除去した（０．５ｃｍのＣｓＣｌクッションは遠心管に残した。遠心管の底を熱した剃刀の刃で切断し、残りの液を除去した。室温で遠心管の底に７０％エタノールを満たした。遠心管の底を逆にして風乾した。ＲＮＡペレットを１ｍｌのＴＥ（ファルマシア（PHARMACIA)ｍＲＮＡ精製キットの溶出緩衝液；ｍＲＮＡ単離の項参照）に溶解させた。再び１０μｌを取り、質および量をチェックした。
【００３６】
ｍＲＮＡ単離：
ｍＲＮＡの単離では、ファルマシア精製キット（Ｃａｔ＃２７−９２５８−０２）の改変プロトコル（遠心の代わりに重力による流れを用いる）を用いた。ファルマシアカラムを繰り返し逆さにして完全に再懸濁させ、重力による流れによってカラムを詰めた。カラムを５０℃に置き、１ｍｌの高塩緩衝液で洗浄した。ＲＮＡ溶液（ＴＥ中）を６５℃に５分加熱し、２００μｌのサンプル緩衝液を添加し、ＲＮＡ溶液をカラムにロードした。フロースルーを集め、再度カラムにロードした。カラムを０．５ｍｌの高塩緩衝液で３回洗浄し、続いて低塩緩衝液０．５ｍｌで数回、もはやＵＶ吸収物質がカラムから溶出されなくなるまで洗浄した。ポリ（Ａ）+ＲＮＡを予め加温した（６５℃）溶出緩衝液で溶出させ、０．２５ｍｌの４−５フラクションを集めた。種々のフラクションの濃度を分光時計で決定し、Ｏ．Ｄ．２６０／２８０比が少なくとも１．５であるフラクションをプールした。０．１容のサンプル緩衝液および２容の絶対アルコールを添加し、この溶液を−２０℃で一晩保温した。
【００３７】
ノザン分析：
電気泳動緩衝液として１ｘＭＯＰＳ（２０ｍＭのＭＯＰＳ／ｐＨ７．０、１ｍＭのＥＤＴＡ）を用い、６％ホルムアルデヒドを含む１％アガロースゲルで電気泳動してＲＮＡを分離した。サンプル（約１０Ｇの全ＲＮＡまたは１ＧのｍＲＮＡ）を総容積２０Ｌのローディング緩衝液（最終濃度：２０ｍＭＭＯＰＳ／ｐＨ７．０、０．１ｍＭのＥＤＴＡ、６％ホルムアルデヒド、５０％ホルムアミド、０．０５Ｇエチジウムブロマイド）に溶解し、６８℃で１０分加熱して変性させた。３−４時間１００Ｖで電気泳動した後、ＵＶイルミネーターを用いてＲＮＡを可視化した。ノザン分析の場合は、ゲルを脱ミネラル水で２０分洗浄し、ハイボンド（Hybond）−Ｎ+ナイロン膜（Amersham）に毛細管現象ブロッティングによって移した。８０℃で２時間オーブンで加熱してＲＮＡを膜に固定した。ＥＣＬ（登録商標）システムまたは文献に記載された標準的放射能標識技術（Sambrook et al.(1989))によって固有の転写物が検出された。
【００３８】
アルカリ性アガロースゲルでの電気泳動によるｃＤＮＡの分析：
このコントロール分析工程は合成されたｃＤＮＡのサイズを明らかにし、ヘアピン構造の潜在的存在のチェックとして用いられた。第二鎖合成の比活性は第一鎖合成の比活性よりもはるかに低いので、使用した第二鎖合成の容積は第一鎖合成の容積の１０倍であった。
５４ｍｌの水に０．６ｇのアガロースを融解し、５５℃に冷却し、６ｍｌの１０ｘアルカリ緩衝液（０．３ＭのＮａＯＨ、２０ｍＭのＥＤＴＡ）を加え、混合して型に入れ薄い１％アガロースゲルを調製した。サンプルを２ｘアルカリゲルローディング緩衝液（３０ｍＭのＮａＯＨ、２０％グリセロール、１／１０容積の飽和ブロモフェノールブルー）と混合（１：１）した。サンプルを１ｘのアルカリ緩衝液中で泳動した（32Ｐ標識分子量マーカーを平行して泳動）。ゲルを７％酢酸で３０分固定し、ワットマン３ＭＭペーパーにブロットして乾燥させた。乾燥ゲルでＸ線フィルムを感光させ、このフィルムを自動フィルムプロセッサーで現像した。
【００３９】
ｃＤＮＡ合成：
ｃＤＮＡ合成にはスーパースクリプト（Superscript)（登録商標）チョイスシステム（Gibco-BRL)およびストラタジーン（STRATAGENE）ｃＤＮＡ合成キットの両方を用いた。ｃＤＮＡをスーパースクリプト（登録商標）チョイスシステムで合成する場合は、５μｇのｍＲＮＡを製造元の指示に従い用いた。ただしオリゴヌクレオチド６９６７は第一鎖合成に用い、オリゴヌクレオチド７６７６（５'−燐酸化）および７６７７（非燐酸化）はアダプターとして用いた。オリゴヌクレオチド７６７６および７６７７のアニーリングは、等モル量の両オリゴヌクレオチド（１０ｍＭトリス−ＨＣｌ／ｐＨ７．５、１ｍＭのＥＤＴＡ、１ｍＭのＭｇＣｌ2中）を混合することによって実施した。混合物は８０℃の温浴中で１０分保温し、その後で温浴水を室温にゆっくりと冷却した。
【００４０】
ストラタジーンｃＤＮＡ合成キットを用いてｃＤＮＡを合成する場合は、プロトコルは開示のｐＧＢＦＩＮでのクローニングのために最適にした。主要な違いは以下のとおりであった：１）合成ｃＤＮＡ量は沈澱によって定量した。２）ｃＤＮＡの末端の燐酸化は省略し、ｃＤＮＡはベクターＤＮＡに燐酸化末端で連結した。３）ｃＤＮＡはフェノール／クロロホルムでＸｈｏＩによる消化の後で（サイズ分画後ではなく）抽出する。４）第一鎖合成でＭＭＬＶ−ＲＴ（STRATAGENE）およびサーモスクリプト（THERMOSCRIPT, Gibco/BRL)の両方を使用することによっていずれか一方の酵素のみを用いた場合よりも常に長いｃＤＮＡが得られた。５）〔α32Ｐ〕ｄＡＴＰ（合成との干渉を防ぐために８００Ｃｉ／ｍｍｏｌ）で標識したコントロール反応を品質制御のために一緒に実施した。
【００４１】
第一鎖成分およびポリ（Ａ）+ＲＮＡを一緒にしプロトコルにしたがって混合し、１０分室温で放置してプライマーと鋳型をアニーリングさせた。１．５μｌのＭＭＬＶ−ＲＴ（５０Ｕ／μｌ）および１μｌのサーモスクリプト（１５Ｕ／μｌ）（THERMOSCRIPT, GibcoBRL）を第一鎖の反応に加え、５０μｌの最終反応容積を得た。混合しながら５μｌの反応混合物を取り、０．５μｌの〔α32Ｐ〕ｄＡＴＰ（８００Ｃｉ／ｍｍｏｌ）に加え、放射性第一鎖のコントロール反応を得た。第一鎖合成反応を３７℃で０．５時間保温し、続いて５５℃で０．５時間保温した。
非放射性第一鎖合成反応を氷上に静置し、２０μｌの１０ｘ第二鎖緩衝液、６μｌの第二鎖ｄＮＴＰ混合物、１１４μｌの滅菌蒸留水、２μｌの〔α32Ｐ〕ｄＡＴＰ（８００Ｃｉ／ｍｍｏｌ）、２μｌのリボヌクレアーゼＨ（１．５Ｕ／μｌ）および１１μｌのＤＮＡポリメラーゼＩ（９．０Ｕ／μｌ）を加えた。反応混合物を混合しながら１６℃で２．５時間保温した。保温後、１０μｌを取り出し凍結した。
【００４２】
ＴＣＡ沈澱によって合成されたｃＤＮＡ概算量：
第一鎖放射性（コントロール）反応の１μｌを２０μｌの水と混合した。このようにして得た５μｌの溶液でワットマンガラス線維ろ紙（ＧＦ／ＣまたはＧＦ／Ａ、直径２３ｍｍ）にスポットを付け（各コントロール溶液について４ｘ）、風乾した。このフィルターを２００ｍｌの氷冷５％トリクロロ酢酸（ＴＣＡ）および２０ｍＭのピロリン酸ナトリウムに移した。氷冷ＴＣＡ／ピロリン酸ナトリウム溶液を２分毎に３−４回交換した。フィルターを７０％エタノールで室温で２分洗浄した。各フィルターをシンチレーションバイアルに入れ、１０ｍｌのシンチラントを加えて放射性物質を計測し、ｃＤＮＡの比活性を算出した。
【００４３】
ｃＤＮＡ末端の平滑端形成とアダプターの連結：
第二鎖合成反応物に、２３μｌの平滑端形成ｄＮＴＰ混合物および２μｌのｐｆｕＤＮＡポリメラーゼ（２．５Ｕ／μｌ）を加え、反応混合物を７２℃で３０分保温した。反応混合物をフェノール／クロロホルム（２００μｌ溶液１：１（ｖ／ｖ）、ｐＨ７−８）、クロロホルム（２００μｌ）で抽出し、さらに２０μｌの３Ｍ酢酸ナトリウムおよび４００μｌの絶対エタノールを添加し、続いて−２０℃で一晩保温してｃＤＮＡを沈澱させた。遠心によってｃＤＮＡを採集し、７０％エタノールで洗浄し、得られたｃＤＮＡペレットを風乾し、８μｌのアダプター溶液に再懸濁した。１μｌの１０ｘリガーゼ緩衝液、１μｌのｒＡＴＰおよび１μｌのＴ４ＤＮＡリガーゼを添加し、この連結混合物を８℃一晩または４℃２日間保温した。次に、このリガーゼを７０℃３０分保温して不活化した。
【００４４】
ｃＤＮＡの制限酵素消化およびサイズ分画：
１０μｌの滅菌水（省略した燐酸化工程の容積を埋め合わせるため）、２８μｌの制限酵素緩衝液および３μｌの制限酵素（４０Ｕ／μｌ）をｃＤＮＡに加えた。反応物を３７℃で１．５時間保温した。３０μｌの滅菌水および１０μｌの１０ｘＳＴＥを加え、反応混合物を１００μｌのフェノール／クロロホルム、続いて１００μｌのクロロホルムで抽出した。２００μｌの絶対エタノールを添加後（さらに−２０℃で一晩沈澱）遠心によってｃＤＮＡを採集し、風乾して１４μｌの１ｘＳＴＥに再懸濁し、これに３．５μｌのカラムローディング染料を添加した。
【００４５】
セファロース（SEPHAROSE CL-2B)マトリックスおよびＳＴＥ緩衝液を室温で平衡化し、再懸濁して１ｍｌガラスピペットのカラムに充填するために用いた。セファロースマトリックスを落ち着かせた後で、カラムを１０−１５ｍｌのＳＴＥで洗浄した。サンプルをロードし、その後３ｍｌのＳＴＥを添加し、０．３ｍｌの分画を採集した（全工程をガイガーカウンターでモニターした）。各分画の放射能活性をシンチレーションカウンターでの測定によって概算した。
【００４６】
非変性ゲル電気泳動による分析：
３ｍｌの１０ｘＴＢＥ、５ｍｌの３０％アクリルアミド〔（ｗ／ｖ）、アクリルアミド：ビス−アクリルアミド＝２９：１〕、および２２ｍｌの水を混合し、脱気し、新しく作製した１０％過硫酸アンモニウム１５０μｌ、および２０μｌのＴＥＭＥＤを添加した。この溶液をゲル型作製に用い、固まるまで放置した。放射能活性を含む８μｌの各分画（カラムから採集）を取り、２μｌの５ｘローディング緩衝液と混合した。放射能標識分子量マーカーを横に並べてサンプルをロードし、電気泳動を実施した。電気泳動後、１００ｍｌの７％酢酸で２０−３０分固定し、ワットマン３ＭＭペーパー上で乾燥させ、Ｘ線フィルムを感光させた。
【００４７】
ｃＤＮＡ分画のプロセッシング：
非変性ゲル電気泳動の結果を基にして、所望サイズの分布をもつ分画をプールした（通常、０．５ｋｂ以上のｃＤＮＡを含む分画を集める。所望の場合は、選別した種々のサイズの分画をベクターと連結してサブライブラリーを構築してもよい）。
【００４８】
プールした分画の２μｌを取り、ワットマンＧＦ／Ｃフィルターにスポットした。フィルターを１０ｍｌの氷冷ＴＣＡ／ピロリン酸溶液で３回洗浄し、１０ｍｌの７０％エタノールで洗浄し、乾燥させ液体シンチラントで計測して存在するｃＤＮＡ量を概算した。２容の絶対アルコールを添加して−２０℃で一晩プールした分画を沈澱させ、遠心して沈澱物を集めた。沈殿物に精製ｔＲＮＡを担体として１０μｇ／ｍｌ添加して補強した。洗浄し、ペレットを風乾し、１０−２０ｎｇ／μｌの濃度で滅菌ＴＥまたは水に再懸濁した。過剰モル比（５：１）でｃＤＮＡをＤＮＡベクターに連結した。続いてこの連結混合物でＸＬ１０−ゴールド細菌細胞（STRATAGENE）を対応するプロトコルにしたがって形質転換させた。
【００４９】
実施例1
1.1 発現ベクター pGBFin2の説明及び構築
1.1.a 原理
アスペルギルス・ニガー（A.niger） における発現スクリーニングを、組み合わせて使用するときに最適の結果を生じる多数の因子により改善することができた。効果的な形質転換系が、十分な数の真菌の形質転換体を得るために好ましい。クローニング手順の間、ライブラリー中のcDNAを無傷に維持することに注意すべきである。更にcDNAの遺伝子産物の発現レベルが十分に高くなるときに、スクリーニングは最も成功するだろう。それゆえ、発現クローニング構築物において、cDNAの発現を駆動するために使用する機能性（functionality）は、高度に発現する遺伝子に由来した。組み込み系において、発現カセットは、好ましくは高度に発現し、より好ましくはゲノム内で増幅した遺伝子座に向けられる。本実施例においては、 アスペルギルス・ニガー 株 DS2978 (the Centraalbureau voor Schimmelcultures, Baarn The Netherlandsに1997年4月8日に寄託。受託番号 CBS 646.97)のゲノム内に3コピーが存在するglaA 遺伝子座を選択した。この遺伝子座を効率的にターゲティングし、かつ異なるcDNAクローニングストラテジーを許容するように設計された幾つかの 発現ベクターを構築し、試験した (実施例 1 - 7参照)。
1.1.b 組込型発現ベクターの基本設計
糸状菌ゲノムへのターゲティングされた組み込みには直線状DNA分子が好ましい。更に5'及び3'末端（フランキング）は好ましくは所望の組み込み部位に対して相同なDNAから構成されている。それゆえ形質転換断片は、発現カセット（興味の対象となる遺伝子は適切なプロモーター及びターミネーターにより制御される）及び5'及び3'ターゲティングドメインにより隣接される選択マーカーを含んでいる。これらの断片をエシェリキア・コリ（E.coli）ベクターへクローニングし、プラスミドを増殖させた。得られた発現ベクターは、形質転換断片の直線化及び単離の間にエシェリキア・コリ配列が除去されるように設計されていた。
形質転換体の選択のために、 アスペルギルス・ニジュランス（A.nidulans） gpdA プロモーターにより発現が制御されるamdS 選択マーカーを使用した。強力な gpdA プロモーターの使用は、1コピーの形質転換体において優勢な結果を生じるだろう。
【００５０】
高い発現レベルを達成するために、 cDNA を gpdA プロモーターに融合した。(希な切断（rare cutting）) 酵素 (例えば、PacI 及び AscI [実施例 1], EcoRI 及び XhoI [実施例 4 及び 6] 又は HindIII 及び XhoI [実施例 7]) に対する唯一の制限部位の幾つかの組み合わせを1対の組込型発現ベクターの glaA プロモーターの提案されている転写開始点に導入した。
rDNA 分子のゲノムへの定方向挿入（ターゲティング）は相同組換えにより起こるので、rDNA カセットは好ましくはゲノムの標的部位に相同なDNA断片によって隣接されている。
それゆえ、組み込みカセットは、5'及び3'末端において、glaA 遺伝子座に相同な約2 kb のDNAに隣接されている。構築物からのエシェリキア・コリDNA の除去を促進するために、唯一の NotI 部位を導入した(NotI 制限部位は希であり、それゆえ導入した cDNAの好ましくない分解の危険性を最小化する)。
1.1.c 中間体発現ベクター pGBTOP8の構築
オリゴヌクレオチド AB5358 及び AB5359 を等モル量でアニールし、pTZ18Rの EcoRI 及び HindIII 制限部位に結合した。このようにして NotI -XhoI -EcoRI -SnaBI -HindIII ポリリンカー (EcoRI 部位は回復しなかった)を導入した。得られたプラスミドを pGBTOP1と命名した。glaA 遺伝子のプロモーター領域を含む 1.8 kb XhoI-EcoRI 断片を、プラスミド pAB6-1 (15.5 kb HindIII 断片上に全アスペルギルス・ニガー glaA 遺伝子座を含み、本発明者等の以前の特許の1つである EP-A-0 635 574に記載されるようにしてpUC19 にクローニングしたもの) から単離し、プラスミド pGBTOP1の XhoI - EcoRI 部位へクローニングし、プラスミド pBGTOP2を得た。
glaA の3'非コード領域に対する構築物のターゲティングを媒介するために、この領域の2つの異なる部分を、発現カセットのいずれかの側にクローニングした。これらの部分を 3' glaA 及び 3" glaAと命名した。後者はこの領域の最も下流部分に存在する。
3" glaA 断片を、オリゴヌクレオチド AB5291 及び AB5292 (オリゴ AB5291 は好ましくないEcoRI 部位を崩壊するように設計された)を使用してPCRにより生成した。生成した PCR 断片を、オリゴヌクレオチド AB5361 及び AB5292を使用した第2のPCR反応おいて鋳型として使用して、断片内に NotI 部位を形成した。PCR 断片を NotI 及び XhoI で消化し、プラスミド pGBTOP2の対応の制限部位へクローニングし、 pGBTOP5を得た。
【００５１】
3'非コード領域における好ましくない EcoRI 部位を、 PCR アプローチを使用して崩壊させた。融合 PCR 反応を、オリゴ AB5288 (5'), AB5293 (3' リバース), AB5290 (内部、リバース) 及び AB5289 (内部、コーディング)を使用して行った。オリゴ AB5290 及び 5289 は、その位置における EcoRI 部位の崩壊のために設計されたオリゴと相補的であった。一方、オリゴ AB5293 は第2の EcoRI 部位を崩壊するように設計されていた。得られた融合 PCR 生成物を SnaBI 及び HindIII で消化し、pGBTOP2の対応の部位へクローニングし、 pGBTOP6を得た。 pGBTOP6 を、オリゴヌクレオチド AB5363 及び AB5567を使用した第2のPCR反応において鋳型として使用した。得られた PCR 生成物を SnaBI 及び HindIII で消化し、 pGBTOP5の対応の部位へクローニングし、プラスミド pGBTOP8 を得た(図 1参照)。
1.1.d  pGBFin2の構築
オリゴヌクレオチド 6963 及び 7266、 10 ng のベクター pAB6-1 (EP-A 635 574)を鋳型として使用して、 PglaA 特異的 PCR 断片 を生成した。この断片を EcoRI 及び SmaI で消化して、 EcoRI 及び SnaBI で消化したベクター pGBTOP-8へ導入し、ベクター pGBFin1を得た。導入された PCR 断片の配列を配列分析により確認した。
XhoI 部位を PgpdA-amdS 断片へPCRにより導入した。オリゴヌクレオチド 7423 及び 7424 並びにプラスミド pGBAAS1 (EP-A-0 635 574) を鋳型として使用して、 3.1 kb 断片を生成した。この断片を EcoRI で消化し、pTZ19Rの EcoRI 部位へ導入し、プラスミド pTZamdSX-1を得た。pTZamdSX-1の 2.6 kb XhoI-ClaI を、プラスミドpGBAAS-1由来の対応の断片で置換し、PCR過程により生じる変異を回避した。pTZamdSX-1の 0.5 kb KpnI-ClaI を、プラスミド pTZamdSX-1 由来の対応の断片で置換し、PCR過程により生じる変異を回避した。得られたプラスミドpTZamdSX-2の残りの 0.5 kb 断片の配列分析により、 PgpdA断片における単一の変異が明らかになった。
PgpdA-amdS 選択カセットを含む 3.1 kb XhoI 断片をベクター PTZamdSX-2 から単離し、 pGBFin1の唯一のXhoI 部位に導入し、ベクター pGBFin2 を得た(図2参照)。
【００５２】
1.2 発現ベクター pGBFin2を使用したフィターゼの発現
1.2.a 原理
アスペルギルス・ニガー DS2978のglaA 遺伝子座に対する発現構築物の効率的なターゲティング及び興味の対象となるcDNAの十分に高い発現レベルは、アスペルギルス・ニガーの発現スクリーニングの最適な適用にとって好ましい。それゆえ、発現構築物の性質を、glaA 遺伝子座に組み込まれた遺伝子コピーあたりの予想されるタンパク質生産が過去に確立されているモデル遺伝子 phyAを使用して試験した。
1.2.b フィターゼ発現ベクター pGBIFin5の構築
phyA 断片を、オリゴヌクレオチド 6964 及び 6965 並びにプラスミド pAF2-2S (EP-A-0 420 358に記載) を鋳型として使用したPCRにより生成した。
PCR 断片をベクター pTZ18Rの SmaI 部位にクローニングし、 pTZFyt1 を得た。pTZFyt1 挿入物の配列分析により、 pAF2-2Sに存在する配列に由来する偏差（deviation）が無いことが明らかになった。完全なphyA配列を含む1.7 kb AscI-PacI 断片を pTZFyt1 から単離し、 AscI - PacI で消化した pGBFin2にクローニングし、ベクター pGBFin5 を得た(図2参照)。
1.2.c アスペルギルス・ニガー DS2978 の pGBFin5による形質転換
プラスミド pGBFin5 (100 g) を NotI 150 単位を用いて37℃で４時間消化した。等容量のフェノール−クロロホルム−イソアミルアルコール(24:23:1)による抽出によりタンパク質を除去した。アルコール沈殿により DNA を濃縮し、記載されるようにして アスペルギルス・ニガー DS2978 の形質転換に使用した。形質転換体を選択的最小培地プレートで精製し、続いて保存した。
【００５３】
1.2.d pGBFin5 形質転換体の分析
glaA 遺伝子座に対する組み込みカセットのターゲティングを、オリゴヌクレオチド 5454 及び 5456を使用して、24の独立した形質転換体に対して分析し、更に phyA 特異的 オリゴヌクレオチド 6964 及び 6965を使用して、phyA 遺伝子の存在について分析した。
glaA 遺伝子座に対するpGBFin5 組み込みカセットの正確なターゲティングの PCR 産物表示を、多数の形質転換体 (24のうちの12 = 50 %)で見いだされたが、すべての形質転換体がそのゲノム内のphyA コピーの存在についての PCR 産物表示を示した。
6つの陽性形質転換体を、振盪フラスコ発酵試験におけるフィターゼ生産について分析した。すべての形質転換体についてのフィターゼ活性は 140-180 U/mlであった。このような生産レベルは、各形質転換体のpGBFin5の1コピーの組み込みの指標となる。
ターゲティング頻度及び発現レベルは、発現クローニング実験における設計した発現系の使用に十分であると結論付けた。
実施例2
2.1 cDNA ライブラリーの構築及び分析
2.1.a 原理
発現ライブラリーを、興味の対象となる転写物を含んでいると予想されるmRNAのプールから構築した。このため、誘導条件下で増殖させた培養から単離した菌糸体に由来するmRNAを単離することが好ましい。但し、通常は必要ない。単離した mRNA を興味の対象となる転写物の存在及びmRNAの質について分析した。mRNA が無傷かつ興味の対象となる転写物を含んでいる場合、cDNAの合成に使用することができる。発現ベクター pGBFin2 におけるcDNAのクローニングは、cDNAの5'末端における PacI 部位の存在及び3'末端における AscI 部位の存在を要求する。それゆえ、第1の鎖プライミング（priming）オリゴヌクレオチド及び使用するアダプター配列をこれらの要求を満たすように設計した。アダプターを、 pGBFin2 におけるPacI 部位と適合するが、一方 PacI 部位はベクターのcDNAの結合後は回復しないように設計した。これにより、cDNA挿入物を含むベクター分子と可能な挿入物を含まないベクター分子との区別が可能になった。
【００５４】
2.2 エイ・チュビゲンシス（A.tubigensis）由来のcDNAライブラリーの製造。キシラナーゼ活性について誘導されたmRNA
エイ・チュビゲンシス DS116813 (CBS323.90) を誘導条件下で増殖させた。培養サンプルを異なる時点で採取し、キシリナーゼ活性について分析した。培養66時間後に最大活性に達したが、キシリナーゼ活性レベルは実験開始７日後まで一定を維持した。菌糸体サンプルを異なる時点で採取し、全RNAをこれらのサンプルから単離した。xylA 特異的転写物の存在を、キシリナーゼ特異的プローブを使用したノーザンブロット実験において分析した。誘導48時間後に、最大 xylA mRNA レベルが測定されたが、xylA mRNA は66 時間後も検出可能であった。
誘導培地中の菌糸体の延長したインキュベート後では、xylA mRNA は検出されなかった。すべての場合において、xylA特異的転写物は明らかに無傷であった。誘導48時間後に単離した全ＲＮＡより、mRNAを単離した。xylA mRNA が無傷であることが示されたノーザン分析後、この mRNA をオリゴヌクレオチド 6967 を第1鎖合成用のプライマーとして使用したcDNA 合成 (SuperscriptTM choice system [Gibco-BRL]に従う)に使用した。PacI 特異的リンカーのアニール後、cDNA を AscI で消化し、 cDNA 合成キット (SuperscriptTM 選択システム [Gibco-BRL）を備えたセファクリル（Sephacryl）カラムを使用してサイズ分離した。mRNA 及び cDNA を、サンプル中の完全xylAの存在について、ノーザン及びサザンブロット分析並びにPCR分析により分析した。得られた cDNA を AscI-PacI で消化した pGBFin2 と結合し、エレクトロポレーションによりエシェリキア・コリへ導入し、約17000の形質転換体からなる一次ライブラリーを得た。ランダムの24のコロニーの分析により、挿入物のない５つのプラスミドが明らかになったが、残りのプラスミドは 0.5 〜 2 kbの大きさの挿入物を有していた。エシェリキア・コリ ライブラリーを、全容積 25 ml 2xTY の培地中、プレートを擦過することにより保存した。10 ml 培地を使用してグリセロールストックを調製し、 2xTY を残りのエシェリキア・コリ懸濁液に添加して最終容積を 100 mlとした。37℃で2時間の増殖後、プラスミド DNA を培地から単離した。
【００５５】
実施例3
3.1 アスペルギルス・ニガーにおける発現ライブラリーの構築及び分析 
3.1.a 原理
アスペルギルス・ニガー DS2978 を、エシェリキア・コリにおけるcDNAライブラリーから単離したDNAを使用し、前記実施例2.2に記載されるようにしてて形質転換した。形質転換体を、唯一のN源としてのアセトアミド中での増殖により、amdS 選択マーカーの存在について選択した。 amdS 選択マーカー及びcDNA 発現カセットは組み込み断片に存在するので、アセトアミド中での増殖は cDNA 発現カセットの存在についての指標となった。amdS 陽性形質転換体の分生子柄を選択培地プレートに移し、偽陽性形質転換体の分離を回避し、続いて凝固したPDA斜面培養を含むマイクロタイタープレートに移した。このマスターライブラリーを使用して興味の対象となる酵素、例えばキシラナーゼの生成についてスクリーニングした。酵素生成形質転換体を大規模酵素生産に直接使用することについて有用であるので、振盪フラスコ発酵における酵素生成レベルを測定することは興味の対象となる。
3.2 アスペルギルス・ニガー DS2978の形質転換
DNA を、記載されるようにして増幅したエシェリキア・コリ cDNA ライブラリーから単離した。全プラスミド DNA (100 g) を NotI (150 U) により37℃で４時間消化してエシェリキア・コリ由来プラスミド配列を除去し、PacI (30 U)により消化した。等容積のフェノール：クロロホルム：イソアミルアルコール(24:23:1)による抽出によりDNAを精製した後、DNAをアルコール沈殿により回収し、 100 1 滅菌純水に溶解した。
複数の アスペルギルス・ニガー DS2978 形質転換を、 2.107 プロトプラスト及び 10 g のプラスミド DNAを使用して行った。30℃で約10日間のインキュベート後、1900 の形質転換体を選抜し、分生子柄を選択培地を含むプレートへ移した。30℃で3日間のインキュベート後、各形質転換体の分生子柄を96ウェルマイクロタイター皿の個々のウェルに移した。各ウェルは約 100 1 凝固した PDAを含んでいた。
【００５６】
3.3 アスペルギルス・ニガー 発現ライブラリーの分析
個々の形質転換体の分生子柄を、2% カラスムギ  スペルト小麦キシラン及び 2% 細菌用寒天 #1 (Oxoid, England)を補充したアスペルギルス最小培地(リットルあたり 6 g NaN03, 0.52 g KCl, 1.52 g KH2PO4, 1.12 ml 4 M KOH, 0.52 g MgS04.7H2O, 22 mg ZnS04.7H20, 11 mg H3BO3, 5 mg FeS04.7H20, 1.7 mg CoC12.6H20, 1.6 mg CuSO4.5H20, 5 mg MnCl2.2H20, 1.5 mg Na2MoO4.2H20, 50 mg EDTA, 10 g グルコース)から作成したキシリナーゼ検出プレートに移した。これは未溶解のキシランの存在により濁った外観を有していた。30℃で2日間のインキュベート後、ハロー（halo）の形成が10コロニーで観察された。これはキシランのキシラナーゼによる分解を示している。
陽性形質転換体の分生子柄を単離し、PDA プレートの接種に使用した。 DNA を単一のコロニーから単離し、オリゴヌクレオチド 5454 及び 5456を使用してglaA 遺伝子座（「ターゲティング」）における発現プラスミドの組み込みについてPCRにより分析した。
17 コロニーのうちの8つが、glaA遺伝子座の1つについてターゲティングされることを示した（47%）。
3.4 形質転換体におけるキシリナーゼ生産
キシラナーゼプレートアッセイにおいて同定されたようにして、キシリナーゼ生産形質転換体を振盪フラスコ発酵中で増殖させた。発酵5日後、培地サンプルを採取し、キシラナーゼ活性について分析した。結果を表1に示す。
3.5 キシラナーゼ生産株の遺伝的分析
3.5.a 原理
キシラナーゼをコードする複数の遺伝子が真菌において見いだされている。それゆえ、発現クローニング実験において同定される各キシラナーゼ生産株が同一のcDNAを含んでいるかどうかを決定することは興味深い。更に個々のキシラナーゼ生産株の間で明瞭な差異が見いだされた。
キシラナーゼをコードする異なる遺伝子の存在又はcDNAの5'-非コード領域における差異によって差異が生じるだろう。後者はRNA又はmRNA単離手順の間のmRNAの部分的な破壊又はcDNAの不完全な合成によるものであろう。このことを調査するために、導入したcDNAの5'-配列を決定した。
【００５７】
3.5.b キシラナーゼ生産クローンの分析
記載されるようにして、各キシラナーゼ生産形質転換体用のPCR 鋳型を調製した。形質転換体を、オリゴヌクレオチド 6856 (xylA 内部) 及び 6963 (PglaA)を使用したPCR実験において、 xylA cDNA を含む発現構築物の存在について分析した。形質転換体 #5C2 及び #7A8 が、 PglaAに融合した xylA 遺伝子を有する発現カセットを含むことが示された。
オリゴヌクレオチド 6963 (PglaA 特異的) 及び 6967 (3' 末端 cDNA 特異的) を使用して、cDNAの全体及び200 bp の PglaAを含むことが期待されるPCR 断片を生成した。PCR 断片の部分的DNA配列を、6つの形質転換体についてオリゴヌクレオチド 6963 を使用して決定した。
xylA 遺伝子 (2 クローン) 及び xylB (4 クローン) の存在の指標となる配列を検出した (xylA 及び xylB DNA配列は、本発明者等の以前の特許出願 EP-A-0 463 706 及び WO 94/14965にそれぞれ記載されている)。異なる長さの 5'- 非翻訳領域を見いだした。しかしながら、cDNAの5'-非翻訳領域の長さと異なるxylB形質転換体のキシラナーゼ生産レベルとの間に関係は見いだされなかった。対照的に、短い 5'-非翻訳領域が、XYLA活性が有意に減少した xylA 陽性形質転換体 #5C2 において見いだされた。しかしながら、生産レベルはプレートアッセイにおけるこの形質転換体の同定に十分であったことは明らかである。
表1．キシラナーゼ生産形質転換体の分析。陽性の形質転換体を、発酵実験におけるキシラナーゼ生産レベルについて分析した。キシラナーゼをコードする遺伝子の同一性を、cDNA挿入物の部分的配列決定により決定した。詳細をテキストに記載する。
【００５８】
表1
2005261438.tif 000002
nd = 検出せず
【００５９】
実施例4
4.1 EcoRI-XhoI媒介cDNAクローニングに適用可能な組込型発現ベクター（pGBFIN11）の構築及び分析
4.1.a 原理
発現ライブラリーをcDNAのプールから構築した。所望の活性をコードするcDNAを、前記のスクリーニングフォーマットによりスクリーニング（検出）した。ほとんどの場合において、cDNAに制限部位が存在しないことの実際の同定の前には、cDNAの正確な特徴（例えば、cDNA内に存在する制限酵素部位）は不明であった。したがって、実施例2に記載する構築物において、所望のcDNAが内部AscI部位を含み、スクリーニングすることができない非完全長不活性クローンとしてクローニングされる可能性が存在する。
結果としてプラスミド pGBFIN11 は、内部制限部位の危険を回避することなしに EcoRI-XhoI 粘着末端を有するcDNAのクローニングは許容するように構築された。第1の鎖のcDNA合成に使用する3'プライマーは (非−メチル化) XhoI 部位を含んでいるが、cDNAの合成の間はメチル化 dCTPを使用した。内部 XhoI 部位 (これらの XhoI 部位はメチル化され、消化されない)により、結果としてcDNAを、cDNAの断片化を回避しながらXhoIで消化するすることができた。 pGBFIN11 は pGBFIN2 に由来するベクターであり、存在する XhoI 及び EcoRI 部位が、cDNAクローニング部位が PacI-AscI から EcoRI-XhoIへ変化している部位において除去されている。したがって、発現ベクター の全ての特徴及び機能性は、cDNAのクローニングに使用する制限部位を除いて同一である。
4. 1.b pGBFIN11 ベクターの構築
最初の工程において、gpdA プロモーター の5'末端に存在する現存のXhoI、 HindIII、 ScaI 及び EcoRIをPCRにより除去し、 (希な) カッター部位（cutter site） SnaBI を導入して、中間体構築物pGBFIN12を得た。第2の PCR 工程において、現存する glaA プロモーター 及び cDNA クローニング部位を下記のようにして調節した。 I) 現存する PacI-AscI cDNA クローニング部位をEcoRI-XhoI クローニング部位へ変化させ、 II) 同時に、 プロモーター内のEcoRI 部位を不活性化し、 III) 同時に、プロモーター を短縮し (pGBFIN2の部位5289におけるXhoI 部位から開始する代わりに、pGBFIN2の部位6084におけるSall 部位から出発) 及び IV) 同時に、部位5289に存在する XhoI 部位を不活性化し、 (第2の) 希なカッター制限酵素を導入した。得られたプラスミド (pGBFIN11) を図3に示す。
【００６０】
4.2 ベクター pGBFIN11を使用したフィターゼの発現
4.2.a 原理
pGBFIN11 ベクターにおいて、試験する遺伝子 (例、フィターゼ) を、pGBFIN2ベクターについて実施例1.2に記載されたものと同様の態様で導入した。得られたベクター pGBFIN13を、 pGBFIN5 ベクターと平行して試験して、この pGBFIN11 型ベクターの機能性を証明した。
4.2.b フィターゼ発現ベクターpGBFIN13の構築
pGBFIN2 ベクター (実施例 1; 1 . 2.b)について記載した状況と同様にして、 pGBFIN11 ベクターの機能性を、モデル遺伝子 phyAの使用により試験した。
4.2.c pGBFIN13を用いたアスペルギルス・ニガーの形質転換
pGBFIN2 ベクター (実施例 1 : 1 .2.c)について記載した状況と同様にして、pGBFIN13 ベクターを NotI で消化して、形質転換の間にターゲティングに使用することができる直線状断片を生成した。形質転換後、ランダムに選択した形質転換体を精製し、続く分析を許容した。
4.2.d pGBFIN13 形質転換体の分析
更に、pGBFIN2 ベクター (実施例 1 1.2.d)に記載した状況と同様にして、精製した pGBFIN13 形質転換体を、フィターゼの正確な遺伝子座及び発現のターゲティングについて試験した。ターゲティング頻度及びフィターゼの発現は、pGBFIN2形質転換体についての既述の範囲内にあった。したがって、pGBFIN11 ベクターについて、頻度及び発現レベルは共に、EcoRI-XhoI 粘着末端を用いたcDNAの発現クローニングにおける設計した発現システムの使用に十分であると結論付けた。
【００６１】
実施例5
5.1.a 原理
pGBFIN11ベクターの機能性を証明するときに、この型のベクター(EcoRI-XhoI 粘着末端)に基づく完全な発現クローニング系を試験した。EcoRI-XhoI cDNAクローニング部位の導入がSTRATAGENE cDNAクローニングキットの使用を許容するので、新規のpGBFIN11 ベクターと組み合わせたこの系の適用性（制限消化の間の無傷のcDNAの消化を回避して 3'粘着末端を生成する利益を有する）を試験した。実施例2及び3に記載のものと同様にして、材料及び方法の欄に詳述されるようにして、pGBFIN ベクターのクローニングに最適化したSTRATEGENE により、アスペルギルス・ニガー由来のRNAのプールを使用してcDNAのプール（EcoRI-XhoI 粘着末端を有する）を生成した。このcDNAのプールをpGBFIN11ベクターにクローニングしてエシェリキア・コリライブラリーを生成した。続いて、クローニング効率をpGBFIN2ベクターにおける過去のライブラリー構築物と比較した。
5.1.b. キシラナーゼ誘導アスペルギルス培養由来のcDNAライブラリーの調製
収穫に際してキシラナーゼを発現することが知られているミセリウム（Mycelium） (前記)を使用し、材料及び方法の欄に詳述されているようにして、全RNAを取り去った（substract）。続いて、全RNAプールをCsClクッションを通した遠心分離により更に精製した。RNAの質をチェックするときに、Pharmacia 生成キットを用いた修飾プロトコルによりmRNAを単離した。cDNA 合成のために、 Strategene cDNA 合成キットを使用した。対応の cDNA 合成プロトコルを、pGBFinベクターへのクローニングの最適化に対して適合させた。主要な適合は下記のものを含んでいた。 1) cDNA の量を、TCAによる沈殿により定量化した。 2) cDNA末端のリン酸化を省略し、 cDNA を脱リン酸化されていないベクターDNAに結合した。これにより、1つのベクターへの複数の挿入物の結合を防止した。（全ての挿入物がベクター中に存在しない場合でも、幾つかの発現が妨げられた）。 3) サイズ分画化の後ではなくXhoI を用いた消化の後にcDNA をフェノール／クロロホルムで抽出した。 4) MMLV-RT 及び Thermoscript を第1の鎖の合成に使用して、いずれかの酵素単独を使用したときよりも長くないcDNAを得た。 5) 対照反応を、[α 32P]dATP (800 Ci/mmol, 合成との干渉を避けるため) を用いて品質について追跡した。修飾プロトコルにしたがいcDNA のプールを構築した。
【００６２】
pGBFin11について、十分に二重に消化(EcoRI-XhoI)したpGBFin11 ベクター（バックグラウンドの結合 < 1 %）を調製した。生成したcDNA プールを pGBFin11 ベクターへ結合し、エシェリキア・コリ XL1O Gold細菌細胞へ形質転換して、ライブラリーを生成した。
5. 1 c.エシェリキア・コリcDNA ライブラリー (pGBFin11 ベクター内) の分析
本実施例においてここまでに記載した手順により、結合及び形質転換の効率の有意な増加が起きた。最適化された手順にしたがい単離した cDNA のプールを用いて、十分に二重消化したpGBFin11 ベクターのプールと組み合わせて、1μgのpGBFin11から出発して、大きさ106-107のエシェリキア・コリのライブラリーを得ることができた。
次に、ハイブリダイゼーション実験により、エシェリキア・コリ cDNA ライブラリー内のgpdA 及び xylB cDNAを確立した。gpdA 遺伝子は比較的長く、xylB は比較的短いので、完全長クローンの百分率の比較により、生成したcDNAの質を明らかにし、短い又は長いmRNA間において完全長cDNAの生成の効率に差異があるか否かを同定することができた。
陽性xylB 及び gpdA クローンの同定において、選択した数を配列決定して、特定の遺伝子から生ずるcDNA集団内の完全長クローンの百分率を決定した。gpdA 及び xylB cDNA共に、完全長クローンの百分率は85%より高かった。更に配列決定により、複数の挿入物を含んでいるクローンは存在しないことが示された。
したがって、最適化されたRNA精製、cDNA 合成及びクローニングプロトコルは、cDNAライブラリーの構築を（ライブラリーの大きさ及び頻度の点、完全長の百分率の点並びに発現ベクター内におけるわずか1つのcDNA挿入物のクローニングの点において）かなり改善した。
5.1.d. xylB 含有 pGBFin11 構築物によるアスペルギルス・ニガー の形質転換及びキシラナーゼ活性のスクリーニング
同定し（5.1.cで分析した）多数の xylB クローンで、 アスペルギルス・ニガー (pGBFin5 及び pGBFin13 ベクターについて記載されたものと同様にして)を形質転換した。選択した数の形質転換体の精製の後、これらの形質転換体をキシラナーゼ活性についてプレート上でスクリーニングした。試験した全ての形質転換体はキシラナーゼプレートアッセイにおいて陽性であり、このことはpGBFin11ベクターのアスペルギルス・ニガーにおける発現クローニング目的に対する適用性を証明している。
【００６３】
実施例6
6.1 EcoRI-XhoI 媒介 cDNA クローニング に適用可能な第2の組込型発現ベクター (pGBFin22) の構築
6.1.a 原理
pGBFin11 ベクターの構築の間、第2の PCR 断片 (実施例4に列挙したその他の修飾の中で、グルコアミラーゼプロモーターの EcoRI 部位を不活性化するために使用した) を配列決定して、正確な修飾を証明した。このことは、示された制限部位の正確な修飾を証明しただけではなく、グルコアミラーゼプロモーターのより上流部分における多数の小さいPCRエラーをも示した。それゆえ、pGBFin12 の非変化グルコアミラーゼプロモーター領域に基づいて、導入されたPCRエラーが存在せず、EcoRI-XhoI 粘着末端を用いたcDNAのクローニングに適した新規なベクターを構築した。
6.1.b 発現ベクター pGBFin22の構築
pGBFin12 (図 3)において、T4 DNA ポリメラーゼを用いたエンドフィリング（end-filling）及びバックライゲーション（backligation）によるXhoI消化の後に、残りの XhoI 部位を不活性化してpGBFin17 を得た(図 6参照)。pGBFin17 において、残りの EcoRI 部位を同様にして除去(EcoRI 消化、続く T4 DNA ポリメラーゼによるエンドフィリング及びバックライゲーション) して、プラスミド pGBFin 18 を得た(図 7参照)。EcoRI 及び XhoI 制限部位並びに (一緒にアニールしたときに) PacI 及び AscI に対する粘着末端を含む2つのプライマーをアニールした。プライマーを、アニールしたプライマーを PacI 及び AscI消化 pGBFin18へクローニングしたときに(外（extra）) ATG がcDNAのクローニング部位に生成しないように構築した。したがって、PacI 及び AscI 消化 pGBFin 18 における記載したアニールしたプライマーのクローニングにより、EcoRI-XhoI 粘着末端を有するcDNA用のクローニング部位が生成した。得られたプラスミドを pGBFin22 と命名した(図 8参照)。
【００６４】
6.2 ベクター pGBFin22を使用したフィターゼの発現
6.2.a 原理
pGBFin22 ベクターにおいて、試験した遺伝子(例えば、フィターゼ) を、pGBFin11 ベクターについて記載した実施例4と同様にして挿入した。
得られたベクターpGBFin25を、その機能性に対するフィターゼ生産について試験した。
6.2.b フィターゼ発現ベクター pGBFin25の構築
pGBFin13を EcoRI で消化して、フィターゼ遺伝子を遊離させた。このフィターゼをコードするEcoRI遺伝子断片を pGBFin22にクローニングした。フィターゼ遺伝子の正確な配向についてクローンを同定したとき、このクローンを pGBFin25と命名した。
6.2.c pGBFin25を用いたアスペルギルス・ニガーの形質転換及びpGBFin25 形質転換体の分析
pGBFin25 を、それぞれpGBFin5 及び pGBFin13 形質転換体についての実施例1及び4に詳述するようにして、アスペルギルス・ニガー の形質転換及び続く形質転換体の分析に使用した。結果は pGBFin13 形質転換体の結果と同様であり、 pGBFin22 ベクターの発現クローニング目的についての適用性が証明された。
実施例7
7.1 HindIII-XhoI 媒介 cDNA クローニングに適用可能な組込型発現ベクター pGBFin23の構築
7.1.a 原理
これまでに記載した組込型発現ベクターのセットを得るときに、HindIII 5' 粘着末端を用いたcDNAのクローニングに使用可能な発現クローニングベクターの利用可能性は有用であることを認識した。共にHindIII-XhoI 粘着末端を用いてのその他の目的で既に構築されたcDNAのプールを使用することができた。なぜなら、このアプローチにおいてはグルコアミラーゼプロモーターに対して変化を加えていないからである。
【００６５】
7.1.b HindIII-XhoI 媒介 cDNA クローニングに適用可能なフィターゼ発現ベクター pGBFIN23の構築
pGBFin17 において、残りのHindIII 部位を除去 (HindIII 消化、続いて T4 DNA ポリメラーゼエンドフィリング及びバックライゲーション) して、プラスミド pGBFin19 を得た(図 9参照)。HindIII 及び XhoI 制限部位並びに (互いにアニールしたときに)PacI 及び AscI に対する粘着末端を含む2つのプライマーをアニールした。プライマーを、アニールしたプライマーを PacI 及び AscI- 消化 pGBFin19へクローニングしたときに(外) ATG がcDNAのクローニング部位に生成しないように構築した。
したがって、PacI 及び AscI 消化 pGBFin19 における記載したアニールしたプライマーのクローニングにより、HindIII-XhoI 粘着末端を有するcDNA用のクローニング部位が生成した。得られたプラスミドを pGBFin23 と命名した(図10 参照)。
7.2 ベクター pGBFin23を使用したフィターゼの発現
7.2.a 原理
pGBFin23 ベクターにおいて、試験した遺伝子(例えば、フィターゼ) を、pGBFin11 ベクターについて記載した実施例4と同様にして挿入した。
得られたベクターpGBFin26を、その機能性に対してフィターゼ生産について試験した。
7.2.b フィターゼ発現ベクターpGBFin26の構築
本実施例において、フィターゼ遺伝子を、HindIII 部位を含む5'オリゴ及びXhoI 部位を含む3'オリゴを用いてPCRに付した。HindIII 及び XhoIを用いた消化時に、この断片をpGBFin23に直接クローニングして、pGBFin26を生成した。フィターゼ遺伝子を含む多数のクローンを単離するときに、フィターゼ挿入物を配列決定して推定のPCRエラーの導入についてチェックした。最後に、正確なpGBFin26 プラスミド（コードされるタンパク質配列に変化なし）を選択して、形質転換及び続く分析に使用した。
【００６６】
7.2.c pGBFin26を用いたアスペルギルス・ニガーの形質転換及びpGBFin26 形質転換体の分析
pGBFin26 を、それぞれpGBFin5 、pGBFin13 及び pGBFin25 形質転換体についての実施例1、4及び6に詳述するようにして、アスペルギルス・ニガー の形質転換及び続く形質転換体の分析に使用した。結果は pGBFin13 形質転換体の結果と同様であり、 pGBFin23 ベクターの発現クローニング目的についての適用性が証明された。
実施例8
8.1 cDNA 発現クローニングに適切なAMA1を基本とするプラスミド発現ベクター の構築(pGBFin6 及び pGBFin15) 
8.1.a 原理
別の実施例において、クローニングしたcDNA及び選択マーカーの高度の発現を駆動する機能性をプラスミドに使用して、いわゆる AMA1 配列を更に含ませた。結果として、発現クローニングプラスミドが生成し、アスペルギルス内で自律的に維持された。
このタイプのクローニングベクターにおいて、AMA 1タイプを基本とするベクターを用いて入手可能な高度に効率的な形質転換頻度及びクローニングしたcDNAの高度な発現を駆動する機能性を組み合わせた。アスペルギルスにおける形質転換体の選択に使用する選択マーカー遺伝子が異なり、AMA 1を基本とする発現クローニング系のために設計された2つの発現ベクターを構築した。
8.1.b pGBFin6 ベクターの構築
pTZamdSX-2 (図 2参照) を HindIII で直線化して、アスペルギルス・ニジュランス由来の 5.2 kb HindIII AMA1 断片(Aleksenko 及び Clutterbuck, 1998に記載)をそこへクローニングし、中間体プラスミド pAMAamdSを得た。次に pAMAamdS を Knp1 及び BglII で消化して、約 9 kb AMA1 含有断片を単離した。KnpI 及び Bg1II を用いたpGBFin2 ベクターの消化時（図2参照）に、5.2 kb グルコアミラーゼプロモーター含有断片を単離した。pGBFin2 由来の5.2 kb 断片を、pAMAamdS 由来の9 kb 断片にクローニングして、AMA 1 - 及び アセトアミド-選択を基本とする発現クローニングプラスミド pGBFin6 (図11参照)を得た。
【００６７】
8. 1.b pGBFin15 ベクターの構築
pGBFin6 をXhoI で消化し、グルコアミラーゼプロモーター含有断片を単離した。次に、アスペルギルス・ニジュランス gpdA プロモーター により駆動し、trpC ターミネーターにより停止する機能性 ble 遺伝子 (フレオマイシン（phleomycin） 耐性をコード) を含むプラスミドpAN8-1 (図12参照)をPCR反応における鋳型として使用した。PCR プライマーは、生成する断片が切断された (しかし、完全に機能性の) gpdA プロモーター、 ble 遺伝子及び切断された(しかし、完全に機能性の) trpC ターミネーターを含み、更に断片の両端に機能性 XhoI 部位を含むように設計した。更に5'プライマーは更なるクローニング工程（pGBFin15の構築において詳述）に必要な HindIII 部位を含んでいた。約1.9 kb のPCR生成物のXhoI 消化のとき、以前にpGBFin2から単離したXhoI 断片へクローニングした。得られたプラスミド (pGBFin14、図13参照)を、制限分析により正確な配向についてチェックし、配列決定によりPCRエラーについてチェックした。pGBFin14 をHindIII で直線化し、 5.2 kb AMA1 HindIII 断片 を挿入し、プラスミド pGBFin15 (図14参照)を得た。
8.2 AMA 1を基本とするベクターにおけるフィターゼの発現
8.2.a 原理
AMA 1 を基本とする発現構築物を、組込型発現ベクターについての記載と同様にしてフィターゼ発現について試験した。更に試験遺伝子（例えば、フィターゼ）を、pGBFin5 ベクターについての実施例1の記載されるのと同様の態様で挿入した。得られたベクターをフィターゼ生産について試験し、AMA 1を基本とする発現ベクターの機能性及び適用性を証明した。
8.2.b pGBFin7 及び pGBFin16の構築
pGBFin6 及び pGBFin15 ベクターを、PacI 及び AscIを用いた、二重の消化により直線化した。次に pGBFin5 プラスミドを PacI 及び AscI で消化し、フィターゼ遺伝子をコードする断片 (PacI 及び AscI 粘着末端と共に)遊離させた。このフィターゼ断片を、消化したpGBFin6 及び pGBFin15 ベクターへ直接クローニングして 、それぞれpGBFin7 及び pGBFin16を生成した。
【００６８】
8.2.c pGBFin7 及び pGBFin16を用いたアスペルギルス・ニガーの形質転換
実施例に記載され並びに材料及び方法の欄に詳述される手順にしたがいpGBFin7 及び pGBFin16 で アスペルギルス・ニガー を形質転換した。pGBFin7 形質転換体を、唯一の窒素源としてアセトアミドを含む培地中で選択した。pGBFin16 形質転換体はフレオマイシンを含む培地中で選択した。両方のプラスミドは、組込型発現ベクターと比較して形質転換頻度が有意に増加したことを証明した。AMA 1を基本とするプラスミドの形質転換頻度は、プラスミド1μgあたり最高 105 形質転換体であった。
陽性の形質転換体を、選択培地中、単一コロニーについて再画線することにより精製して、最後に保存した。
8.2.d pGBFin16 形質転換体におけるフィターゼの発現の分析
20 のランダムに選択した pGBFin16 を精製した後、形質転換体を、組込型ベクターについて記載したのと同一の培地（フレオマイシンを補充した場合）を使用して振盪フラスコ中で発酵させた。発酵サンプルをフィターゼ生成についてアッセイして、全てのケース（1つを除く）において約40 U/ml 〜 60 U/mlの範囲を証明した。1つの特定のケースにおいて、発現は117 U/ml であった。これはおそらくpGBFin16 プラスミドのゲノムへの組み込みの結果であろう(実施例1; 1.2.dのコメントも参照)。
これらの結果は、本実施例に記載のAMA 1を基本とするプラスミドをアスペルギルスにおける直接の発現クローニングに使用することができることを証明している。高度な発現遺伝子座における組み込み後の発現と比較して減少しているけれども、クローニングしたcDNA生産の高レベルの発現を駆動することができるglaA 機能性の使用により、発現は、AMA1を含む発現ライブラリーにおける効率的なスクリーニングにとって、特に有意に増加した形質転換頻度を考慮するときにも十分に高い。AMA1を基本とするベクターの更なる利点は、糸状菌発現宿主からのこれらのプラスミドの回収（再単離）が組込型プラスミドと比較して単純であることである。問題の宿主から単離した全DNAを用いたエシェリキア・コリ の直接の形質転換はこの点に関して十分であろう。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は、中間発現ベクター、ｐＧＢＴＯＰ８の構築を示す。この構築の詳細は本文に提示されている。
【図２Ａ】図２Ａは、発現ベクター、ｐＧＢＦｉｎ２およびｐＧＢＦｉｎ５の構築を示す。この構築の詳細は本文に提示されている。
【図２Ｂ】図２Ｂは、発現ベクター、ｐＧＢＦｉｎ２およびｐＧＢＦｉｎ５の構築を示す。この構築の詳細は本文に提示されている。
【図３】図３は、ｐＧＢＦｉｎ１２の物理的地図を示す。
【図４】図４は、ｐＧＢＦｉｎ１１の物理的地図を示す。
【図５】図５は、ｐＧＢＦｉｎ１３の物理的地図を示す。
【図６】図６は、ｐＧＢＦｉｎ１７の物理的地図を示す。
【図７】図７は、ｐＧＢＦｉｎ１８の物理的地図を示す。
【図８】図８は、ｐＧＢＦｉｎ２２の物理的地図を示す。
【図９】図９は、ｐＧＢＦｉｎ１９の物理的地図を示す。
【図１０】図１０は、ｐＧＢＦｉｎ２３の物理的地図を示す。
【図１１】図１１は、ｐＧＢＦｉｎ６の物理的地図を示す。
【図１２】図１２は、ｐＡＮ８−１の物理的地図を示す。
【図１３】図１３は、ｐＧＢＦｉｎ１４の物理的地図を示す。
【図１４】図１４は、ｐＧＢＦｉｎ１５の物理的地図を示す。
【図１−１】
2005261438.tif 000003
【図１−２】
2005261438.tif 000004
【図２Ａ】
2005261438.tif 000005
【図２Ａ−１】
2005261438.tif 000006
【図２Ａ−２】
2005261438.tif 000007
【図２Ｂ】
2005261438.tif 000008
【図３】
2005261438.tif 000009
【図４】
2005261438.tif 000010
【図５】
2005261438.tif 000011
【図６】
2005261438.tif 000012
【図７】
2005261438.tif 000013
【図８】
2005261438.tif 000014
【図９】
2005261438.tif 000015
【図１０】
2005261438.tif 000016
【図１１】
2005261438.tif 000017
【図１２】
2005261438.tif 000018
【図１３】
2005261438.tif 000019
【図１４】
2005261438.tif 000020
【配列表】
2005261438000001.app
【手続補正書】
【提出日】平成17年8月17日(2005.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
【図１−１】図１−１は、中間発現ベクター、ｐＧＢＴＯＰ８の構築を示す。この構築の詳細は本文に提示されている。
【図１−２】図１−２は、中間発現ベクター、ｐＧＢＴＯＰ８の構築を示す。この構築の詳細は本文に提示されている。
【図２Ａ】図２Ａは、発現ベクター、ｐＧＢＦｉｎ２の構築を示す。この構築の詳細は本文に提示されている。
【図２Ａ−１】図２Ａ−１は、発現ベクター、ｐＧＢＦｉｎ２の構築を示す。この構築の詳細は本文に提示されている。
【図２Ａ−２】図２Ａ−２は、発現ベクター、ｐＧＢＦｉｎ２の構築を示す。この構築の詳細は本文に提示されている。
【図２Ｂ】図２Ｂは、発現ベクター、ｐＧＢＦｉｎ５の構築を示す。この構築の詳細は本文に提示されている。
【図３】図３は、ｐＧＢＦｉｎ１２の物理的地図を示す。
【図４】図４は、ｐＧＢＦｉｎ１１の物理的地図を示す。
【図５】図５は、ｐＧＢＦｉｎ１３の物理的地図を示す。
【図６】図６は、ｐＧＢＦｉｎ１７の物理的地図を示す。
【図７】図７は、ｐＧＢＦｉｎ１８の物理的地図を示す。
【図８】図８は、ｐＧＢＦｉｎ２２の物理的地図を示す。
【図９】図９は、ｐＧＢＦｉｎ１９の物理的地図を示す。
【図１０】図１０は、ｐＧＢＦｉｎ２３の物理的地図を示す。
【図１１】図１１は、ｐＧＢＦｉｎ６の物理的地図を示す。
【図１２】図１２は、ｐＡＮ８−１の物理的地図を示す。
【図１３】図１３は、ｐＧＢＦｉｎ１４の物理的地図を示す。
【図１４】図１４は、ｐＧＢＦｉｎ１５の物理的地図を示す。