[go: up one dir, main page]

RU2823674C1 - Method for producing heparosan and bacterium of genus escherichia having ability to produce heparosan - Google Patents

Method for producing heparosan and bacterium of genus escherichia having ability to produce heparosan Download PDF

Info

Publication number
RU2823674C1
RU2823674C1 RU2022125490A RU2022125490A RU2823674C1 RU 2823674 C1 RU2823674 C1 RU 2823674C1 RU 2022125490 A RU2022125490 A RU 2022125490A RU 2022125490 A RU2022125490 A RU 2022125490A RU 2823674 C1 RU2823674 C1 RU 2823674C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gene
heparosan
bacterium
dna
expression
Prior art date
Application number
RU2022125490A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аяно КОМИНЕ
Микиро ХАЯСИ
Original Assignee
Ренссилэйер Политекник Инститьют
Оцука Фармасьютикал Фэктори, Инк.
Кирин Байоматириалс Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ренссилэйер Политекник Инститьют, Оцука Фармасьютикал Фэктори, Инк., Кирин Байоматириалс Ко., Лтд. filed Critical Ренссилэйер Политекник Инститьют
Application granted granted Critical
Publication of RU2823674C1 publication Critical patent/RU2823674C1/en

Links

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: disclosed is a bacterium from the genus Escherichia, which produces heparosan and has a genetic modification that increases expression of the kpsS gene compared to expression for an unmodified bacterium and does not have a genetic modification increasing expression of the kpsC gene compared to expression for an unmodified bacterium. Also disclosed is a method of producing heparosan using said bacteria.
EFFECT: invention provides effective production of heparosan.
11 cl, 3 dwg, 3 tbl, 6 ex

Description

Область техникиField of technology

[0001] Настоящее изобретение относится к способу продукции N-ацетилгепаросана (далее в настоящем описании обозначенного как гепаросан), представляющего собой капсульный полисахарид бактерии из рода Escherichia, посредством ферментной продукции с использованием этой бактерии.[0001] The present invention relates to a method for producing N-acetylheparosan (hereinafter referred to as heparosan in the present description), which is a capsular polysaccharide of a bacterium of the genus Escherichia , by enzymatic production using this bacterium.

Уровень техникиState of the art

[0002] Гепарин, представляющий собой сульфатированный полисахарид, представляет собой антикоагулянтное средство, и его используют для лечения тромбоэмболии и синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания, и для предотвращения свертывания во время искусственного диализа и при экстракорпоральном кровообращении, и т.п. В промышленности, большинство используемого гепарина выделено и очищено из слизистой оболочки кишечника свиней.[0002] Heparin, which is a sulfated polysaccharide, is an anticoagulant agent and is used to treat thromboembolism and disseminated intravascular coagulation syndrome, and to prevent clotting during artificial dialysis and extracorporeal circulation, etc. In industry, most of the heparin used is isolated and purified from the intestinal mucosa of pigs.

[0003] Поскольку случай со смертельным исходом произошел в 2008 г. из-за контаминации гепарина свиного происхождения примесями, потребовались исследования и разработка гепарина, не из животных источников, с контролем производства и с контролем качества. В качестве конкретного примера, способ, в котором ферментно полученный и очищенный N-ацетилгепаросан, представляющий собой капсульный полисахарид из грамотрицательных микроорганизмов, химически N-деацетилируют и N-сульфатируют, с последующим ферментными эпимеризацией и сульфатированием для получения гепарина, имеющего такую же структуру и антикоагулянтную активность, как происходящие из свиней (NPL 1 и 2).[0003] Since a fatal case occurred in 2008 due to contamination of porcine-derived heparin with impurities, research and development of non-animal-derived heparin with production control and quality control were required. As a specific example, a method in which enzymatically produced and purified N-acetylheparosan, which is a capsular polysaccharide from Gram-negative microorganisms, is chemically N-deacetylated and N-sulfated, followed by enzymatic epimerization and sulfation to obtain heparin having the same structure and anticoagulant activity as those derived from porcine (NPL 1 and 2).

[0004] В вышеуказанном способе, гепаросан, в качестве основной структуры представляет собой сахарную цепь, состоящую из повторяющейся дисахаридной структуры из глюкуроновой кислоты (GlcA) и N-ацетил-D-глюкозамина (GlcNAc). Для продукции гепаросана, опубликованы способ применения Escherichia coli штамма K5, исходно имеющей способность к продукции гепаросана (PTL 1 и NPL 1), способ применения Escherichia coli штамма Nissle 1917, также имеющей способность к продукции гепаросана (NPL 2), и способ применения Escherichia coli, исходно не имеющей способность к продукции гепаросана (PTL 4 и NPL 3 и 4).[0004] In the above method, heparosan, as a basic structure, is a sugar chain consisting of a repeating disaccharide structure of glucuronic acid (GlcA) and N-acetyl-D-glucosamine (GlcNAc). For producing heparosan, a method of using Escherichia coli strain K5 originally having the ability to produce heparosan (PTL 1 and NPL 1), a method of using Escherichia coli strain Nissle 1917 also having the ability to produce heparosan (NPL 2), and a method of using Escherichia coli originally not having the ability to produce heparosan (PTL 4 and NPL 3 and 4) have been published.

[0005] Гепаросан классифицируют как капсульные полисахариды группы 2, и известно, что группы генов из области I, области II и области III, которые формируют кластер в геноме, вовлечены в синтез и транспорт гепаросана в Escherichia coli штамма K5 (NPL 4).[0005] Heparosan is classified as a group 2 capsular polysaccharide, and gene groups from region I, region II, and region III, which form a cluster in the genome, are known to be involved in the synthesis and transport of heparosan in Escherichia coli strain K5 (NPL 4).

[0006] Утверждают, что среди белков, кодированных этими группами генов, KpsS и KpsC обеспечивают перенос множества остатков 3-дезокси-D-маннооктулозоновой кислоты (Kdo) к фосфатидилглицерину на внутренней мембране, и гликозилтрансферазы KfiA и KfiC добавляют предшественник сахара нуклеотида, таким образом, продолжается синтез гепаросана (NPL 5 и 6).[0006] Among the proteins encoded by these gene groups, KpsS and KpsC are said to mediate the transfer of multiple 3-deoxy-D-mannooctulosic acid (Kdo) residues to phosphatidylglycerol on the inner membrane, and the glycosyltransferases KfiA and KfiC add the nucleotide sugar precursor, thus continuing the synthesis of heparosan (NPL 5 and 6).

[0007] Кроме того, KfiD вовлечен в синтез предшественника UDP-GlcA; KpsF и KpsU вовлечены в синтез CMP-Kdo, который является субстратом для синтеза линкера Kdo; и KpsM, KpsT, KpsE и KpsD вовлечены в транспорт гепаросана, синтезированного на внутренней мембране, во внешнее окружение бактериальных клеток (NPL 6).[0007] In addition, KfiD is involved in the synthesis of the UDP-GlcA precursor; KpsF and KpsU are involved in the synthesis of CMP-Kdo, which is a substrate for the synthesis of the Kdo linker; and KpsM, KpsT, KpsE, and KpsD are involved in the transport of heparosan synthesized on the inner membrane to the outer environment of bacterial cells (NPL 6).

[0008] В качестве способа осуществления ферментации гепаросана с использованием штамма BL21 и штамма K-12 Escherichia coli, которые не имеют способность к продукции гепаросана, в качестве хозяев, известен способ введения кластера генов KfiABCD из области II, полученного из Escherichia coli штамма K5, в хозяина. Кроме того, опубликованы гены, улучшающие продукцию гепаросана, такие как rfaH, nusG и rpoE, (PTL 4, и NPL 3 и 4).[0008] As a method for carrying out heparosan fermentation using the BL21 strain and the K-12 strain of Escherichia coli , which do not have the ability to produce heparosan, as hosts, a method of introducing a KfiABCD gene cluster from region II obtained from the K5 strain of Escherichia coli into the host is known. In addition, genes improving heparosan production, such as rfaH, nusG, and rpoE, (PTL 4, and NPL 3 and 4), have been published.

Список литературыReferences

Патентные документыPatent documents

[0009] [PTL 1] Японский патент No. 5830464[0009] [PTL 1] Japanese Patent No. 5830464

[PTL 2] Патент США No. 8771995[PTL 2] US Patent No. 8771995

[PTL 3] WO2018/048973[PTL 3] WO2018/048973

[PTL 4] Патент США No. 9975928[PTL 4] US Patent No. 9975928

Непатентные документыNon-patent documents

[0010] [NPL 1] Biotechnology and Bioengineering 107 (2010) 964-973[0010] [NPL 1] Biotechnology and Bioengineering 107 (2010) 964-973

[NPL 2] Applied Microbiology and Biotechnology 103 (2019) 6771-6782[NPL 2] Applied Microbiology and Biotechnology 103 (2019) 6771-6782

[NPL 3] Metabolic Engineering 14 (2012) 521-527[NPL 3] Metabolic Engineering 14 (2012) 521-527

[NPL 4] Carbohydrate Research 360 (2012) 19-24[NPL 4] Carbohydrate Research 360 (2012) 19-24

[NPL 5] Proceedings of the National Academy of Sciences of USA 110 (2013) 20753-20758[NPL 5] Proceedings of the National Academy of Sciences of USA 110 (2013) 20753-20758

[NPL 6] Carbohydrate Research 378 (2013) 35-44[NPL 6] Carbohydrate Research 378 (2013) 35-44

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Техническая проблемаTechnical problem

[0011] Как описано выше, проводили исследование и разработку продукции гепарина, происходящего не из животных источников, с контролем производства и с контролем качества, однако, общепринятые способы продукции имели недостаточную эффективность. Тем не менее, каким образом каждый из генов, кодируемых областями I, II и III, влияет на продукцию гепаросана бактериями из рода Escherichia, имеющими способность к продукции гепаросана, неизвестно до сих пор.[0011] As described above, research and development of heparin products not derived from animal sources have been conducted with production control and quality control, but the conventional production methods have been insufficient. However, how each of the genes encoded by regions I, II, and III affects the production of heparosan by bacteria of the genus Escherichia having the ability to produce heparosan is still unknown.

[0012] Соответственно, целью настоящего изобретения является предоставление способа эффективной продукции гепаросана посредством улучшения эффективности продукции гепаросана посредством генетической модификации бактерии из рода Escherichia, имеющей способность к продукции гепаросана.[0012] Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for efficiently producing heparosan by improving the efficiency of heparosan production by genetically modifying a bacterium of the genus Escherichia having the ability to produce heparosan.

Решение проблемыSolution to the problem

[0013] Авторы настоящего изобретения обнаружили, что эффективность продукции гепаросана улучшается посредством использования бактерии из рода Escherichia, которая имеет специфическую генетическую модификацию и имеет способность к продукции гепаросана, и таким образом, завершили настоящее изобретение.[0013] The present inventors found that the efficiency of producing heparosan is improved by using a bacterium of the genus Escherichia which has a specific genetic modification and has the ability to produce heparosan, and thus completed the present invention.

[0014] Таким образом, настоящее изобретение представляет собой следующее.[0014] Thus, the present invention is as follows.

1. Способ продукции гепаросана, включающий: культивирование бактерии из рода Escherichia, которая имеет следующую генетическую модификацию (1) и имеет способность к продукции гепаросана, в среде для продукции гепаросана:1. A method for producing heparosan, comprising: culturing a bacterium of the genus Escherichia , which has the following genetic modification (1) and has the ability to produce heparosan, in a medium for producing heparosan:

(1) генетическую модификацию, увеличивающую экспрессию гена kpsS.(1) genetic modification that increases the expression of the kpsS gene.

2. Способ продукции гепаросана по 1, где бактерия из рода Escherichia дополнительно имеет по меньшей мере одну из следующих генетических модификаций (2) и (3):2. The method for producing heparosan according to 1, wherein the bacterium from the genus Escherichia additionally has at least one of the following genetic modifications (2) and (3):

(2) генетическую модификацию, увеличивающую экспрессию по меньшей мере одного гена, выбранного из гена kfiA, гена kfiB, гена kfiC и гена kfiD, и(2) a genetic modification that increases the expression of at least one gene selected from the kfiA gene, the kfiB gene, the kfiC gene and the kfiD gene, and

(3) генетическую модификацию, вызывающую потерю функции гена yhbJ.(3) genetic modification causing loss of function of the yhbJ gene.

3. Способ продукции гепаросана по 1 или 2, где генетическая модификация (1) представляет собой по меньшей мере одну из модификации области контроля экспрессии гена kpsS и увеличения количества копий гена kpsS.3. The method for producing heparosan according to 1 or 2, wherein the genetic modification (1) is at least one of modifying the expression control region of the kpsS gene and increasing the copy number of the kpsS gene.

4. Способ продукции гепаросана по 2 или 3, где генетическая модификация (2) представляет собой по меньшей мере одну из модификации области контроля экспрессии по меньшей мере одного гена, выбранного из гена kfiA, гена kfiB, гена kfiC и гена kfiD, и увеличения количества копий по меньшей мере одного гена, выбранного из гена kfiA, гена kfiB, гена kfiC и гена kfiD.4. The method for producing heparosan according to 2 or 3, wherein the genetic modification (2) is at least one of modifying the expression control region of at least one gene selected from the kfiA gene, the kfiB gene, the kfiC gene and the kfiD gene, and increasing the copy number of at least one gene selected from the kfiA gene, the kfiB gene, the kfiC gene and the kfiD gene.

5. Способ продукции гепаросана по любому из 2-4, где генетическая модификация (3) представляет собой делецию гена yhbJ.5. The method for producing heparosan according to any of 2-4, wherein the genetic modification (3) is a deletion of the yhbJ gene.

6. Способ продукции гепаросана по любому из 1-5, где бактерия из рода Escherichia представляет собой Escherichia coli.6. The method for producing heparosan according to any of 1-5, wherein the bacterium of the genus Escherichia is Escherichia coli .

7. Способ продукции гепаросана по любому из 1-6, где ген kpsS представляет собой ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 33, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 33, и имеющую свойство увеличения способности к продукции гепаросана бактерии из рода Escherichia, имеющей способность к продукции гепаросана, когда уровень экспрессии увеличен в бактерии.7. The method for producing heparosan according to any one of 1 to 6, wherein the kpsS gene is a DNA comprising a nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 33, or a DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 33, and having the property of increasing the heparosan-producing ability of a bacterium of the genus Escherichia having the heparosan-producing ability when the expression level is increased in the bacterium.

8. Способ продукции гепаросана по любому из 2-7, где ген kfiA представляет собой ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 34, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 34, и имеющую свойство увеличения способности к продукции гепаросана бактерии из рода Escherichia, имеющей способность к продукции гепаросана, когда уровень экспрессии увеличен в бактерии, ген kfiB представляет собой ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 35, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 35, и имеющую свойство увеличения способности к продукции гепаросана бактерии из рода Escherichia, имеющей способность к продукции гепаросана, когда уровень экспрессии увеличен в бактерии, ген kfiC представляет собой ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 36, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 36, и имеющую свойство увеличения способности к продукции гепаросана бактерии из рода Escherichia, имеющей способность к продукции гепаросана, когда уровень экспрессии увеличен в бактерии, и ген kfiD представляет собой ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 37, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 37, и имеющую свойство увеличения способности к продукции гепаросана бактерии из рода Escherichia, имеющей способность к продукции гепаросана, когда уровень экспрессии увеличен в бактерии.8. The method for producing heparosan according to any one of 2 to 7, wherein the kfiA gene is a DNA comprising a nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 34 or a DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 34 and having the property of increasing the heparosan-producing ability of a bacterium of the genus Escherichia having the heparosan-producing ability when the expression level is increased in the bacterium, the kfiB gene is a DNA comprising a nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 35 or a DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 35 and having the property of increasing the heparosan-producing ability of a bacterium of the genus Escherichia having the heparosan-producing ability when the expression level is increased in the bacterium, the kfiC gene is a DNA, comprising a nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 36, or a DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 36 and having the property of increasing the heparosan producing ability of a bacterium of the genus Escherichia having the heparosan producing ability when the expression level is increased in the bacterium, and the kfiD gene is a DNA comprising a nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 37, or a DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 37 and having the property of increasing the heparosan producing ability of a bacterium of the genus Escherichia having the heparosan producing ability when the expression level is increased in the bacterium.

9. Способ продукции гепаросана по любому из 2-8, где ген yhbJ представляет собой ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 38, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 38, и имеющую свойство увеличения способности к продукции гепаросана бактерии из рода Escherichia, имеющей способность к продукции гепаросана, когда уровень экспрессии уменьшен в бактерии.9. The method for producing heparosan according to any one of 2 to 8, wherein the yhbJ gene is a DNA comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 38, or a DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 38, and having the property of increasing the heparosan-producing ability of a bacterium of the genus Escherichia having the heparosan-producing ability when the expression level is reduced in the bacterium.

10. Способ продукции гепаросана по любому из 1-9, где бактерия из рода Escherichia не имеет следующую генетическую модификацию (4):10. The method for producing heparosan according to any of 1-9, wherein the bacterium of the genus Escherichia does not have the following genetic modification (4):

(4) генетическую модификацию, увеличивающую экспрессию гена kpsC.(4) genetic modification that increases the expression of the kpsC gene.

11. Бактерия из рода Escherichia, имеющая способность к продукции гепаросана и имеющая следующую генетическую модификацию (1):11. A bacterium of the genus Escherichia that has the ability to produce heparosan and has the following genetic modification (1):

(1) генетическую модификацию, увеличивающую экспрессию гена kpsS.(1) genetic modification that increases the expression of the kpsS gene.

12. Бактерия из рода Escherichia по 11, дополнительно имеющая по меньшей мере одну из следующих генетических модификаций (2) и (3):12. A bacterium from the genus Escherichia according to 11, additionally having at least one of the following genetic modifications (2) and (3):

(2) генетической модификации, увеличивающей экспрессию по меньшей мере одного гена, выбранного из гена kfiA, гена kfiB, гена kfiC и гена kfiD, и(2) a genetic modification that increases the expression of at least one gene selected from the kfiA gene, the kfiB gene, the kfiC gene and the kfiD gene, and

(3) генетической модификации, вызывающей потерю функции гена yhbJ.(3) genetic modification causing loss of function of the yhbJ gene.

13. Бактерия из рода Escherichia по 11 или 12, не имеющая следующую генетическую модификацию (4):13. A bacterium of the genus Escherichia 11 or 12, which does not have the following genetic modification (4):

(4) генетическую модификацию, увеличивающую экспрессию гена kpsC.(4) genetic modification that increases the expression of the kpsC gene.

Обеспечивающие преимущество эффекты изобретенияAdvantageous effects of invention

[0015] В соответствии со способом продукции гепаросана по настоящему изобретению, гепаросан, происходящий не из животных источников, можно получать с отличной эффективностью продукции с использованием бактерии из рода Escherichia, которая имеет специфическую генетическую модификацию и имеет способность к продукции гепаросана.[0015] According to the method for producing heparosan of the present invention, heparosan derived from non-animal sources can be produced with excellent production efficiency by using a bacterium of the genus Escherichia that has a specific genetic modification and has the ability to produce heparosan.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

[0016] [Фиг. 1] На ФИГ. 1 показана схематическая диаграмма кластера генов синтеза гепаросана на хромосоме Escherichia coli штамма K5.[0016] [FIG. 1] FIG. 1 shows a schematic diagram of the heparosan synthesis gene cluster on the chromosome of Escherichia coli strain K5.

[Фиг. 2] На ФИГ. 2 показана схематическая диаграмма ферментов, вовлеченных в продукцию гепаросана.[Fig. 2] FIG. 2 shows a schematic diagram of the enzymes involved in the production of heparosan.

[Фиг. 3] На ФИГ. 3 показана схематическая диаграмма биосинтетического пути гепаросана.[Fig. 3] FIG. 3 shows a schematic diagram of the heparosan biosynthetic pathway.

Описание вариантов осуществленияDescription of embodiments

[0017] Далее в настоящем описании, термины, используемые в настоящем описании, имеют значения, общеупотребительные в данной области, если не указано иное.[0017] Further in this description, the terms used in this description have the meanings generally used in this field, unless otherwise specified.

[0018] Бактерия по настоящему изобретению[0018] The bacterium of the present invention

В способе продукции гепаросана по настоящему изобретению, используют бактерию из рода Escherichia, которая имеет следующую генетическую модификацию (1) и имеет способность к продукции гепаросана (далее в настоящем описании обозначенного как бактерия по настоящему изобретению):In the method for producing heparosan according to the present invention, a bacterium of the genus Escherichia is used, which has the following genetic modification (1) and has the ability to produce heparosan (hereinafter referred to as the bacterium of the present invention):

(1) генетическую модификацию, увеличивающую экспрессию гена kpsS.(1) genetic modification that increases the expression of the kpsS gene.

[0019] Бактерия по настоящему изобретению, предпочтительно, дополнительно имеет по меньшей мере одну из следующих генетических модификаций (2) и (3):[0019] The bacterium of the present invention preferably further has at least one of the following genetic modifications (2) and (3):

(2) генетической модификации, увеличивающей экспрессию по меньшей мере одного гена, выбранного из гена kfiA, гена kfiB, гена kfiC и гена kfiD, и(2) a genetic modification that increases the expression of at least one gene selected from the kfiA gene, the kfiB gene, the kfiC gene and the kfiD gene, and

(3) генетической модификации, вызывающей потерю функции гена yhbJ. Соответственно, примеры генетических модификаций в бактерии из рода Escherichia включают (1) и (2), описанные выше, (1) и (3) описанные выше, и (1) - (3), описанные выше.(3) a genetic modification causing loss of function of the yhbJ gene. Accordingly, examples of genetic modifications in bacteria of the genus Escherichia include (1) and (2) described above, (1) and (3) described above, and (1) - (3) described above.

[0020] Бактерия по настоящему изобретению, предпочтительно, не имеет следующую генетическую модификацию (4):[0020] The bacterium of the present invention preferably does not have the following genetic modification (4):

(4) генетическую модификацию, увеличивающую экспрессию гена kpsC.(4) genetic modification that increases the expression of the kpsC gene.

[0021] В качестве примера бактерии из рода Escherichia, на ФИГ. 1 показана схематическая диаграмма кластера генов синтеза гепаросана на хромосоме Escherichia coli штамма K5 [J. Nzakizwanayo et al., PLOS ONE, (2015)]. Кроме того, на ФИГ. 2 показана схематическая диаграмма ферментов, вовлеченных в продукцию гепаросана.[0021] As an example of a bacterium of the genus Escherichia , FIG. 1 shows a schematic diagram of the heparosan synthesis gene cluster on the chromosome of Escherichia coli strain K5 [J. Nzakizwanayo et al., PLOS ONE, (2015)]. In addition, FIG. 2 shows a schematic diagram of the enzymes involved in heparosan production.

[0022] Как показано на ФИГ. 1, kpsS и kpsC представляют собой гены, кодируемые областью I, среди группы генов из области I, области II и области III. Как показано на ФИГ. 2, kpsS и kpsC вовлечены в инициацию синтеза гепаросана. В продукции гепаросана, kpsS, вместе с kpsC, играет роль в добавлении множества линкеров Kdo к фосфатидилглицерину на внутренней мембране.[0022] As shown in FIG. 1, kpsS and kpsC are genes encoded by region I, among a group of genes from region I, region II, and region III. As shown in FIG. 2, kpsS and kpsC are involved in the initiation of heparosan synthesis. In heparosan production, kpsS, together with kpsC, plays a role in adding multiple Kdo linkers to phosphatidylglycerol on the inner membrane.

[0023] В качестве гена kpsS, ген kpsS, происходящий из рода Escherichia, является предпочтительным. Его конкретные примеры включают ген kpsS из Escherichia coli штамма K5. Нуклеотидная последовательность гена kpsS из Escherichia coli штамма K5 и аминокислотная последовательность белка, кодируемого геном, могут быть получены из публичных баз данных. Ген kpsS Escherichia coli штамма K5 зарегистрирован как номер доступа в GenBank CAA52659.1.[0023] As the kpsS gene, the kpsS gene originating from the genus Escherichia is preferred. Specific examples thereof include the kpsS gene of Escherichia coli strain K5. The nucleotide sequence of the kpsS gene of Escherichia coli strain K5 and the amino acid sequence of the protein encoded by the gene can be obtained from public databases. The kpsS gene of Escherichia coli strain K5 is registered as GenBank accession number CAA52659.1.

[0024] Примеры генов kpsS включают ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 33, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 33, и имеющую свойство увеличения способности к продукции гепаросана бактерии из рода Escherichia, имеющей способность к продукции гепаросана, когда уровень экспрессии увеличен в бактерии.[0024] Examples of kpsS genes include DNA comprising a nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 33, or DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 33, and having the property of increasing the heparosan-producing ability of a bacterium of the genus Escherichia having the heparosan-producing ability when the expression level is increased in the bacterium.

[0025] Как показано на ФИГ. 1, kfiA, kfiB, kfiC и kfiD представляют собой гены, кодированные областью II, среди группы генов из области I, области II и области III. Как показано на ФИГ. 2, kfiA, kfiB, kfiC и kfiD вовлечены в синтез гепаросана, и играют роль добавления сахарида и таким образом, синтеза гепаросана.[0025] As shown in FIG. 1, kfiA, kfiB, kfiC, and kfiD are genes encoded by region II among a group of genes from region I, region II, and region III. As shown in FIG. 2, kfiA, kfiB, kfiC, and kfiD are involved in the synthesis of heparosan, and play a role in adding saccharide and thus synthesizing heparosan.

[0026] В качестве гена kfiA, kfiB, kfiC или kfiD, ген kfiA, kfiB, kfiC или kfiD, происходящий из рода Escherichia, является предпочтительным. Его конкретные примеры включают ген kfiA, kfiB, kfiC или kfiD из Escherichia coli штамма K5. Нуклеотидная последовательность гена kfiA, kfiB, kfiC или kfiD из Escherichia coli штамма K5 и аминокислотная последовательность белка, кодированного геном, могут быть получены из публичных баз данных. kfiA зарегистрирован как номер доступа в GenBank CAA54711.1; kfiB зарегистрирован как номер доступа в GenBank CAE55824.1; kfiC зарегистрирован как номер доступа в GenBank CAA54709.1; и kfiD зарегистрирован как номер доступа в GenBank CAA54708.1.[0026] As the kfiA, kfiB, kfiC, or kfiD gene, the kfiA, kfiB, kfiC, or kfiD gene originating from the genus Escherichia is preferable. Specific examples thereof include the kfiA, kfiB, kfiC, or kfiD gene from Escherichia coli strain K5. The nucleotide sequence of the kfiA, kfiB, kfiC, or kfiD gene from Escherichia coli strain K5 and the amino acid sequence of the protein encoded by the gene can be obtained from public databases. kfiA is registered as GenBank accession number CAA54711.1; kfiB is registered as GenBank accession number CAE55824.1; kfiC is registered as GenBank accession number CAA54709.1; and kfiD is registered as GenBank accession number CAA54708.1.

[0027] Примеры генов kfiA включают ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 34, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 34, и имеющую свойство увеличения способности к продукции гепаросана бактерии из рода Escherichia, имеющей способность к продукции гепаросана, когда уровень экспрессии увеличен в бактерии.[0027] Examples of kfiA genes include DNA comprising a nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 34, or DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 34, and having the property of increasing the heparosan-producing ability of a bacterium of the genus Escherichia having the heparosan-producing ability when the expression level is increased in the bacterium.

[0028] Примеры генов kfiB включают ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 35, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 35, и имеющую свойство увеличения способности к продукции гепаросана бактерии из рода Escherichia, имеющей способность к продукции гепаросана, когда уровень экспрессии увеличен в бактерии.[0028] Examples of kfiB genes include DNA comprising a nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 35, or DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 35, and having the property of increasing the heparosan-producing ability of a bacterium of the genus Escherichia having the heparosan-producing ability when the expression level is increased in the bacterium.

[0029] Примеры генов kfiC включают ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 36, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 36, и имеющую свойство увеличения способности к продукции гепаросана бактерии из рода Escherichia, имеющей способность к продукции гепаросана, когда уровень экспрессии увеличен в бактерии.[0029] Examples of kfiC genes include DNA comprising a nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 36, or DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 36, and having the property of increasing the heparosan-producing ability of a bacterium of the genus Escherichia having the heparosan-producing ability when the expression level is increased in the bacterium.

[0030] Примеры генов kfiD включают ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 37, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 37, и имеющую свойство увеличения способности к продукции гепаросана бактерии из рода Escherichia, имеющей способность к продукции гепаросана, когда уровень экспрессии увеличен в бактерии.[0030] Examples of kfiD genes include DNA comprising a nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 37, or DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 37, and having the property of increasing the heparosan-producing ability of a bacterium of the genus Escherichia having the heparosan-producing ability when the expression level is increased in the bacterium.

[0031] На ФИГ. 3 показана схематическая диаграмма биосинтетического пути гепаросана. Как показано на ФИГ. 3, GlmS представляет собой первый фермент в пути снабжения UDP-N-ацетилглюкозамином, являющимся предшественником гепаросана, и представляет собой фермент, который катализирует реакцию из фруктоза-6-фосфата до глюкозамин-6-фосфата. YhbJ представляет собой фермент, отрицательно контролирующий GlmS.[0031] FIG. 3 shows a schematic diagram of the biosynthetic pathway of heparosan. As shown in FIG. 3, GlmS is the first enzyme in the pathway for supplying UDP-N-acetylglucosamine, which is a precursor of heparosan, and is an enzyme that catalyzes the reaction of fructose-6-phosphate to glucosamine-6-phosphate. YhbJ is an enzyme that negatively controls GlmS.

[0032] В качестве гена yhbJ, ген yhbJ, происходящий из рода Escherichia, является предпочтительным. Его конкретные примеры включают ген yhbJ из Escherichia coli штамма K-12. Нуклеотидная последовательность гена yhbJ из Escherichia coli штамма K-12 и аминокислотная последовательность белка, кодированного геном, могут быть получены из публичных баз данных. Ген yhbJ из Escherichia coli штамма K-12 зарегистрирован как номер доступа в GenBank BAE77249.1.[0032] As the yhbJ gene, the yhbJ gene originating from the genus Escherichia is preferred. Specific examples thereof include the yhbJ gene from Escherichia coli strain K-12. The nucleotide sequence of the yhbJ gene from Escherichia coli strain K-12 and the amino acid sequence of the protein encoded by the gene can be obtained from public databases. The yhbJ gene from Escherichia coli strain K-12 is registered as GenBank accession number BAE77249.1.

[0033] Примеры генов yhbJ включают ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 38, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 38, и имеющую свойство увеличения способности к продукции гепаросана бактерии из рода Escherichia, имеющей способность к продукции гепаросана, когда уровень экспрессии уменьшен в бактерии.[0033] Examples of yhbJ genes include DNA comprising a nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 38, or DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 38, and having the property of increasing the heparosan-producing ability of a bacterium of the genus Escherichia having the heparosan-producing ability when the expression level is reduced in the bacterium.

[0034] Каждый из генов в (1) - (3) выше может быть легко получен из публичных баз данных посредством, например, поиска BLAST или поиска FASTA с использованием нуклеотидной последовательности каждого гена, описанной выше. Кроме того, гомолог каждого гена может быть получен, например, посредством ПЦР с использованием хромосомы микроорганизма, такого как бактерия, в качестве матрицы и с использованием олигонуклеотида, полученного на основе этих известных последовательностей генов, в качестве праймера.[0034] Each of the genes in (1) to (3) above can be easily obtained from public databases by, for example, a BLAST search or a FASTA search using the nucleotide sequence of each gene described above. In addition, a homologue of each gene can be obtained by, for example, PCR using a chromosome of a microorganism such as a bacterium as a template and using an oligonucleotide prepared based on these known gene sequences as a primer.

[0035] Каждый из генов в (1) - (3) выше могут представлять собой варианты генов, при условии, что исходные функции (например, активность или свойство) белка, кодированного генами, сохраняется. Можно проверять, сохраняет или нет белок, кодированный вариантами генов, свою исходную функцию; конкретно, например, когда исходной функцией является улучшение способности к продукции гепаросана, посредством введения варианта гена в микроорганизм, принадлежащий к прокариотам, имеющим способность к продукции гепаросана.[0035] Each of the genes in (1) to (3) above may be gene variants, as long as the original functions (e.g., activity or property) of the protein encoded by the genes are retained. It is possible to test whether or not the protein encoded by the gene variants retains its original function; specifically, for example, when the original function is to improve the ability to produce heparosan, by introducing the gene variant into a microorganism belonging to prokaryotes having the ability to produce heparosan.

[0036] Варианты каждого из генов в (1) - (3) выше могут быть получены в соответствии со способом сайт-направленного мутагенеза, посредством модификации кодирующей области гена таким образом, что аминокислотные остатки в специфических положениях кодированного белка заменены, делетированы, вставлены или добавлены. Кроме того, варианты каждого из генов в (1) - (3) выше могут быть также получены, например, посредством обработки для мутагенеза.[0036] Variants of each of the genes in (1) to (3) above can be obtained according to a site-directed mutagenesis method by modifying the coding region of the gene such that amino acid residues at specific positions of the encoded protein are replaced, deleted, inserted, or added. In addition, variants of each of the genes in (1) to (3) above can also be obtained, for example, by mutagenesis treatment.

[0037] При условии, что их исходные функции сохраняются, каждый из генов в (1) - (3) выше могут представлять собой гены, кодирующие белок, имеющий аминокислотную последовательность, в которой одна или несколько аминокислот в одном или нескольких положениях заменены, делетированы, вставлены или добавлены. Например, в кодированном белке, его N-конец и/или C-конец может быть удлинен или укорочен. Фраза «одна или несколько» отличается, в зависимости от положения и типа аминокислотного остатка в трехмерной структуре белка. Конкретные примеры этого включают 1-50, 1-40, 1-30, и это составляет, предпочтительно, 1-20, более предпочтительно, 1-10, даже более предпочтительно, 1-5, и особенно предпочтительно, 1-3.[0037] Provided that their original functions are retained, each of the genes in (1) to (3) above may be genes encoding a protein having an amino acid sequence in which one or more amino acids at one or more positions are replaced, deleted, inserted or added. For example, in the encoded protein, its N-terminus and/or C-terminus may be extended or shortened. The phrase "one or more" differs depending on the position and type of the amino acid residue in the three-dimensional structure of the protein. Specific examples thereof include 1-50, 1-40, 1-30, and it is preferably 1-20, more preferably 1-10, even more preferably 1-5, and particularly preferably 1-3.

[0038] Замена, делеция, вставка или добавление одной или нескольких аминокислот, как описано выше, представляет собой консервативную мутацию, которая нормально сохраняет функцию белка. Репрезентативными консервативными мутациями являются консервативные замены. Консервативная замена представляет собой мутацию, в которой замена возникает между Phe, Trp и Tyr в случае, когда участок замены представляет собой ароматическую аминокислоту, замена возникает между Leu, Ile и Val, в случае, когда участок замены представляет собой гидрофобную аминокислоту, замена возникает между Gln и Asn, в случае, когда участок замены представляет собой полярную аминокислоту, замена возникает между Lys, Arg и His, в случае, когда участок замены представляет собой основную аминокислоту, замена возникает между Asp и Glu, в случае, когда участок замены представляет собой кислую аминокислоту, и замена возникает между Ser и Thr, в случае, когда участок замены представляет собой аминокислоту, имеющую гидроксильные группы. Конкретные примеры замен, рассматриваемых как консервативная замена, включают замену Ala на Ser или Thr; замену Arg на Gln, His или Lys; замену Asn на Glu, Gln, Lys, His или Asp; замену Asp на Asn, Glu или Gln; замену Cys на Ser или Ala; замену Gln на Asn, Glu, Lys, His, Asp или Arg; замену Glu на Gly, Asn, Gln, Lys или Asp; замену Gly на Pro; замену His на Asn, Lys, Gln, Arg или Tyr; замену Ile на Leu, Met, Val или Phe; замену Leu на Ile, Met, Val или Phe; замену Lys на Asn, Glu, Gln, His или Arg; замену Met на Ile, Leu, Val или Phe; замену Phe на Trp, Tyr, Met, Ile или Leu; замену Ser на Thr или Ala; замену Thr на Ser или Ala; замену Trp на Phe или Tyr; замену Tyr на His, Phe или Trp; и замену Val на Met, Ile или Leu. Кроме того, замены, делеции, вставки, добавления аминокислот, как описано выше, их инверсии и т.п. включают замены, делеции, вставки и добавления, инверсии, и т.п., которые вызваны мутациями (мутанты или варианты), возникающими естественным образом, такими как мутации, основанные на индивидуальных различиях или видовых различиях в организме, из которого происходит ген.[0038] A substitution, deletion, insertion or addition of one or more amino acids as described above is a conservative mutation that normally preserves the function of the protein. Representative conservative mutations are conservative substitutions. A conservative substitution is a mutation in which a substitution occurs between Phe, Trp and Tyr, in the case where the substitution site is an aromatic amino acid, the substitution occurs between Leu, Ile and Val, in the case where the substitution site is a hydrophobic amino acid, the substitution occurs between Gln and Asn, in the case where the substitution site is a polar amino acid, the substitution occurs between Lys, Arg and His, in the case where the substitution site is a basic amino acid, the substitution occurs between Asp and Glu, in the case where the substitution site is an acidic amino acid, and the substitution occurs between Ser and Thr, in the case where the substitution site is an amino acid having hydroxyl groups. Specific examples of substitutions considered as a conservative substitution include the substitution of Ala for Ser or Thr; replacing Arg with Gln, His or Lys; replacing Asn with Glu, Gln, Lys, His or Asp; replacing Asp with Asn, Glu or Gln; replacing Cys with Ser or Ala; replacing Gln with Asn, Glu, Lys, His, Asp or Arg; replacing Glu with Gly, Asn, Gln, Lys or Asp; replacing Gly with Pro; replacing His with Asn, Lys, Gln, Arg or Tyr; replacing Ile with Leu, Met, Val or Phe; replacing Leu with Ile, Met, Val or Phe; replacing Lys with Asn, Glu, Gln, His or Arg; replacing Met with Ile, Leu, Val or Phe; replacing Phe with Trp, Tyr, Met, Ile or Leu; replacing Ser with Thr or Ala; replacing Thr with Ser or Ala; replacing Trp with Phe or Tyr; substitution of Tyr with His, Phe or Trp; and substitution of Val with Met, Ile or Leu. In addition, the substitutions, deletions, insertions, additions of amino acids as described above, their inversions, etc. include substitutions, deletions, insertions and additions, inversions, etc. that are caused by mutations (mutants or variants) occurring naturally, such as mutations based on individual differences or species differences in the organism from which the gene is derived.

[0039] Кроме того, при условии, что их исходные функции сохраняются, каждый из генов в (1)-(3) выше могут представлять собой гены, кодирующие белок, имеющий 80% или более, предпочтительно, 90% или более, более предпочтительно, 95% или более, даже более предпочтительно, 97% или более, и особенно предпочтительно, 99% или более идентичность с полной аминокислотной последовательностью.[0039] Furthermore, provided that their original functions are retained, each of the genes in (1) to (3) above may be genes encoding a protein having 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, even more preferably 97% or more, and particularly preferably 99% or more identity with the entire amino acid sequence.

[0040] Кроме того, при условии, что их исходные функции сохраняются, каждый из генов в (1) - (3) выше может представлять собой ДНК, которая гибридизуется, в строгих условиях, с зондом, который может быть получен из известных последовательностей гена, таких как последовательность, комплементарная полной или части нуклеотидной последовательности. Термин «строгие условия» относится к условиям, в которых образуются так называемые специфические гибриды, и неспецифические гибриды не образуются. Их примеры включают условия, в которых ДНК, имеющие идентичность друг с другом на более высоком уровне, например, ДНК, имеющие 80% или более, предпочтительно 90% или более, более предпочтительно 95% или более, даже более предпочтительно, 97% или более, и особенно предпочтительно 99% или более идентичность друг с другом, гибридизуются друг с другом, и ДНК, имеющие идентичность друг с другом на более низком уровне, не гибридизуются друг с другом; или условия, представляющие собой условия для отмывки при нормальной Саузерн-гибридизации, в которых отмывку проводят один раз, предпочтительно, от двух до трех раз, при концентрации соли и температуре, соответствующих 60 градусам C, 1 x SSC и 0,1% SDS, предпочтительно, 60 градусам C, 0,1 x SSC и 0,1% SDS, и более предпочтительно, 68 градусам C, 0,1 x SSC и 0,1% SDS.[0040] Furthermore, provided that their original functions are maintained, each of the genes in (1) to (3) above may be a DNA that hybridizes, under stringent conditions, with a probe that can be obtained from known gene sequences, such as a sequence complementary to all or part of a nucleotide sequence. The term "stringent conditions" refers to conditions under which so-called specific hybrids are formed and non-specific hybrids are not formed. Examples thereof include conditions under which DNAs having identity with each other at a higher level, such as DNAs having 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, even more preferably 97% or more, and particularly preferably 99% or more identity with each other, hybridize with each other, and DNAs having identity with each other at a lower level do not hybridize with each other; or conditions that are the washing conditions for normal Southern hybridization, in which the washing is carried out once, preferably two to three times, at a salt concentration and temperature corresponding to 60 degrees C, 1 x SSC and 0.1% SDS, preferably 60 degrees C, 0.1 x SSC and 0.1% SDS, and more preferably 68 degrees C, 0.1 x SSC and 0.1% SDS.

[0041] Зонд, используемый для вышеуказанной гибридизации, может являться частью последовательности, комплементарной каждому гену. Такой зонд может быть получен посредством ПЦР с использованием олигонуклеотида, полученного на основе известной последовательности гена, в качестве праймера и с использованием фрагмента ДНК, содержащего каждый из генов в (1) - (3), выше, в качестве матрицы. Например, фрагмент ДНК, имеющий длину приблизительно 300 п.о., можно использовать в качестве зонда. В случае, когда фрагмент ДНК, имеющий длину приблизительно 300 п.о., используют в качестве зонда, примеры условий для отмывки при гибридизации включают условия 50 градусов C, 2 x SSC и 0,1% SDS.[0041] The probe used for the above hybridization may be a portion of a sequence complementary to each gene. Such a probe can be obtained by PCR using an oligonucleotide obtained based on a known gene sequence as a primer and using a DNA fragment containing each of the genes in (1) to (3) above as a template. For example, a DNA fragment having a length of about 300 bp can be used as a probe. In a case where a DNA fragment having a length of about 300 bp is used as a probe, examples of washing conditions in the hybridization include conditions of 50 degrees C, 2 x SSC, and 0.1% SDS.

[0042] Кроме того, поскольку вырожденность кодонов отличается, в зависимости от хозяев, каждый из генов в (1) - (3) выше, могут представлять собой гены, полученные посредством замены любого кодона на эквивалентный кодон, при условии, что их исходные функции сохраняются. Например, гены в таблицах 1-3 можно модифицировать таким образом, чтобы они имели оптимальные кодоны, в зависимости от частоты использования кодонов для используемого хозяина.[0042] Furthermore, since codon degeneracy differs depending on the host, each of the genes in (1) - (3) above may be genes obtained by replacing any codon with an equivalent codon, provided that their original functions are retained. For example, the genes in Tables 1 - 3 can be modified to have optimal codons depending on the codon usage frequency for the host used.

[0043] Примеры обработок для мутагенеза включают способ обработки in vitro молекулы ДНК, имеющей нуклеотидную последовательность каждого из генов в (1) - (3) выше, с использованием гидроксиламина или т.п.; способ обработки микроорганизмов, несущих каждый из генов в (1) - (3) выше, с использованием рентгеновского излучения, ультрафиолетового излучения или мутагена, такого как N-метил-N’-нитро-N-нитрозогуанидин (NTG), этилметансульфонат (EMS) и метилметансульфонат (MMS), и т.п.[0043] Examples of the treatments for mutagenesis include a method of treating in vitro a DNA molecule having a nucleotide sequence of each of the genes in (1) to (3) above using hydroxylamine or the like; a method of treating microorganisms carrying each of the genes in (1) to (3) above using X-ray irradiation, ultraviolet irradiation, or a mutagen such as N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG), ethyl methanesulfonate (EMS), and methyl methanesulfonate (MMS), and the like.

[0044] Генетическая модификация для увеличения уровня экспрессии гена[0044] Genetic modification to increase gene expression levels

Фраза «увеличение экспрессии гена» означает, что экспрессия гена увеличена, по сравнению с экспрессией для немодифицированного штамма. Примеры одного аспекта увеличения экспрессии гена включают аспект, в котором экспрессия гена предпочтительно, увеличена в 1,5 раза или более, более предпочтительно, увеличена в 2 раза или более, и даже более предпочтительно, увеличена в 3 раза или более, по сравнению с экспрессией для немодифицированного штамма.The phrase "increasing gene expression" means that the expression of the gene is increased, compared to the expression for an unmodified strain. Examples of one aspect of increasing gene expression include an aspect in which the expression of the gene is preferably increased by 1.5 times or more, more preferably increased by 2 times or more, and even more preferably increased by 3 times or more, compared to the expression for an unmodified strain.

[0045] Кроме того, фраза «экспрессия гена увеличена» означает не только увеличение экспрессии целевого гена в штамме, в котором целевой ген исходно экспрессируется, но также означает, что целевой ген экспрессируется в штамме, в котором целевой ген исходно не экспрессируется. То есть, фраза «экспрессия гена увеличена» включает, например, случай, в котором целевой ген вводят в штамм, не имеющий целевого гена, и целевой ген экспрессируется в нем. Кроме того, фраза «экспрессия гена увеличена» также обозначена как фразы «экспрессия гена усилена» и «экспрессия гена повышена».[0045] In addition, the phrase "gene expression is increased" means not only an increase in the expression of a target gene in a strain in which the target gene is originally expressed, but also means that the target gene is expressed in a strain in which the target gene is not originally expressed. That is, the phrase "gene expression is increased" includes, for example, a case in which the target gene is introduced into a strain that does not have the target gene and the target gene is expressed therein. In addition, the phrase "gene expression is increased" is also designated as the phrases "gene expression is enhanced" and "gene expression is increased".

[0046] Увеличения экспрессии гена можно достигать, например, посредством увеличения количества копий гена. Увеличения количества копий гена можно достигать посредством введения гена в хромосому хозяина. Введение гена в хромосому можно осуществлять с использованием, например, гомологичной рекомбинации (Miller I, J.H. Experiments in Molecular Genetics, 1972, Cold Spring Harbor Laboratory). Можно вводить только одну копию гена, или можно вводить две или более его копий.[0046] An increase in gene expression can be achieved, for example, by increasing the number of copies of the gene. An increase in the number of copies of the gene can be achieved by introducing the gene into the host chromosome. The introduction of the gene into the chromosome can be accomplished using, for example, homologous recombination (Miller I, J.H. Experiments in Molecular Genetics, 1972, Cold Spring Harbor Laboratory). Only one copy of the gene can be introduced, or two or more copies can be introduced.

[0047] Например, множество копий гена можно вводить в хромосому посредством проведения гомологичной рекомбинации с нацеливанием в то же время на последовательность, имеющую множество копий на хромосоме. Примеры последовательности, имеющей множество копий на хромосоме, включают повторяющуюся последовательность ДНК (повторяющуюся ДНК) и инвертированные повторы, присутствующие на обоих концах транспозона.[0047] For example, multiple copies of a gene can be introduced into a chromosome by performing homologous recombination while targeting a sequence having multiple copies on the chromosome. Examples of a sequence having multiple copies on a chromosome include a repetitive DNA sequence (repetitive DNA) and inverted repeats present at both ends of a transposon.

[0048] Альтернативно, гомологичную рекомбинацию можно проводить с нацеливанием в то же время на соответствующую последовательность на хромосоме, такую как ген, не являющийся необходимым для продукции целевого вещества. Гомологичную рекомбинацию можно проводить, например, посредством способа с использованием линейной ДНК, способа с использованием плазмиды, содержащей термочувствительную точку начала репликации, способа с использованием плазмиды, способной к конъюгативному переносу, способа с использованием суицидного вектора, не имеющего точку начала репликации, которая функционирует в хозяине, или способа трансдукции с использованием фага. Кроме того, ген можно также случайным образом вводить в хромосому с использованием транспозона или Mini-Mu (JP-A-H2-109985).[0048] Alternatively, homologous recombination can be carried out while targeting a corresponding sequence on a chromosome, such as a gene that is not necessary for the production of a target substance. Homologous recombination can be carried out, for example, by a method using linear DNA, a method using a plasmid containing a temperature-sensitive origin of replication, a method using a plasmid capable of conjugative transfer, a method using a suicide vector lacking an origin of replication that functions in the host, or a transduction method using a phage. In addition, a gene can also be randomly introduced into a chromosome using a transposon or Mini-Mu (JP-A-H2-109985).

[0049] Введен ли целевой ген в хромосому, можно проверять посредством Саузерн-гибридизации с использованием зонда, имеющего последовательность, комплементарную всей или части гена, ПЦР с использованием праймера, сконструированного на основе последовательности гена, или т.п.[0049] Whether a target gene has been introduced into a chromosome can be checked by Southern hybridization using a probe having a sequence complementary to all or part of the gene, PCR using a primer designed based on the gene sequence, or the like.

[0050] Кроме того, количество копий гена также можно увеличивать посредством введения вектора, содержащего ген, в хозяина. Например, является возможным увеличивать количество копий гена посредством конструирования экспрессирующего вектора для гена, посредством лигирования фрагмента ДНК, содержащего целевой ген, с вектором, который функционирует в хозяине, и трансформации хозяина с использованием экспрессирующего вектора. Фрагмент ДНК, содержащий целевой ген, можно получать, например, посредством ПЦР с использованием геномной ДНК микроорганизма, имеющего целевой ген, в качестве матрицы. Способ трансформации не является конкретно ограниченным, и можно использовать общеизвестный способ.[0050] In addition, the copy number of a gene can also be increased by introducing a vector containing the gene into a host. For example, it is possible to increase the copy number of a gene by constructing an expression vector for the gene, by ligating a DNA fragment containing the target gene with a vector that functions in the host, and transforming the host using the expression vector. The DNA fragment containing the target gene can be obtained, for example, by PCR using the genomic DNA of a microorganism having the target gene as a template. The transformation method is not particularly limited, and a generally known method can be used.

[0051] В качестве вектора, можно использовать вектор, который может автономно реплицироваться в клетке-хозяине. Вектор, предпочтительно, представляет собой мультикопийный вектор. Кроме того, вектор, предпочтительно, имеет маркер, такой как ген устойчивости к антибиотику или другой ген, описанный в литературе [Karl Friehs, Plasmid Copy Number and Plasmid Stability, Adv Biochem Engin/Biotechnol 86: 47-82 (2004)], для отбора трансформанта. Кроме того, вектор может иметь промотор или терминатор для экспрессии вставленного гена. Примеры вектора включают вектор, происходящий из бактериальной плазмиды, вектор, происходящий из дрожжевой плазмиды, вектор, происходящий из бактериофага, космиды, фагмиды и т.п.[0051] As the vector, a vector that can autonomously replicate in a host cell can be used. The vector is preferably a multi-copy vector. In addition, the vector preferably has a marker such as an antibiotic resistance gene or other gene described in the literature [Karl Friehs, Plasmid Copy Number and Plasmid Stability, Adv Biochem Engin/Biotechnol 86: 47-82 (2004)] for selecting a transformant. In addition, the vector may have a promoter or terminator for expressing the inserted gene. Examples of the vector include a vector derived from a bacterial plasmid, a vector derived from a yeast plasmid, a vector derived from a bacteriophage, cosmids, phagemids, and the like.

[0052] Конкретные примеры векторов, способных к автономной репликации в бактериях из числа Enterobacteriaceae, таких как Escherichia coli, включают pUC19, pUC18, pHSG299, pHSG399, pHSG398, pBR322 и pSTV29 (все из Takara Bio Inc.), pACYC184, pMW219, pMW118 и pMW119 (все из Nippon Gene), pTrc99A (Pharmacia), вектор pPROK (Clontech), pKK233-2 (Clontech), вектор pET (Novagen), вектор pQE (Qiagen) и вектор с широким спектром хозяев RSF1010.[0052] Specific examples of vectors capable of autonomous replication in bacteria from the Enterobacteriaceae , such as Escherichia coli , include pUC19, pUC18, pHSG299, pHSG399, pHSG398, pBR322, and pSTV29 (all from Takara Bio Inc.), pACYC184, pMW219, pMW118, and pMW119 (all from Nippon Gene), pTrc99A (Pharmacia), pPROK vector (Clontech), pKK233-2 (Clontech), pET vector (Novagen), pQE vector (Qiagen), and the broad host range vector RSF1010.

[0053] В случае введения гена, является достаточным, чтобы ген сохранялся в бактерии из рода Escherichia, имеющей генетическую модификацию по настоящему изобретению. Конкретно, является достаточным, чтобы ген был введен таким образом, чтобы он экспрессировался под контролем промоторной последовательности, которая функционирует в бактерии по настоящему изобретению. Промотор может представлять собой промотор, происходящий из хозяина, или гетерологичный промотор. Промотор может представлять собой собственный промотор гена, подлежащего введению, или промотор других генов. В качестве промотора, например, можно использовать более сильный промотор, который будет описан позже.[0053] In the case of introducing a gene, it is sufficient that the gene is maintained in a bacterium of the genus Escherichia having the genetic modification of the present invention. Specifically, it is sufficient that the gene is introduced so that it is expressed under the control of a promoter sequence that functions in the bacterium of the present invention. The promoter may be a promoter derived from the host or a heterologous promoter. The promoter may be the own promoter of the gene to be introduced or a promoter of other genes. As the promoter, for example, a stronger promoter, which will be described later, can be used.

[0054] Терминатор для терминации транскрипции может быть расположен ниже гена. Терминатор не является конкретно ограниченным, при условии, что он функционирует в бактерии по настоящему изобретению. Терминатор может представлять собой терминатор, происходящий из хозяина, или гетерологичный терминатор. Терминатор может представлять собой терминатор, специфический для гена, подлежащего введению, или может представлять собой терминатор из других генов. Конкретные примеры терминаторов включают терминатор T7, терминатор T4, терминатор фага fd, терминатор tet и терминатор trpA.[0054] A terminator for terminating transcription may be located downstream of a gene. The terminator is not particularly limited as long as it functions in the bacterium of the present invention. The terminator may be a host-derived terminator or a heterologous terminator. The terminator may be a terminator specific to the gene to be introduced, or may be a terminator from other genes. Specific examples of terminators include the T7 terminator, the T4 terminator, the fd phage terminator, the tet terminator, and the trpA terminator.

[0055] Векторы, промоторы и терминаторы, которые можно использовать в различных микроорганизмах, подробно описаны, например, в «Basic Lecture 8 on Microbiology, Gene Engineering, KYORITSU SHUPPAN, 1987», и их можно использовать.[0055] Vectors, promoters and terminators that can be used in various microorganisms are described in detail, for example, in “Basic Lecture 8 on Microbiology, Gene Engineering, KYORITSU SHUPPAN, 1987”, and can be used.

[0056] Кроме того, в случае, когда вводят два или более генов, является достаточным, чтобы каждый ген сохранялся в бактерии по настоящему изобретению подходящим для экспрессии образом. Например, каждый ген из всех может сохраняться в отдельном экспрессирующем векторе, или все могут сохраняться на хромосоме. Кроме того, каждый ген может отдельно сохраняться на множестве экспрессирующих векторов, или может отдельно сохраняться на одном или множестве экспрессирующих векторов и на хромосоме. Кроме того, два или более генов могут формировать оперон и быть введены. Примеры «случаев, когда вводят два или более генов», включают случай введения генов, соответственно, кодирующих два или более ферментов, случай введения генов, соответственно, кодирующих две или более субъединиц, которые формируют один фермент, и их комбинации.[0056] Furthermore, in a case where two or more genes are introduced, it is sufficient that each gene is maintained in the bacterium of the present invention in a manner suitable for expression. For example, each gene of all may be maintained in a separate expression vector, or all may be maintained on a chromosome. Furthermore, each gene may be separately maintained on a plurality of expression vectors, or may be separately maintained on one or a plurality of expression vectors and on a chromosome. Furthermore, two or more genes may form an operon and be introduced. Examples of "cases where two or more genes are introduced" include a case of introducing genes respectively encoding two or more enzymes, a case of introducing genes respectively encoding two or more subunits that form one enzyme, and combinations thereof.

[0057] Ген, подлежащий введению, не является конкретно ограниченным, при условии, что он кодирует белок, который функционирует в хозяине. Ген, подлежащий введению, может представлять собой ген, происходящий из хозяина, или гетерологичный ген. Ген, подлежащий введению, может быть получен, например, посредством ПЦР с использованием праймеров, сконструированных на основе нуклеотидной последовательности гена, и с использованием геномной ДНК из организма, имеющего ген, или плазмиды или т.п., несущей ген, в качестве матрицы. Кроме того, ген, подлежащий введению, можно полностью синтезировать, например, на основании нуклеотидной последовательности гена [Gene, 60 (1), 115-127 (1987)].[0057] The gene to be introduced is not particularly limited as long as it encodes a protein that functions in the host. The gene to be introduced may be a gene derived from the host or a heterologous gene. The gene to be introduced can be obtained, for example, by PCR using primers designed based on the nucleotide sequence of the gene and using genomic DNA from an organism having the gene or a plasmid or the like carrying the gene as a template. In addition, the gene to be introduced may be entirely synthesized based on, for example, the nucleotide sequence of the gene [Gene, 60 (1), 115-127 (1987)].

[0058] Кроме того, увеличения экспрессии гена можно достигать посредством улучшения эффективности транскрипции гена. Улучшения эффективности транскрипции гена можно достигать, например, посредством замены промотора гена на хромосоме на более сильный промотор. «Более сильный промотор» относится к промотору, который усиливает транскрипцию гена, по сравнению с природным промотором дикого типа.[0058] In addition, an increase in gene expression can be achieved by improving the efficiency of gene transcription. An improvement in the efficiency of gene transcription can be achieved, for example, by replacing the gene promoter on the chromosome with a stronger promoter. A "stronger promoter" refers to a promoter that enhances gene transcription, compared to a natural wild-type promoter.

[0059] Примеры «более сильных промоторов» включают известные промоторы с высокой экспрессией, такие как промотор uspA, промотор T7, промотор trp, промотор lac, промотор thr, промотор tac, промотор trc, промотор tet, промотор araBAD, промотор rpoH, промотор PR и промотор PL.[0059] Examples of “stronger promoters” include known high expression promoters such as the uspA promoter, the T7 promoter, the trp promoter, the lac promoter, the thr promoter, the tac promoter, the trc promoter, the tet promoter, the araBAD promoter, the rpoH promoter, the PR promoter, and the PL promoter.

[0060] Кроме того, в качестве более сильного промотора, общепринятый промотор высоко активного типа может быть получен с использованием различных репортерных генов. Например, активность промотора можно увеличивать посредством переноса областей -35 и -10 в промоторной области ближе к консенсусной последовательности (WO2000/18935).[0060] In addition, as a stronger promoter, a conventional promoter of a highly active type can be obtained using various reporter genes. For example, the activity of the promoter can be increased by moving the -35 and -10 regions in the promoter region closer to the consensus sequence (WO2000/18935).

[0061] Примеры промоторов высоко активного типа включают различные tac-подобные промоторы (Katashkina JI et al. Патентная заявка Российской Федерации 2006134574) и промотор pnlp8 (WO2010/027045). Способы оценки силы промотора и примеры сильных промоторов описаны в известных литературных источниках [Prokaryotic promoters in biotechnology. Biotechnol. Annu. Rev., 1, 105-128 (1995) и т.п.].[0061] Examples of highly active type promoters include various tac-like promoters (Katashkina JI et al. Russian Federation Patent Application 2006134574) and the pnlp8 promoter (WO2010/027045). Methods for assessing promoter strength and examples of strong promoters are described in known literature [Prokaryotic promoters in biotechnology. Biotechnol. Annu. Rev., 1, 105-128 (1995), etc.].

[0062] Кроме того, увеличения уровня экспрессии гена можно достигать посредством улучшения эффективности трансляции гена. Улучшения эффективности трансляции гена можно достигать, например, посредством замены последовательности Шайна-Дальгарно (SD) (также называемой участок связывания рибосомы (RBS)) гена на хромосоме на более сильную последовательность SD.[0062] In addition, an increase in the expression level of a gene can be achieved by improving the efficiency of gene translation. An improvement in the efficiency of gene translation can be achieved, for example, by replacing the Shine-Dalgarno (SD) sequence (also called the ribosome binding site (RBS)) of a gene on a chromosome with a stronger SD sequence.

[0063] «Более сильная последовательность SD» относится к последовательности SD, для которой трансляция мРНК является улучшенной, по сравнением с природной последовательностью SD дикого типа. Примеры более сильной последовательности SD включают RBS гена 10 из фага T7 (Olins P.O. et al, Gene, 1988, 73, 227-235). Кроме того, известно, что замена, вставка или делеция нескольких нуклеотидов в спейсерной области между RBS и инициирующим кодоном, в частности, в последовательности, непосредственно выше инициирующего кодона (5’-UTR), значительно влияет на стабильность и эффективность трансляции мРНК, и таким образом, эффективность трансляции гена можно улучшать посредством их модификации.[0063] "Stronger SD sequence" refers to an SD sequence for which mRNA translation is improved, compared to the natural wild-type SD sequence. Examples of a stronger SD sequence include the RBS of gene 10 from phage T7 (Olins P.O. et al, Gene, 1988, 73, 227-235). In addition, it is known that substitution, insertion or deletion of several nucleotides in the spacer region between the RBS and the initiation codon, in particular in the sequence immediately upstream of the initiation codon (5'-UTR), significantly affects the stability and translation efficiency of mRNA, and thus the translation efficiency of the gene can be improved by modifying them.

[0064] По настоящему изобретению, участки, влияющие на экспрессию гена, такие как промотор, последовательность SD и спейсерная область между RBS и инициирующим кодоном, также в совокупности обозначены как «области контроля экспрессии». Области контроля экспрессии можно определять с использованием программного обеспечения для поиска генов, такого как vector или GENETYX для поиска промоторов. Модификацию этих областей контроля экспрессии можно проводить, например, посредством способа с использованием термочувствительного вектора или способа направляемой Red интеграции (WO2005/010175).[0064] According to the present invention, regions influencing gene expression, such as a promoter, an SD sequence, and a spacer region between the RBS and the start codon, are also collectively referred to as "expression control regions". The expression control regions can be determined using gene search software such as vector or GENETYX for searching promoters. Modification of these expression control regions can be carried out, for example, by a method using a temperature-sensitive vector or a Red-directed integration method (WO2005/010175).

[0065] Улучшения эффективности трансляции генов можно также достигать, например, посредством модификации кодонов. Конкретно, например, в случае, когда проводят гетерологичную экспрессию гена, и т.п., эффективность трансляции гена можно улучшать посредством замены редких кодонов, присутствующих в гене, на синонимические кодоны, используемые более часто.[0065] Improvement of gene translation efficiency can also be achieved, for example, by modifying codons. Specifically, for example, in the case where heterologous expression of a gene is carried out, etc., the efficiency of gene translation can be improved by replacing rare codons present in the gene with synonymous codons used more frequently.

[0066] Замену кодонов можно проводить, например, посредством способа сайт-направленного мутагенеза, в котором целевую мутацию вводят в целевой участок в ДНК. Примеры способов сайт-направленного мутагенеза включают способ с использованием ПЦР [Higuchi, R., 61, in PCR technology, Erlich, H.A. Eds., Stockton press (1989); Carter, P., Meth. In Enzymol., 154, 382 (1987)], и способ с использованием фага [Kramer, W. and Frits, H.J., Meth. In Enzymol., 154, 350 (1987); Kunkel, T.A. et al., Meth. In Enzymol., 154, 367 (1987)]. Альтернативно, фрагмент гена, в котором кодоны заменены, можно полностью синтезировать. Частота использования кодонов в различных организмах описана в «базе данных использования кодонов» [http://www.kazusa.or.jp/codon; Nakamura, Y. et al, Nucl. Acids Res., 28, 292 (2000)].[0066] The codon substitution can be carried out, for example, by a site-directed mutagenesis method in which a target mutation is introduced into a target site in DNA. Examples of site-directed mutagenesis methods include a method using PCR [Higuchi, R., 61, in PCR technology, Erlich, H.A. Eds., Stockton press (1989); Carter, P., Meth. In Enzymol., 154, 382 (1987)], and a method using phage [Kramer, W. and Frits, H.J., Meth. In Enzymol., 154, 350 (1987); Kunkel, T.A. et al., Meth. In Enzymol., 154, 367 (1987)]. Alternatively, the gene fragment in which the codons are substituted can be entirely synthesized. The frequency of codon usage in various organisms is described in the “codon usage database” [http://www.kazusa.or.jp/codon; Nakamura, Y. et al, Nucl. Acids Res., 28, 292 (2000)].

[0067] Кроме того, экспрессию гена можно также увеличивать посредством амплификации регулятора, который увеличивает экспрессию гена, или посредством делеции или ослабления регулятора, который уменьшает экспрессию гена. Такие способы увеличения экспрессии гена, как описано выше, можно использовать отдельно или можно использовать в любой комбинации.[0067] In addition, gene expression can also be increased by amplifying a regulator that increases gene expression, or by deleting or weakening a regulator that decreases gene expression. Such methods for increasing gene expression as described above can be used alone or can be used in any combination.

[0068] Увеличение экспрессии гена можно проверять, например, посредством проверки увеличения уровня транскрипции гена или посредством проверки увеличения количества белка, экспрессированного с гена. Кроме того, увеличение экспрессии гена можно проверять, например, посредством проверки увеличения активности белка, экспрессированного с гена.[0068] An increase in gene expression can be tested, for example, by testing an increase in the transcription level of the gene or by testing an increase in the amount of protein expressed from the gene. In addition, an increase in gene expression can be tested, for example, by testing an increase in the activity of the protein expressed from the gene.

[0069] Проверку увеличения уровня транскрипции гена можно проводить посредством сравнения количества мРНК, транскрибированной с гена, с немодифицированным штаммом, таким как штамм дикого типа или родительский штамм. Примеры способов оценки количества мРНК включают Нозерн-гибридизацию, RT-ПЦР и т.п. [Sambrook, J., et al., Molecular Cloning A Laboratory Manual/Third Edition, Cold spring Harbor Laboratory Press, Cold spring Harbor (USA), 2001]. Увеличение количества мРНК относится, например, к случаю, в котором количество мРНК, предпочтительно, увеличено в 1,5 раза или более, более предпочтительно, увеличено в 2 раза или более, и даже более предпочтительно, увеличено в 3 раза или более, по сравнению с количеством в немодифицированном штамме.[0069] The increase in the transcription level of a gene can be checked by comparing the amount of mRNA transcribed from the gene with that of an unmodified strain such as a wild-type strain or a parental strain. Examples of methods for estimating the amount of mRNA include Northern hybridization, RT-PCR, and the like [Sambrook, J., et al., Molecular Cloning A Laboratory Manual/Third Edition, Cold spring Harbor Laboratory Press, Cold spring Harbor (USA), 2001]. The increase in the amount of mRNA refers to, for example, a case in which the amount of mRNA is preferably increased by 1.5 times or more, more preferably increased by 2 times or more, and even more preferably increased by 3 times or more, compared with that of the unmodified strain.

[0070] Увеличение количества белка можно проверять, например, посредством Вестерн-блоттинга с использованием антитела. Увеличение количества белка относится, например, к случаю, в котором количество белка, предпочтительно, увеличено в 1,5 раза или более, более предпочтительно, увеличено в 2 раза или более, и даже более предпочтительно, увеличено в 3 раза или более, по сравнению с количеством в немодифицированном штамме.[0070] The increase in the amount of protein can be checked, for example, by Western blotting using an antibody. The increase in the amount of protein refers to, for example, a case in which the amount of protein is preferably increased by 1.5 times or more, more preferably increased by 2 times or more, and even more preferably increased by 3 times or more, compared with the amount in the unmodified strain.

[0071] Увеличение активности белка можно проверять, например, посредством измерения активности белка. Увеличение активности белка относится, например, к случаю, в котором активность белка, предпочтительно, увеличена в 1,5 раза или более, более предпочтительно, увеличена в 2 раза или более, и даже более предпочтительно, увеличена в 3 раза или более, по сравнению с активностью в немодифицированном штамме.[0071] The increase in protein activity can be verified, for example, by measuring the protein activity. The increase in protein activity refers to, for example, a case in which the protein activity is preferably increased by 1.5 times or more, more preferably increased by 2 times or more, and even more preferably increased by 3 times or more, compared with the activity in the unmodified strain.

[0072] Вышеописанные способы увеличения экспрессии гена можно использовать для усиления экспрессии каждого из генов (1) и (2) выше.[0072] The above-described methods for increasing gene expression can be used to enhance the expression of each of the genes (1) and (2) above.

[0073] Генетическая модификация, которая увеличивает экспрессию гена kpsS, предпочтительно, представляет собой по меньшей мере одну из модификации областей контроля экспрессии гена kpsS и генетической модификации, увеличивающей количество копий. Ген kpsFEDUCS присутствует в качестве группы генов продукции гепаросана, но как будет описано позднее в примерах, авторы настоящего изобретения обнаружили, что эффект особенного улучшения продукции гепаросана получен посредством увеличения экспрессии только гена kpsS среди них. Соответственно, в качестве генетической модификации, которая увеличивает экспрессию гена kpsS, генетическая модификация для увеличения количества копий гена kpsS является особенно предпочтительной.[0073] The genetic modification that increases the expression of the kpsS gene is preferably at least one of a modification of the expression control regions of the kpsS gene and a genetic modification that increases the copy number. The kpsFEDUCS gene is present as a group of heparosan production genes, but as will be described later in Examples, the inventors of the present invention have found that the effect of particularly improving the production of heparosan is obtained by increasing the expression of only the kpsS gene among them. Accordingly, as a genetic modification that increases the expression of the kpsS gene, a genetic modification for increasing the copy number of the kpsS gene is particularly preferable.

[0074] В то время как бактерия по настоящему изобретению имеет генетическую модификацию, которая увеличивает экспрессию гена kpsS, бактерия по настоящему изобретению, предпочтительно, не имеет генетическую модификацию, которая увеличивает экспрессию гена kpsC, более предпочтительно, не имеет генетическую модификацию, которая увеличивает экспрессию гена kpsC, и по меньшей мере одного гена, выбранного из генов kpsF, kpsE, kpsD и kpsU, и наиболее предпочтительно, не имеет генетическую модификацию, которая увеличивает экспрессию всех генов kpsC, kpsF, kpsE, kpsD и kpsU.[0074] While the bacterium of the present invention has a genetic modification that increases the expression of the kpsS gene, the bacterium of the present invention preferably does not have a genetic modification that increases the expression of the kpsC gene, more preferably does not have a genetic modification that increases the expression of the kpsC gene and at least one gene selected from the kpsF, kpsE, kpsD and kpsU genes, and most preferably does not have a genetic modification that increases the expression of all of the kpsC, kpsF, kpsE, kpsD and kpsU genes.

[0075] Генетическая модификация, которая увеличивает экспрессию по меньшей мере одного гена, выбранного из генов kfiA, kfiB, kfiC и kfiD, предпочтительно, представляет собой по меньшей мере одну из модификации областей контроля экспрессии по меньшей мере одного гена, выбранного из генов kfiA, kfiB, kfiC и kfiD, и увеличения количества копий генов. Гены kfiA, kfiB, kfiC и kfiD составляют, оперон, как показано на ФИГ. 1. Генетическая модификация, которая усиливает весь оперон, составляемый генами kfiA, kfiB, kfiC и kfiD, является предпочтительной, и модификация области контроля экспрессии генов kfiA, kfiB, kfiC и kfiD, является более предпочтительной.[0075] A genetic modification that increases the expression of at least one gene selected from the kfiA, kfiB, kfiC and kfiD genes is preferably at least one of modifying the expression control regions of at least one gene selected from the kfiA, kfiB, kfiC and kfiD genes and increasing the copy number of the genes. The kfiA, kfiB, kfiC and kfiD genes constitute an operon as shown in FIG. 1. A genetic modification that enhances the entire operon constituted by the kfiA, kfiB, kfiC and kfiD genes is preferred, and modifying the expression control region of the kfiA, kfiB, kfiC and kfiD genes is more preferred.

[0076] Генетическая модификация, которая вызывает потерю функции гена[0076] A genetic modification that causes loss of gene function

Примеры генетических модификаций, которые вызывают потерю функции гена yhbJ из (3) выше, включают генетическую модификацию, при которой функция белка, кодированного частью, соответствующей yhbJ, уменьшена или полностью остановлена посредством модификации ДНК, кодирующей часть, соответствующую yhbJ, в геномной ДНК бактерии из рода Escherichia в качестве хозяина.Examples of genetic modifications that cause loss of function of the yhbJ gene from (3) above include genetic modification in which the function of the protein encoded by the portion corresponding to yhbJ is reduced or completely stopped by modifying the DNA encoding the portion corresponding to yhbJ in the genomic DNA of a bacterium of the genus Escherichia as a host.

[0077] В способе по настоящему изобретению, форма модификации, подлежащей добавлению к ДНК, кодирующей часть, соответствующую yhbJ, не является конкретно ограниченной, при условии, что функция белка, кодированного частью, соответствующей yhbJ, уменьшена или полностью остановлена, и можно соответствующим образом использовать известный способ.[0077] In the method of the present invention, the form of modification to be added to the DNA encoding the part corresponding to yhbJ is not particularly limited, as long as the function of the protein encoded by the part corresponding to yhbJ is reduced or completely stopped, and a known method can be appropriately used.

[0078] Примеры форм, которые уменьшают или полностью останавливают функцию белка, кодированного частью, соответствующей yhbJ, включают любую из следующих модификаций (a) - (c):[0078] Examples of forms that reduce or completely abolish the function of the protein encoded by the portion corresponding to yhbJ include any of the following modifications (a) to (c):

(a) Вся или часть ДНК, кодирующей часть, соответствующую yhbJ, удалена,(a) All or part of the DNA encoding the portion corresponding to yhbJ is deleted,

(b) Одна или несколько замен, делеций или добавлений внесены в ДНК, кодирующую часть, соответствующую yhbJ, и(b) One or more substitutions, deletions or additions are introduced into the DNA encoding the portion corresponding to yhbJ, and

(c) ДНК, кодирующая часть, соответствующую yhbJ, заменена на последовательность ДНК, имеющую менее чем 80% идентичность с последовательностью ДНК до модификации.(c) The DNA coding portion corresponding to yhbJ is replaced with a DNA sequence having less than 80% identity to the DNA sequence before modification.

[0079] Примеры потери функции гена yhbJ включают случай, в котором активность гена yhbJ составляет, предпочтительно, 20% или менее, более предпочтительно, 10% или менее, и даже более предпочтительно, 5% или менее, по сравнению с активностью немодифицированного штамма. Активность yhbJ можно проверять посредством проверки уровня экспрессии glmS посредством способа Нозерн-блоттинга, способа Вестерн-блоттинга или т.п. [Kalamorz F. et al, (2007) «Feedback control of glucosamine-6-phosphate synthase GlmS expression depends on the small RNA GlmZ and involves the novel protein YhbJ in Escherichia coli». Mol Microbiol. 65 (6):1518-33].[0079] Examples of loss of function of the yhbJ gene include a case in which the activity of the yhbJ gene is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, and even more preferably 5% or less, compared with that of the unmodified strain. The activity of yhbJ can be checked by checking the expression level of glmS by a Northern blot method, a Western blot method, or the like [Kalamorz F. et al, (2007) “Feedback control of glucosamine-6-phosphate synthase GlmS expression depends on the small RNA GlmZ and involves the novel protein YhbJ in Escherichia coli”. Mol Microbiol. 65 (6):1518-33].

[0080] Бактерия из рода Escherichia [0080] A bacterium of the genus Escherichia

Бактерия, принадлежащая к роду Escherichia, не является конкретно ограниченной, и ее примеры включают бактерию, классифицированную в род Escherichia, по классификации, известной экспертам в микробиологии. Примеры бактерий, принадлежащих к роду Escherichia, включают бактерии, описанные в литературе [Backmann, B.J. 1996. Derivations and Genotypes of some mutant derivatives of Escherichia coli K-12, p. 2460-2488. Таблица 1. In F.D. Neidhardt (ed.), Escherichia coli and Salmonella Cellular and Molecular Biology/Second Edition, American Society for Microbiology Press, Washington, DC].The bacterium belonging to the genus Escherichia is not specifically limited, and examples thereof include the bacterium classified in the genus Escherichia , according to the classification known to experts in microbiology. Examples of bacteria belonging to the genus Escherichia include bacteria described in the literature [Backmann, BJ 1996. Derivations and Genotypes of some mutant derivatives of Escherichia coli K-12, p. 2460-2488. Table 1. In F. D. Neidhardt (ed.), Escherichia coli and Salmonella Cellular and Molecular Biology/Second Edition, American Society for Microbiology Press, Washington, DC].

[0081] Примеры бактерий, принадлежащих к роду Escherichia, включают Escherichia coli. Примеры Escherichia coli включают Escherichia coli штаммов K-12, таких как штамм W3110 (ATCC 27325) и штамм MG1655 (ATCC 47076); Escherichia coli штамма K5 (ATCC 23506); Escherichia coli штаммов B, таких как штамм BL21 (DE3); Escherichia coli штамма Nissle 1917 (DSM 6601); и их производные штаммы.[0081] Examples of bacteria belonging to the genus Escherichia include Escherichia coli . Examples of Escherichia coli include Escherichia coli strains K-12, such as strain W3110 (ATCC 27325) and strain MG1655 (ATCC 47076); Escherichia coli strain K5 (ATCC 23506); Escherichia coli strains B, such as strain BL21 (DE3); Escherichia coli strain Nissle 1917 (DSM 6601); and derivative strains thereof.

[0082] Эти штаммы могут быть заказаны, например, из Американской коллекции типовых культур (адрес: 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852, P.O. Box 1549, Manassas, VA 20108, United States of America). То есть, регистрационный номер присвоен каждому штамму, и штаммы могут быть заказаны с использованием этого регистрационного номера (ссылка https://www.atcc.org/). Регистрационный номер, соответствующий каждому штамму, описан в каталоге Американской коллекции типовых культур. Кроме того, штамм BL21 (DE3) является доступным, например, из Life Technologies (номер продукта C6000-03).[0082] These strains can be ordered, for example, from the American Type Culture Collection (address: 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852, P.O. Box 1549, Manassas, VA 20108, United States of America). That is, a registration number is assigned to each strain, and the strains can be ordered using this registration number (link https://www.atcc.org/). The registration number corresponding to each strain is described in the catalog of the American Type Culture Collection. In addition, strain BL21 (DE3) is available, for example, from Life Technologies (product number C6000-03).

[0083] Бактерия по настоящему изобретению может исходно иметь способность к продукции гепаросана, или может являться модифицированной, чтобы иметь способность к продукции гепаросана. Бактерия, имеющая способность к продукции гепаросана, может быть получена, например, посредством придания способности к продукции гепаросана вышеупомянутой бактерии.[0083] The bacterium of the present invention may originally have the ability to produce heparosan, or may be modified to have the ability to produce heparosan. The bacterium having the ability to produce heparosan can be obtained, for example, by imparting the ability to produce heparosan to the above-mentioned bacterium.

[0084] Способность к продукции гепаросана можно придавать посредством введения гена, кодирующего белок, вовлеченный в продукцию гепаросана, со ссылкой на Metabolic Engineering 14 (2012) 521-527, Carbohydrate Research 360 (2012) 19-24, Патент США No. 9975928 и т.п. Примеры белков, вовлеченных в продукцию гепаросана, включают гликозилтрансферазу и белок-носитель для эффлюкса гепаросана. По настоящему изобретению, можно вводить один вид гена, или можно вводить два или более видов генов. Введение гена можно проводить таким же образом, как в вышеописанном способе увеличения количества копий гена.[0084] The ability to produce heparosan can be imparted by introducing a gene encoding a protein involved in the production of heparosan, with reference to Metabolic Engineering 14 (2012) 521-527, Carbohydrate Research 360 (2012) 19-24, U.S. Patent No. 9975928, and the like. Examples of proteins involved in the production of heparosan include glycosyltransferase and a heparosan efflux carrier protein. In the present invention, one kind of gene may be introduced, or two or more kinds of genes may be introduced. The introduction of the gene may be carried out in the same manner as in the above-described method for increasing the copy number of a gene.

[0085] Способ продукции гепаросана[0085] Method for producing heparosan

Способ продукции гепаросана по настоящему изобретению, включающий культивирование бактерии по настоящему изобретению в среде для продукции и накопления гепаросана в среде. Способ продукции гепаросана по настоящему изобретению может дополнительно включать, при необходимости, сбор гепаросана из среды.The method for producing heparosan according to the present invention, comprising culturing the bacterium according to the present invention in a medium for producing and accumulating heparosan in the medium. The method for producing heparosan according to the present invention may further comprise, if necessary, collecting heparosan from the medium.

[0086] Используемая среда не является конкретно ограниченной, при условии, что бактерия по настоящему изобретению может расти, и гепаросан продуцируется и накапливается. В качестве среды, например, можно использовать нормальную среду, используемую для культивирования бактерий. Примеры сред включают среду LB (среду Луриа-Бертани), однако, примеры не являются ограниченными этим. В качестве среды, является возможным использовать, например, среду, содержащую компонент, выбранный из источника углерода, источника азота, источника фосфата, источника серы, и других различных органических компонентов и неорганических компонентов, по необходимости. Специалист в данной области может подходящим образом устанавливать тип и концентрацию компонентов среды.[0086] The medium used is not particularly limited as long as the bacterium of the present invention can grow and heparosan is produced and accumulated. As the medium, for example, a normal medium used for culturing bacteria can be used. Examples of the medium include LB medium (Luria-Bertani medium), however, examples are not limited thereto. As the medium, it is possible to use, for example, a medium containing a component selected from a carbon source, a nitrogen source, a phosphate source, a sulfur source, and other various organic components and inorganic components, as necessary. A person skilled in the art can appropriately set the type and concentration of the components of the medium.

[0087] Источник углерода не является конкретно ограниченным, при условии, что он может быть использован бактерией по настоящему изобретению таким образом, что может продуцироваться гепаросан. Примеры источников углерода включают сахара, такие как глюкоза, фруктоза, сахароза, лактоза, галактоза, ксилоза, арабиноза, меласса, гидролизат крахмала и гидролизат биомассы, органические кислоты, такие как уксусная кислота, фумаровая кислота, лимонная кислота, янтарная кислота и яблочная кислота, спирты, такие как глицерин, неочищенный глицерин и этанол, и жирные кислоты. В качестве источника углерода, можно использовать один вид источника углерода, или два или более видов источников углерода можно комбинировать.[0087] The carbon source is not particularly limited as long as it can be used by the bacterium of the present invention such that heparosan can be produced. Examples of the carbon source include sugars such as glucose, fructose, sucrose, lactose, galactose, xylose, arabinose, molasses, starch hydrolysate and biomass hydrolysate, organic acids such as acetic acid, fumaric acid, citric acid, succinic acid and malic acid, alcohols such as glycerol, crude glycerol and ethanol, and fatty acids. As the carbon source, one kind of carbon source may be used, or two or more kinds of carbon sources may be combined.

[0088] Примеры источников азота включают соли аммония, такие как сульфат аммония, хлорид аммония и фосфат аммония, органические источники азота, такие как пептон, дрожжевой экстракт, мясной экстракт и продукты разложения соевого белка, аммиак и мочевину. В качестве источника азота, можно использовать один вид источника азота, или два или более видов источников азота можно комбинировать.[0088] Examples of nitrogen sources include ammonium salts such as ammonium sulfate, ammonium chloride and ammonium phosphate, organic nitrogen sources such as peptone, yeast extract, meat extract and soy protein degradation products, ammonia and urea. As the nitrogen source, one kind of nitrogen source may be used, or two or more kinds of nitrogen sources may be combined.

[0089] Примеры источников фосфата включают фосфаты, такие как дигидрофосфат калия и гидрофосфат дикалия, и полимеры фосфорной кислоты, такие как пирофосфорная кислота. В качестве источника фосфата, можно использовать один вид источника фосфата, или два или более видов источников фосфата можно комбинировать.[0089] Examples of phosphate sources include phosphates such as potassium dihydrogen phosphate and dipotassium hydrogen phosphate, and phosphoric acid polymers such as pyrophosphoric acid. As the phosphate source, one kind of phosphate source may be used, or two or more kinds of phosphate sources may be combined.

[0090] Примеры источников серы включают неорганические соединения серы, такие как сульфаты, тиосульфаты и сульфиты, и содержащие серу аминокислоты, такие как цистеин, цистин и глутатион. В качестве источника серы, можно использовать один вид источника серы, или два или более видов источников серы можно комбинировать.[0090] Examples of sulfur sources include inorganic sulfur compounds such as sulfates, thiosulfates and sulfites, and sulfur-containing amino acids such as cysteine, cystine and glutathione. As the sulfur source, one kind of sulfur source may be used, or two or more kinds of sulfur sources may be combined.

[0091] Конкретные примеры различных других органических компонентов и неорганических компонентов включают неорганические соли, такие как хлорид натрия и хлорид калия; металлические микроэлементы, такие как железо, марганец, магний и кальций; витамины, такие как витамин B1, витамин B2, витамин B6, никотиновая кислота, никотинамид и витамин B12; аминокислоты; нуклеиновые кислоты; содержащие их органические компоненты, такие как пептон, казаминовая кислота, дрожжевой экстракт и продукты разложения соевого белка. В качестве различных других органических компонентов и неорганических компонентов, можно использовать один вид компонента, или два или более видов компонентов можно использовать в комбинации.[0091] Specific examples of various other organic components and inorganic components include inorganic salts such as sodium chloride and potassium chloride; trace metals such as iron, manganese, magnesium and calcium; vitamins such as vitamin B1, vitamin B2, vitamin B6, nicotinic acid, nicotinamide and vitamin B12; amino acids; nucleic acids; organic components containing them such as peptone, casamino acid, yeast extract and soy protein degradation products. As the various other organic components and inorganic components, one kind of component may be used, or two or more kinds of components may be used in combination.

[0092] Кроме того, в случае, когда используют ауксотрофный мутант, требующий аминокислоту или т.п. для роста, является предпочтительным дополнение питательного вещества, необходимого для среды. Кроме того, когда ген вводят с использованием вектора, несущего ген устойчивости к антибиотику, является предпочтительным добавление соответствующего антибиотика в среду.[0092] In addition, in the case where an auxotrophic mutant requiring an amino acid or the like for growth is used, it is preferable to supplement a nutrient required for the medium. In addition, when a gene is introduced using a vector carrying an antibiotic resistance gene, it is preferable to add an appropriate antibiotic to the medium.

[0093] Условия культивирования не являются конкретно ограниченными, при условии, что бактерия по настоящему изобретению может расти, и гепаросан продуцируется и накапливается. Культивирование можно проводить, например, в нормальных условиях, используемых для культивирования бактерий. Специалист в данной области может подходящим образом устанавливать условия культивирования.[0093] The culture conditions are not particularly limited as long as the bacterium of the present invention can grow and heparosan is produced and accumulated. The culture can be carried out, for example, under normal conditions used for culturing bacteria. A person skilled in the art can appropriately set the culture conditions.

[0094] Культивирование можно проводить аэробно, например, посредством аэрационной культуры или встряхиваемой культуры с использованием жидкой среды. Температура культивирования может составлять, например, 30 градусов C - 37 градусов C. Период культивирования может составлять, например, 16-72 часов. Культивирование можно проводить посредством периодического культивирования, периодического культивирования с подпиткой, непрерывного культивирования или их комбинации. Кроме того, культивирование можно разделять на предварительное культивирование и основное культивирование. Предварительное культивирование можно проводить с использованием, например, среды на чашках или жидкой среды.[0094] The culturing can be carried out aerobically, for example, by means of an aeration culture or a shake culture using a liquid medium. The culturing temperature can be, for example, 30 degrees C to 37 degrees C. The culturing period can be, for example, 16 to 72 hours. The culturing can be carried out by means of a batch culturing, a fed-batch culturing, a continuous culturing, or a combination thereof. In addition, the culturing can be divided into a preliminary culturing and a main culturing. The preliminary culturing can be carried out using, for example, a plate medium or a liquid medium.

[0095] Посредством культивирования бактерии по настоящему изобретению, как описано выше, гепаросан накапливается в среде.[0095] By culturing the bacterium of the present invention as described above, heparosan accumulates in the medium.

[0096] Способ сбора гепаросана из культурального раствора не является конкретно ограниченным, при условии, что гепаросан можно собирать. Примеры способов сбора гепаросана из культурального раствора включают способы, описанные в примерах. Конкретно, например, культуральный супернатант можно отделять от культурального раствора, и затем гепаросан в супернатанте можно преципитировать посредством преципитации этанолом. Количество добавленного этанола может составлять, например, в 2,5-3,5 раза больше количества жидкого супернатанта. Для преципитации гепаросана, можно использовать не только этанол, но также органический растворитель, необязательно способный смешиваться с водой.[0096] The method for collecting heparosan from the culture solution is not particularly limited as long as heparosan can be collected. Examples of the methods for collecting heparosan from the culture solution include the methods described in the Examples. Specifically, for example, the culture supernatant can be separated from the culture solution, and then heparosan in the supernatant can be precipitated by precipitation with ethanol. The amount of ethanol added can be, for example, 2.5 to 3.5 times the amount of the liquid supernatant. For the precipitation of heparosan, not only ethanol but also an organic solvent optionally miscible with water can be used.

[0097] Примеры органических растворителей включают этанол, метанол, н-пропанол, изопропанол, n-бутанол, т-бутанол, втор-бутанол, пропиленгликоль, ацетонитрил, ацетон, DMF, DMSO, N-метилпирролидон, пиридин, 1,2-диметоксиэтан, 1,4-диоксан и THF.[0097] Examples of organic solvents include ethanol, methanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, sec-butanol, propylene glycol, acetonitrile, acetone, DMF, DMSO, N-methylpyrrolidone, pyridine, 1,2-dimethoxyethane, 1,4-dioxane, and THF.

[0098][0098]

Дополнительные примеры способа сбора гепаросана из культурального раствора включают способ, включающий очистку гепаросана посредством нацеливания на Kdo, присутствующий на конце гепаросана.Further examples of a method for collecting heparosan from a culture solution include a method comprising purifying heparosan by targeting Kdo present at the end of heparosan.

[0099] Преципитатированный гепаросан можно растворять, например, в воде, составляющей двойное количество исходного супернатанта. Собранный гепаросан может содержать такие компоненты, как бактериальные клетки, компоненты среды, вода и побочные продукты метаболизма бактерий, в дополнение к гепаросану. Гепаросан можно очищать до желательной степени. Степень чистоты гепаросана может составлять, например, 30% (масс./масс.) или более, 50% (масс./масс.) или более, 70% (масс./масс.) или более, 80% (масс./масс.) или более, 90% (масс./масс.) или более, или 95% (масс./масс.) или более.[0099] The precipitated heparosan can be dissolved, for example, in water that is twice the amount of the original supernatant. The collected heparosan can contain components such as bacterial cells, media components, water, and bacterial metabolic by-products in addition to heparosan. Heparosan can be purified to a desired degree. The purity of heparosan can be, for example, 30% (w/w) or more, 50% (w/w) or more, 70% (w/w) or more, 80% (w/w) or more, 90% (w/w) or more, or 95% (w/w) or more.

[0100] Детекцию и количественную оценку гепаросана можно проводить посредством известного способа. Конкретно, например, гепаросан можно детектировать и количественно оценивать посредством способа с использованием карбазола, как будет описано позже в примерах. Способ с использованием карбазола представляет собой способ, широко используемый в качестве способа количественной оценки уроновой кислоты, и является возможным детектировать и количественно оценивать гепаросан посредством термической реакции гепаросана с карбазолом в присутствии серной кислоты, и измерения поглощения при 530 нм посредством образования окрашенного вещества [Bitter T. and Muir H.M., (1962) «A modified uronic acid carbazole reaction». Analytical Biochemistry, 4 (4):330-334]. Кроме того, например, гепаросан можно детектировать и количественно оценивать посредством обработки гепаросана с использованием гепариназы III, которая представляет собой осуществляющий деградацию гепаросана фермент, и проведения анализа состава дисахаридов.[0100] Detection and quantification of heparosan can be carried out by a known method. Specifically, for example, heparosan can be detected and quantified by a method using carbazole, as will be described later in Examples. The method using carbazole is a method widely used as a method for quantifying uronic acid, and it is possible to detect and quantify heparosan by thermally reacting heparosan with carbazole in the presence of sulfuric acid, and measuring the absorbance at 530 nm by forming a colored substance [Bitter T. and Muir H.M., (1962) "A modified uronic acid carbazole reaction". Analytical Biochemistry, 4 (4):330-334]. In addition, for example, heparosan can be detected and quantified by treating heparosan with heparinase III, which is an enzyme that degrades heparosan, and analyzing the composition of disaccharides.

[0101] ПРИМЕРЫ[0101] EXAMPLES

Примеры показаны ниже, но настоящее изобретение не является ограниченным следующими примерами.Examples are shown below, but the present invention is not limited to the following examples.

Пример 1Example 1

[0102] Конструирование штамма с делецией гена[0102] Construction of a strain with a gene deletion

(a) Конструирование фрагмента маркерного гена для делеции гена(a) Construction of a marker gene fragment for gene deletion

Фрагмент ДНК, содержащий ген устойчивости к хлорамфениколу (cat) и ген левансахаразы (sacB), используемые в качестве маркерных генов для делеции генов Escherichia coli, с использованием гомологичной рекомбинации, получали следующим образом.A DNA fragment containing the chloramphenicol resistance gene (cat) and the levansucrase gene (sacB), used as marker genes for the deletion of Escherichia coli genes using homologous recombination, was obtained as follows.

[0103] ПЦР проводили с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 1 и 2, в качестве группы праймеров, и с использованием плазмиды pHSG396 (Takara Bio Inc.), в качестве матрицы, и таким образом, получали фрагмент ДНК, содержащий ген cat. ПЦР проводили с использованием ДНК-полимеразы PrimeSTAR Max (Takara Bio Inc.), в соответствии с описанием в руководстве пользователя. Кроме того, ПЦР проводили с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 3 и 4, в качестве группы праймеров, и с использованием pMOB3 (происходящей из ATCC 77282), в качестве матрицы, и таким образом, получали фрагмент ДНК, содержащий ген sacB.[0103] PCR was performed using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 1 and 2 as a primer group and using plasmid pHSG396 (Takara Bio Inc.) as a template, thereby obtaining a DNA fragment containing the cat gene. PCR was performed using PrimeSTAR Max DNA polymerase (Takara Bio Inc.) as described in the user manual. In addition, PCR was performed using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 3 and 4 as a primer group and using pMOB3 (derived from ATCC 77282) as a template, thereby obtaining a DNA fragment containing the sacB gene.

[0104] После очистки фрагмента ДНК, содержащего ген cat, и фрагмента ДНК, содержащего ген sacB, фрагменты ДНК разрезали с использованием SalI. Проводили обработку фенолом/хлороформом и преципитацию этанолом, и два фрагмента смешивали в эквимолярном соотношении и лигировали с использованием набора для лигирования ДНК вер.2 (Takara Bio Inc.). Реакционный раствор для лигирования подвергали обработке фенолом/хлороформом и очищали посредством преципитации этанолом, и ПЦР проводили с использованием полученного таким образом продукта в качестве матрицы, и с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 5 и 6, в качестве группы праймеров. Полученную амплифицированную ДНК очищали с использованием набора для очистки продуктов ПЦР Qiaquick (Qiagen), и таким образом, получали фрагмент ДНК (фрагмент cat-sacB), содержащий ген cat и ген sacB.[0104] After purifying the DNA fragment containing the cat gene and the DNA fragment containing the sacB gene, the DNA fragments were cut using SalI. Phenol/chloroform treatment and ethanol precipitation were performed, and the two fragments were mixed at an equimolar ratio and ligated using a DNA Ligation Kit ver.2 (Takara Bio Inc.). The ligation reaction solution was subjected to phenol/chloroform treatment and purified by ethanol precipitation, and PCR was performed using the product thus obtained as a template, and using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 5 and 6 as a group of primers. The obtained amplified DNA was purified using the Qiaquick PCR product purification kit (Qiagen), and thus a DNA fragment (cat-sacB fragment) containing the cat gene and the sacB gene was obtained.

[0105] (b) Конструирование дефектного по yhbJ штамма[0105] (b) Construction of a yhbJ-deficient strain

Первую ПЦР проводили с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 7 и 8, и синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 9 и 10, в качестве групп праймеров, и с использованием геномной ДНК Escherichia coli штамма Nissle 1917 [DSM 6601, Mutaflor (Pharma-Zentrale GmbH), далее в настоящем описании обозначенного как штамм Nissle], полученной общепринятым способом, в качестве матрицы. В результате, получали фрагменты ДНК, соответственно, содержащие 1000 п.о. выше из области, близкой к инициирующему кодону гена yhbJ и приблизительно 1000 п.о. ниже из области, близкой к стоп-кодону гена yhbJ. ПЦР проводили с использованием ДНК-полимеразы PrimeSTAR Max (Takara Bio Inc.), в соответствии с описанием в руководстве пользователя.The first PCR was performed using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 7 and 8 and synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 9 and 10 as primer sets, and using genomic DNA of Escherichia coli strain Nissle 1917 [DSM 6601, Mutaflor (Pharma-Zentrale GmbH), hereinafter referred to as the Nissle strain] obtained by a conventional method as a template. As a result, DNA fragments containing 1,000 bp upstream of the region close to the start codon of the yhbJ gene and approximately 1,000 bp downstream of the region close to the stop codon of the yhbJ gene, respectively, were obtained. PCR was performed using PrimeSTAR Max DNA polymerase (Takara Bio Inc.) as described in the user manual.

[0106] Вторую ПЦР проводили с использованием, в качестве матрицы, смеси, полученной посредством смешивания амплифицированного продукта, очищенного с использованием набора для очистки продуктов ПЦР QIAquick (изготовленного в Qiagen), и фрагмента cat-sacB в эквимолярном соотношении. ПЦР проводили с использованием ДНК-полимеразы PrimeSTAR GXL (Takara Bio Inc.), в соответствии с описанием в руководстве пользователя. Для группы праймеров, использовали синтетические ДНК, состоящие из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 7 и 10. Амплифицированный продукт подвергали электрофорезу в агарозном геле для отделения фрагмента ДНК приблизительно 4,6 т.п.о., и таким образом, получали фрагмент ДНК, содержащий периферическую область yhbJ, в который вставлен фрагмент cat-sacB.[0106] The second PCR was performed using, as a template, a mixture obtained by mixing the amplified product purified using the QIAquick PCR Product Purification Kit (manufactured by Qiagen) and the cat-sacB fragment at an equimolar ratio. PCR was performed using PrimeSTAR GXL DNA polymerase (Takara Bio Inc.) according to the description in the user manual. For a group of primers, synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 7 and 10 were used. The amplified product was subjected to agarose gel electrophoresis to separate a DNA fragment of approximately 4.6 kb, and thus a DNA fragment containing the peripheral region of yhbJ into which the cat-sacB fragment was inserted was obtained.

[0107] Кроме того, первую ПЦР проводили с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 7 и 11, и синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 12 и 10, в качестве групп праймеров, и с использованием геномной ДНК Escherichia coli штамма Nissle, в качестве матрицы. В результате, получали фрагменты ДНК, соответственно, содержащие 1000 п.о. выше из области, близкой к инициирующему кодону гена yhbJ, и приблизительно 1000 п.о. ниже из области, близкой к стоп-кодону гена yhbJ.[0107] In addition, the first PCR was performed using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 7 and 11 and synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 12 and 10 as primer groups, and using the genomic DNA of Escherichia coli strain Nissle as a template. As a result, DNA fragments containing 1,000 bp upstream of a region close to the start codon of the yhbJ gene and approximately 1,000 bp downstream of a region close to the stop codon of the yhbJ gene were obtained, respectively.

[0108] Вторую ПЦР проводили с использованием смеси, полученной посредством смешивания очищенного амплифицированного продукта в эквимолярном соотношении, в качестве матрицы. Для группы праймеров, использовали синтетическую ДНК, состоящую из нуклеотидных последовательностей, показанных в 7 и 10. Амплифицированный продукт подвергали электрофорезу в агарозном геле для отделения фрагмента ДНК приблизительно 2,0 т.п.о., и таким образом, получали фрагмент ДНК, содержащий периферическую область yhbJ дефектного гена yhbJ.[0108] The second PCR was performed using a mixture obtained by mixing the purified amplified product at an equimolar ratio as a template. For a group of primers, synthetic DNA consisting of the nucleotide sequences shown in 7 and 10 was used. The amplified product was subjected to agarose gel electrophoresis to separate a DNA fragment of approximately 2.0 kb, and thus a DNA fragment containing the peripheral region of yhbJ of the defective yhbJ gene was obtained.

[0109] Затем, Escherichia coli штамма Nissle (штамма Nissle/pKD46), сохраняющего pKD46, культивировали в среде LB [10 г/л бактотриптона (изготовленного в Difco), 5 г/л дрожжевого экстракта (изготовленного в Difco) и 5 г/л хлорида натрия] в присутствии 15 г/л L-арабинозы и 100 мг/л ампициллина. Плазмида pKD46 имеет ген рекомбиназы лямбда-Red, и таким образом, экспрессию гена можно индуцировать посредством L-арабинозы. Соответственно, когда Escherichia coli, сохраняющую pKD46, которую выращивали в присутствии L-арабинозы, трансформируют с использованием линейной ДНК, гомологичная рекомбинация происходит с высокой частотой. Кроме того, поскольку pKD46 имеет термочувствительную точку начала репликации, плазмиду можно легко удалять посредством выращивания pKD46 при 42 градусах C. Получали компетентные клетки штамма Nissle/pKD46, и фрагмент ДНК, содержащий периферическую область yhbJ, в которую вставлен фрагмент cat-sacB, полученный выше, вводили в них посредством электропорации.[0109] Then, Escherichia coli of the Nissle strain (Nissle/pKD46 strain) retaining pKD46 was cultured in LB medium [10 g/L bactotryptone (manufactured by Difco), 5 g/L yeast extract (manufactured by Difco), and 5 g/L sodium chloride] in the presence of 15 g/L L-arabinose and 100 mg/L ampicillin. The pKD46 plasmid has a lambda-Red recombinase gene, and thus, the expression of the gene can be induced by L-arabinose. Accordingly, when Escherichia coli retaining pKD46, which was grown in the presence of L-arabinose, is transformed using linear DNA, homologous recombination occurs at a high frequency. In addition, since pKD46 has a temperature-sensitive origin of replication, the plasmid can be easily removed by growing pKD46 at 42 degrees C. Competent cells of the Nissle/pKD46 strain were prepared, and a DNA fragment containing the peripheral region of yhbJ into which the cat-sacB fragment obtained above was inserted was introduced into them by electroporation.

[0110] Полученный трансформант наносили на среду LB с агаром, содержащую 15 мг/л хлорамфеникола и 100 мг/л ампициллина (LB+хлорамфеникол+ампициллин), и культивировали, и отбирали устойчивые к хлорамфениколу колонии. Поскольку штамм, в котором произошла гомологичная рекомбинация, является устойчивым к хлорамфениколу и чувствительным к сахарозе, отобранные колонии подвергали репликации в среде LB с агаром, содержащей 10% сахарозы и 100 мг/л ампициллина, и LB+хлорамфеникол+ампициллин (LB+сахароза+ампициллин), и таким образом, отбирали штамм, имеющий устойчивость к хлорамфениколу и чувствительность к сахарозе.[0110] The resulting transformant was plated on LB agar medium containing 15 mg/L chloramphenicol and 100 mg/L ampicillin (LB+chloramphenicol+ampicillin), and cultured, and chloramphenicol-resistant colonies were selected. Since the strain in which homologous recombination occurred is resistant to chloramphenicol and sensitive to sucrose, the selected colonies were replicated on LB agar medium containing 10% sucrose and 100 mg/L ampicillin and LB+chloramphenicol+ampicillin (LB+sucrose+ampicillin), and thus a strain having resistance to chloramphenicol and sensitivity to sucrose was selected.

[0111] ПЦР колоний проводили для отобранного штамма с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 13 и 10, в качестве группы праймеров, и проверяли, что фрагмент cat-sacB вставлен в положении гена yhbJ. Штамм, в котором фрагмент cat-sacB вставлен в положении гена yhbJ, культивировали таким же способом, как описано выше, для получения компетентных клеток, и фрагмент ДНК, полученный выше и содержащий периферическую область yhbJ дефектного гена yhbJ, вводили в них посредством электропорации.[0111] Colony PCR was performed for the selected strain using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 13 and 10 as a primer group, and it was verified that the cat-sacB fragment was inserted at the position of the yhbJ gene. The strain in which the cat-sacB fragment was inserted at the position of the yhbJ gene was cultured in the same manner as described above to obtain competent cells, and the DNA fragment obtained above and containing the peripheral region of the yhbJ defective yhbJ gene was introduced into them by electroporation.

[0112] Полученный трансформант культивировали с среде LB+сахароза с агаром, и обирали устойчивые к сахарозе колонии. Поскольку штамм, подвергнутый гомологичной рекомбинации, не содержит фрагмент cat-sacB и таким образом, является чувствительным к хлорамфениколу и устойчивым к сахарозе, отобранные колонии подвергали репликации в среде LB+хлорамфеникол с агаром и в среде LB+сахароза с агаром, и таким образом, получали штамм, имеющий чувствительность к хлорамфениколу и устойчивость к сахарозе.[0112] The resulting transformant was cultured in LB+sucrose agar medium, and sucrose-resistant colonies were selected. Since the strain subjected to homologous recombination does not contain the cat-sacB fragment and is thus sensitive to chloramphenicol and resistant to sucrose, the selected colonies were replicated in LB+chloramphenicol agar medium and in LB+sucrose agar medium, and thus a strain having sensitivity to chloramphenicol and resistance to sucrose was obtained.

[0113] ПЦР колоний проводили для отобранного штамма с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 13 и 10, в качестве группы праймеров, и проверяли, что ген yhbJ делетирован. Штамм, в котором ген yhbJ, как проверено, был делетирован, наносили на среду LB с агаром и культивировали при 42 градусах C, и затем, отбирали штамм, имеющий чувствительность к ампициллину, то есть, штамм, из которого pKD46 удалена.[0113] Colony PCR was performed for the selected strain using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 13 and 10 as a primer group, and it was verified that the yhbJ gene was deleted. The strain in which the yhbJ gene was verified to be deleted was plated on LB agar medium and cultured at 42 degrees C, and then, a strain having sensitivity to ampicillin, that is, a strain from which pKD46 was deleted, was selected.

[0114] Штамм с недостаточностью гена yhbJ получен, как описано выше, и обозначен как Escherichia coli штамма NY.[0114] A strain deficient in the yhbJ gene was obtained as described above and designated as Escherichia coli strain NY.

Пример 2Example 2

[0115] Конструирование штамма с усиленным геном [0115] Construction of a strain with an enhanced gene

Штамм с замененной промоторной областью гена kfiA конструировали посредством следующего способа. Первую ПЦР проводили с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 14 и 15, и синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 16 и 17, в качестве групп праймеров, и с использованием геномной ДНК из Escherichia coli штамма Nissle, полученной посредством обычного способа, в качестве матрицы. В результате, получали фрагменты ДНК, соответственно, содержащие 1000 п.о. выше от приблизительно 100 п.о., вышележащих от инициирующего кодона гена kfiA, и приблизительно 1000 п.о. ниже из области, близкой к инициирующему кодону гена kfiA.A strain having a replaced promoter region of the kfiA gene was constructed by the following method. The first PCR was performed using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 14 and 15 and synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 16 and 17 as primer groups, and using genomic DNA from Escherichia coli strain Nissle obtained by a conventional method as a template. As a result, DNA fragments containing 1,000 bp upstream of about 100 bp upstream of the initiation codon of the kfiA gene and about 1,000 bp downstream of a region close to the initiation codon of the kfiA gene were obtained, respectively.

[0116] Вторую ПЦР проводили с использованием, в качестве матрицы, смеси, полученной посредством смешивания амплифицированного продукта, очищенного с использованием набора для очистки продуктов ПЦР QIAquick (изготовленного в Qiagen), и фрагмента cat-sacB в эквимолярном соотношении. Для группы праймеров, использовали синтетические ДНК, состоящие из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 14 и 17. Амплифицированный продукт подвергали электрофорезу в агарозном геле для отделения фрагмента ДНК приблизительно 4,6 т.п.о., и таким образом, получали фрагмент ДНК, содержащий периферическую промоторную область гена kfiA, в которую вставлен фрагмент cat-sacB.[0116] The second PCR was performed using, as a template, a mixture obtained by mixing the amplified product purified using the QIAquick PCR product purification kit (manufactured by Qiagen) and the cat-sacB fragment at an equimolar ratio. For a group of primers, synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 14 and 17 were used. The amplified product was subjected to agarose gel electrophoresis to separate a DNA fragment of approximately 4.6 kb, and thus a DNA fragment containing the peripheral promoter region of the kfiA gene into which the cat-sacB fragment was inserted was obtained.

[0117] Первую ПЦР проводили с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 14 и 18, и синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 19 и 17, в качестве групп праймеров, и с использованием геномной ДНК Escherichia coli штамма Nissle, полученной посредством обычного способа, в качестве матрицы. В результате, получали фрагменты ДНК, соответственно, содержащие 1000 п.о. выше от приблизительно 100 п.о., вышележащих от инициирующего кодона гена kfiA, и приблизительно 1000 п.о. ниже из области, близкой к инициирующему кодону гена kfiA. Кроме того, ПЦР проводили с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 20 и 21, в качестве группы праймеров, и с использованием геномной ДНК Escherichia coli штамма W (ATCC 9637), полученной посредством обычного способа, в качестве матрицы, и таким образом, получали фрагмент ДНК приблизительно 300 п.о., содержащий промотор uspA.[0117] The first PCR was performed using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 14 and 18 and synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 19 and 17 as primer groups, and using the genomic DNA of Escherichia coli strain Nissle obtained by a conventional method as a template. As a result, DNA fragments containing 1,000 bp upstream of approximately 100 bp upstream of the initiation codon of the kfiA gene and approximately 1,000 bp downstream of a region close to the initiation codon of the kfiA gene were obtained, respectively. In addition, PCR was performed using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 20 and 21 as a primer group and using the genomic DNA of Escherichia coli strain W (ATCC 9637) obtained by a conventional method as a template, and thus a DNA fragment of approximately 300 bp containing the uspA promoter was obtained.

[0118] Вторую ПЦР проводили с использованием смеси, полученной посредством смешивания очищенных амплифицированных продуктов в эквимолярном соотношении, в качестве матрицы. Для группы праймеров, использовали синтетические ДНК, состоящие из нуклеотидных последовательностей, показанных в 14 и 17. Амплифицированный продукт подвергали электрофорезу в агарозном геле для отделения фрагмента ДНК приблизительно 2,3 т.п.о., и таким образом, получали фрагмент ДНК с недостаточностью промоторной области kfiA из периферической промоторной области kfiA, но вместо этого содержащий промотор uspA.[0118] A second PCR was performed using a mixture obtained by mixing the purified amplified products in an equimolar ratio as a template. For a group of primers, synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in 14 and 17 were used. The amplified product was subjected to agarose gel electrophoresis to separate a DNA fragment of approximately 2.3 kb, and thus a DNA fragment deficient in the kfiA promoter region from the peripheral promoter region of kfiA but containing the uspA promoter instead was obtained.

[0119] Затем, Escherichia coli штамма Nissle (штамма Nissle/pKD46), сохраняющего плазмиду pKD46, содержащую ген, кодирующий рекомбиназу гамма-Red, и Escherichia coli штамма NY (штамма NY/pKD46), сконструированного в примере 1, культивировали в присутствии 15 г/л L-арабинозы и 100 мг/л ампициллина. Получали компетентные клетки обоих штаммов, и фрагмент ДНК, содержащий периферическую промоторную область kfiA, в которую вставлен фрагмент cat-sacB, полученный выше, вводили в них посредством электропорации.[0119] Then, Escherichia coli strain Nissle (strain Nissle/pKD46) maintaining the plasmid pKD46 containing the gene encoding gamma-Red recombinase and Escherichia coli strain NY (strain NY/pKD46) constructed in Example 1 were cultured in the presence of 15 g/L L-arabinose and 100 mg/L ampicillin. Competent cells of both strains were obtained, and a DNA fragment containing the peripheral promoter region of kfiA into which the cat-sacB fragment obtained above was inserted was introduced into them by electroporation.

[0120] Полученный трансформант культивировали в среде LB+хлорамфеникол+ампициллин с агаром, и отбирали устойчивые к хлорамфениколу колонии. Штамм, имеющий устойчивость к хлорамфениколу и чувствительность к сахарозе, далее отбирали из отобранных колоний.[0120] The resulting transformant was cultured in LB+chloramphenicol+ampicillin agar medium, and chloramphenicol-resistant colonies were selected. A strain having resistance to chloramphenicol and sensitivity to sucrose was then selected from the selected colonies.

[0121] ПЦР колоний проводили для отобранного штамма с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 22 и 17, в качестве группы праймеров, и проверяли, что фрагмент cat-sacB вставлен в промоторную область kfiA.[0121] Colony PCR was performed for the selected strain using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 22 and 17 as a group of primers, and it was verified that the cat-sacB fragment was inserted into the promoter region of kfiA.

[0122] Штамм, в котором фрагмент cat-sacB вставлен в промоторную область kfiA, культивировали таким же способом, как описано выше, для получения компетентных клеток, и фрагмент ДНК, полученный выше и с недостаточностью промоторной области kfiA из периферической промоторной области kfiA, но содержащий вместо этого промотор uspA, вводили в них посредством электропорации.[0122] The strain in which the cat-sacB fragment was inserted into the kfiA promoter region was cultured in the same manner as described above to obtain competent cells, and the DNA fragment obtained above and deficient in the kfiA promoter region from the peripheral promoter region of kfiA but containing the uspA promoter instead was introduced into them by electroporation.

[0123] Полученный трансформант культивировали в среде LB+сахароза с агаром, и отбирали колонии с устойчивостью к сахарозе. Штамм, имеющий чувствительность к хлорамфениколу и устойчивость к сахарозе, далее отбирали из отобранных колоний.[0123] The resulting transformant was cultured in LB+sucrose agar medium, and colonies with sucrose resistance were selected. A strain having sensitivity to chloramphenicol and resistance to sucrose was then selected from the selected colonies.

[0124] ПЦР колоний проводили для отобранного штамма с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 22 и 17, в качестве группы праймеров, и проверяли, что промотор uspA вставлен в промоторную область kfiA. Штамм, в котором, как проверено, промотор uspA вставлен в промоторную область kfiA, наносили на среду LB с агаром и культивировали при 42 градусах C, и затем отбирали штамм, имеющий чувствительность к ампициллину, то есть, штамм, из которого удалена pKD46.[0124] Colony PCR was performed for the selected strain using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 22 and 17 as a primer group, and it was verified that the uspA promoter was inserted into the kfiA promoter region. The strain in which the uspA promoter was verified to be inserted into the kfiA promoter region was plated on LB agar medium and cultured at 42 degrees C, and then a strain having sensitivity to ampicillin, that is, a strain from which pKD46 was deleted, was selected.

[0125] Штаммы, в которых промотор uspA вставлен в промоторную область kfiA, как описано выше, получены, и соответственно, обозначены как штамм NA и штамм NYA Escherichia coli.[0125] Strains in which the uspA promoter was inserted into the kfiA promoter region as described above were obtained and, respectively, designated as the NA strain and the NYA strain of Escherichia coli .

Пример 3Example 3

[0126] Тестирование продукции гепаросана с использованием штамма NY, штамма NA и штамма NYA[0126] Testing of Heparosan Production Using NY Strain, NA Strain and NYA Strain

(a) Культивирование продуцирующего гепаросан штамма(a) Cultivation of heparosan-producing strain

Мутант с недостаточностью yhbJ штамма NY, полученный в примере 1, штамм NA с заменой промотора kfiA и штамм NYA с заменой промотора kfiA, с недостаточностью yhbJ, полученный в примере 2, и штамм Nissle, представляющий собой родительский штамм, культивировали при 30 градусах C в течение 24 часов на среде LB с агаром, и, соответственно, инокулировали в 2 л колбу с отражателями, содержащую 330 мл среды для предварительного культивирования [10 г/л соевого пептида (Hinute AM; изготовленного в Fuji Oil Co., Ltd.), 5 г/л хлорида натрия, 5 г/л порошка дрожжевого экстракта (AY-80; изготовленного в Asahi Food and Healthcare Co., Ltd.), доводили с использованием гидроксида натрия, таким образом, что pH становился pH 7,2], и культивировали при 30 градусах C в течение 18 часов.The yhbJ-deficient mutant NY strain obtained in Example 1, the kfiA promoter exchange strain NA and the kfiA promoter exchange strain NYA deficient in yhbJ obtained in Example 2, and the Nissle strain, which was the parent strain, were cultured at 30°C for 24 hours on an LB agar medium, and respectively inoculated into a 2 L baffle flask containing 330 mL of a preculture medium [10 g/L soybean peptide (Hinute AM; manufactured by Fuji Oil Co., Ltd.), 5 g/L sodium chloride, 5 g/L yeast extract powder (AY-80; manufactured by Asahi Food and Healthcare Co., Ltd.), adjusted with sodium hydroxide so that the pH became pH 7.2], and cultured at 30°C. degrees C for 18 hours.

[0127] В емкостный ферментер, содержащий 760 мл среды для основного культивирования [в которой 20 г/л глюкозы, 13,5 г/л дигидрофосфата калия, 4 г/л фосфата диаммония, 1,7 г/л лимонной кислоты, 1,7 г/л гептагидрата сульфата магния, 10 мг/л гидрохлорида тиамина и 10 мл/л раствора микроэлементов доводили с использованием 5 моль/л гидроксида натрия, таким образом, что pH становился pH 6,7, и глюкозу и гептагидрат сульфата магния добавляли по отдельности после стерилизации автоклавированием (при 120 градусах C в течение 20 минут)], 40 мл полученной предварительной культуры инокулировали и культивировали при 37 градусах C в течение 72 часов при скорости перемешивания 800 об./мин и скорости аэрации 1,5 л/мин.[0127] In a tank fermenter containing 760 ml of a primary culture medium [in which 20 g/L glucose, 13.5 g/L potassium dihydrogen phosphate, 4 g/L diammonium phosphate, 1.7 g/L citric acid, 1.7 g/L magnesium sulfate heptahydrate, 10 mg/L thiamine hydrochloride and 10 ml/L trace element solution were adjusted using 5 mol/L sodium hydroxide so that the pH became pH 6.7, and glucose and magnesium sulfate heptahydrate were added separately after sterilization by autoclaving (at 120 degrees C for 20 minutes)], 40 ml of the resulting preculture was inoculated and cultured at 37 degrees C for 72 hours with a stirring speed of 800 rpm and an aeration speed of 1.5 l/min.

[0128] Раствор микроэлементов относится к раствору, в котором 10 г/л гептагидрата сульфата железа, 2 г/л хлорида кальция, 2,2 г/л гептагидрата сульфата цинка, 0,5 г/л тетрагидрата сульфата марганца, 1 г/л пентагидрата сульфата меди, 0,1 г/л тетрагидрата гептамолибдата гексааммония и 0,02 г/л декагидрата тетрабората натрия растворяли в 5 моль/л соляной кислоты.[0128] The trace element solution refers to a solution in which 10 g/L of ferrous sulfate heptahydrate, 2 g/L of calcium chloride, 2.2 g/L of zinc sulfate heptahydrate, 0.5 g/L of manganese sulfate tetrahydrate, 1 g/L of copper sulfate pentahydrate, 0.1 g/L of hexammonium heptamolybdate tetrahydrate, and 0.02 g/L of sodium tetraborate decahydrate were dissolved in 5 mol/L of hydrochloric acid.

[0129] От времени, когда концентрация глюкозы в культуральном растворе становилась 0 г/л (0 часов), до 72 часов, подпитывающий раствор [500 г/л глюкозы, 33,6 г/л дигидрофосфата калия, 14,3 г/л сульфата магния, 0,4 г/л гидрохлорида тиамина и 14,3 мл/л раствора микроэлементов] добавляли при 7,0 мл/час. Количество подпитывающего раствора, добавленного к концу культивирования, составляло приблизительно 450 мл.[0129] From the time when the glucose concentration in the culture solution became 0 g/L (0 hour) to 72 hours, a feeding solution [500 g/L glucose, 33.6 g/L potassium dihydrogen phosphate, 14.3 g/L magnesium sulfate, 0.4 g/L thiamine hydrochloride, and 14.3 ml/L trace element solution] was added at 7.0 ml/hour. The amount of the feeding solution added at the end of the culture was approximately 450 ml.

[0130] (b) Частичная очистка гепаросана из культурального растворе продуцирующего гепаросан штамма После инкубации культурального раствора, разведенного в 10 раз, с дистиллированной водой при 100 градусах C в течение 30 минут, бактериальные клетки удаляли из культурального раствора посредством центрифугирования, и 200 микролитров полученного супернатанта переносили в 1,5 мл пробирку Eppendorf. После добавления и перемешивания 40 микролитров 0,5 моль/л водного раствора сульфата натрия, 400 микролитров 10 г/л водного раствора хлорида гексадецилпиридиния добавляли и перемешивали посредством переворачивания, и смеси позволяли стоять при 37 градусах C в течение 1 часа.[0130] (b) Partial purification of heparosan from a culture solution of a heparosan-producing strain After incubating the culture solution diluted 10-fold with distilled water at 100 degrees C for 30 minutes, the bacterial cells were removed from the culture solution by centrifugation, and 200 microliters of the resulting supernatant were transferred to a 1.5 ml Eppendorf tube. After adding and mixing 40 microliters of a 0.5 mol/L sodium sulfate aqueous solution, 400 microliters of a 10 g/L hexadecylpyridinium chloride aqueous solution were added and mixed by inversion, and the mixture was allowed to stand at 37 degrees C for 1 hour.

[0131] Раствор центрифугировали для формирования преципитата, и супернатант удаляли. После промывки преципитата дистиллированной водой, 100 микролитров раствора [водного раствора, содержащего 0,5 моль/л хлорида натрия и 4% (об./об.) этанола] добавляли для растворения преципитата. После дополнительного обеспечения возможности стоять при 4 градусах C в течение ночи, 900 микролитров 0,25 моль/л водного раствора хлорида натрия добавляли и перемешивали, и таким образом, получали раствор неочищенного гепаросана. Получали также нулевой контроль посредством обработки 200 микролитров основной культуральной среды таким же способом.[0131] The solution was centrifuged to form a precipitate, and the supernatant was removed. After washing the precipitate with distilled water, 100 microliters of a solution [an aqueous solution containing 0.5 mol/L sodium chloride and 4% (v/v) ethanol] was added to dissolve the precipitate. After further allowing it to stand at 4 degrees C overnight, 900 microliters of a 0.25 mol/L sodium chloride aqueous solution was added and stirred, and thus a crude heparosan solution was obtained. A zero control was also prepared by treating 200 microliters of the main culture medium in the same manner.

[0132] (c) Измерение количества накопленного гепаросана посредством способа с карбазолом-серной кислотой[0132] (c) Measurement of the amount of accumulated heparosan by the carbazole-sulfuric acid method

В то время как 20 микролитров неочищенного раствора гепаросана охлаждали на льду, 100 микролитров раствора серной кислоты [раствора, в котором 9,5 г/л декагидрата тетрабората натрия растворяли в концентрированной серной кислоте] добавляли и перемешивали, с последующей инкубацией при 100 градусах C в течение 10 минут. В то время как раствор снова охлаждали на льду, 4 микролитров раствора карбазола [раствора, в котором 1,25 г/л карбазола растворяли в 100% этанола] добавляли к нему и перемешивали, и инкубировали при 100 градусах C в течение 15 минут.While 20 microliters of crude heparosan solution was cooled on ice, 100 microliters of sulfuric acid solution [a solution in which 9.5 g/L sodium tetraborate decahydrate was dissolved in concentrated sulfuric acid] was added and mixed, followed by incubation at 100 degrees C for 10 minutes. While the solution was again cooled on ice, 4 microliters of carbazole solution [a solution in which 1.25 g/L carbazole was dissolved in 100% ethanol] was added thereto and mixed, and incubated at 100 degrees C for 15 minutes.

[0133] После повторного охлаждения раствора на льду, температуру возвращали к комнатной температуре, и оптическую плотность при 530 нм измеряли с использованием считывателя для микропланшетов. С использованием 0, 0,1 и 0,2 г/л моногидрата глюкуроната натрия для калибровочных кривых, получали калибровочные кривые с концентрацией (г/л) глюкуроновой кислоты, в качестве горизонтальной оси, и оптической плотности при 530 нм, в качестве вертикальной оси.[0133] After re-cooling the solution on ice, the temperature was returned to room temperature, and the absorbance at 530 nm was measured using a microplate reader. Using 0, 0.1, and 0.2 g/L sodium glucuronate monohydrate for calibration curves, calibration curves were obtained with the concentration (g/L) of glucuronic acid as the horizontal axis and the absorbance at 530 nm as the vertical axis.

[0134] Концентрацию гепаросана рассчитывали, в соответствии с выражением для расчета, описанным ниже. Когда желательная концентрация гепаросана представляет собой H (г/л), полученная калибровочная кривая представляет собой y=ax+b, значение измерения A530 для неочищенного образца гепаросана представляет собой h, нулевое значение измерения A530 представляет собой k, и конечная кратность разведения представляет собой n. 0,5387 обозначает содержание глюкуроновой кислоты в гепаросане, и 216/234 обозначает содержание глюкуроната натрия в моногидрате глюкуроната натрия.[0134] The concentration of heparosan was calculated according to the calculation expression described below. When the desired concentration of heparosan is H (g/L), the obtained calibration curve is y=ax+b, the measurement value of A530 for the crude heparosan sample is h, the zero value of the measurement A530 is k, and the final dilution factor is n. 0.5387 denotes the content of glucuronic acid in heparosan, and 216/234 denotes the content of sodium glucuronate in sodium glucuronate monohydrate.

[0135][0135]

[Математическая формула 1][Mathematical formula 1]

[0136] (d) Результаты измерения количества накопленного гепаросана[0136] (d) Results of measuring the amount of accumulated heparosan

В таблице 1 показано количество накопленного гепаросана, когда его измеряют посредством вышеуказанного способа.Table 1 shows the amount of heparosan accumulated when measured by the above method.

[0137][0137]

Таблица 1Table 1 ШтаммStrain Количество накопленного гепаросана (г/л)Amount of accumulated heparosan (g/l) NissleNissle 3,93.9 NYNY 9,99.9 NANA 5,55.5 NYANYA 12,512.5

[0138] Как показано в таблице 1, количество накопленного гепаросана в штамме NY с недостаточностью yhbJ было более чем в два раза выше, чем в родительском штамме Nissle. Кроме того, даже в штамме NA, в котором промотор kfiA заменен на промотор uspA, количество накопленного гепаросана было увеличено, по сравнению с количеством в родительском штамме Nissle. Для штамма NYA, в котором эти две мутации скомбинированы, показана даже более высокий выход продукции гепаросана.[0138] As shown in Table 1, the amount of heparosan accumulated in the yhbJ-deficient NY strain was more than twice that of the parental Nissle strain. Furthermore, even in the NA strain, in which the kfiA promoter was replaced by the uspA promoter, the amount of heparosan accumulated was increased compared to that of the parental Nissle strain. For the NYA strain, in which these two mutations were combined, an even higher yield of heparosan production was shown.

Пример 4Example 4

[0139] Конструирование плазмиды, экспрессирующей ген, вовлеченный в продукцию гепаросана[0139] Construction of a plasmid expressing a gene involved in heparosan production

Реакцию ПЦР проводили с использованием хромосомной ДНК Escherichia coli штамма Nissle в качестве матрицы, и с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 23 и 24, в качестве группы праймеров, и таким образом, получали фрагмент ДНК приблизительно 3,3 т.п.о., содержащий области генов kpsC и kpsS (далее в настоящем описании обозначенный как амплифицированный фрагмент гена kpsCS).A PCR reaction was performed using the chromosomal DNA of Escherichia coli strain Nissle as a template, and using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 23 and 24 as a group of primers, and thus a DNA fragment of approximately 3.3 kb containing regions of the kpsC and kpsS genes was obtained (hereinafter referred to as the amplified fragment of the kpsCS gene).

[0140] Реакцию ПЦР проводили с использованием вектора pMW118 в качестве матрицы, и с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 25 и 26, в качестве группы праймеров, и таким образом, получали линейный фрагмент ДНК pMW118 приблизительно 4 т.п.о. Кроме того, реакцию ПЦР проводили с использованием хромосомной ДНК Escherichia coli штамма W (ATCC 9637) в качестве матрицы, и с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 20 и 21, в качестве группы праймеров, и таким образом, получали фрагмент ДНК приблизительно 300 п.о., содержащий промоторную область uspA.[0140] A PCR reaction was performed using the pMW118 vector as a template, and using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 25 and 26 as a group of primers, thereby obtaining a linear DNA fragment of pMW118 of approximately 4 kb. In addition, a PCR reaction was performed using the chromosomal DNA of Escherichia coli strain W (ATCC 9637) as a template, and using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 20 and 21 as a group of primers, thereby obtaining a DNA fragment of approximately 300 bp containing the uspA promoter region.

[0141] Линейный фрагмент ДНК pMW118, фрагмент ДНК, содержащий промоторную область uspA, и амплифицированный фрагмент гена kpsCS, полученные, как выше, смешивали и лигировали с использованием набора для клонирования In-Fusion HD (Takara Bio Inc.).[0141] The linear DNA fragment of pMW118, the DNA fragment containing the uspA promoter region, and the amplified fragment of the kpsCS gene obtained as above were mixed and ligated using the In-Fusion HD Cloning Kit (Takara Bio Inc.).

[0142] Escherichia coli штамма DH5 альфа трансформировали с использованием полученной лигированной ДНК, и трансформанты отбирали с использованием устойчивость к ампициллину в качестве показателя. Плазмиду выделяли из трансформанта, в соответствии с известным способом, и реакцию ПЦР проводили с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 27 и 24, в качестве группы праймеров, и таким образом, проверяли, что получена плазмида для экспрессии гена, которая обозначена как pMW118-kpsCS.[0142] Escherichia coli strain DH5 alpha was transformed using the obtained ligated DNA, and transformants were selected using ampicillin resistance as an indicator. A plasmid was isolated from the transformant according to a known method, and a PCR reaction was performed using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 27 and 24 as a primer group, and thus it was verified that a gene expression plasmid was obtained, which was designated as pMW118-kpsCS.

[0143] Кроме того, реакцию ПЦР проводили с использованием хромосомной ДНК Escherichia coli штамма Nissle в качестве матрицы, и с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 28 и 24, и синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 29 и 24, в качестве групп праймеров, и таким образом, соответственно, получали фрагмент ДНК приблизительно 1,2 т.п.о., содержащий область гена kpsS (далее в настоящем описании обозначенный как амплифицированный фрагмент гена kpsS), и фрагмент ДНК приблизительно 7,9 т.п.о., содержащий области генов kpsF, kpsE, kpsD, kpsU, kpsC и kpsS (далее в настоящем описании обозначенный как амплифицированный фрагмент гена kpsFEDUCS).[0143] Furthermore, a PCR reaction was performed using the chromosomal DNA of Escherichia coli strain Nissle as a template, and using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 28 and 24 and synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 29 and 24 as primer groups, and thereby, respectively, a DNA fragment of approximately 1.2 kb containing the kpsS gene region (hereinafter referred to as an amplified kpsS gene fragment) and a DNA fragment of approximately 7.9 kb containing the kpsF, kpsE, kpsD, kpsU, kpsC and kpsS gene regions (hereinafter referred to as an amplified kpsFEDUCS gene fragment) were obtained.

[0144] Кроме того, реакцию ПЦР проводили с использованием плазмиды pMW118-kpsCS, полученной выше, в качестве матрицы, и с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 25 и 21, в качестве группы праймеров, и таким образом, получали линейный фрагмент ДНК pMW118 приблизительно 4,3 т.п.о., содержащий промоторную последовательность uspA.[0144] Furthermore, a PCR reaction was performed using the plasmid pMW118-kpsCS obtained above as a template and using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 25 and 21 as a group of primers, and thus a linear DNA fragment of pMW118 of approximately 4.3 kb containing the uspA promoter sequence was obtained.

[0145] Линейный фрагмент ДНК pMW118, содержащий промоторную последовательность uspA, и амплифицированный фрагмент гена kpsS, полученный выше, смешивали и лигировали с использованием набора для клонирования In-Fusion HD (Takara Bio Inc.). Таким же способом, линейный фрагмент ДНК pMW118, содержащий промоторную последовательность uspA, и амплифицированный фрагмент гена kpsFEDUCS смешивали и лигировали.[0145] The linear DNA fragment of pMW118 containing the uspA promoter sequence and the amplified fragment of the kpsS gene obtained above were mixed and ligated using the In-Fusion HD Cloning Kit (Takara Bio Inc.). In the same manner, the linear DNA fragment of pMW118 containing the uspA promoter sequence and the amplified fragment of the kpsFEDUCS gene were mixed and ligated.

[0146] Escherichia coli штамма DH5 альфа трансформировали с использованием каждой из полученных лигированных ДНК, и трансформанты отбирали с использованием устойчивости к ампициллину в качестве показателя. Плазмиду выделяли из трансформанта, в соответствии с известным способом, и реакцию ПЦР проводили с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 20 и 24, в качестве группы праймеров для плазмиды, в которую лигирован амплифицированный фрагмент гена kpsS, и с использованием синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 27 и 30, и синтетических ДНК, состоящих из нуклеотидных последовательностей, показанных в SEQ ID NO: 31 и 32, в качестве группы праймеров для плазмиды, в которую лигирован амплифицированный фрагмент гена kpsFEDUCS. Соответственно, проверяли, что, соответственно, получены плазмиды, экспрессирующие гены, которые, соответственно обозначены как pMW118-kpsS и pMW118-kpsFEDUCS.[0146] Escherichia coli strain DH5 alpha was transformed using each of the obtained ligated DNAs, and transformants were selected using ampicillin resistance as an indicator. A plasmid was isolated from the transformant according to a known method, and a PCR reaction was performed using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 20 and 24 as a primer group for a plasmid into which the amplified fragment of the kpsS gene was ligated, and using synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 27 and 30 and synthetic DNAs consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 31 and 32 as a primer group for a plasmid into which the amplified fragment of the kpsFEDUCS gene was ligated. Accordingly, it was verified that plasmids expressing genes were obtained, which were respectively designated as pMW118-kpsS and pMW118-kpsFEDUCS.

Пример 5Example 5

[0147] Тестирование продукции гепаросана с использованием штамма, сохраняющего плазмиду для экспрессии гена - 1[0147] Testing of heparosan production using a strain that retains a plasmid for gene expression - 1

Плазмидами pMW118 и pMW118-PuspA-kpsS, pMW118-PuspA-kpsCS, и pMW118-PuspA-kpsFEDUCS, полученными в примере 4, соответственно, трансформировали штамм NY, полученный в примере 1. Полученные трансформанты, соответственно, обозначены как штамм NY/pMW118, штамм NY/pMW118-PuspA-kpsS, штамм NY/pMW118-PuspA-kpsCS и штамм NY/pMW118-PuspA-kpsFEDUCS.The plasmids pMW118 and pMW118-PuspA-kpsS, pMW118-PuspA-kpsCS, and pMW118-PuspA-kpsFEDUCS obtained in Example 4, respectively, were transformed into the NY strain obtained in Example 1. The resulting transformants were respectively designated as the NY/pMW118 strain, the NY/pMW118-PuspA-kpsS strain, the NY/pMW118-PuspA-kpsCS strain, and the NY/pMW118-PuspA-kpsFEDUCS strain.

[0148] Трансформанты, полученные выше, инокулировали в большую пробирку, содержащую 5 мл среды LB, содержащей 100 мг/л ампициллина, и культивировали при 37 градусах C в течение 15 часов. 1% культуральный раствор инокулировали в пробирку, содержащую 5 мл среды R, содержащей 100 мг/л ампициллина [в которой 20 г/л глюкозы, 13,5 г/л дигидрофосфата калия, 4 г/л фосфата диаммония, 1,7 г/л лимонной кислоты, 1 г/л гептагидрата сульфата магния, 10 мг/л гидрохлорида тиамина и 10 мл/л раствора микроэлементов, доводили с использованием 5 моль/л гидроксида натрия, таким образом, что pH становился pH 6,8, и глюкозу и гептагидрат сульфата магния добавляли по отдельности после стерилизации автоклавированием (при 120 градусах C в течение 20 минут)], и культивировали при 37 градусах C в течение 24 часов. Кроме того, такую же операцию проводили для штамма NY в условиях без содержания ампициллина.[0148] The transformants obtained above were inoculated into a large tube containing 5 ml of LB medium containing 100 mg/l ampicillin and cultured at 37 degrees C for 15 hours. A 1% culture solution was inoculated into a test tube containing 5 ml of R medium containing 100 mg/L ampicillin [in which 20 g/L glucose, 13.5 g/L potassium dihydrogen phosphate, 4 g/L diammonium phosphate, 1.7 g/L citric acid, 1 g/L magnesium sulfate heptahydrate, 10 mg/L thiamine hydrochloride and 10 ml/L trace element solution were adjusted using 5 mol/L sodium hydroxide so that the pH became pH 6.8, and glucose and magnesium sulfate heptahydrate were added separately after sterilization by autoclaving (at 120 degrees C for 20 minutes)], and cultured at 37 degrees C for 24 hours. In addition, the same operation was carried out for the NY strain under conditions without ampicillin.

[0149] Полученный культуральный раствор обрабатывали посредством способа, описанного в примере 3, и измеряли количество накопленного гепаросана в культуральном растворе. Результаты показаны в таблице 2.[0149] The obtained culture solution was treated by the method described in Example 3, and the amount of heparosan accumulated in the culture solution was measured. The results are shown in Table 2.

[0150][0150]

Таблица 2Table 2 ШтаммStrain Количество накопленного гепаросана (г/л)Amount of accumulated heparosan (g/l) NYNY 192192 NY/pMW118NY/pMW118 220220 NY/pMW118-PuspA-kpsSNY/pMW118-PuspA-kpsS 349349 NY/pMW118-PuspA-kpsCSNY/pMW118-PuspA-kpsCS 328328 NY/pMW118-PuspA-kpsFEDUCSNY/pMW118-PuspA-kpsFEDUCS 348348

[0151] Как показано в таблице 2, в штамме NY/pMW118-PuspA-kpsS, экспрессирующем kpsS, количество накопленного гепаросана было явно увеличено, по сравнению с количеством в родительском штамме NY и штамме NY/pMW118, сохраняющем только вектор pMW118.[0151] As shown in Table 2, in the NY/pMW118-PuspA-kpsS strain expressing kpsS, the amount of accumulated heparosan was clearly increased, compared with that in the parental NY strain and the NY/pMW118 strain retaining only the pMW118 vector.

[0152] Тем не менее, на основании того результата, что для штамма NY/pMW118-PuspA-kpsCS, экспрессирующего kpsC и kpsS, и штамма NY/pMW118-PuspA-kpsFEDUCS, экспрессирующего kpsF, kpsE, kpsD, kpsU, kpsC и kpsS, показан почти такой же уровень продукции гепаросана, что и для штамма NY/pMW118-PuspA-kpsS, обнаружено, что эффект улучшения способности к продукции гепаросана был в достаточной степени получен посредством усиления экспрессия только kpsS в kpsFEDUCS, представляющей собой группу генов продукции гепаросана.[0152] However, based on the result that the NY/pMW118-PuspA-kpsCS strain expressing kpsC and kpsS and the NY/pMW118-PuspA-kpsFEDUCS strain expressing kpsF, kpsE, kpsD, kpsU, kpsC and kpsS showed almost the same heparosan production level as the NY/pMW118-PuspA-kpsS strain, it was found that the effect of improving the heparosan production ability was sufficiently obtained by enhancing the expression of only kpsS in kpsFEDUCS, which is a group of heparosan production genes.

Пример 6Example 6

[0153][0153]

Тестирование продукции гепаросана с использованием штамма, сохраняющего плазмиду для экспрессии гена - 2Testing of heparosan production using a strain retaining a plasmid for gene expression - 2

Плазмидами pMW118 и pMW118-PuspA-kpsS, pMW118-PuspA-kpsCS, и pMW118-PuspA-kpsFEDUCS, полученными в примере 4, соответственно, трансформировали штамм дикого типа Nissle Escherichia coli. Полученные трансформанты, соответственно, обозначены как штамм N/pMW118, штамм N/pMW118-PuspA-kpsS, штамм N/pMW118-PuspA-kpsCS и штамм N/pMW118-PuspA-kpsFEDUCS.The plasmids pMW118, pMW118-PuspA-kpsS, pMW118-PuspA-kpsCS, and pMW118-PuspA-kpsFEDUCS obtained in Example 4 were transformed into the wild-type Escherichia coli Nissle strain, respectively. The resulting transformants were designated as strain N/pMW118, strain N/pMW118-PuspA-kpsS, strain N/pMW118-PuspA-kpsCS, and strain N/pMW118-PuspA-kpsFEDUCS, respectively.

[0154][0154]

Трансформанты, полученные выше, инокулировали в большую пробирку, содержащую 5 мл среды LB, содержащей 100 мг/л ампициллина, и культивировали при 37 градусах C в течение 15 часов. 1% культуральном растворе инокулировали в пробирку, содержащую 5 мл среды R, содержащей 100 мг/л ампициллина [в которой 20 г/л глюкозы, 13,5 г/л дигидрофосфата калия, 4 г/л фосфата диаммония, 1,7 г/л лимонной кислоты, 1 г/л гептагидрата сульфата магния, 10 мг/л гидрохлорида тиамина и 10 мл/л раствора микроэлементов доводили с использованием 5 моль/л гидроксида натрия, таким образом, что pH становился pH 6,8, и глюкозу и гептагидрат сульфата магния добавляли по отдельности после стерилизации автоклавированием (при 120 градусах C в течение 20 минут)], и культивировали при 37 градусах C в течение 24 часов. Кроме того, такую же операцию проводили для штамма дикого типа Nissle в условиях без содержания ампициллина.The transformants obtained above were inoculated into a large tube containing 5 ml of LB medium containing 100 mg/l ampicillin and cultured at 37 degrees C for 15 hours. 1% culture solution was inoculated into a test tube containing 5 ml of R medium containing 100 mg/L ampicillin [in which 20 g/L glucose, 13.5 g/L potassium dihydrogen phosphate, 4 g/L diammonium phosphate, 1.7 g/L citric acid, 1 g/L magnesium sulfate heptahydrate, 10 mg/L thiamine hydrochloride and 10 ml/L trace element solution were adjusted using 5 mol/L sodium hydroxide so that the pH became pH 6.8, and glucose and magnesium sulfate heptahydrate were added separately after sterilization by autoclaving (at 120 degrees C for 20 minutes)], and cultured at 37 degrees C for 24 hours. In addition, the same operation was performed for the wild-type Nissle strain under ampicillin-free conditions.

[0155][0155]

Полученный культуральный раствор обрабатывали посредством способа, описанного в примере 3, и измеряли количество накопленного гепаросана в культуральном растворе. Результаты показаны в таблице 3.The obtained culture solution was processed by the method described in Example 3, and the amount of heparosan accumulated in the culture solution was measured. The results are shown in Table 3.

[0156][0156]

Таблица 3Table 3 ШтаммStrain Количество накопленного гепаросана (Соотношение, когда штамм дикого типа Nissle представляет собой 1)Amount of accumulated heparosan (Ratio when wild type strain Nissle is 1) Штамм дикого типа NissleWild-type strain Nissle 1,01.0 N/pMW118N/pMW118 0,90.9 N/pMW118-PuspA-kpsSN/pMW118-PuspA-kpsS 3,33.3 N/pMW118-PuspA-kpsCSN/pMW118-PuspA-kpsCS 1,71.7 N/pMW118-PuspA-kpsFEDUCSN/pMW118-PuspA-kpsFEDUCS 1,81.8

[0157][0157]

Как показано в таблице 3, в штамме N/pMW118-PuspA-kpsS, экспрессирующем kpsS, количество накопленного гепаросана было увеличено в три раза или более, по сравнению с количеством в родительском штамме дикого типа Nissle и штамме N/pMW118, сохраняющем только вектор pMW118.As shown in Table 3, in the N/pMW118-PuspA-kpsS strain expressing kpsS, the amount of heparosan accumulated was increased threefold or more compared with that in the parental wild-type strain Nissle and the N/pMW118 strain retaining only the pMW118 vector.

[0158] Тем не менее, в штамме N/pMW118-PuspA-kpsCS, экспрессирующем kpsC и kpsS, и в штамме N/pMW118-PuspA-kpsFEDUCS, экспрессирующем kpsF, kpsE, kpsD, kpsU, kpsC и kpsS, титр улучшался, самое большее, в 1,8 раз, по сравнению с родительским штаммом. В этом отношении, обнаружено, что эффект улучшения способности к продукции гепаросана был в достаточной степени получен посредством усиления экспрессии только kpsS, среди группы генов продукции гепаросана kpsFEDUCS, и что способность к продукции гепаросана становилась выше, когда экспрессия kpsC и kpsFEDU не была усилена, вместо того, чтобы являться усиленной.[0158] However, in the N/pMW118-PuspA-kpsCS strain expressing kpsC and kpsS and in the N/pMW118-PuspA-kpsFEDUCS strain expressing kpsF, kpsE, kpsD, kpsU, kpsC and kpsS, the titer was improved by at most 1.8 times, compared with the parental strain. In this regard, it was found that the effect of improving the heparosan producing ability was sufficiently obtained by enhancing the expression of only kpsS among the kpsFEDUCS group of heparosan producing genes, and that the heparosan producing ability became higher when the expression of kpsC and kpsFEDU was not enhanced, instead of being enhanced.

[0159] В то время как изобретение описано подробно и со ссылкой на конкретные варианты его осуществления, специалисту в данной области очевидно, что можно осуществлять его различные изменения и модификации, без отклонения от его содержания и объема. Полное содержание всех ссылок, процитированных в настоящем описании, приведено в настоящем описании в качестве ссылки. Эта заявка основана на Международной заявке No. PCT/JP2020/015384, поданной 3 апреля 2020 г., полное содержание которой приведено в настоящем описании в качестве ссылки.[0159] While the invention has been described in detail and with reference to specific embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made thereto without departing from the spirit and scope thereof. The entire contents of all references cited in this specification are hereby incorporated by reference. This application is based on International Application No. PCT/JP2020/015384, filed April 3, 2020, the entire contents of which are hereby incorporated by reference.

--->--->

СПИСОК ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙLIST OF SEQUENCES

<110> Rensselaer Polytechnic Institute<110> Rensselaer Polytechnic Institute

Otsuka Pharmaceutical Factory, Inc Otsuka Pharmaceutical Factory, Inc

KYOWA HAKKO BIO CO.,LTD. KYOWA HAKKO BIO CO.,LTD.

<120> Способ продукции гепаросана и бактерия из рода Escherichia, имеющая <120> A method for producing heparosan and a bacterium from the genus Escherichia, which has

способность к продукции гепаросанаability to produce heparosan

<130> W528319<130> W528319

<160> 38 <160> 38

<170> PatentIn версии 3.5<170> PatentIn version 3.5

<210> 1<210> 1

<211> 42<211> 42

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 1<400> 1

aatcgggatc cgcggccgca gaggcggttt gcgtattgga gc 42aatcgggatc cgcggccgca gaggcggttt gcgtattgga gc 42

<210> 2<210> 2

<211> 51<211> 51

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 2<400> 2

ggatttgact acgggcctaa agtcgacaga ataaataaat cctggtgtcc c 51ggatttgact acgggcctaa agtcgacaga ataaataaat cctggtgtcc c 51

<210> 3<210> 3

<211> 42<211> 42

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 3<400> 3

acggagcatg cgcggccgct caaaatcggt ggagctgcat ga 42acggagcatg cgcggccgct caaaatcggt ggagctgcat ga 42

<210> 4<210> 4

<211> 54<211> 54

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 4<400> 4

gggacaccag gatttattta ttctgtcgac tttaggcccg tagtctgcaa atcc 54gggacaccag gatttattta ttctgtcgac tttaggcccg tagtctgcaa atcc 54

<210> 5<210> 5

<211> 21<211> 21

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 5<400> 5

cacttattca ggcgtagcac c 21cacttattca ggcgtagcac c 21

<210> 6<210> 6

<211> 24<211> 24

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 6<400> 6

atcggcattt tctttgcgtt ttta 24atcggcattt tctttgcgtt ttta 24

<210> 7<210> 7

<211> 22<211> 22

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 7<400> 7

gaagtaccga gagtctttat cc 22gaagtaccga gagtctttat cc 22

<210> 8<210> 8

<211> 38<211> 38

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 8<400> 8

ctacgcctga ataagtggta ctgtttctcc tcacaacg 38ctacgcctga ataagtggta ctgtttctcc tcacaacg 38

<210> 9<210> 9

<211> 40<211> 40

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 9<400> 9

gcaaagaaaa tgccgatccg tcaagcaaac tgttgaaatc 40gcaaagaaaa tgccgatccg tcaagcaaac tgttgaaatc 40

<210> 10<210> 10

<211> 22<211> 22

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 10<400> 10

tcgtttccat aaccgctctt gc 22tcgtttccat aaccgctctt gc 22

<210> 11<210> 11

<211> 39<211> 39

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 11<400> 11

caacagtttg cttgacgggt actgtttctc ctcacaacg 39caacagtttg cttgacgggt actgtttctc ctcacaacg 39

<210> 12<210> 12

<211> 40<211> 40

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 12<400> 12

gtgaggagaa acagtacccg tcaagcaaac tgttgaaatc 40gtgaggagaa acagtacccg tcaagcaaac tgttgaaatc 40

<210> 13<210> 13

<211> 24<211> 24

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 13<400> 13

gaaattaatc gcggcggaaa accc 24gaaattaatc gcggcggaaa accc 24

<210> 14<210> 14

<211> 24<211> 24

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 14<400> 14

gtatagatga gtataaaatg tatc 24gtatagatga gtataaaatg tatc 24

<210> 15<210> 15

<211> 39<211> 39

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 15<400> 15

ctacgcctga ataagtggtt gattagaatg actccgcac 39ctacgcctga ataagtggtt gattagaatg actccgcac 39

<210> 16<210> 16

<211> 37<211> 37

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 16<400> 16

gcaaagaaaa tgccgatatg attgttgcaa atatgtc 37gcaaagaaaa tgccgatatg attgttgcaa atatgtc 37

<210> 17<210> 17

<211> 21<211> 21

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 17<400> 17

ggtggcgtta tgtgataata c 21ggtggcgtta tgtgataata from 21

<210> 18<210> 18

<211> 38<211> 38

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 18<400> 18

caccacaaaa gcggttgttg attagaatga ctccgcac 38caccacaaaa gcggttgttg attagaatga ctccgcac 38

<210> 19<210> 19

<211> 36<211> 36

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 19<400> 19

tggaaggagt aacactatga ttgttgcaaa tatgtc 36tggaaggagt aacactatga ttgttgcaaa tatgtc 36

<210> 20<210> 20

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 20<400> 20

aaccgctttt gtggtgacca 20aaccgctttt gtggtgacca 20

<210> 21<210> 21

<211> 21<211> 21

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 21<400> 21

agtgttactc cttccataaa g 21agtgttactc cttccataaa g 21

<210> 22<210> 22

<211> 22<211> 22

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 22<400> 22

gaaagagttt tgtgatgtgg cg 22gaaagagttt tgtgatgtgg cg 22

<210> 23<210> 23

<211> 44<211> 44

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 23<400> 23

ctttatggaa ggagtaacac tatgattggc atttactcgc ctgg 44ctttatggaa ggagtaacac tatgattggc atttactcgc ctgg 44

<210> 24<210> 24

<211> 44<211> 44

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 24<400> 24

gtaaaacgac ggccagtgcc ttaataataa accgcattaa cctg 44gtaaaacgac ggccagtgcc ttaataataa accgcattaa cctg 44

<210> 25<210> 25

<211> 26<211> 26

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 25<400> 25

ggcactggcc gtcgttttac aacgtc 26ggcactggcc gtcgttttac aacgtc 26

<210> 26<210> 26

<211> 23<211> 23

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 26<400> 26

gcgctttctc atagctcacg ctg 23gcgctttctc atagctcacg ctg 23

<210> 27<210> 27

<211> 23<211> 23

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 27<400> 27

caccgaactg agatacctac agc 23caccgaactg agatacctac agc 23

<210> 28<210> 28

<211> 43<211> 43

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 28<400> 28

ctttatggaa ggagtaacac tatgcaaggt aatgcactaa ccg 43ctttatggaa ggagtaacac tatgcaaggt aatgcactaa ccg 43

<210> 29<210> 29

<211> 44<211> 44

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 29<400> 29

caactttatg gaaggagtaa cactatgtct gaaagacatt tacc 44caactttatg gaaggagtaa cactatgtct gaaagacatt tacc 44

<210> 30<210> 30

<211> 23<211> 23

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 30<400> 30

gttgcgcgtc atgatggctt tcc 23gttgcgcgtc atgatggctt tcc 23

<210> 31<210> 31

<211> 25<211> 25

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 31<400> 31

gaagtttggg tggcaacaga cgatc 25gaagtttggg tggcaacaga cgatc 25

<210> 32<210> 32

<211> 25<211> 25

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Синтезированный олигонуклеотид для праймера<223> Synthesized oligonucleotide for primer

<400> 32<400> 32

cagggttttc ccagtcacga cgttg 25cagggttttc ccagtcacga cgttg 25

<210> 33<210> 33

<211> 1170<211> 1170

<212> ДНК<212> DNA

<213> Escherichia coli<213> Escherichia coli

<400> 33<400> 33

atgcaaggta atgcactaac cgttttatta tccggtaaaa aatatctgct attgcagggg 60atgcaaggta atgcactaac cgttttatta tccggtaaaa aatatctgct attgcagggg 60

ccaatgggac cctttttcag tgatgttgcc gagtggctag agtcattagg tcgtaacgct 120ccaatgggac cctttttcag tgatgttgcc gagtggctag agtcattagg tcgtaacgct 120

gtgaatgttg tattcaacgg tggggatcgt ttttactgcc gccatcgaca atacctagct 180gtgaatgttg tattcaacgg tggggatcgt ttttactgcc gccatcgaca atacctagct 180

tactaccaga caccgaaaga gtttcccgga tggttacggg atctccaccg gcaatatgac 240tactaccaga caccgaaaga gtttcccgga tggttacggg atctccaccg gcaatatgac 240

tttgacacaa tcctctgctt tggcgactgc cgcccattgc ataaagaagc aaaacgctgg 300tttgacacaa tcctctgctt tggcgactgc cgcccattgc ataaagaagc aaaacgctgg 300

gcaaagtcga aagggatccg cttcctggca tttgaagaag gatatttacg cccgcaattt 360gcaaagtcga aagggatccg cttcctggca tttgaagaag gatatttacg cccgcaattt 360

attaccgttg aagaaggcgg agtgaacgca tattcatcgc taccgcgcga tccggatttt 420attaccgttg aagaaggcgg agtgaacgca tattcatcgc taccgcgcga tccggatttt 420

tatcgtaagt taccagatat gcctacgccg cacgttgaga acttaaaacc ttcaacgatg 480tatcgtaagt taccagatat gcctacgccg cacgttgaga acttaaaacc ttcaacgatg 480

aaacgtatag gccatgctat gtggtattac ctgatgggct ggcattaccg tcatgagttt 540aaacgtatag gccatgctat gtggtattac ctgatgggct ggcattaccg tcatgagttt 540

cctcgctacc gccaccacaa atcattttcc ccctggtatg aagcacgttg ctgggttcgt 600cctcgctacc gccaccacaa atcattttcc ccctggtatg aagcacgttg ctgggttcgt 600

gcatactggc gcaagcaact ttacaaggta acacagcgta aggtattacc gaggttaatg 660gcatactggc gcaagcaact ttacaaggta acacagcgta aggtattacc gaggttaatg 660

aacgaactgg accagcgtta ttatcttgct gttttgcagg tgtataacga tagccagatt 720aacgaactgg accagcgtta ttatcttgct gttttgcagg tgtataacga tagccagatt 720

cgtaaccaca gcagttataa cgatgtgcgt gactatatta atgaagtcat gtactcattt 780cgtaaccaca gcagttataa cgatgtgcgt gactatatta atgaagtcat gtactcattt 780

tcgcgtaaag cgccgaaaga aagttatttg gtgatcaaac atcatccgat ggatcgtggt 840tcgcgtaaag cgccgaaaga aagttatttg gtgatcaaac atcatccgat ggatcgtggt 840

cacagactct atcgaccatt aattaaacgg ttgagtaagg aatatggctt aggtgagcga 900cacagactct atcgaccatt aattaaacgg ttgagtaagg aatatggctt aggtgagcga 900

atcctttatg tgcacgatct cccgatgccg gaattattac gccatgcaaa agcggtggtg 960atcctttatg tgcacgatct cccgatgccg gaattattac gccatgcaaa agcggtggtg 960

acgattaaca gtacggcggg gatctctgcg ctgattcata acaaaccact caaagtgatg 1020acgattaaca gtacggcggg gatctctgcg ctgattcata acaaaccact caaagtgatg 1020

ggcaatgccc tgtacgacat caagggcttg acgtatcaag ggcatttgca ccagttctgg 1080ggcaatgccc tgtacgacat caagggcttg acgtatcaag ggcatttgca ccagttctgg 1080

caggctgatt ttaaaccaga tatgaaactg tttaagaagt ttcgtgggta tttattggtg 1140caggctgatt ttaaaccaga tatgaaactg tttaagaagt ttcgtgggta tttattggtg 1140

aagacgcagg ttaatgcggt ttattattaa 1170aagacgcagg ttaatgcggt ttattattaa 1170

<210> 34<210> 34

<211> 717<211> 717

<212> ДНК<212> DNA

<213> Escherichia coli<213> Escherichia coli

<400> 34<400> 34

atgattgttg caaatatgtc atcataccca cctcgaaaaa aagagttggt gcattctata 60atgattgttg caaatatgtc atcataccca cctcgaaaaa aagagttggt gcattctata 60

caaagtttac atgctcaagt agataaaatt aatctttgcc tgaatgagtt tgaagaaatt 120caaagtttac atgctcaagt agataaaatt aatctttgcc tgaatgagtt tgaagaaatt 120

cctgaggaat tagatggttt ttcaaaatta aatccagtta ttccagataa agattataag 180cctgaggaat tagatggttt ttcaaaatta aatccagtta ttccagataa agattataag 180

gatgtgggca aatttatatt tccttgcgct aaaaatgata tgatcgtact tacagatgat 240gatgtgggca aatttatatt tccttgcgct aaaaatgata tgatcgtact tacagatgat 240

gatattattt accctcccga ttatgtagaa aaaatgctca atttttataa ttcctttgca 300gatattattt accctcccga ttatgtagaa aaaatgctca atttttataa ttcctttgca 300

atattcaatt gcattgttgg gattcatggc tgtatataca tagatgcatt tgatggagat 360atattcaatt gcattgttgg gattcatggc tgtatataca tagatgcatt tgatggagat 360

cagtctaaaa gaaaagtatt ttcatttact caagggctat tgcgaccgag agttgtaaat 420cagtctaaaa gaaaagtatt ttcatttact caagggctat tgcgaccgag agttgtaaat 420

caattaggta cagggactgt ttttcttaag gcagatcaat taccatcttt aaaatatatg 480caattaggta cagggactgt ttttcttaag gcagatcaat taccatcttt aaaatatatg 480

gatggttctc aacgattcgt cgatgttaga ttttctcgct atatgttaga gaatgaaatt 540gatggttctc aacgattcgt cgatgttaga ttttctcgct atatgttaga gaatgaaatt 540

ggtatgatat gtgttcccag agaaaaaaac tggctaagag aggtctcatc aggttcaatg 600ggtatgatat gtgttcccag agaaaaaaac tggctaagag aggtctcatc aggttcaatg 600

gaaggacttt ggaacacatt tacaaaaaaa tggcctttag acatcataaa agaaacacaa 660gaaggacttt ggaacacatt tacaaaaaaa tggcctttag acatcataaa agaaacacaa 660

gcaatcgcag gatattcaaa acttaacctc gaattagtgt ataatgtgga agggtaa 717gcaatcgcag gatattcaaa acttaacctc gaattagtgt ataatgtgga agggtaa 717

<210> 35<210> 35

<211> 1689<211> 1689

<212> ДНК<212> DNA

<213> Escherichia coli<213> Escherichia coli

<400> 35<400> 35

atgaataaat tagtgctagt cggacatcct ggctcaaagt atcagatagt tgaacatttt 60atgaataaat tagtgctagt cggacatcct ggctcaaagt atcagatagt tgaacatttt 60

ttgaaagaaa ttggcatgaa ctcaccaaat tattctacaa gtaataaaat ttccccagaa 120ttgaaagaaa ttggcatgaa ctcaccaaat tattctacaa gtaataaaat ttccccagaa 120

tatatcaccg cttcattatg tcaattttat caaacaccag aagttaatga tgtagtagat 180tatatcaccg cttcattatg tcaattttat caaacaccag aagttaatga tgtagtagat 180

gagagagaat tctcagctgt tcaagtctca accatgtggg atagcatggt tcttgaacta 240gagagagaat tctcagctgt tcaagtctca accatgtggg atagcatggt tcttgaacta 240

atgatgaaca atctaaataa caaactttgg gggtgggcag atccatctat aatatttttt 300atgatgaaca atctaaataa caaactttgg gggtggggcag atccatctat aatatttttt 300

cttgattttt ggaaaaatat agataaaagc ataaaattca tcatgatata tgatcaccct 360cttgattttt ggaaaaatat agataaaagc ataaaattca tcatgatata tgatcaccct 360

aaatataatt taatgcgttc agtaaataat gcccctctct ctttaaatat aaataatagt 420aaatataatt taatgcgttc agtaaataat gcccctctct ctttaaatat aaataatagt 420

gtagataact ggattgcata taataaaaga ttgcttgatt tttttttgga gaataaagaa 480gtagataact ggattgcata taataaaaga ttgcttgatt tttttttgga gaataaagaa 480

cgatgtgtgt tgattaattt tgaggcgttt caaagcaata agaaaaatat tataaagcca 540cgatgtgtgt tgattaattt tgaggcgttt caaagcaata agaaaaatat tataaagcca 540

ttgagtaata ttataaaaat agataatcta atgtctgcgc attacaaaaa ttcaatattg 600ttgagtaata ttataaaaat agataatcta atgtctgcgc attacaaaaa ttcaatattg 600

tttgatgtgg ttgagaataa tgattataca aaatcaaatg aaattgccct gcttgaaaaa 660tttgatgtgg ttgagaataa tgattataca aaatcaaatg aaattgccct gcttgaaaaa 660

tatacaactt tattttcttt aagtgcaaat gagactgaaa ttacatttaa tgatacaaag 720tatacaactt tattttcttt aagtgcaaat gagactgaaa ttacatttaa tgatacaaag 720

gttagtgagt acttagtatc tgaattaata aaagaaagaa ccgaggttct gaagctttat 780gttagtgagt acttagtatc tgaattaata aaagaaagaa ccgaggttct gaagctttat 780

aatgagttac aagcctatgc aaacctacct tatatagaaa catcgaaaga taacgtttcg 840aatgagttac aagcctatgc aaacctacct tatatagaaa catcgaaaga taacgtttcg 840

gctgaggctg cattatggga ggtagtcgaa gagagaaatt ctatcttcaa tattgtatct 900gctgaggctg cattatggga ggtagtcgaa gagagaaatt ctatcttcaa tattgtatct 900

catttggtgc aagagtcaaa aaagaaggat gcagatattg aattgactaa atctatattt 960catttggtgc aagagtcaaa aaagaaggat gcagatattg aattgactaa atctatattt 960

aagaaaagac aatttttatt attgaacagg attaatgagc taaaaaaaga aaaggaagag 1020aagaaaagac aatttttatt attgaacagg attaatgagc taaaaaaaga aaaggaagag 1020

gtaattaaac tttcaaaaat aaatcacaac gatgttgtga gacaagaaaa atatccagat 1080gtaattaaac tttcaaaaat aaatcacaac gatgttgtga gacaagaaaa atatccagat 1080

gatattgaaa aaaaaataaa tgacatacag aaatatgaag aagagataag cgaaaaagaa 1140gatattgaaa aaaaaataaa tgacatacag aaatatgaag aagagataag cgaaaaagaa 1140

tcaaaactca ctcaggcaat atcagaaaaa gaacagattt taaaacaatt gcataaatat 1200tcaaaactca ctcaggcaat atcagaaaaa gaacagattt taaaacaatt gcataaatat 1200

gaagaagaga taagcgaaaa agaatcaaaa ctcactcagg caatatcaga aaaagaacag 1260gaagaagaga taagcgaaaa agaatcaaaa ctcactcagg caatatcaga aaaagaacag 1260

attttaaaac aattgcatat agtgcaagag cagttggaac actattttat agaaaatcag 1320attttaaaac aattgcatat agtgcaagag cagttggaac actattttat agaaaatcag 1320

gaaattaaaa agaaacttcc acctgtgcta tatggagcag ctgagcagat aaaacaagag 1380gaaattaaaa agaaacttcc acctgtgcta tatggagcag ctgagcagat aaaacaagag 1380

ttaggttatc gacttggtta tattatagtc tcgtattcta aatccctcaa ggggattatt 1440ttaggttatc gacttggtta tattatagtc tcgtattcta aatccctcaa ggggattatt 1440

accatgccat ttgcacttat ccgtgagtgt gtttttgaaa aaaaacgtaa gaagagttat 1500accatgccat ttgcacttat ccgtgagtgt gtttttgaaa aaaaacgtaa gaagagttat 1500

ggcgttgatg tgccactcta tttatatgct gatgctgata aggctgaaag agttaagaaa 1560ggcgttgatg tgccactcta tttatatgct gatgctgata aggctgaaag agttaagaaa 1560

catttatctt atcaattagg gcaggctatt atctccagtg ctaattcgat atttggattc 1620catttatctt atcaattagg gcaggctatt atctccagtg ctaattcgat atttggattc 1620

attacccttc catttaagtt aattgttgtt gtttataaat ataggagagc taaaatcaag 1680attacccttc catttaagtt aattgttgtt gtttataaat atagggagagc taaaatcaag 1680

ggctgttaa 1689ggctgttaa 1689

<210> 36<210> 36

<211> 1563<211> 1563

<212> ДНК<212> DNA

<213> Escherichia coli<213> Escherichia coli

<400> 36<400> 36

atgaacgcag aatatataaa tttagttgaa cgtaaaaaga aattagggac aaatattggt 60atgaacgcag aatatataaa tttagttgaa cgtaaaaaga aattagggac aaatattggt 60

gctcttgatt ttttattatc aattcataag gagaaagttg atcttcaaca taaaaactcg 120gctcttgatt ttttattatc aattcataag gagaaagttg atcttcaaca taaaaactcg 120

cctttaaaag gtaacgataa ccttattcac aaaagaataa acgaatacga caatgtactt 180cctttaaaag gtaacgataa ccttattcac aaaagaataa acgaatacga caatgtactt 180

gaactatcta agaatgtatc agctcagaat tctggcaatg agttttctta tttattggga 240gaactatcta agaatgtatc agctcagaat tctggcaatg agttttctta tttattggga 240

tatgcagatt ctcttagaaa agttggtatg ttggatactt atattaaaat tgtttgttat 300tatgcagatt ctcttagaaa agttggtatg ttggatactt atattaaaat tgtttgttat 300

ctaacaattc aatctcgtta ttttaaaaat ggcgaacgag ttaagctttt tgaacatata 360ctaacaattc aatctcgtta ttttaaaaat ggcgaacgag ttaagctttt tgaacatata 360

agtaacgctc tacggtattc aaggagtgat tttctcatta atcttatttt tgaacgatat 420agtaacgctc tacggtattc aaggagtgat tttctcatta atcttatttt tgaacgatat 420

atcgaatata taaaccatct aaaattgtcg cccaaacaaa aagattttta tttttgtacg 480atcgaatata taaaccatct aaaattgtcg cccaaacaaa aagattttta tttttgtacg 480

aagttttcaa aatttcatga ttatactaaa aatggatata aatatttagc atttgataat 540aagttttcaa aatttcatga ttatactaaa aatggatata aatatttagc atttgataat 540

caagccgatg cagggtatgg cctgacttta ttattaaatg caaacgatga tatgcaagat 600caagccgatg cagggtatgg cctgacttta ttattaaatg caaacgatga tatgcaagat 600

agttataatc tactccctga gcaagaactt tttatttgta atgctgtaat agataatatg 660agttataatc tactccctga gcaagaactt tttatttgta atgctgtaat agataatatg 660

aatatttata ggagtcaatt taacaaatgt ctacgaaaat acgatttatc agaaataact 720aatatttata ggagtcaatt taacaaatgt ctacgaaaat acgatttatc agaaataact 720

gatatatacc caaataaaat tatattgcaa ggaattaagt tcgataagaa aaaaaatgtt 780gatatatacc caaataaaat tatattgcaa ggaattaagt tcgataagaa aaaaaatgtt 780

tatggaaaag atcttgttag tataataatg tcagtattca attcagaaga tactattgca 840tatggaaaag atcttgttag tataataatg tcagtattca attcagaaga tactattgca 840

tactcattac attcattgtt gaatcaaaca tatgaaaata ttgaaattct cgtgtgcgat 900tactcattac attcattgtt gaatcaaaca tatgaaaata ttgaaattct cgtgtgcgat 900

gattgttcat cggacaaaag ccttgaaata attaagagca tagcttattc tgattcaaga 960gattgttcat cggacaaaag ccttgaaata attaagagca tagcttattc tgattcaaga 960

gtgaaagtat atagctcacg aaaaaaccaa ggcccttata atataagaaa tgagctaata 1020gtgaaagtat atagctcacg aaaaaaccaa ggcccttata atataagaaa tgagctaata 1020

aaaaaagcac acggtaattt catcaccttt caagatgcag atgatctttc tcatccggag 1080aaaaaagcac acggtaattt catcaccttt caagatgcag atgatctttc tcatccggag 1080

agaatacaaa gacaagttga ggttcttcgc aataataagg ctgtaatctg tatggctaac 1140agaatacaaa gacaagttga ggttcttcgc aataataagg ctgtaatctg tatggctaac 1140

tggatccgtg ttgcgtcaaa tggaaaaatt caattcttct atgatgataa agccacaaga 1200tggatccgtg ttgcgtcaaa tggaaaaatt caattcttct atgatgataa agccacaaga 1200

atgtctgttg tatcgtcaat gataaaaaaa gatatttttg cgacagttgg tggctataga 1260atgtctgttg tatcgtcaat gataaaaaaa gatatttttg cgacagttgg tggctataga 1260

caatctttaa ttggtgcaga tacggagttt tatgaaacag taataatgcg ttatgggcga 1320caatctttaa ttggtgcaga tacggagttt tatgaaacag taataatgcg ttatgggcga 1320

gaaagtattg taagattact gcagccattg atattggggt tatggggaga ctccggactt 1380gaaagtattg taagattact gcagccattg atattggggt tatggggaga ctccggactt 1380

accaggaata aaggaacaga agctctacct gatggatata tatcacaatc tcgaagagaa 1440accaggaata aaggaacaga agctctacct gatggatata tatcacaatc tcgaagagaa 1440

tatagtgata tcgcggcaag acaacgagtg ttagggaaaa gtatcgtaag tgataaagat 1500tatagtgata tcgcggcaag acaacgagtg ttagggaaaa gtatcgtaag tgataaagat 1500

gtacgtggtt tattatctcg ctatggtttg tttaaagatg tatcaggaat aattgaacaa 1560gtacgtggtt tattatctcg ctatggtttg tttaaagatg tatcaggaat aattgaacaa 1560

tag 1563tag 1563

<210> 37<210> 37

<211> 1179<211> 1179

<212> ДНК<212> DNA

<213> Escherichia coli<213> Escherichia coli

<400> 37<400> 37

atgttcggaa cactaaaaat aactgtttca ggcgctggtt acgttgggct ttcaaatgga 60atgttcggaa cactaaaaat aactgtttca ggcgctggtt acgttgggct ttcaaatgga 60

attctaatgg ctcaaaatca tgaagtggtt gcatttgata cccatcaaaa aaaagttgac 120attctaatgg ctcaaaatca tgaagtggtt gcatttgata cccatcaaaa aaaagttgac 120

ttacttaatg ataaactctc tcctatagag gataaggaaa ttgaaaatta tctttcaact 180ttacttaatg ataaactctc tcctatagag gataaggaaa ttgaaaatta tctttcaact 180

aaaatactta attttcgcgc aactactaac aaatatgaag cctataaaaa tgccaattac 240aaaatactta attttcgcgc aactactaac aaatatgaag cctataaaaa tgccaattac 240

gttattattg ctacaccaac gaattatgac ccaggttcaa attactttga tacatcaagc 300gttattattg ctacaccaac gaattatgac ccaggttcaa attactttga tacatcaagc 300

gttgaagctg tcattcgtga cgtaacggaa atcaacccaa acgcaattat ggtggttaaa 360gttgaagctg tcattcgtga cgtaacggaa atcaacccaa acgcaattat ggtggttaaa 360

tctacggtcc cagtaggttt cacaaaaaca attaaagaac atttaggtat taataatatt 420tctacggtcc cagtaggttt cacaaaaaca attaaagaac atttaggtat taataatatt 420

atcttctctc cagaattttt acgagaagga agagccctat acgataatct ccatccatct 480atcttctctc cagaattttt acgagaagga agagccctat acgataatct ccatccatct 480

cgcattatta tcggtgaatg ttctgaacgg gcagaacgtt tggcagtgtt atttcaggaa 540cgcattatta tcggtgaatg ttctgaacgg gcagaacgtt tggcagtgtt atttcaggaa 540

ggagcgatta aacaaaatat acccgtttta tttacagatt ctacggaagc ggaagcgatt 600ggagcgatta aacaaaatat acccgtttta tttacagatt ctacggaagc ggaagcgatt 600

aagttatttt caaatactta tttggctatg cgagttgcat tttttaatga attggatagt 660aagttatttt caaatactta tttggctatg cgagttgcat tttttaatga attggatagt 660

tacgcagaaa gttttggtct gaatacgcgt cagattattg acggtgtttg tttggatccg 720tacgcagaaa gttttggtct gaatacgcgt cagattattg acggtgtttg tttggatccg 720

cgcattggta attactacaa taatccttct tttggttatg gtggctactg tttgccaaaa 780cgcattggta attactacaa taatccttct tttggttatg gtggctactg tttgccaaaa 780

gataccaagc aattattagc caactatcag tctgttccga ataaacttat atctgcaatt 840gataccaagc aattattagc caactatcag tctgttccga ataaacttat atctgcaatt 840

gttgatgcta accgtacacg taaggacttt atcactaatg ttattttgaa acatagacca 900gttgatgcta accgtacacg taaggacttt atcactaatg ttattttgaa acatagacca 900

caagttgtgg gggtttatcg tttgattatg aaaagtggtt cagataattt tagagattct 960caagttgtgg gggtttatcg tttgattatg aaaagtggtt cagataattt tagagattct 960

tctattcttg gtattataaa gcgtatcaag aaaaaaggcg tgaaagtaat tatttatgag 1020tctattcttg gtattataaa gcgtatcaag aaaaaaggcg tgaaagtaat tatttatgag 1020

ccgcttattt ctggagatac attctttaac tcacctttgg aacgggagct ggcgatcttt 1080ccgcttattt ctggagatac attctttaac tcacctttgg aacgggagct ggcgatcttt 1080

aaagggaaag ctgatattat tatcactaac cgaatgtcag aggagttgaa cgatgtggtc 1140aaagggaaag ctgatattat tatcactaac cgaatgtcag aggagttgaa cgatgtggtc 1140

gacaaagtct atagtcgcga tttgtttaaa tgtgactaa 1179gacaaagtct atagtcgcga tttgtttaaa tgtgactaa 1179

<210> 38<210> 38

<211> 855<211> 855

<212> ДНК<212> DNA

<213> Escherichia coli<213> Escherichia coli

<400> 38<400> 38

atggtactga tgatcgtcag cggacgttca ggttcaggta aatctgtcgc cctgcgtgcg 60atggtactga tgatcgtcag cggacgttca ggttcaggta aatctgtcgc cctgcgtgcg 60

ctggaagata tgggttttta ctgcgtggat aaccttcccg tagtgttgtt acccgatctg 120ctggaagata tgggttttta ctgcgtggat aaccttcccg tagtgttgtt acccgatctg 120

gctcgaactc tggccgatcg agagatttct gccgccgtca gcattgatgt tcgtaatatg 180gctcgaactc tggccgatcg agagatttct gccgccgtca gcattgatgt tcgtaatatg 180

ccggagtcac cagaaatatt cgaacaggcg atgagtaacc tgcctgacgc tttctcaccg 240ccggagtcac cagaaatatt cgaacaggcg atgagtaacc tgcctgacgc tttctcaccg 240

caactactgt tcctggatgc cgaccgtaat accttaattc gtcgttacag tgacacgcgc 300caactactgt tcctggatgc cgaccgtaat accttaattc gtcgttacag tgacacgcgc 300

cgactgcatc cgctttccag caaaaacctg tcgctggaaa gtgctatcga caaagaaagc 360cgactgcatc cgctttccag caaaaacctg tcgctggaaa gtgctatcga caaagaaagc 360

gatttgctgg agcctctgcg ttcgcgagcg gatctgattg tcgacacctc agaaatgtcc 420gatttgctgg agcctctgcg ttcgcgagcg gatctgattg tcgacacctc agaaatgtcc 420

gttcacgagc tggcagaaat gctgcgtacc cgtctgctgg gtaaacgtga acgtgaactg 480gttcacgagc tggcagaaat gctgcgtacc cgtctgctgg gtaaacgtga acgtgaactg 480

accatggtct ttgagtcttt cggcttcaaa cacggtatcc ctatcgatgc agattacgtc 540accatggtct ttgagtcttt cggcttcaaa cacggtatcc ctatcgatgc agattacgtc 540

tttgacgtgc gcttcttgcc gaacccgcac tgggatccga aactgcgtcc aatgacaggt 600tttgacgtgc gcttcttgcc gaacccgcac tgggatccga aactgcgtcc aatgacaggt 600

cttgataaac ctgtcgccgc gttcctcgac cgccacacag aagtacacaa ttttatctac 660cttgataaac ctgtcgccgc gttcctcgac cgccacacag aagtacacaa ttttatctac 660

cagacgcgaa gctatcttga gctatggtta cctatgctgg aaaccaacaa ccgtagctac 720cagacgcgaa gctatcttga gctatggtta cctatgctgg aaaccaacaa ccgtagctac 720

ctgacggtcg ccattggttg taccggcggg aagcaccgtt cggtgtatat tgcagagcaa 780ctgacggtcg ccattggttg taccggcggg aagcaccgtt cggtgtatat tgcagagcaa 780

ctggcagact acttccgctc gcgcggtaaa aacgtccagt cacgccatcg gacgctggaa 840ctggcagact acttccgctc gcgcggtaaa aacgtccagt cacgccatcg gacgctggaa 840

aaacgtaaac catga 855aaacgtaaac catga 855

<---<---

Claims (23)

1. Способ продукции гепаросана, включающий: культивирование бактерии из рода Escherichia, которая: 1. A method for producing heparosan, comprising: culturing a bacterium of the genus Escherichia , which: имеет следующую генетическую модификацию (1) и продуцирует гепаросан, в среде для продукции гепаросана:has the following genetic modification (1) and produces heparosan, in a heparosan production medium: (1) генетическую модификацию, увеличивающую экспрессию гена kpsS, по сравнению с экспрессией для немодифицированной бактерией;(1) genetic modification that increases the expression of the kpsS gene compared to the expression in unmodified bacteria; и не имеет следующую генетическую модификацию (4):and does not have the following genetic modification (4): (4) генетическую модификацию, увеличивающую экспрессию гена kpsC по сравнению с экспрессией для немодифицированной бактерией.(4) genetic modification that increases the expression of the kpsC gene compared to the expression in unmodified bacteria. 2. Способ продукции гепаросана по п.1, где бактерия из рода Escherichia дополнительно имеет по меньшей мере одну из следующих генетических модификаций (2) и (3):2. The method for producing heparosan according to claim 1, wherein the bacterium from the genus Escherichia additionally has at least one of the following genetic modifications (2) and (3): (2) генетической модификации, увеличивающей экспрессию по меньшей мере одного гена, выбранного из гена kfiA, гена kfiB, гена kfiC и гена kfiD, по сравнению с экспрессией для немодифицированной бактерией, и(2) a genetic modification that increases the expression of at least one gene selected from the kfiA gene, the kfiB gene, the kfiC gene and the kfiD gene, compared to the expression of an unmodified bacterium, and (3) генетической модификации, вызывающей потерю функции гена yhbJ.(3) genetic modification causing loss of function of the yhbJ gene. 3. Способ продукции гепаросана по п.1 или 2, где генетическая модификация (1) представляет собой по меньшей мере одну из модификации области контроля экспрессии гена kpsS и увеличения количества копий гена kpsS.3. The method for producing heparosan according to claim 1 or 2, wherein the genetic modification (1) is at least one of modifying the expression control region of the kpsS gene and increasing the copy number of the kpsS gene. 4. Способ продукции гепаросана по п.2 или 3, где генетическая модификация (2) представляет собой по меньшей мере одну из модификации области контроля экспрессии по меньшей мере одного гена, выбранного из гена kfiA, гена kfiB, гена kfiC и гена kfiD, и увеличения количества копий по меньшей мере одного гена, выбранного из гена kfiA, гена kfiB, гена kfiC и гена kfiD.4. The method for producing heparosan according to claim 2 or 3, wherein the genetic modification (2) is at least one of modifying the expression control region of at least one gene selected from the kfiA gene, the kfiB gene, the kfiC gene and the kfiD gene, and increasing the copy number of at least one gene selected from the kfiA gene, the kfiB gene, the kfiC gene and the kfiD gene. 5. Способ продукции гепаросана по любому из пп. 2-4, где генетическая модификация (3) представляет собой делецию гена yhbJ.5. A method for producing heparosan according to any one of claims 2 to 4, wherein the genetic modification (3) is a deletion of the yhbJ gene. 6. Способ продукции гепаросана по любому из пп. 1-5, где бактерия из рода Escherichia представляет собой Escherichia coli. 6. A method for producing heparosan according to any one of claims 1-5, wherein the bacterium from the genus Escherichia is Escherichia coli . 7. Способ продукции гепаросана по любому из пп. 1-6, где ген kpsS представляет собой ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 33, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 33, и увеличивающую продукцию гепаросана бактерии из рода Escherichia, которая продуцирует гепаросан, когда уровень экспрессии увеличен в бактерии.7. The method for producing heparosan according to any one of claims 1 to 6, wherein the kpsS gene is a DNA comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 33, or a DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 33, and increasing the production of heparosan by a bacterium of the genus Escherichia that produces heparosan when the expression level is increased in the bacterium. 8. Способ продукции гепаросана по любому из пп. 2-7, где ген kfiA представляет собой ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 34, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 34, и увеличивающую продукцию гепаросана бактерии из рода Escherichia, которая продуцирует гепаросан, когда уровень экспрессии увеличен в бактерии, ген kfiB представляет собой ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 35, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 35, и увеличивающую продукцию гепаросана бактерии из рода Escherichia, которая продуцирует гепаросан, когда уровень экспрессии увеличен в бактерии, ген kfiC представляет собой ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 36, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 36, и увеличивающую продукцию гепаросана бактерии из рода Escherichia, которая продуцирует гепаросан, когда уровень экспрессии увеличен в бактерии, и ген kfiD представляет собой ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 37, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 37, и увеличивающую продукцию гепаросана бактерии из рода Escherichia, которая продуцирует гепаросан, когда уровень экспрессии увеличен в бактерии.8. A method for producing heparosan according to any one of claims. 2-7, wherein the kfiA gene is a DNA comprising a nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 34 or a DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 34 and increasing the production of heparosan by a bacterium of the genus Escherichia that produces heparosan when the expression level is increased in the bacterium, the kfiB gene is a DNA comprising a nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 35 or a DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 35 and increasing the production of heparosan by a bacterium of the genus Escherichia that produces heparosan when the expression level is increased in the bacterium, the kfiC gene is a DNA comprising a nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 36, or a DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 36 and increasing the production of heparosan by a bacterium of the genus Escherichia that produces heparosan when the expression level is increased in the bacterium, and the kfiD gene is a DNA comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 37, or a DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 37 and increasing the production of heparosan by a bacterium of the genus Escherichia that produces heparosan when the expression level is increased in the bacterium. 9. Способ продукции гепаросана по любому из пп. 2-8, где ген yhbJ представляет собой ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, показанную в SEQ ID NO: 38, или ДНК, содержащую нуклеотидную последовательность, имеющую 90% или более идентичность с нуклеотидной последовательностью, показанной в SEQ ID NO: 38, и увеличивающую продукцию гепаросана бактерии из рода Escherichia, которая продуцирует гепаросан, когда уровень экспрессии уменьшен в бактерии.9. The method for producing heparosan according to any one of claims 2 to 8, wherein the yhbJ gene is a DNA comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 38, or a DNA comprising a nucleotide sequence having 90% or more identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 38, and increasing the production of heparosan by a bacterium of the genus Escherichia that produces heparosan when the expression level is reduced in the bacterium. 10. Бактерия из рода Escherichia, которая продуцирует гепаросан и 10. A bacterium of the genus Escherichia that produces heparosan and имеет следующую генетическую модификацию (1): has the following genetic modification (1): (1) генетическую модификацию, увеличивающую экспрессию гена kpsS по сравнению с экспрессией для немодифицированной бактерией;(1) genetic modification that increases the expression of the kpsS gene compared to the expression in unmodified bacteria; и не имеет следующую генетическую модификацию (4):and does not have the following genetic modification (4): (4) генетическую модификацию, увеличивающую экспрессию гена kpsC по сравнению с экспрессией для немодифицированной бактерией.(4) genetic modification that increases the expression of the kpsC gene compared to the expression in unmodified bacteria. 11. Бактерия из рода Escherichia по п.10, дополнительно имеющая по меньшей мере одну из следующих генетических модификаций (2) и (3):11. A bacterium from the genus Escherichia according to claim 10, additionally having at least one of the following genetic modifications (2) and (3): (2) генетической модификации, увеличивающей экспрессию по меньшей мере одного гена, выбранного из гена kfiA, гена kfiB, гена kfiC и гена kfiD по сравнению с экспрессией для немодифицированной бактерией, и(2) a genetic modification that increases the expression of at least one gene selected from the kfiA gene, the kfiB gene, the kfiC gene and the kfiD gene compared to the expression of an unmodified bacterium, and (3) генетической модификации, вызывающую потерю функции гена yhbJ.(3) genetic modification causing loss of function of the yhbJ gene.
RU2022125490A 2020-04-03 2021-04-02 Method for producing heparosan and bacterium of genus escherichia having ability to produce heparosan RU2823674C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPPCT/JP2020/015384 2020-04-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2823674C1 true RU2823674C1 (en) 2024-07-29

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2564566C2 (en) * 2009-09-01 2015-10-10 Ренсселэер Политекник Инститьют K5 heparosan fermentation and purification

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2564566C2 (en) * 2009-09-01 2015-10-10 Ренсселэер Политекник Инститьют K5 heparosan fermentation and purification

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WILLIS L. M. et al. KpsC and KpsS are retaining 3-deoxy-D-manno-oct-2-ulosonic acid (Kdo) transferases involved in synthesis of bacterial capsules, PNAS, 2013, vol.110, p.20753-20758. ZHANG C. et al. Metabolic engineering of Escherichia coli BL21 for biosynthesis of heparosan, a bioenginered heparin precursor, Metabolic Engineering, 2012, vol.14, p.521-527. WILLIS L. M. et al. Structure, biosynthesis, and function of bacterial capsular polysaccharides synthesized by ABC transporter-dependent pathways, Carbohydrate research, 2013, vol.378, p.35-44. KALAMORZ F. et al. Feedback control of glucosamine-6-phosphate synthase GlmS expression depends on the small RNA GlmZ and involves the novel protein YhbJ in Escherichia coli, Molecular Microbiology, 2007, vol.65, p.1518-1533. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6569530B2 (en) Heparosan-producing bacteria and method for producing heparosan
US12104193B2 (en) Method for enzymatic sulfurylation of alcohols and amines using bacterium of the family Enterobacteriaceae
JP7679041B2 (en) Method for producing sulfated polysaccharides and method for producing PAPS
JP7464921B2 (en) Method for producing heparosan and Escherichia bacteria capable of producing heparosan
KR102856009B1 (en) Method for producing sulfated polysaccharides and method for producing PAPS
RU2823674C1 (en) Method for producing heparosan and bacterium of genus escherichia having ability to produce heparosan
KR102857796B1 (en) Method for producing heparosan and bacteria of the genus Escherichia having heparosan production ability
KR20240134152A (en) Genetically modified bacteria resistant to massive cell lysis
RU2811941C1 (en) Sulphated polysaccharide production method and paps production method
JP2024172566A (en) Method for producing low molecular weight heparosan and microorganism capable of producing heparosan
JP2024052596A (en) Method for producing purine-based substances