[發(fā)明專利]人造雙向植物啟動(dòng)子

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580055922.5
• 申請(qǐng)日: 2015-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN108064290A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·庫(kù)馬爾;T·齊察克;H·L·羅賓遜;D·R·帕雷迪;W·陳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美國(guó)陶氏益農(nóng)公司
• 主分類號(hào): C12N15/113
• 分類號(hào): C12N15/113;C12N15/82;C12N5/10
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務(wù)所 11494
• 代理人: 羅天樂

本公開涉及用于促進(jìn)核苷酸序列在植物或植物細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄的組合物和方法，所述組合物和方法使用來(lái)自擬南芥泛素?10基因啟動(dòng)子或木薯葉脈花葉病毒啟動(dòng)子的最小核心啟動(dòng)子元件，以及來(lái)自木薯葉脈花葉病毒啟動(dòng)子的全長(zhǎng)核苷酸序列元件。一些實(shí)施方案涉及可在植物中起作用以促進(jìn)兩個(gè)可操作連接的核苷酸序列的轉(zhuǎn)錄的人造的CsVMV雙向啟動(dòng)子。

優(yōu)先權(quán)要求

本申請(qǐng)要求2014年11月11日提交的“SYNTHETIC BI-DIRECTIONAL PLANTPROMOTER”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)62/078,205的申請(qǐng)日的權(quán)益。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般涉及用于促進(jìn)植物或植物細(xì)胞中核苷酸序列的轉(zhuǎn)錄的組合物和方法。一些實(shí)施方案涉及可在植物中起作用以促進(jìn)可操作連接的核苷酸序列的轉(zhuǎn)錄的人造木薯葉脈花葉病毒(CsVMV)雙向啟動(dòng)子。具體實(shí)施方案涉及包括人造啟動(dòng)子(例如，將核酸分子引入細(xì)胞)的方法和包含人造啟動(dòng)子的細(xì)胞、細(xì)胞培養(yǎng)物、組織、生物體、以及生物體的部分，以及由其產(chǎn)生的產(chǎn)物。

發(fā)明背景

許多植物物種可以用來(lái)自其他物種的轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)化以引入農(nóng)學(xué)上期望的性狀或特征，例如改善營(yíng)養(yǎng)價(jià)值品質(zhì)、提高產(chǎn)率、賦予害蟲或疾病抗性、提高干旱和應(yīng)激耐受性、改善園藝質(zhì)量(如著色和生長(zhǎng))、給予除草劑抗性、使得能夠從植物產(chǎn)生工業(yè)上有用的化合物和/或材料、和/或使得能產(chǎn)生藥物。將轉(zhuǎn)基因?qū)氲街参锛?xì)胞、隨后復(fù)原含有穩(wěn)定整合的轉(zhuǎn)基因拷貝的可育轉(zhuǎn)基因植物的做法，可以導(dǎo)致生成擁有期望性狀或特征的轉(zhuǎn)基因植物。

基因表達(dá)的控制和調(diào)節(jié)的運(yùn)行機(jī)制眾多。基因的轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)是基因表達(dá)的主要控制機(jī)制。轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)一般由位于所轉(zhuǎn)錄基因的5’側(cè)翼或上游區(qū)中的多核苷酸序列控制。這些序列統(tǒng)稱為啟動(dòng)子。啟動(dòng)子通常含有用于使RNA聚合酶開始轉(zhuǎn)錄的信號(hào)，使得能夠產(chǎn)生信使RNA(mRNA)。成熟的mRNA被核糖體轉(zhuǎn)錄，由此合成蛋白質(zhì)。DNA結(jié)合蛋白與啟動(dòng)子DNA序列特異性相互作用以促進(jìn)轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的形成并啟動(dòng)基因表達(dá)過(guò)程。有多種從植物分離并得以表征的真核生物啟動(dòng)子，其對(duì)于驅(qū)動(dòng)植物中的轉(zhuǎn)基因表達(dá)是有功能的。已分離和表征了應(yīng)答環(huán)境刺激、營(yíng)養(yǎng)可用性、和包括熱休克、厭氧生活或存在重金屬在內(nèi)的不利條件而影響基因表達(dá)的啟動(dòng)子。還有在發(fā)育期間或以組織或器官特異性方式控制基因表達(dá)的啟動(dòng)子。另外，已從細(xì)菌和病毒分離和表征了原核生物啟動(dòng)子，這些分離的原核生物啟動(dòng)子對(duì)于驅(qū)動(dòng)植物中的轉(zhuǎn)基因表達(dá)有功能。

典型的能夠在真核生物中表達(dá)的啟動(dòng)子由最小啟動(dòng)子和其他順式元件組成。最小啟動(dòng)子實(shí)質(zhì)上是一個(gè)TATA框區(qū)，RNA聚合酶II(polII)、TATA結(jié)合蛋白(TBP)和TBP相關(guān)因子(TAF)可在此結(jié)合而啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。然而，在大多數(shù)情況下，準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)錄需要TATA基序以外的序列元件。已發(fā)現(xiàn)這類序列元件(例如增強(qiáng)子)提高臨近的基因的總體表達(dá)水平，且往往是以不依賴位置和/或取向的方式。在一些polII基因的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)附近的其他序列(例如INR序列)可以為其他促進(jìn)轉(zhuǎn)錄活化的因子提供可變剪接位點(diǎn)，在缺少功能性TATA元件的啟動(dòng)子中，其甚至可替代地提供轉(zhuǎn)錄的核心啟動(dòng)子結(jié)合位點(diǎn)。Zenzie-Gregory等(1992)J.Biol.Chem.267:2823-30。

其他基因調(diào)控元件包括與特定DNA結(jié)合因子相互作用的序列。這些序列基序有時(shí)稱為順式元件，且通常是位置和取向依賴性的，盡管它們可見于基因編碼序列的5’或3’側(cè)或內(nèi)含子中。這類順式元件，組織特異性或發(fā)育特異性轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的單獨(dú)或組合地與它們結(jié)合，可以決定啟動(dòng)子在轉(zhuǎn)錄水平上的時(shí)空表達(dá)模式。上游順式元件后隨最小啟動(dòng)子的排列方式通常會(huì)產(chǎn)生具體啟動(dòng)子的極性。已克隆并廣泛用于基礎(chǔ)研究和生物技術(shù)應(yīng)用的植物中的啟動(dòng)子一般是單向的，僅指導(dǎo)融合于其3’端(即下游)的一個(gè)基因。參見，Xie等(2001)Nat.Biotechnol.19(7):677-9；美國(guó)專利6,388,170。