JP2000500014A

JP2000500014A - ピヒア・メタノリカ中で異種ポリペプチドを生産するための組成物と方法

Info

Publication number: JP2000500014A
Application number: JP9518345A
Authority: JP
Inventors: ケー．レイモンド，クリストファー
Original assignee: ザイモジェネティクス，インコーポレイティド
Priority date: 1995-11-09
Filing date: 1996-11-08
Publication date: 2000-01-11
Also published as: CA2237120C; CA2237120A1; WO1997017450A3; AU7673796A; WO1997017451A2; US5965389A; AU712650B2; EP0889966A1; EP0862640A2; JP2000500015A; AU1158297A; CA2237039A1; WO1997017451A3; WO1997017450A2

Abstract

(57)【要約】ＤＮＡ構成物、ピヒア・メタノリカ細胞、および前記ＤＮＡ構成物と前記細胞を使用したポリペプチドの生産方法を開示する。前記ＤＮＡ構成物は、ピヒア・メタノリカ遺伝子の転写プロモーター、Ｐ．メタノリカにとって異種のポリペプチドをコードするＤＮＡセグメント、Ｐ．メタノリカ遺伝子の転写ターミネーター、および選択マーカーを含んで成る。前記ＤＮＡ構成物を含有するＰ．メタノリカ細胞は、Ｐ．メタノリカ細胞にとって異種のポリペプチドの生産方法の中で使われる。Ｐ．メタノリカ遺伝子の転写プロモーターを含んで成るＤＮＡ分子も開示する。

Description

【発明の詳細な説明】ピヒア・メタノリカ中で異種ポリペプチドを生産するための組成物と方法発明の背景メチロトローフ酵母は、唯一の炭素源およびエネルギー源としてメタノールを利用することができる酵母である。メタノール利用に必要な生化学経路を有する酵母の種は、ハンゼヌラ（Hansenula）、ピヒア（Pichia）、カンジダ（Candida ）およびトルロプシス（Torulopsis）の４つの属に分類される。それらの属は、細胞形態と増殖特性に基づいているので幾分人工的であり、密接な遺伝的関連を示さない〔Billon-Grand，Mycotaxon 35:201-204，1989 ; Kurtzman，Mycologi a 84:72-76，1992〕。更に、それらの属の中の全ての種が炭素源およびエネルギー源としてメタノールを利用できるわけではない。この分類の結果として、１つの属に属する個々の種間において生理学と代謝に大きな相違が生じる。メチロトローフ酵母は組換えタンパク質生産系としての使用に有望な候補である。幾つかのメチロトローフ酵母は最少合成培地上で高いバイオマスに迅速に増殖することが示されている。メチロトローフ酵母の或る遺伝子は、厳密に制御されており、誘導条件下または抑制解除条件下で高度に発現されることから、それらの遺伝子のプロモーターが商業的価値のあるポリペプチドを生産するのに有用かもしれないと示唆される。例えば、Faber 他，Yeast 11:1331，1995 ; Romano s他，Yeast 8:423，1992 ; および Cregg他，Bio/Technology 11:905，1993 を参照のこと。組換え生産系に用いられる宿主としてのメチロトローフ酵母の発達は、一部は適当な材料（例えば、プロモーター、選択マーカーおよび変異宿主細胞）や方法（例えば形質転換技術）が無いために、ゆっくりであった。最も高度に発達したメチロトローフ宿主系は、ピヒア・パストリス（Pichica pastoris ）およびハンゼヌラ・ポリモルファ（Hansenula polymorpha）を利用する〔Fabe r 他，Curr ．Genet. 25:305-310，1994 ; Cregg 他，前掲；Romanos 他，前掲；米国特許第4,855,242 号；米国特許第4,857,467 号；米国特許第4,879,231 号；および米国特許第4,929,555 号〕。メチロトローフ酵母のその他の種を形質転換する方法、並びに酵素および医用タンパク質をはじめとする経済的に重要なポリペプチドを生産するために形質転換細胞を使用する方法かまだ当業界で必要とされている。本発明はそのような方法を提供し、更に関連する利点も提供する。発明の概要本発明は、ＤＮＡ構成物、細胞、およびピヒア・メタノリカ（Pichia methano lica ）細胞中での異種ポリペプチドの生産方法を提供する。本発明の１つの観点では、作用可能に連結された下記の要素を含んで成るＤＮＡ構成物が提供される：(1)ピヒア・メタノリカ（Pichia methanolica）遺伝子の転写プロモーター；(2)Ｐ．メタノリカにとって異種のポリペプチドをコードするＤＮＡセグメント；(3)Ｐ．メタノリカ遺伝子の転写ターミネーター；および(4)選択遺伝子。一態様では、転写プロモーターがメタノール誘導性Ｐ．メタノリカ遺伝子のプロモーターである。メタノール誘導性遺伝子としては、限定的でなく、アルコールオキシダーゼ、ジヒドロキシアセトンシンターゼ、ホルメートデヒドロゲナーゼおよびカタラーゼをコードする遺伝子が挙げられる。好ましい態様によれば、プロモーターが配列番号２のヌクレオチド24からヌクレオチド1354までに示されるヌクレオチド配列、または配列番号９のヌクレオチド91からヌクレオチド169 までに示されるヌクレオチド配列を含んで成るアルコールオキシダーゼ遺伝子である。別の態様では、選択マーカーがＰ．メタノリカ遺伝子である。更に別の態様では、選択マーカーがＰ．メタノリカのADE2遺伝子である。好ましい態様では、ADE2遺伝子は配列番号１のヌクレオチド407 からヌクレオチド2851までに示されるヌクレオチド配列を含んで成る。別の態様では、選択マーカーがＰ．メタノリカ以外の真菌、例えば酵母サッカロミセス・セレビシェ（Saccharomyces cerevisiae）からの遺伝子である。更に別の態様では、選択マーカーが優性選択マーカーである。追加の態様では、ＤＮＡ構成物が直鎖状分子である。本発明の第二の観点では、上記に開示したＤＮＡ構成物を含有するＰ．メタノリカ細胞であって、該ＤＮＡセグメントを発現するＰ．メタノリカ細胞が提供される。一態様では、該ＤＮＡ構成物は宿主細胞のゲノム中に組み込まれる。第三の観点では、Ｐ．メタノリカにとって異種のポリペプチド、例えば高等真核生物ポリペプチドを生産する方法であって、上述したようなＤＮＡ構成物を含有するＰ．メタノリカ細胞を培養し、そして該ＤＮＡセグメントによりコードされるポリペプチドを回収することを含んで成る方法が提供される。この観点では、ＤＮＡセグメントが発現される条件下で、上述した異種ＤＮＡ構成物が導入されているＰ．メタノリカ細胞を培養し、そして該ＤＮＡセグメントによりコードされるポリペプチドを回収するという段階を含んで成る。一態様では、培養段階がメタノールと抑制炭素源を含む液体培地中で実施される。第二の態様では、細胞が１ｌあたり80〜400 グラムの湿潤細胞ペーストの密度に培養された後、該ポリペプチドが回収される。更なる態様では、ポリペプチドがヒトのポリペプチドである。追加の態様では、異種ＤＮＡ分子が直鎖状ＤＮＡ分子である。第四の観点では、本発明はＰ．メタノリカ遺伝子の転写プロモーターを含んで成るＤＮＡ分子であって、該遺伝子のコード配列を本質的に含まないＤＮＡ分子を提供する。関連する観点においては、Ｐ．メタノリカ遺伝子の転写プロモーターを含んで成るＤＮＡ分子であって、前記プロモーターがＰ．メタノリカタンパク質以外のタンパク質をコードするＤＮＡセグメントに作用可能に連結されているＤＮＡ分子が提供される。一態様では、前記プロモーターがメタノール誘導性遺伝子である。上述したように、メタノール誘導性遺伝子としては、限定的でなく、アルコールオキシダーゼ、ジヒドロキシアセトンシンターゼ、ホルメートデヒドロゲナーゼおよびカタラーゼ遺伝子が挙げられる。別の態様では、プロモーターが配列番号２のヌクレオチド24からヌクレオチド2354までに示されるヌクレオチド配列、または配列番号９のヌクレオチド91からヌクレオチド169 までに示されるヌクレオチド配列を含んで成る。本発明の別の観点は、上記に開示したような異種ＤＮＡ構成物を含有するピヒア・メタノリカ（Pichia methanolica）細胞の調製方法を提供する。ＤＮＡ構成物をＰ．メタノリカ細胞中に導入し、該ＤＮＡ構成物を含む細胞の増殖について選択する条件下でＰ．メタノリカ細胞を培養し、そして選択条件下で増殖する細胞を回収する。本発明の上記および他の観点は、下記の詳細な説明と添付図面を参照することにより明らかになるであろう。図面の簡単な説明図１は、Ｐ．メタノリカのエレクトロポレーション効率に対する電界の強さおよびパルス幅の効果を表す。図２は、プラスミド pCZR140とＰ．メタノリカのゲノムＤＮＡとの間の組換え現象を表す略図である。図３は、プラスミド pCZR137とＰ．メタノリカのゲノムＤＮＡとの間の組換え現象を表す略図である。発明の詳細な説明本発明を詳細に説明する前に、本明細書中で用いる幾つかの用語を定義することが有用であろう。「ＤＮＡ構成物」は、人的介入により、天然には存在しない配置で組み合わされそして並べられたＤＮＡのセグメントを含むように変更されている、一本鎖または二本鎖のいずれかのＤＮＡ分子である。「初期対数増殖期」は、細胞濃度が２×10⁶細胞／mlから８×10⁶細胞／mlである、培養過程の細胞増殖の期間である。「異種ＤＮＡ」とは、所定の宿主細胞の中に天然に存在しないＤＮＡ分子またはＤＮＡ分子の集団を言う。特定の宿主細胞に対して異種であるＤＮＡ分子は、宿主ＤＮＡが非宿主ＤＮＡと組み合わされる限り、宿主細胞の種由来のＤＮＡを含んでもよい。例えば、転写プロモーターを含んで成る宿主ＤＮＡセグメントに作用可能に連結されたポリペプチドをコードする非宿主ＤＮＡセグメントを含有するＤＮＡ分子は、異種ＤＮＡ分子であると見なされる。「高等真核」生物は多細胞真核生物である。この語は植物と動物の両方を包含する。「組込み形質転換体」は、異種ＤＮＡが細胞のゲノムＤＮＡ中に組み込まれた状態になった、異種ＤＮＡが導入された細胞である。「直鎖状ＤＮＡ」は、遊離の５′末端と３′末端を有するＤＮＡ分子、すなわち非環状ＤＮＡ分子を意味する。直鎖状ＤＮＡはプラスミドのような閉環状ＤＮＡ分子から酵素消化または物理的破壊により調製することができる。「作用可能に連結された」という語は、ＤＮＡセグメントがそれらの意図する目的で協力して機能するように配置されていること、例えば、転写がプロモーターのところで始まりそしてコードセグメントを経てターミネーターへと進行することを表す。「プロモーター」という語は、本明細書中ではＲＮＡポリメラーゼの結合と転写の開始に備えるＤＮＡ配列を含有する遺伝子の部分を表すという当技術分野で認識されている意味で用いられる。プロモーター配列は、常にではないが普通は、遺伝子の５′非コード領域中に見つかる。転写開始の機能を果たすプロモーター中の配列構成要素は、しばしば共通ヌクレオチド配列により特徴付けられる。それらのプロモーター要素としては、ＲＮＡポリメラーゼ結合部位；ＴＡＴＡ配列；ＣＡＡＴ配列；分化特異要素（ＤＳＥ；McGehee 他，Mol ．Endocrinol. 7:5 51-560，1993）；サイクリックＡＭＰ応答要素（ＣＲＥ）；血清応答要素（ＳＲＥ；Treisman，Seminars in Cancer Biol. 1:47-58，1990）；グルココルチコイド応答要素（ＧＲＥ）；並びに他の転写因子のための結合部位、例えばＣＲＥ／ＡＴＦ（O'Reilly他，J ．Biol．Chem. 267:19938-19943，1992）、ＡＰ２（Ye他，J ．Biol．Chem. 269:25728-25734，1994）、ＳＰ１、ｃＡＭＰ応答要素結合タンパク質（CREB；Loeken，Gene Expr. 3:253-264，1993）およびオクタマー因子が挙げられる。概説については、Watson他編，Molecular Biology of the Gene, 第４版，The Benjamin/Cummings Publishing Company，Inc.，Menlo Park，CA ，1987；および Lemaigre & Rousseau，Biochem ．J．303:1-14，1994 を参照のこと。「抑制炭素源」は、制限されない時には、他の炭素源の異化を抑制する代謝性炭素含有化合物である。「制限される」とは、炭素源が利用できないか、またはそれが即座に消費されてしまうような速度で利用可能になり、従って生物の環境中でのその炭素源の普及濃度が事実上ゼロであることを意味する。本発明の中で用いることができる抑制炭素源としては五炭糖およびエタノールが挙げられる。グルコースが特に好ましい。「栄養強化」培地は、複合栄養源、典型的には細胞もしくは組織抽出物またはタンパク質水解物をベースにした培地である。栄養強化培地は栄養源の組成の変動のためにバッチ間で組成が異なるだろう。上述したように、本発明はＤＮＡ構成物、該ＤＮＡ構成物を含有する細胞、転写プロモーターを含んで成るＤＮＡ分子、およびメチロトローフ酵母ピヒア・メタノリカ中での異種ポリペプチドの生産方法を提供する。当業者らは、異種ＤＮＡによる細胞の形質転換は多種多様な生物学的用途への必須条件であることを認めるだろう。そのように形質転換された細胞は、ヒトを含む高等生物のポリペプチドやタンパク質類をはじめとする、ポリペプチドやタンパク質類の生産に利用することができる。本発明は更に、ＤＮＡライブラリーや合成ＤＮＡ分子を包含する他のＤＮＡ分子を用いたピヒア・メタノリカ細胞の形質転換にも備える。本発明は、従って、遺伝的に多様なライブラリーを発現させて新規生物活性についてスクリーニングされる生成物を生産するため、化合物ライブラリーのスクリーニング用の標的として用いられる細胞を操作するため、および他のプロセスの中でのそれらの効用を高めるように細胞を遺伝的に変更するため、に用いることができる技術を提供する。ピヒア・メタノリカの株はアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション（ ATCC；Rockville，MD）からおよび他の貯蔵機関から入手可能である。本発明の一態様では、異種ＤＮＡにより形質転換せしめようとする細胞は、その異種ＤＮＡ分子上の一遺伝子（「選択マーカー」）により補完することができる変異を有するだろう。この選択マーカーは、形質転換されなかった細胞が複製できない条件（「選択条件」）下で形質転換細胞が増殖できるようにする。選択の一般原理は当業界で周知である。汎用される選択マーカーは、アミノ酸またはヌクレオチドの合成に必要とされる酵素をコードする遺伝子である。それらの遺伝子中に変異を有する細胞は、変異が選択マーカーによって補完されない限り、特定のアミノ酸またはヌクレオチドを欠いた培地中で増殖することができない。そのような「選択」培地の使用は、宿主細胞内での異種ＤＮＡの安定な維持を保証する。ピヒア・メタノリカに使用されるこのタイプの好ましい選択マーカーは、ホスホリボシル−５−アミノイミダゾールカルボキシラーゼ（AIRC；EC 4.1.1.21）をコードするＰ．メタノリカのADE2遺伝子である。ADE2遺伝子は、ade2宿主細胞中に形質転換されると、細胞をアデニンの欠損下で増殖できるようにする。典型的Ｐ．メタノリカADE2遺伝子のコード鎖が配列表の配列番号１に示される。記載の配列は、1006ヌクレオチドの５′非コード配列と442 ヌクレオチドの３′非コード配列を含み、ヌクレオチド1007〜1009にＡＴＧ開始コドンを有する。本発明の好ましい態様では、ヌクレオチド407 〜2851を含むＤＮＡセグメントが選択マーカーとして使われるが、コード部分がプロモーター配列とターミネーター配列に作用可能に連結されている限り、より長いまたは短いセグメントを使うことができる。当業者は、本明細書中に提供されるこの配列および他の配列がそれぞれの遺伝子の単一対立遺伝子を表すこと、そして対立遺伝子変異の存在が予想されることを理解するだろう。本発明の中でどんな機能的ADE2対立遺伝子でも使うことができる。本発明の範囲内で用いることができる他の栄養素要求マーカーとしては、Ｐ．メタノリカのADE1，HIS3およびLEU2 遺伝子が挙げられる。これらはそれぞれ、アデニン、ヒスチジンおよびロイシンの欠損下での選択を考慮に入れた遺伝子である。異種遺伝子、例えば別の真菌からの遺伝子を選択マーカーとして用いることもできる。メタノールの使用を最少にすることが望ましい大規模な工業的方法には、２つのメタノール利用遺伝子（AUG1とAUG2）が両方とも欠失している宿主細胞を使用するのが好ましい。分泌型タンパク質の生産には、液胞プロテアーゼ遺伝子（PEP4とPRB1）が欠けている宿主細胞が好ましい。遺伝子欠損変異体は既知の方法により、例えば部位特異的突然変異誘発により調製することができる。Ｐ．メタノリカ遺伝子は、それらの相対物であるサッカロミセス・セレビシェ（Saccharomyces cerevisiae）遺伝子との相同性に基づいてクローニングすることができる。本明細書中に開示されるADE2遺伝子は、そのような相同性に基づいてその名称が付けられた。Ｐ．メタノリカ細胞の栄養素要求変異体を調製するために、まず変異誘発条件、すなわち細胞に遺伝子変異を引き起こす環境条件に細胞が暴露される。細胞を変異誘発させる方法は当業界で周知であり、そのような方法としては、化学的処理、紫外光への暴露、Ｘ線への暴露、およびレトロウイルス挿入変異誘発が挙げられる。化学的変異原としては、エチルメタンスルホネート（ＥＭＳ）、Ｎ−メチル−Ｎ′−ニトロ−Ｎ−ニトロソグアニジン、２−メトキシ−６−クロロ−９ −〔３−（エチル−２−クロロエチル）アミノプロピルアミノ〕アクリジン・２ HCl、５−ブロモウラシル、アクリジンおよびアフラトキシンが挙げられる。La wrence，Methods Enzymol. 194:273-281，1991 を参照のこと。得られる変異型細胞の比率は、細胞が暴露される変異誘発剤の強度または量の関数である。低レベルの変異原は低比率の変異型細胞をもたらす。高レベルの変異原はより高比率の変異型細胞をもたらすが、より多くの細胞を殺してしまう。従って、妥当な数の変異型細胞が得られるように変異誘発を致死と均衡させることが必要である。この均衡は、細胞を様々な条件に暴露して致死曲線を作成することにより経験的に行われる。一般に、細胞を変異誘発条件に暴露し、１日間培養した後、それらを標準的アッセイ方法に従って生存度試験する。本発明では、20〜50％の死亡率を引き起こす突然変異誘発レベルを使用することが好ましいけれども、当業者は、例えば非常に多数の細胞を使って作業を行う場合には、必要に応じてこの値を調整できることを理解するだろう。次いで変異誘発させた細胞（変異型細胞）を、細胞集団の少なくとも一部分で変異が確立されてそして複製される状態になるように栄養強化培地中で培養する。この段階は、ゲノムが変異を複製しそしてその変異を子孫に伝達するように変更されている細胞を提供し、それによって変異をその集団に確立させる。次いで、同化できる窒素が欠損しておりそのため細胞の窒素貯蔵庫が枯渇するような培地に細胞を移す。「同化できる窒素が欠損した」とは、その培地が細胞の増殖を維持するのに十分な窒素の量を持たないことを意味する。細胞の窒素貯蔵庫の枯渇は、通常約12〜24時間のインキュベーションを要し、普通の条件下では16時間が十分であろう。窒素貯蔵庫の枯渇の後、無機窒素源と増殖中のＰ．メタノリカ細胞を殺すのに十分な量の抗真菌性抗生物質とを含んで成る合成培地中で細胞を培養する。抗生物質ナイスタチン（マイコスタチン）が特に好ましい。好ましい無機窒素源は、アンモニウムイオンを含むもの、例えば硫酸アンモニウムである。一般に、培地は10〜200 mMアンモニウム、好ましくは約60 mM アンモニウムを含むだろう。ナイスタチンは0. 1 〜100 mg／ｌ、好ましくは0.5 〜20mg／ｌ、より好ましくは約２mg／ｌ（10単位／ｌ）の濃度で含まれる。抗生物質での処理は、10分間〜６時間行われ、好ましくは約１時間行われる。当業者は、原栄養性細胞を致死せしめるのに要求される実際の抗生物質濃度と暴露時間を経験的に容易に決定することができ、抗生物質の個々のバッチ間での比活性の変動を埋め合わせるために幾らかの調整が必要かもしれないことを認識するだろう。細胞の窒素貯蔵庫を枯渇せしめ、次いで無機窒素原と抗生物質を含む合成培地中で細胞を培養することにより、アミノ酸またはヌクレオチド生合成に栄養素要求性である細胞は、前記合成培地中で増殖できないために生き残る。増殖している細胞は抗生物質により殺される。この抗生物質処理の後、細胞は栄養強化培地に移される。栄養素要求性変異は、処理細胞の栄養素要求を決定することにより確認され特徴づけられる。この決定にはレプリカ平板法がよく使われる。細胞を栄養強化培地と特定栄養素を欠く培地の両方で平板培養する。とりわけ平板上で増殖しない細胞は、欠けている栄養素について栄養素要求性である。更に詳しい特徴付けのために補完分析を使うことができる。本発明の別の態様では、優性選択マーカーが使われ、それによって変異型宿主細胞に対する要求を不要にする。優性選択マーカーは、野性型細胞に増殖有利性を提供できるものである。典型的な優性選択マーカーは、抗生物質、例えばネオマイシン型抗生物質（例えばG418）、ヒグロマイシンＢ、およびブレオマイシン／フレオマイシン型抗生物質（例えばゼオシン^TM；Invitrogen Corporation，Sa n Diego，CA から入手可能）に対する耐性を付与する遺伝子である。Ｐ．メタノリカに使われる好ましい優性選択マーカーは、ゼオシン（商標）の活性を阻害するSh bla遺伝子である。異種ＤＮＡは、幾つかの既知の方法、例えばリチウム形質転換（Hiep他，Yeas t 9:1189-1197，1993 ; Tarutina & Tolstorukov，Abst ．of the 15th Internat ional Specialized Symposium on Yeasts, Riga(USSR)，1991，137 ; Ito 他，J ．Bacteriol ．153:163，1983 ; Bogdanova 他，Yeast 11:343，1995）；スフェロプラスト形質転換（Beggs，Nature 275:104，1978 ; Hinnen他，Proc ．Natl． Acad．Sci．USA 75:1929，1978 ; Cregg他，Mol ．Cell Biol．5:3376，1985）；凍結−解凍ポリエチレングリコール形質転換（Pichia Expression Kit Instruct ion Manual，Invitrogen Corp.，San Diego，CA，カタログ番号K1710-01）；またはエレクトロポレーションのいずれによってもＰ．メタノリカ細胞中に導入することができる。最後の方法が好ましい。エレクトロポレーションは、パルス電界を使って一時的に細胞膜を透過性にし、巨大分子、例えばＤＮＡを細胞の中に通過させる方法である。エレクトロポレーションは哺乳動物（例えばNeumann 他，EMBO J ． 1:841-845，1982）および真菌（例えばMeilhoc 他，Bio/Technology 8:223-227，1990）宿主細胞に関する使用が記載されている。しかしながら、ＤＮＡが細胞の中に運ばれる実際のメカニズムは十分解明されていない。Ｐ．メタノリカの形質転換の場合、細胞を2.5 〜4.5 ｋＶ／cmの場の強さと１〜40ミリ秒の時定数（ｔ）を有する指数的に減衰するパルス電界に暴露すると、エレクトロポレーションが驚くほど効率的であることが発見された。時間定数ｔは、初期ピーク電圧Ｖ₀がＶ₀／ｅの値に降下するのに要する時間として定義される。時定数は、パルス回路の全抵抗とキャパシタンスの積、すなわちτ＝Ｒ×Ｃとして算出することができる。典型的には、抵抗とキャパシタンスのいずれかが設定されているか、または所定のエレクトロポレーション装置に応じてユーザーにより選択されてもよい。どの場合にせよ、製造業者の指示に従って、上述したような場の強さと減衰パラメーターを提供するように装置が構成される。エレクトロポレーション装置は、供給業者（例えばBioRad Laboratories，Her cules，CA）から入手可能である。Ｐ．メタノリカを形質転換せしめるのに用いるＤＮＡ分子およびＤＮＡ構成物は、二本鎖の環状プラスミドとして一般に調製されるが、それは好ましくは形質転換前に直鎖状にされる。ポリペプチドまたはタンパク質の生産用には、ＤＮＡ構成物は上述した選択マーカーに加えて、転写プロモーター、着目のポリペプチドまたはタンパク質をコードするＤＮＡセグメント（例えばｃＤＮＡ）、および転写ターミネーターを含むだろう。それらの要素は着目のＤＮＡセグメントの転写に備えて作用可能に連結される。プロモーターとターミネーターがＰ．メタノリカ遺伝子のものであるのが好ましい。有用なプロモーターとしては、構成的プロモーターおよびメタノール誘導性プロモーターが挙げられる。プロモーター配列は通常は遺伝子のコード配列の1.5 kb上流、しばしば１kb以内に含まれる。一般に、調節プロモーターは調節要素の存在のために構成的プロモーターよりも大きい。正と負の両調節要素を含むメタノール誘導性プロモーターは、開始ＡＴＧコドンから１kb以上上流にまで及ぶことがある。プロモーターは既知の方法に従ってその機能により同定されそしてクローニングすることができる。特に好ましいメタノール誘導性プロモーターは、Ｐ．メタノリカアルコール利用遺伝子のものである。そのような遺伝子の１つであるAUG1遺伝子の代表的なコード鎖配列が配列表の配列番号２に示される。配列番号２において、開始ＡＴＧコドンはヌクレオチド1355 〜1357のところにある。配列番号２のヌクレオチド１〜23は非AUG1ポリリンカー配列である。プロモーターとして配列番号２のヌクレオチド24〜1354を含んで成るセグメントを使用することが特に好ましいが、追加の上流配列を含めることもできる。Ｐ．メタノリカは第二のアルコール利用遺伝子AUG2を含み、そのプロモーターを本発明において使うことができる。１つのAUG2クローンの部分ＤＮＡ配列が配列番号９に示される。本発明の中で使われるAUG2プロモーターセグメントは、通常は配列番号９のヌクレオチド91〜169 を含んで成るだろうが、３′末端のところでの小さな先端切除はプロモーター機能を無効にしないと予想されよう。他の有用なプロモーターとしては、ジヒドロキシアセトンシンターゼ（ＤＨＡＳ）、ホルメートデヒドロゲナーゼ（ＦＭＤ）およびカタラーゼ（ＣＡＴ）遺伝子のプロモーターが挙げられる。他の種からのそれらの酵素をコードする遺伝子も記載されており、それらの配列が入手可能である（例えばJanowicz他，Nuc ．A cids Res ．13:2043，1985; Hollenberg & Janowicz，EPO 公報0 299 108 ; Didi on & Roggenkamp，FEBS Lett ．303:113，1992）。それらのタンパク質をコードする遺伝子は、プローブとして既知の配列を使うことにより、または既知の配列を整列させ、その整列に基づいてプライマーをデザインし、そしてポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）によってＰ．メタノリカＤＮＡを増幅せしめることにより、クローニングすることができる。構成的プロモーターは周囲条件下で活性化または不活性化されないものであり；それらは常に転写活性である。本発明での使用に好ましい構成的プロモーターとしては、Ｐ．メタノリカのグリセルアルデヒド−３−リン酸デヒドロゲナーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、およびホスホグリセレートキナーゼ遺伝子からのプロモーターが挙げられる。それらの遺伝子は、相応遺伝子中に変異を有する宿主細胞、例えばサッカロミセス・セレビシェ（Saccharomyces cerevisiae）細胞中での補完によりクローニングすることができる。このタイプの変異体は当業界で周知である。例えば、Kawasaki & Fraenkel，Biochem ．Biophys．Res．Co mm. 108:1107-1112，1982; McKnight他，Cell 46:143-147，1986 ; Aguilera & Zimmermann，Mol ．Gen．Genet. 202:83-89，1986を参照のこと。本発明のＤＮＡ構成物は、形質転換体の同定、選択および維持を考慮に入れた選択マーカーを更に含むだろう。該ＤＮＡ構成物は追加の要素、例えば別の宿主（例えば大腸菌）中での該ＤＮＡの増幅および維持を可能にする複製開始点および選択マーカーを更に含んでもよい。宿主染色体中へのＤＮＡの組み込みを促進するために、宿主ＤＮＡ配列によって両端が隣接された、プロモーター−着目の遺伝子−ターミネーター＋選択マーカーを含んで成る完全な発現セグメントを有することが好ましい。これは便利には、発現セグメントの下流末端に３′非翻訳ＤＮＡ配列を含め、そして５′末端のところのプロモーター配列を当てにすることによって達成される。直鎖状ＤＮＡを使う時、発現セグメントは分子の線状化と他の配列（例えば細菌の複製開始点と選択マーカー）からの発現セグメントの分離を考慮した開裂部位により隣接されるだろう。好ましい開裂部位は、ＤＮＡ配列の内部をまれに切断する制限エンドヌクレアーゼ、例えば８塩基標的配列を認識する制限エンドヌクレアーゼ（例えばNot Ｉ）により認識されるものである。本発明の方法を使ってＰ．メタノリカ中で生産させることができるタンパク質は、工業上および製薬上重要であるタンパク質を包含する。そのようなタンパク質としては、植物および動物、特に脊椎動物、例えば哺乳動物からの高等真核生物タンパク質が挙げられるが、微生物からの或る種のタンパク質も価値がある。本発明の方法を使って調製することができるタンパク質としては、酵素、例えばリパーゼ、セルラーゼおよびプロテアーゼ；酵素阻害剤、例えばプロテアーゼ阻害剤；増殖因子、例えば血小板由来増殖因子、繊維芽細胞増殖因子および表皮増殖因子；サイトカイン、例えばエリスロポイエチンおよびトロンボポイエチン；並びにホルモン、例えばインスリン、レプチンおよびグルカゴンが挙げられる。本発明における使用のために、Ｐ．メタノリカ細胞は炭素、窒素および微量栄養素の適当な供給源を含んで成る培地中で約25〜35℃で培養される。液体培養物には、例えば醗酵槽の攪拌または小型フラスコの振盪のような常用手段によって十分な通気が与えられる。好ましい培地はＹＥＰＤ（表１）である。細胞は新鮮な培地中への希釈により継代させてもよく、または冷蔵下で平板上で短期間貯蔵してもよい。長期貯蔵には、細胞を50％グリセロール溶液中で−70℃に維持することが好ましい。Ｐ．メタノリカのエレクトロポレーションは好ましくは初期対数増殖期にある細胞において行われる。細胞を固形培地、好ましくは固形YEPD上で単一コロニーに画線する。30℃で約２日間増殖させた後、新たな平板からの単一コロニーを使って、約５×10⁵〜約10×10⁵細胞／mlの細胞密度になるように所望の量の栄養強化培地（例えばYEPD）を接種する。細胞を約25〜35℃、好ましくは30℃で、激しく振盪させながら、それらが初期対数期になるまでインキュベートする。次いで細胞を例えば3000×g での２〜３分間の遠心により収穫し、再懸濁する。細胞壁中のジスルフィド結合を還元し、それらをエレクトロポレーション条件と適合するイオン溶液中で平衡化させ、そして冷却することにより、細胞をエレクトロコンピテントにする。典型的には、それらを還元剤、例えばジチオトレイトール（ＤＴＴ）またはβ−メルカプトエタノール（ＢＭＥ）を含む緩衝液（pH 6-8）中でインキュベートして、細胞壁タンパク質を還元してＤＮＡのその後の取込みを容易にすることにより、細胞をエレクトロコンピテントにする。この点で好ましいインキュベーション緩衝液は、25 mM ＤＴＴを含有する50 mM リン酸カリウム緩衝液 pH 7.5 の新鮮溶液である。細胞をこの緩衝液（典型的には元の培養容量の５分の１を使う）中で約30℃で約５〜30分間、好ましくは約15分間インキュベートする。次いで細胞を収穫し、適当なエレクトロポレーション緩衝液（氷冷して用いる）中で洗浄する。この点で適当な緩衝液としては、弱い緩衝剤、二価カチオン（例えばMg⁺⁺，Ca⁺⁺）および浸透圧安定剤（例えば糖）を含有するpH 6-8 の溶液が挙げられる。洗浄後、細胞を少量の前記緩衝液中に再懸濁し、その時点でそれらはエレクトロコンピテントであり、そのまま直接にまたはアリコートに分けて使用し、そして凍結保存することができる（好ましくは−70℃で）。好ましいエレクトロポレーション緩衝液はＳＴＭ（27 0 mMショ糖，10 mM Tris，pH 7.5，1 mM MgCl₂）である。好ましいプロトコールでは、細胞は最初は元の培養容量の氷冷緩衝液中、次に元の培養容量の半分の氷冷緩衝液中での２回の洗浄にかけられる。２回目の洗浄の後、細胞を回収し、典型的には元の培養容量200 mlにつき３〜５mlの緩衝液を使って再懸濁する。エレクトロポレーションは、少量のエレクトロコンピテント細胞と1/10容までの直鎖状ＤＮＡ分子を使って行われる。例えば、イオン強度が50 mM を越えない緩衝液中の細胞懸濁液 0.1mlを、0.1 〜10μg のＤＮＡ（容量10μｌ）と混合する。この混合物を氷冷エレクトロポレーションキュベット中に置き、そして指数的減衰を伴って、2.5 〜4.5 kV／cm、好ましくは約3.75 kV／cmのパルス電界、および１〜40ミリ秒、好ましくは10〜30ミリ秒、より好ましくは15〜25ミリ秒、最も好ましくは約20ミリ秒の時定数の処理にかける。所望のパルスパラメーターを獲得するのに用いられる実際の装置設定は、使用する装置によって決まるだろう。２mmのエレクトロポレーションキュベットを有するBioRad（Hercules，CA） Gene Pulser（商標）エレクトロポーターを使う時、抵抗は600 オームまたはそれ以上、好ましくは「無限大（∞）」抵抗に設定され、そしてキャパシタンスは所望の電界特性を得るために25μＦに設定される。パルス処理した後、細胞を１ mlのYEPDブロス中に約10倍希釈し、30℃で１時間インキュベートする。次いで細胞を収得し、選択培地上で平板培養する。好ましい態様では、細胞を少量（エレクトロポレーション処理した細胞の希釈容量に等しい）の１×酵母窒素ベース（アミノ酸不含有の6.7 g/ｌ酵母窒素ベース；Difco Laboratories，De troit，MI）で１回洗浄し、最少選択培地上で平板培養する。ADE2選択マーカーで形質転換されているade2変異を有する細胞は、アデニンを欠く最少培地、例えばADE D（表１）またはADE DS（表１）上で平板培養することができる。典型的な方法では、細胞の250 μｌアリコートを４枚の別々のADE D またはADE DS平板上に塗抹してAd e⁺細胞について選択する。Ｐ．メタノリカは自己複製配列（ＡＲＳ）と呼ばれる或る種の稀に存在する配列をＤＮＡ複製開始点として認識するが、それらの配列は、形質転換用ＤＮＡを染色体外に維持できるようにする形質転換用ＤＮＡ分子内に偶然に存在してもよい。しかしながら、タンパク質生産系での使用には組込み形質転換体が一般に好ましい。組込み形質転換体は炭素源としてソルビトールを含有する選択培地上でＡＲＳ形質転換体よりも顕著な増殖優位性を有するので、形質転換された細胞の一集団から組込み形質転換体を選択する方法を提供する。ＡＲＳ配列はＰ．メタノリカのADE2遺伝子と、おそらくAUG1遺伝子中に存在することがわかっている。ADE2 遺伝子により形質転換されたピヒア・メタノリカのade2宿主細胞は、従って少なくとも２つの異なる様式で Ade⁺になることができる。ADE2遺伝子中のＡＲＳ配列は形質転換用ＤＮＡの不安定な染色体外維持を可能にする（Hiep他，Yeas t 9:1189-1197，1993）。そのような形質転換体のコロニーは、より遅い増殖速度と、Ade^-である子孫の多発のためにピンク色によって特徴付けられる。形質転換用ＤＮＡは宿主ゲノム中に組み込むこともでき、これは迅速に増殖し、白色であり、そして検出可能な数の Ade^-子孫を生じることができない、安定な形質転換体をもたらす。ADE D 平板は形質転換された細胞の最速成長を可能にし、不安定な形質転換体と安定な形質転換体はほぼ同じ速度で増殖する。ADE D 平板上で 30℃で３〜５日間インキュベーションした後、安定な形質転換体コロニーは白色で、不安定なピンク色の形質転換体の大きさのおおよそ２倍の大きさである。AD E DS平板は、安定な形質転換体に一層選択的であって大きい（〜５mm）コロニーを形成し、一方不安定な（ＡＲＳ維持型）コロニーはずっと小さい（〜１mm）。従って、安定な形質転換体の同定および選択には、より選択的なADE DS培地が好ましい。用途によっては、例えば遺伝要素の稀な組合せについての遺伝的に多様なライブラリーのスクリーニングには、安定な形質転換体よりおおよそ100 倍だけ数でまさることが観察されている、多数の不安定な形質転換体をスクリーニングすることが時には望ましいことがある。そのような場合には、当業者らは、あまり選択的でない培地、例えばADE D 上で形質転換体細胞を平板培養することの有用性を認めるだろう。タンパク質生産方法における使用には、組込み形質転換体が好ましい。そのような細胞は連続した選択圧がなくても増殖させることができる。何故ならＤＮＡがめったにゲノムから無くならないからである。宿主染色体中へのＤＮＡの組込みは、サザンブロット分析により確認することができる。簡単に言えば、形質転換された宿主ＤＮＡと形質転換されてない宿主ＤＮＡを制限エンドヌクレアーゼで消化し、電気泳動により分離し、支持膜にブロッティングし、そして適当な宿主ＤＮＡセグメントを使って探査する。形質転換されてない細胞と形質転換された細胞に見られる断片のパターンの相違が、組込み形質転換を表す。形質転換用ＤＮＡセグメント（例えば、プロモーター、ターミネーター、異種ＤＮＡ、および選択マーカー配列）を同定するための制限酵素とプローブは、ゲノム断片の中から選ぶことができる。異種タンパク質の発現レベルの差は、発現カセットの組込み部位やコピー数並びに個々の分離株の中のプロモーター活性の差といった要因に由来し得る。従って、生産株を選択する前に、多数の分離株を発現レベルについてスクリーニングすることが有利である。様々な適当なスクリーニング方法が利用可能である。例えば、形質転換体コロニーを、タンパク質を結合する膜（例えばニトロセルロース）を上に重ねた平板上で増殖させる。タンパク質は分泌によりまたは溶解後に細胞から遊離され、そして前記膜に結合する。次いで結合したタンパク質を、既知の方法、例えばイムノアッセイを使ってアッセイすることができる。発現レベルのより正確な分析は、液体培地中で細胞を培養しそして調整培地または細胞溶解物を適宜分析することにより得られる。培地または溶解物からタンパク質を濃縮・精製する方法は、一部は着目のタンパク質により決定されるだろう。そのような方法は当業者によって容易に選択され実施される。小規模でのタンパク質生産（例えば平板または振盪フラスコ生産）には、メタノール調節プロモーター（例えばAUG1プロモーター）を含んで成る発現カセットを所有するＰ．メタノリカ形質転換体を、メタノールの存在下で且つ阻害量の他の炭素源（例えばグルコース）の不在下で増殖させる。発現レベルの予備スクリーニングといった小規模実験には、形質転換体を、例えば20 g／ｌのバクト−寒天(Difco)、6.7 g／ｌのアミノ酸不含有酵母窒素ベース(Difco)、10 g／ｌのメタノール、0.4 μg/ｌのビオチン、および0.56 g／ｌの-Ade -Thr -Trp粉末を含有する固形培地上で、30℃で増殖させてもよい。メタノールは揮発性炭素源であるので、長期のインキュベーションの際には容易に失われる。反転させた平板の蓋の中に50％メタノール水溶液を置き、それによって蒸発輸送によりメタノールが増殖中の細胞に運ばれるという、メタノールの連続供給を提供することができる。一般に、100 mmの平板につき１ml以下のメタノールが使われる。僅かに大規模の実験は、振盪フラスコ中で増殖された培養物を用いて行うことができる。典型的な手順では、上述したような最少メタノール平板上で細胞を30℃で２日間培養し、次いでコロニーを使って少量の最少メタノール培地（6.7 g ／ｌのアミノ酸不含有酵母窒素ベース、10 g／ｌのメタノール、0.4 μg/ｌのビオチン）に約１×10⁶細胞／mlの細胞密度に接種する。細胞を30℃で増殖させる。メタノール上で増殖する細胞は高い酸素要求量を有するので、培養中に激しい振盪を必要とする。メタノールは毎日補給する（典型的には１日あたり1/100 容の50％メタノール）。生産規模の培養には、高生産株クローンの新鮮培養物を振盪フラスコ中に調製する。次いで得られた培養物を使って醗酵槽中の培地に接種する。典型的には、激しく攪拌しながら30℃で１〜２日間培養したYEPD中の培養物 500mlを使って５ｌの醗酵槽に接種する。塩類、グルコース、ビオチンおよび微量元素を含有する適当な培地中で28℃、pH 5.0および＞30％溶解酸素で細胞を増殖させる。グルコースの初回投入量が消費されたら（酸素消費量の現象により指摘される）、グルコース／メタノール供給材料を容器に供給して着目のタンパク質の生産を誘導する。大規模醗酵は限定炭素の条件下で行われるので、栄養物中のグルコースの存在はメタノール誘導性プロモーターを抑制しない。グルコース限定条件下でのメタノールとグルコースの併用は、メタノール誘導性遺伝子プロモーターの完全な誘導を提供する一方で、迅速な増殖、バイオマスへの炭素の効率的転化、および生理学的増殖状態の迅速な変化をもたらす。典型的な醗酵工程では、１ｌあたり約80から約400 グラムまでの湿潤細胞ペーストの細胞密度が得られる。「湿潤細胞ペースト」とは、典型的には培養物の遠心によって醗酵槽から細胞を収穫することにより得られる細胞の塊を言う。本発明を下記の非限定例により更に説明する。実施例実施例１Ｐ．メタノリカ細胞（アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション（ATCC ），Rockville，MD からのCBS6515 株）をＵＶ暴露により変異誘発せしめた。まず細胞を約200 〜250 細胞／平板において数枚の平板上に塗抹することにより、致死曲線を作成した。次いで表２に示すような時間に渡り、平板の表面から25cm のところに吊るしたG8T5殺菌灯を使って平板を紫外（ＵＶ）線に暴露した。次いで平板を可視光源から保護し、30℃で２日間インキュベートした。次いで、約20％致死を提供する２秒間ＵＶ暴露を使って、大規模変異誘発を行った。同族体を有する潜在的栄養素要求株の増殖を補うために添加した、各々10 0 mg／ｌのウラシル、アデニンおよびロイシンが補足された８枚のYEPD平板上に約10⁴細胞／平板の密度に細胞を塗抹した。ＵＶ暴露後、平板をホイルで包み、3 0℃で一晩インキュベートした。翌日、平板上のコロニー（合計約10⁵）を水に再懸濁し、水で１回洗浄した。0.1〜0.2 のＯＤ₆₀₀を与えるのに十分な量の細胞懸濁液を使って、１％グルコースと400 μg/ｌのビオチンが補足されたアミノ酸とアンモニアを含まない酵母窒素ベースで作製した最少ブロス 500mlに接種した。 2.8 ｌの邪魔板を付けた（baffled）ベルフラスコに培養物を入れ、30℃で一晩激しく振盪培養した。翌日、細胞は約1.0〜2.0のＯＤ₆₀₀に達していた。細胞をペレットにし、5 g/ｌの硫酸アンモニウムが補足された500 mlの最少ブロス中に再懸濁した。2.8 ｌの邪魔板を付けたベルフラスコに細胞懸濁液を入れ、30℃で６時間激しく振盪培養した。培養物50mlを対照として250 mlのフラスコ中に取っておき、培養物の残りに栄養素要求性変異体について選択するために１mgのナイスタチン（Sigma Chem ical Co.，St．Louis，MO）を添加した（Snow，Nature 211:206-207，1966）。培養物を振盪させながら更に１時間インキュベートした。対照とナイスタチン処理細胞を遠心により収集し、水で３回洗浄した。洗浄した細胞を50％グリセロール中1.0 のＯＤ₆₀₀になるように再懸濁し、凍結させた。コロニー形成単位についてのナイスタチン処理細胞対対照細胞の力価測定は、ナイスタチン処理が10⁴ の係数だけ生存細胞の数を減少させたことを示した。ナイスタチン処理細胞の10^-2希釈液を15枚のYEPD平板上で平板培養した。コロニーを最少平板（２％寒天、１×ＹＮＢ、２％グルコース、400 μg/ｌビオチン）上にレプリカ平板培養した。栄養素要求体の頻度は約２〜４％であった。約18 0 個の栄養素要求性コロニーをYEPD + Ade,Leu,Ura平板に取り出し、様々な欠損平板上にレプリカ平板培養した。栄養素要求体は全て Ade^-であった。それらのうち、30個は欠損平板（LEU D，HIS Dなど；表１参照）上で明らかにピンク色であった。30個のピンク色変異体のうち、21個を更なる研究用に選択した。残りは ADE D 平板上での増殖が漏出性であったかまたは野性型細胞で汚染されていた。次いで Ade^-変異体を補完分析と表現型テストにかけた。これらの変異体により限定される遺伝子座の数を決定するために、全21個の変異体を単一のピンク色の Ade^-テスター株（株＃２）と交配した。交配は、細胞懸濁液（ＯＤ₆₀₀＝１）を混合しそして混合物を10μｌアリコートにおいてY EPD平板上で平板培養することにより行った。次いで細胞をSPOR培地（0.5 ％酢酸Na、１％ KCl、１％グルコース、１％寒天）に複製し、30℃で一晩インキュベートした。次いで表現型を記録するためにADE D 平板に細胞をレプリカ平板培養した。表３に示すように、変異体の幾つかの組合せは Ade⁺コロニーを与えることができなかった（おそらく株＃２中のものと同じ遺伝子座を限定する）が、他のものは多数の Ade⁺コロニーを生じた（おそらく別々の遺伝子座を限定する）。変異体＃３は、＃２と交配した時に Ade⁺コロニーを与えたので、変異体＃３を使って補完試験を繰り返した。もし変異体グループが２つの遺伝子座を限定するなら、株＃２と交配した時に Ade⁺コロニーを与えることができなかった変異体は全て、＃３と交配した時に Ade⁺コロニーを与えるはずである。交配結果を表３に示す。表３に示すように、ほとんどの変異体は２つのグループのうちの１つに属し、これは、欠失すると限定アデニン培地上でピンク色のコロニーを生じる２つのアデニン生合成遺伝子があるという考えと一致する。３つのコロニー（＃４，＃12 および＃16）は第三の遺伝子座を限定するのかまたは遺伝子内補完を表すのかのいずれかの可能性がある。２つの補完グループの各々からの２個の強く着色した変異体（＃３と＃10；＃６と＃11）を、より詳しい特徴付けのために選択した。追加の分析は、Ade^-がそれらの株に存在する唯一の栄養素要求性であることを示した。２μとＳ．セレビシェ（S ．cerevisiae）URA3配列を含んで成りＳ．セレビシェ中で繁殖できるようにするシャトルベクターであるベクターpRS426中に、Ｐ．メタノリカクローンバンクを作製した。標準手順に従って株CBS6515 からゲノムＤＮＡを調製した。簡単に言えば、細胞を栄養強化培地中で一晩培養し、チモリアーゼを使ってスフェロプラスト化し、そしてＳＤＳで溶解せしめた。溶解物からＤＮＡをエタノール沈澱させ、フェノール／クロロホルム混合物で抽出し、次いで酢酸アンモニウムとエタノールで沈澱させた。得られたＤＮＡ調製物のゲル電気泳動は、完全な高分子量ＤＮＡとかなりの量のＲＮＡの存在を示した。Sau 3A酵素の希釈系列の存在下で該ＤＮＡをインキュベートすることによりSau 3Aで部分消化した。消化物の試料を電気泳動により分析して断片のサイズ分布を調べた。4 kbと12 kb の間に移動するＤＮＡをゲルから切り取り、ゲル片から抽出した。サイズ分画したＤＮＡを、BamHI で消化しそしてアルカリホスファターゼで処理しておいたpRS426に連結せしめた。反応混合物のアリコートを、製造業者の勧める通りにBioRad Gene Pulser^TM装置を使ってＥ．コリ MC1061 細胞中にエレクトロポレーションした。ゲノムライブラリーを使ってエレクトロポレーション（Becker & Guarente，M ethods Enzymol. 194:182-187，1991）によりＳ．セレビシェ（S ． cerevisiae ）株HBY21A（ade2 ura3）を形質転換せしめた。細胞を1.2 Ｍソルビトール中に再懸濁し、６つの300 μｌアリコートをADE D，ADE DS，URA DおよびURA DS平板（表１）上に塗抹した。平板を30℃で４〜５日間インキュベートした。ADE D またはADE DS上には１つも Ade⁺コロニーが回収されなかった。URA D およびURA D S平板からのコロニーをADE D 平板にレプリカ平板培養し、そして間隔が接近した２つの白色コロニーが得られた。これらのコロニーを再度画線し、Ura⁺と Ade⁺ であることを確かめた。Ade1およびAde6と命名したそれらの２つの株を、5 FOA （５−フルオロオロト酸；Sikorski & Boeke，Methods Enzymol. 194:302-318）を含む培地上に画線した。Ura^-コロニーが得られ、これはレプリカ平板法により Ade^-であることがわかった。それらの結果は、Ade⁺補完活性がプラスミド由来のURA3マーカーに遺伝的に関連していることを示す。酵母株Ade1とAde6から得られたプラスミドは下記に記載するような制限マッピングによると同一であると思われる。それらのゲノムクローンをそれぞれpADE1-1 およびpADE1-6 と命名した。 HBY21A形質転換体Ade1およびAde6から全ＤＮＡを単離し、Ｅ．コリ株 MC1061 を Amp^Rに形質転換せしめるのに使った。Ade1の２つの Amp^RコロニーとAde6の３つの Amp^RコロニーからＤＮＡを調製した。ＤＮＡをPst Ｉ，Sca Ｉ，およびPst Ｉ＋Sca Ｉで消化し、そしてゲル電気泳動により分析した。５つの単離物は全て同じ制限パターンを生じた。Ｐ．メタノリカADE2遺伝子の発表された配列（ADE1としても知られる；Hiep他，Yeast 9:1251-1258，1993）からＰＣＲプライマーをデザインした。 ADE2 DNA（配列番号１）の塩基406 〜429 のところで増幅を開始するようにプライマー9080（配列番号３）をデザインし、塩基2852〜2829のところで増幅を開始するようにプライマー 9079（配列番号４）をデザインした。両プライマーは、増幅された配列の各末端にAvr II部位とSpe Ｉ部位を導入するための末尾を含んだ。得られたＰＣＲ断片の推定サイズは2450 bp であった。鋳型ＤＮＡとして５つの推定上のADE2クローンからのプラスミドＤＮＡを使ってＰＣＲを実施した。100μｌの反応混合物は１×Taq ＰＣＲ緩衝液（Boehringe r Mannheim，Indianapolis，IN）、10〜100 ngのプラスミドＤＮＡ、0.25 mM dN TPs、100 ピコモルの各プライマー、および１μｌのTaq ポリメラーゼ(Boehring er Mannheim)を含有した。ＰＣＲは94℃で30秒、50℃で60秒および72℃で120 秒を30サイクルに渡って実施した。５つの推定上のADE2ゲノムクローンの各々が、期待のサイズ（2.4 kb）のＰＣＲ生成物を与えた。１反応からのＤＮＡ断片の制限マッピングは、Bgl IIまたはSal Ｉで消化した時に期待通りのサイズ断片を与えた。陽性ＰＣＲ反応物をプールし、Spe Ｉで消化した。ベクター pRS426 をSpe Ｉで消化しそして子ウシ腸ホスファターゼで処理した。５μｌのＰＣＲ断片と１μ ｌのベクターＤＮＡを通常の連結条件を使って10μｌの反応混合物の中で連結せしめた。連結ＤＮＡをゲル電気泳動により分析した。Spe Ｉ消化物を分析して、 pRS426内部にADE2遺伝子のサブクローンを担持しているプラスミドを同定した。正しいプラスミドをpCZR118 と命名した。 pCZR118 中のADE2遺伝子がＰＣＲにより増幅されたために、該遺伝子の機能特性を無くす変異が発生したという可能性はある。そのような変異について試験するために、所望の挿入断片を有するサブクローンを単独でサッカロミセス・セレビシェ株HBY21A中に形質転換せしめた。細胞をエレクトロコンピテントにし、標準手順に従って形質転換せしめた。形質転換体をURA D 平板とADE D 平板上で平板培養した。３つの表現型グループが同定された。クローン１，２，11および12はADE D 上で多数の形質転換体の強固な増殖を与えた。形質転換頻度は Ura⁺形質転換体の頻度と同等であった。クローン６，８，10および14も Ura⁺と Ade⁺の両方への高い形質転換効率を与えたが、Ade⁺コロニーは最初のグループのものよりも幾らか小さかった。クローン３は多数の Ura⁺コロニーを与えたが、Ade⁺コロニーは１つも与えなかった。これは、そのクローンが機能的でないade2変異を有することを示唆する。クローン１，２，11および12をプールした。Ｐ．メタノリカade2補完グループを同定するために、各補完グループからの２つの代表的変異体（＃３と＃10；＃６と＃11）（これらは限定アデニン培地上で増殖させた時に深赤色の着色に基づいて選択された）をクローン化ADE 遺伝子を用いて形質転換せしめた。初期対数期細胞の培養物200 mlを3000×g で３分間の遠心により収得し、20mlの新鮮なＫＤ緩衝液（25 mM ＤＴＴを含む50 mM リン酸カリウム緩衝液，pH 7.5）中に再懸濁した。細胞をこの緩衝液中で30℃にて15分間インキュベートした。次いで細胞を収集し200 mlの氷冷ＳＴＭ（270 mMショ糖、10 mM Tris、pH 7.5、1 mM MgCl₂）中に再懸濁した。細胞を収集し、100 mlの氷冷ＳＴＭ中に再懸濁した。再び細胞を収集し、３〜５mlの氷冷ＳＴＭ中に再懸濁した。各培養物からのエレクトロコンピテント細胞の100 μｌアリコートを、 Not Ｉで消化したpADE1-1 ＤＮＡと混合した。細胞／ＤＮＡ混合物を２mmのエレクトロポレーションキュベット中に置き、1000Ω抵抗および25μＦのキャパシタンスに設定されたBioRad Gene Pulser^TMを使って５kV／cmのパルス電界にかけた。パルス処理した後、細胞を１mlのYEPDの添加により希釈し、そして30℃で１時間インキュベートした。次いで細胞を穏やかな遠心により収集し、アデニンを欠く最少選択培地（ADE D）4 00 μｌ中に再懸濁した。再懸濁した試料を200 μｌのアリコートに分け、ADE D 平板とADE DS平板上に塗抹した。それらの平板を30℃で４〜５日間インキュベートした。変異体＃６と＃11が Ade⁺形質転換体を与えた。ＤＮＡを抜かした時には Ade⁺形質転換体が１つも観察されなかった。よって、２つの単離物はade2 補完グループを限定するように見えた。ADE2配列は配列表の配列番号１に示される。実施例２実施例１に記載したＰ．メタノリカのクローンバンクを、アルコール利用遺伝子（Alcohol Utilization Gene）AUG1のクローニング源として使用した。このクローンバンクは、各々が約200 〜250 個の個別のゲノムクローンである無関係のプールとして貯蔵した。各プールからの「ミニプレプ」ＤＮＡ 0.1μｌをポリメラーゼ連鎖反応における鋳型として、ハンゼヌラ・ポリモルファ（Hansenula po lymorpha ）、カンジダ・ボイジニ（Candida boidini）およびピヒア・パストリス（Pichia pastoris）からのアルコールオキシダーゼ遺伝子中の保存配列の整列からデザインしたＰＣＲプライマー（8784、配列番号５；8787、配列番号６）と共に使用した。増幅反応は94℃で30秒；50℃で30秒；72℃で60秒の30サイクルに渡って行い、次いで72℃で７分間インキュベートした。１つのプール（＃５）は〜600 bpバンドを与えた。このＰＣＲ生成物のＤＮＡ配列は、それがAOX1遺伝子によりコードされるピヒア・パストリス（Pichia pastoris）アルコールオキシダーゼとの約70％の配列同一性、およびMOX1遺伝子によりコードされるハンゼヌラ・ポリモルファ（Hansenula polymorpha）アルコールオキシダーゼとの約85 ％の配列同一性を有するアミノ酸配列をコードすることを明らかにした。クローン化AU G1 遺伝子の配列を配列番号２に示す。最初の増幅に使用したのと同じプライマーを使ったＰＣＲにより、プール＃５のサブプールを分析した。１つの陽性サブプールを更に小分けして分析して陽性コロニーを同定した。この陽性コロニーを平板上に画線し、個々のコロニーからＤＮＡを調製した。３つのコロニーがCla Ｉでの消化後に同一パターンを与えた。ゲノムクローンの制限マッピングとＰＣＲ生成物は、AUG1遺伝子が7.5 kbゲノム挿入断片上にあること、ＰＣＲ断片中のその部位がゲノム挿入断片の中に唯一同定できることを明らかにした。ＰＣＲ断片の中の該遺伝子の配向は既知であるので、後者の情報はゲノム挿入断片内のAUG1遺伝子のおよその位置と転写方向を提供した。この領域内のＤＮＡ配列分析は、他の既知のアルコールオキシダーゼ遺伝子に対してアミノ酸レベルで非常に高い配列相同性を有する遺伝子を明らかにした。実施例３ ade2変異体Ｐ．メタノリカ細胞を、本質的に上述した通りのエレクトロポレーションにより、AUG1プロモーターとターミネーター、ヒトGAD65 ＤＮＡ（Karlse n 他，Proc ．Natl．Acad．Sci．USA 88:8337-8341，1991）およびADE2選択マーカーを含んで成る発現ベクターを用いて形質転換せしめた。コロニーを20g/ｌのバクト^TM−寒天(Difco)、6.7 g/ｌのアミノ酸不含有ＹＮＢ（酵母窒素ベース）( Difco)、10g/ｌのメタノールおよび0.4μg/ｌビオチンを含有する寒天最少メタノール平板にパッチとしてつぎ当てた（10〜100 コロニー／100 mm平板）。寒天の上にニトロセルロース膜をのせ、１mlの50％メタノール／水の入った蓋の上で平板を反転させ、そして30℃で５日間インキュベートした。次いで膜を0.2 M Na OH，0.1 ％ SDS，35 mMジチオトレイトールの中に浸したフィルターへと移行して接着細胞を溶解せしめた。30分後、蒸留水を使って細胞破片をフィルターから洗い落とし、フィルターを0.1 Ｍ酢酸中で30分間すすぐことによりそれを中和した。次いで接着したタンパク質についてフィルターをアッセイした。TTBS-NFM（20 mM Tris pH 7.4，0.1% Tween 20，160 mM NaCl，5％脱脂粉乳）中で室温にて30 分間すすぐことにより、遊離の結合部位をブロックした。次いでTTBS-NFM中に1: 1000希釈したGAD6モノクローナル抗体（Chang & Gottlieb，J ．Neurosci. 8:212 3-2130，1988）を含む溶液にフィルターを移した。穏やかに攪拌しながらフィルターを抗体溶液中で少なくとも１時間インキュベートし、次いでTTBS（20 mM Tr is pH 7.4，0.1% Tween 20，160 mM NaCl）で各々５分間ずつ２回洗浄した。フィルターを西洋ワサビペルオキシダーゼに接合されたヤギ抗マウス抗体（TTBS-N FM中１μg/ml）中で少なくとも１時間インキュベートした後、各回５分間ずつ３回TTBSで洗浄した。次いでフィルターを市販の化学発光試薬（ＥＣＬ^TM；Amersh am Inc.，Arlington Heights，IL）に暴露した。陽性パッチから発せられる光をＸ線フィルム上で検出した。より精密にＧＡＤ₆₅発現のレベルを検出するために、候補のクローンを振盪フラスコ培養法にて培養させた。上述した通りにコロニーを最少メタノール平板上で30℃で２日間増殖させた。そのコロニーを使って20mlの最少メタノール培地（ 6.7 g/ｌのアミノ酸不含有ＹＮＢ、10g/ｌのメタノール、0.4 μg/ｌビオチン）に１×10⁶細胞／mlの細胞密度で接種した。培養物を激しく振盪させながら30℃ で１〜２日間増殖させた。毎日各培養物に0.2 mlの50％メタノールを加えた。遠心により細胞を収得し、氷冷溶解緩衝液（20 mM Tris pH 8.0，40 mM NaCl，2 m M PMSF，1 mM EDTA，1 μg/mlロイペプチン，1 μg/mlペプスタチン，1 μg/mlアプロチニン）中に細胞ペースト１ｇあたり10mlの最終容量で懸濁せしめた。得られた懸濁液の2.5 mlを、15ml容器に入れた400 〜600 μｍの氷冷した酸洗浄済のガラスビーズに添加し、そして混合物を１分間激しく攪拌し、次いで氷上で１分間インキュベートした。細胞が攪拌されるまで合計５分間にわたりこの手順を繰り返した。大きい破片と壊れてない細胞は1000×ｇでの５分間の遠心分離により除去した。次いで清澄化した溶解物をきれいな容器へとデカンテーションして移した。透明な溶解物を試料緩衝液（５％ＳＤＳ、８Ｍ尿素、100 mM Tris pH 6.8、10％グリセロール、2 mM EDTA、0.01 ％ブロモフェノールブルー）中に希釈し、そして４〜20％アクリルアミド勾配ゲル（Novex，San Diego，CA）上で電気泳動した。上述した通りにタンパク質をニトロセルロース膜にブロッティングし、GAD6抗体を使って検出した。振盪フラスコ培養物中で異種タンパク質のメタノール誘導発現の最高レベルを示すクローンを、高細胞密度醗酵条件下でより広範囲にわたり分析した。まず細胞を激しく攪拌しながら0.5 ｌのYEPDブロス中で30℃にて１〜２日間培養し、次いでそれを使って５ｌ醗酵装置（例えば、BioFlow III；New Brunswick Scienti fic Co.，Inc.，Edison，NJ）に接種した。醗酵容器にまず57.8 gの(NH₄)₂SO₄、 68g のKH₂PO₄、30.8 gの MgSO₄・7H₂O、8.6 g の CaSO₄・2H₂O、2.0 g のNaClおよび10mlの消泡剤(PPG)の添加によって無機塩類を投入した。水を加えて2.5 ｌの容量にし、得られた溶液を40分間オートクレーブ滅菌した。冷却した後、350 mlの50％グルコース、250 mlの10×微量元素（表４）、25mlの200 μg/mlビオチン、および250 mlの細胞接種材料を加えた。１ｌあたり１〜２mlのH₂SO₄を加えて化合物を溶液にする。醗酵装置を28℃，pH 5.0および＞30％溶解Ｏ₂で運転するように設定する。細胞はグルコース消費中の高酸素要求により指摘されるようにグルコースの初回投入量を消費し、次いでグルコースが使い尽くされた後は酸素消費が減少するだろう。初回グルコース投入量の枯渇後、NH₄ ⁺と微量元素類が補足されたグルコース −メタノール供給材料を0.2 ％(w/v)グルコース、0.2 ％(w/v)メタノールで５時間、次いで0.1 ％(w/v)グルコース、0.4 ％(w/v)メタノールで25時間容器に導入する。合計550 グラムのメタノールを純メタノールとして12.5ml／時間の初期供給速度および25ml／時間の最終供給速度で該容器の第一の口から供給する。170 gのグルコース、250mlの10×微量元素および99 gの(NH₄)₂SO₄を含む溶液 700ml を使って第二の口からグルコースを供給する。それらの条件下では、グルコースとメタノールが同時に利用され、グルコースーメタノール供給の開始と同時にＧＡＤ₆₅発現が誘導される。醗酵槽からの細胞を振盪フラスコ培養について上述したようにＧＡＤ₆₅発現について分析する。一定時間間隔で醗酵容器から細胞を取り、続いてそれを分析する。グルコース上での増殖中はほとんどＧＡＤ₆₅発現が観察されない。グルコースの枯渇はＧＡＤ₆₅タンパク質の低レベル発現を引き起こし；醗酵培養物への栄養補給中のMeOH の添加により発現が増強される。メタノールの添加は、メタノール応答性AUG1プロモーターによって作動するヒトＧＡＤ₆₅発現に対して明白な刺激作用を有する。実施例４Ｐ．メタノリカの効率的形質転換に最適である電界条件、ＤＮＡトポロジーおよびＤＮＡ濃度を決定するために、形質質転換条件を研究した。全ての実験はＰ．メタノリカade2株＃11を使用した。前に記載した通りにコンピテント細胞を調製した。エレクトロポレーションはBioRad Gene Pulser^TMを使って実施した。次の３つの電界パラメーターがエレクトロポレーションによる形質転換効率に影響を与える：キャパシタンス、電界の強さ、およびパルス幅。電界の強さは電気パルスの電圧により決定され、一方パルス幅は装置の抵抗設定により決定される。この一連の実験では、様々な抵抗における電界の強さ設定の行列を調べた。全ての実験において、装置の最大キャパシタンス設定（25μＦ）を使った。エレクトロコンピテント細胞の100 μｌアリコートを、制限酵素Not Ｉにより直鎖状にした約１μｇのADE2プラスミド pCZR133を含有するＤＮＡ10μｌと氷上で混合した。細胞とＤＮＡを２mmのエレクトロポレーションキュベット（BTX Corp.，S an Diego，CA）に移し、0.5 kV（2.5 kV／cm）、0.75 kV（3.75 kV／cm）、1.0 kV（5.0 kV／cm）、1.25 kV（6.25 kV／cm）および1.5 kV（7.5 kV/cm）の電界の強さで電気パルスを与えた。それらの電場強さの条件を様々なパルス幅において調べた。パルス幅は装置設定抵抗を200 オーム、600 オーム、または「無限大」オームに変えることによって操作した。パルス処置した細胞をYEPD培地中に懸濁し、30℃で１時間インキュベートし、回収し、再懸濁し、そして平板培養した。３組の別々の実験を行った。各組において、「無限大」オームの抵抗で 0.75 kＶ（3.75 kＶ／cm）のエレクトロポレーション条件が、調べた他の条件よりも非常に高い形質転換効率を与えることがわかった（図１参照）。最適パルス条件が確立された後で、形質転換効率に対するＤＮＡトポロジーの影響を調べた。エレクトロコンピテント細胞を１μｇの未切断の環状pCZR133 または１μｇのNot Ｉ消化済pCZR133 と混合した。３組の別々の実験において、環状ＤＮＡではおおよそ平均25個の形質転換体が回収され、一方直鎖状ＤＮＡはほぼ１×10⁴個の形質転換体を生じた。それらのデータは、直鎖状ＤＮＡの方が環状ＤＮＡよりもずっと大きい効率でＰ．メタノリカを形質転換させることを示す。最後に、ＤＮＡ濃度と形質転換効率との関係を調べた。直鎖状pCZR133 ＤＮＡ（H₂O 10μｌ中 1 ng，10 ng，100 ngおよび１μg）のアリコートを100 μｌのエレクトロコンピテント細胞と混合し、3.75 kV ／cmおよび「無限大」オームにおいてエレクトロポレーションを実施した。形質転換体の数は約10（1 ng ＤＮＡ）から10⁴（１μg ＤＮＡ）までに及び、ＤＮＡ濃度に比例することがわかった。実施例５Ｐ．メタノリカのゲノム中への形質転換用ＤＮＡの組込みを、野性型細胞からのＤＮＡと安定な白色形質転換体コロニーからのＤＮＡの比較によって検出した。２クラスの組込み形質転換体が同定された。第一クラスでは、形質転換用ＤＮＡが相同部位の中に組み込まれていることがわかった。第二のクラスでは、形質転換用ＤＮＡが内因性AUG1転写解読枠と入れ代わっていることがわかった。理論に結びつけようとしなくても、この第二の形質転換体は、二重組換え現象によって形質転換用ＤＮＡが内因性ＤＮＡと入れ代わる「転座（transplacement）組換え現象」（Rothstein，Methods Enzymol. 194: 281-3 01，1991）によって生じたものと考えられる。Ｐ．メタノリカade2株＃11を、Ｐ．メタノリカADE2遺伝子およびプローモーター領域とターミネーター領域の間の全転写解読枠が削 Cloning，Systems La Jolla，CA）系のベクターである pCZR140（図２）をAsp Ｉで消化したものを用いて Ade⁺に形質転換させた。YEPD平板上で30℃で２日間増殖させた野性型細胞と形質転換細胞からゲノムＤＮＡを調製した。約100 〜20 0 μｌの細胞を１mlのH₂O に懸濁し、次いで超遠心機中で30秒間遠心した。細胞ペレットを回収し、400 μｌのＳＣＥ＋ＤＴＴ＋チモリアーゼ（1.2 Ｍソルビトール、10 mM クエン酸Na、10 mM EDTA、10 mM DTT、1-2 mg/ml チモリアーゼ 10 0T）中に再懸濁し、そして37℃で10〜15分間インキュベートした。400μｌの１％ＳＤＳを加え、溶液が透明になるまで混合した。300 μｌの５Ｍ酢酸カリウム，pH 8.9を加え、溶液を混合し、そして超遠心機中で最高速度で５分間遠心した。上清 750μｌを新しい試験管に移し、同容のフェノール／クロロホルムで抽出した。得られた上清 600μｌを回収し、２容のエタノールの添加と15分間の冷却遠心によりＤＮＡを沈澱させた。ＤＮＡペレットを50mlのＴＥ（10 mM Tris pH 8，1 mM EDTA）＋100 μg/mlのＲＮアーゼ中に65℃で約１時間再懸濁した。10μ ｌのＤＮＡ試料を100 μ ｌの反応容量においてEco RI（５μｌ）により37℃にて一晩消化した。ＤＮＡをエタノール沈澱せしめ、遠心により回収し、そして7.5 μｌのＴＥ＋2.5 μｌの５×マーカー色素中に再懸濁した。10μｌ容量を0.5 ×ＴＢＥ（10×ＴＢＥは10 8 g/L Tris塩基 pH7-9，55 g/Lホウ酸，8.3 g/L EDTA 二ナトリウムである）中の0.7 ％アガロースゲルの１レーンに適用した。このゲルを臭化エチジウムを含む0.5 ×ＴＢＥ中で100 Ｖで泳動した。ゲルを写真撮影し、正に NH）に400 mA，20 mV で30分間電気泳動的にＤＮＡを移した。次いでこの膜を２ ×ＳＳＣ中ですすぎ、変性溶液上に５分間ブロッティングし、２×ＳＳＣ中で中和し、次いで自動設定によりＵＶ架橋剤せた。得られたブロットを市販のキット（ＥＣＬ^TMキット、Amersham Corp.，Ar lington Heights，IL）を用いてＰＣＲ作製AUG1プロモータープローブにハイブリダイズさせた。結果は、相同組込み現象（図２）と一致して、形質転換用ＤＮＡがAUG1プロモーターＤＮＡの構造を変えたことを示す。第二の実験では、Ｐ．メタノリカade2株＃11を、AUG1プロモーターとターミネーターの間にヒトGAD65 cDNAを含有するベクターであるpCZR137 をNot Ｉで消化したものを用いて Ade⁺に形質転換せしめた（図３）。野性型細胞と安定な白色 Ade⁺形質転換体から上記と同様にしてゲノムＤＮＡを調製し、Eco RIで消化した。消化したＤＮＡを電気泳動により分離し、膜にブロッティングした。このブロットを、AUG1転写解読枠またはAUG1プロモーターのいずれかに相当するＰＣＲ作製プローブを使って探査した。その結果は、AUG1転写解読枠ＤＮＡが形質転換体株には欠けていること、およびAUG1プロモーター領域が有意な再配列を受けたことを証明した。それらの結果は、形質転換用ＤＮＡと宿主ゲノムとの間の二重組換え現象（転座 Transpl acement）と一致する（図３）。実施例６Ｐ．メタノリカのAUG1株を高密度醗酵条件下で増殖させた。(NH₄)₂SO₄ 57.8 g 、KCl 46.6 g、MgSO₄・7H₂O 30.8 g、CaSO₄・2H₂O 8.6 g、NaCl 2.0 gおよび消泡剤(PPG)10mlの添加により醗酵槽に無機塩類を装填した。水を加えて2.5 ｌの容量に調製し、生じた溶液を40分間オートクレーブ滅菌した。冷却した後、350 mlの50％グルコース、250 mlの10×微量元素（表４）、210 mlの30％リン酸Na、 25mlの200 μg/mlビオチンおよび250 mlの細胞接種材料を加えた。細胞を３段階でグルコースまたはグルコース／メタノールバッチ培養した。第１段階では、1. 5 ｌあたりグルコース750 g、(NH₄)₂SO₄ 110 gおよび10×微量元素 278mlを使って25時間に渡り0.4 ％／ｌ／時間グルコース（w/v 最終醗酵容量）を細胞に供給した。次いで細胞に0.2 ％グルコース、0.2 ％メタノール／ｌ／時間の移行供給材料を５時間与えた。最後のグルコース／メタノール供給材料は25時間に渡る0. 1 ％グルコース、0.4 ％メタノール／ｌ／時間を含んだ。最終バイオマスは約30 0 g ／ｌの細胞ペーストであった。実施例７Ｐ．メタノリカaug1Δ株の醗酵には、最初に実施例６に記載した通りに無機塩類、グルコース、リン酸塩、微量元素およびビオチンを醗酵槽に投入した。次に 250 mlの細胞接種材料を加えた。グルコース供給材料は1.2 ｌにつきグルコース 600 g、(NH₄)₂SO₄ 108 gおよび10×微量元素 273mlを使って調製した。細胞に３段階でバッチ供給した。第一段階では、細胞に0.4 ％／ｌ／時間で12〜25時間に渡りグルコースを供給した。次いで細胞を１重量％メタノールのボーラス添加により誘導し、10時間に渡って0.2％グルコース／0.1 ％メタノール混合供給材料を使ってメタノール利用に移行せしめた。第三段階では、0.2 ％グルコース、0.2 ％メタノールの混合供給材料を15時間供給した。実施例８ GAD65 発現構成物の挿入によってAUG1遺伝子が破壊されているＰ．メタノリカ細胞は、メタノール上で増殖する能力を保持していたが、これは第二のアルコールオキシダーゼ遺伝子が存在することを示す。AUG2と命名された第二の遺伝子をＰＣＲにより同定した。該遺伝子の５′コード領域の配列分析は、コードされるタンパク質のＮ末端が既知のアルコールオキシダーゼ遺伝子のものと類似していることを示した。最少メタノールブロス上で非常に貧弱に増殖する形質転換体であるMC GAD8 株を、AUG2遺伝子のクローニング源として使用した。MCGAD8からゲノムＤＮＡを調製し、AUG1転写解読枠に特異的なセンスおよびアンチセンスＰＣＲプライマー（ 8784，配列番号５；8787，配列番号６）を使って増幅せしめた。AUG1生成物とサイズが等しいが分析ゲル上での強度が非常に低い生成物が得られた。その推定上のAUG2 ＰＣＲ生成物を一組の制限酵素で消化した。Eco RIとPvu Ｉによる部分消化と、数個のBgl II部位の存在は、該ＤＮＡが少量のAUG1で汚染されていることを示唆した。混入AUG1 ＤＮＡを除去するために、ＰＣＲ混合物をEco RIで切断し、ゲル精製した。MC GAD8 生成物はEco RI部位を持たないようだったので、それは消化されなかった。得られたゲル精製済ＤＮＡを再び増幅し、制限消化により再分析した。すると該ＤＮＡはAUG1 ＰＣＲ生成物のものとは異なる制限地図を与えた。プローブとしてAUG1またはAUG2のいずれかの転写解読枠ＰＣＲ断片を使って、MC GAD8 細胞および野性型細胞からのゲノムＤＮＡに対してサザンブロット分析を実施した。AUG2プローブは低緊縮性ではAUG1遺伝子座にハイブリダイズし、低緊縮性でも高緊縮性でも第二の遺伝子座にハイブリダイズした。AU G1 プローブは低緊縮性では両遺伝子座に結合したが、高緊縮性ではAUG1遺伝子座に卓越的に結合した。それらのデータは、MC GAD8 からの新規ＰＣＲ生成物がAU G1 に類似しているが別個のものであることを示した。配列分析は、AUG1遺伝子産物とAUG2遺伝子産物の間に83％の同一性があることを示した。 AUG2ゲノム遺伝子座をクローニングするために、元のAUG2 ＰＣＲ断片からＰＣＲプライマーをデザインした。プライマー9885（配列番号７）および9883（配列番号８）を使ってＰ．メタノリカのゲノムライブラリーをスクリーニングした。次いで陽性クローンバンクプールを元のMC GAD8 ＰＣＲ生成物を使って探査した。10枚の平板上に細胞を約5000コロニー／平板に塗抹し、それを一晩増殖させ、そしてその平板の上にフィルターディスク（Hybond-N，Amersham Corp.，Arli ngton Heights，IL）を重ねた。コロニーを変性させ、中和し、そしてＵＶ架橋させた。細菌破片を５×ＳＳＣでフィルターから洗い落とし、再びフィルターを架橋させた。ブロットを対にして25mlのハイブリダイゼーション緩衝液中で42℃ で１時間予備ハイブリダイズせしめた。次いで約250 ngのプローブを各対のフィルターに加えた。42℃で４時間ハイブリダイゼーションを実施した。次いでブロットを500 mlの0.1 ×ＳＳＣ、６Ｍ尿素、0.4 ％ＳＤＳ中で42℃で10分間ずつ４回洗浄した。そのブロットを500 mlの２×ＳＳＣで室温で５分間ずつ２回の洗浄により中和した。次いでそれを100 mlの現像試薬（ＥＣＬ、Amersham Corp.）中に浸した。陽性コロニーを取り、ＰＣＲプライマー9885（配列番号７）と 9883（配列番号８）を使って増幅せしめてそれらの正体を確かめた。陽性プールを平板上に画線し、単一コロニーをＰＣＲにより再スクリーニングした。１つのコロニーを次の分析（制限マッピングと配列決定）用に選択した。AUG2遺伝子の部分配列を配列番号９に示す。配列番号９に示すように、AUG2配列はヌクレオチド91のHindIII部位のところで始まる。この位置より上流のヌクレオチドはベクター配列である。コード配列はヌクレオチド170 から始まる。 AUG2遺伝子の破壊はメタノール上での細胞増殖にほとんど影響がなかった。機能的なAUG1遺伝子産物とAUG2遺伝子産物の両方を欠いている細胞はメタノール上で増殖しなかった。その後の分析はAUG1遺伝子産物が醗酵槽中で増殖させた細胞において唯一検出可能なアルコールオキシダーゼであることを示した。例示の目的で本発明の特定の態様を今まで記載してきたが、上記から、本発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な変更を成し得ることは明白であろう。従って、本発明は添付の請求の範囲による以外は限定されない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） (Ｃ１２Ｐ 21/02 Ｃ１２Ｒ 1:84） (31)優先権主張番号０８／７０３，８０９ (32)優先日平成８年８月26日(1996．8．26) (33)優先権主張国米国（ＵＳ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．次の作用可能に連結された要素：ピヒア・メタノリカ（Pichia methanolica）遺伝子の転写プロモーター；Ｐ．メタノリカにとって異種のポリペプチドをコードするＤＮＡセグメント；Ｐ．メタノリカ遺伝子の転写ターミネーター；および選択マーカーを含んで成るＤＮＡ構成物。２．前記転写プロモーターがメタノール誘導性Ｐ．メタノリカ遺伝子のプロモーターである、請求項１に記載のＤＮＡ構成物。３．前記プロモーターが、Ｐ．メタノリカのアルコールオキシダーゼ、ジヒドロキシアセトンシンターゼ、ホルメートデヒドロゲナーゼおよびカタラーゼ遺伝子から成る群より選ばれた遺伝子のプロモーターである、請求項２に記載のＤＮＡ構成物。４．前記プロモーターが配列番号２のヌクレオチド24からヌクレオチド1354までに示されるヌクレオチド配列を含んで成る、請求項３に記載のＤＮＡ構成物。５．前記プロモーターが配列番号９のヌクレオチド91からヌクレオチド169 までに示されるヌクレオチド配列を含んで成る、請求項３に記載のＤＮＡ構成物。６．前記選択マーカーがＰ．メタノリカ遺伝子である、請求項１に記載のＤＮＡ構成物。７．前記マーカーがＰ．メタノリカADE2遺伝子である、請求項６に記載のＤＮＡ構成物。８．前記ADE2遺伝子が配列番号１のヌクレオチド407 からヌクレオチド2851までに示されるヌクレオチド配列を含んで成る、請求項７に記載のＤＮＡ構成物。９．前記選択マーカーがＰ．メタノリカ以外の真菌由来の遺伝子である、請求項１に記載のＤＮＡ構成物。 10．前記選択マーカーがサッカロミセス・セレビシェ（Saccharomyces cerevi siae ）遺伝子である、請求項９に記載のＤＮＡ構成物。 11．直鎖状分子である、請求項１に記載のＤＮＡ構成物。 12．前記選択マーカーが優性選択マーカーである、請求項１に記載のＤＮＡ構成物。 13．請求項１に記載のＤＮＡ構成物を含有するＰ．メタノリカ細胞であって、該ＤＮＡセグメントを発現するＰ．メタノリカ細胞。 14．前記ＤＮＡ構成物が宿主細胞のゲノム中に組み込まれる、請求項13に記載のＰ．メタノリカ細胞。 15．前記転写プロモーターがメタノール誘導性Ｐ．メタノリカ遺伝子のプロモーターである、請求項13に記載の細胞。 16．前記プロモーターが、Ｐ．メタノリカのアルコールオキシダーゼ、ジヒドロキシアセトンシンターゼ、ホルメートデヒドロゲナーゼおよびカタラーゼ遺伝子から成る群より選ばれた遺伝子のプロモーターである、請求項15に記載の細胞。 17．前記プロモーターが配列番号２のヌクレオチド24からヌクレオチド1354までに示されるヌクレオチド配列を含んで成る、請求項16に記載の細胞。 18．前記プロモーターが配列番号９のヌクレオチド91からヌクレオチド169 までに示されるヌクレオチド配列を含んで成る、請求項16に記載の細胞。 19．前記選択マーカーがＰ．メタノリカ遺伝子である、請求項13 に記載の細胞。 20．前記マーカーがＰ．メタノリカADE2遺伝子である、請求項19に記載の細胞。 21．前記ADE2遺伝子が配列番号１のヌクレオチド407 からヌクレオチド2851までに示されるヌクレオチド配列を含んで成る、請求項20に記載の細胞。 22．前記選択マーカーがＰ．メタノリカ以外の真菌由来の遺伝子である、請求項13に記載の細胞。 23．前記選択マーカーがサッカロミセス・セレビシェ（Saccharomyces cerevi siae ）の遺伝子である、請求項22に記載の細胞。 24．前記選択マーカーが優性選択マーカーである、請求項13に記載の細胞。 25．高等真核生物ポリペブチドをピヒア・メタノリカ（Pichia methanolica）中で生産する方法であって、 (a) 次の作用可能に連結された要素：（ｉ）メタノール誘導性Ｐ．メタノリカ遺伝子の転写プロモーターを含んで成る第一のＤＮＡセグメント；（ii）高等真核生物ポリペプチドをコードする第二のＤＮＡセグメント；（iii）Ｐ．メタノリカ遺伝子の転写ターミネーターを含んで成る第三のＤＮＡセグメント；および（iv）選択マーカーを含んで成る異種ＤＮＡ構成物が導入されたＰ．メタノリカ細胞を、前記第二のＤＮＡセグメントが発現される条件下で培養し；そして (b) 前記第二のＤＮＡセグメントによりコードされるポリペプチドを回収することを含んで成る方法。 26．前記転写プロモーターが、Ｐ．メタノリカ構造遺伝子コード配列の５′側で且つ隣接した1.5 キロ塩基対領域の中に含まれるＤＮＡゼグメントである、請求項25に記載の方法。 27．前記構造遺伝子がアルコールオキシダーゼ、ジヒドロキシアセトンシンターゼ、ホルメートデヒドロゲナーゼおよびカタラーゼから成る群より選ばれた酵素をコードする、請求項26に記載の方法。 28．前記第一のＤＮＡセグメントが、配列番号２のヌクレオチド24からヌクレオチド1354までに示されるヌクレオチド配列を含んで成る、請求項27に記載の方法。 29．前記第一のＤＮＡセグメントが、配列番号９のヌクレオチド91からヌクレオチド169 までに示されるヌクレオチド配列を含んで成る、請求項27に記載の方法。 30．前記転写ターミネーターが、Ｐ．メタノリカ構造遺伝子コード配列の３′ 側で且つ隣接した500 塩基対領域の中に含まれる配列である、請求項25に記載の方法。 31．前記培養段階がメタノールと抑制炭素源を含んで成る液体培地中で行われる、請求項25に記載の方法。 32．前記抑制炭素源がグルコースである、請求項31に記載の方法。 33．前記ポリペプチド回収段階の前に前記細胞が１ｌあたり80〜400 グラムの湿潤細胞ペーストの密度に培養される、請求項25に記載の方法。 34．前記選択マーカーがＰ．メタノリカ遺伝子である、請求項25に記載の方法。 35．前記選択マーカーがＰ．メタノリカADE2遺伝子である、請求項34に記載の方法。 36．前記ADE2遺伝子が配列番号１のヌクレオチド407 からヌクレオチド2851までに示されるヌクレオチド配列を含んで成る、請求項35に記載の方法。 37．前記選択マーカーがＰ．メタノリカ以外の真菌由来の遺伝子である、請求項25に記載の方法。 38．前記選択マーカーがサッカロミセス・セレビシェ（Saccharomyces cerevi siae ）の遺伝子である、請求項37に記載の方法。 39．前記選択マーカーが優性選択マーカーである、請求項25に記載の方法。 40．前記ポリペプチドがヒトポリペプチドである、請求項25に記載の方法。 41．前記異種ＤＮＡ分子が直鎖状ＤＮＡ分子である、請求項25の記載の方法。 42．外来ＤＮＡ構成物を含有するピヒア・メタノリカ（Pichia methanolica）細胞の調製方法であって、 (a) 次の作用可能に連結された要素：（ｉ）メタノール誘導性Ｐ．メタノリカ遺伝子の転写プロモーターを含んで成る第一のＤＮＡセグメント；（ii）高等真核生物ポリペプチドをコードする第二のＤＮＡセグメント；（iii）Ｐ．メタノリカ遺伝子の転写ターミネーターを含んで成る第三のＤＮＡセグメント；および（iv）選択マーカーを含んで成るＤＮＡ構成物をＰ．メタノリカ細胞中に導入し； (b) 段階(a)からのＰ．メタノリカ細胞を、前記ＤＮＡ構成物を含有する細胞の増殖について選択する条件下で培養し；そして (c) 前記選択条件下で増殖する細胞を回収することを含んで成る方法。 43．前記選択マーカーがＰ．メタノリカ遺伝子である、請求項42に記載の方法。 44．前記選択マーカーがＰ．メタノリカADE2遺伝子である、請求項43に記載の細胞。 45．前記ADE2遺伝子が配列番号１のヌクレオチド407 からヌクレオチド2851までに示されるヌクレオチド配列を含んで成る、請求項44に記載の方法。 46．前記選択マーカーが優性選択マーカーである、請求項42に記載の方法。 47．Ｐ．メタノリカ遺伝子の転写プロモーターを含んで成るＤＮＡ分子であって、前記遺伝子のコード配列を本質的に含まない前記ＤＮＡ分子。 48．前記遺伝子がメタノール誘導性遺伝子である、請求項47に記載のＤＮＡ分子。 49．前記遺伝子がアルコールオキシダーゼ、ジヒドロキシアセトンシンターゼ、ホルメートデヒドロゲナーゼおよびカタラーゼ遺伝子から成る群より選ばれる、請求項48に記載のＤＮＡ分子。 50．前記プロモーターが配列番号２のヌクレオチド24からヌクレオチド1354までに示されるヌクレオチド配列を含んで成る、請求項49に記載のＤＮＡ分子。 51．前記プロモーターが配列番号９のヌクレオチド91からヌクレオチド169 までに示されるヌクレオチド配列を含んで成る、請求項49に記載のＤＮＡ分子。 52．Ｐ．メタノリカ遺伝子の転写プロモーターを含んで成るＤＮＡ分子であって、前記プロモーターがＰ．メタノリカタンパク質以外のタンパク質をコードするＤＮＡセグメントに作用可能に連結されているＤＮＡ分子。 53．前記遺伝子がメタノール誘導性遺伝子である、請求項52に記載のＤＮＡ分子。