基因表达的调控的制作方法_2

文档序号:8908820阅读:来源:国知局
IDN0:21至40、以及135至 137(uORF肽的保守区域)的序列。
[0088] 在一个实施方案中,所述变体或片段包含与选自SEQIDN0:21至30、33至37以 及135至137的序列(双子叶植物uORF肽的保守区域)有至少70%同一性的序列。
[0089] 在另一个实施方案中,所述变体或片段包含选自SEQIDN0:21至30、33至37以 及135至137的序列(双子叶植物uORF肽的保守区域)。
[0090] 在一个实施方案中,所述变体或片段包含与氨基酸序列SEQ ID N0:108 (uORF肽保 守基序)有至少70 %同一性的序列。
[0091] 在另一个实施方案中,所述变体或片段包含氨基酸序列SEQ ID N0:108 (uORF肽保 守基序)。
[0092] 在另一个实施方案中,所述变体包含与选自SEQ ID NO: 1至20、以及132至134的 序列(uORF肽)有至少70%同一性的序列。
[0093] 在另一个实施方案中,所述变体包含选自SEQ ID NO: 1至10、13至17以及132至 134的序列(双子叶植物uORF肽)有至少70%同一性的序列。
[0094] 构建体
[0095] 在另一个实施方案中,本发明提供了一种构建体,包含本发明的多核苷酸。
[0096] 在一个实施方案中,所述多核苷酸可操作地连接至目标核酸序列。
[0097] 在另一个实施方案中,所述多核苷酸与核酸序列在自然界中通常不相连。
[0098] 在另一个实施方案中,所述目标核酸序列编码目标蛋白。
[0099] 多核苷酸的活性
[0100] 在一个实施方案中,本发明的多核苷酸受到化合物的调控。
[0101] 在该实施方案中,可操作地连接至本发明的多核苷酸的任意核酸序列的表达受到 所述化合物的调控。
[0102] 在一个优选的实施方案中,调控为转录后的。
[0103] 优选地,由可操作地连接的核酸编码的多肽的表达受到化合物的调控。
[0104] 在一个实施方案中,所述可操作地连接的核酸的表达是由所述化合物与所述uORF 肽之间的相互作用调控的,所述uORF肽由本发明的多核苷酸表达。在一个实施方案中,相 互作用是直接的。在另一个实施方案中,相互作用是间接的。在另一个实施方案中,该间接 相互作用是通过另一种蛋白进行的。
[0105] 在一个实施方案中,所述化合物为抗坏血酸、或相关代谢物。在一个优选的实施方 案中,所述化合物为抗坏血酸。
[0106] 在如上所述修饰时,所述多核苷酸可能不再受到所述化合物的调控。该实施方案 的应用可以在经修饰的多核苷酸序列的控制下表达GGP编码序列。在该实施方案中,所述 修饰导致该化合物阻遏的减轻或消除。当该化合物为抗坏血酸时,这导致对GGP翻译阻遏 的降低,因此导致了升高的GGP产生和升高的抗坏血酸积聚。在该实施方案中,uORF或uORF 编码序列的修饰可能处于启动子和5' -UTR序列中。完整GGP启动子和5' -UTR序列的例子 参见SEQ ID N0:101至107或其变体。在启动子和5'-UTR序列中,使用经修饰的uORF可保 留天然GGP序列的一些时空表达,而不会导致抗坏血酸经由uORF多肽对GGP翻译的阻遏。
[0107] 细胞
[0108] 在另一个实施方案中,本发明提供了一种细胞,包含本发明的多核苷酸或本发明 的构建体。
[0109] 优选地,所述细胞或其前体细胞已经经过遗传修饰从而包含了本发明的多核苷酸 或本发明的构建体。
[0110] 优选地,所述细胞或其前体细胞已经经过转化从而包含了本发明的多核苷酸或本 发明的构建体。
[0111] 植物细胞和植物
[0112] 在另一个实施方案中,本发明提供了一种植物细胞或植物,其包含本发明的多核 苷酸或本发明的构建体。
[0113] 优选地,所述植物细胞或植物、或其前体植物细胞或植物已经经过遗传修饰从而 包含了本发明的多核苷酸或本发明的构建体。
[0114] 优选地,所述植物细胞或植物、或其前体植物细胞或植物已经经过转化从而包含 了本发明的多核苷酸或本发明的构建体。
[0115] 还表达差向异构酶
[0116] 在一个实施方案中,所述细胞或植物还经过遗传修饰或经过转化从而表达编码 GDP-D-甘露糖差向异构酶的多核苷酸。
[0117] 优选地,所述细胞或植物还包含本发明的表达构建体,所述表达构建体能够表达 ⑶P-D-甘露糖差向异构酶。
[0118] 植物部分或繁殖体
[0119] 在另一个实施方案中,本发明提供了一种植物部分或繁殖体,其包含本发明的多 核苷酸或本发明的构建体。
[0120] 优选地,所述植物部分或繁殖体、或其前体植物细胞或植物已经经过遗传修饰从 而包含了本发明的多核苷酸或本发明的构建体。
[0121] 优选地,所述植物部分或繁殖体、或其前体植物细胞或植物已经经过转化从而包 含了本发明的多核苷酸或本发明的构建体。
[0122] 在另一个方面,本发明提供了一种在细胞中控制或调节至少一种核酸序列的表达 的方法,包括用本发明的多核苷酸或构建体转化所述细胞。
[0123] 在另一个方面,本发明提供了一种在植物细胞或植物中控制或调节至少一种核酸 序列的表达的方法,包括用本发明的多核苷酸或构建体转化植物细胞或植物。
[0124] 在另一个方面,本发明提供了一种制备具有修饰基因表达的细胞的方法,所述方 法包括用本发明的多核苷酸或构建体转化所述细胞。
[0125] 在另一个方面,本发明提供了一种制备具有修饰基因表达的植物细胞或植物的方 法,所述方法包括用本发明的多核苷酸或构建体转化植物细胞或植物。
[0126] 在另一个方面,本发明提供了一种改变植物表型的方法,所述方法包括将本发明 的多核苷酸或构建体稳定整合进所述植物的基因组中。
[0127] 本领域技术人员能够理解,将本发明的多核苷酸引入细胞、植物细胞或植物中可 能导致在这些序列引入之前,对与核酸序列可操作地连接的序列的调节或控制。在这样的 实施方案中,本发明的多核苷酸和可操作地连接的目标核酸将一起引入到例如本发明的构 建体中。
[0128] 在可选的实施方案中,本发明的多核苷酸可插入基因组,并控制或调节插入位点 附近的核酸序列(如编码蛋白质的核酸序列)的表达。
[0129] 在一个优选的实施方案中,所述细胞、植物细胞或植物产生这样的化合物,所述化 合物通过引入的本发明的多核苷酸、或是通过由引入的本发明的多核苷酸编码的uORF多 肽调控或控制表达。
[0130] 可选地,所述化合物可施用于细胞、植物细胞或植物。
[0131] 在另一个方面,本发明提供了由本发明的方法制备的植物细胞或植物。
[0132] 在一个方面,本发明提供了一种制备具有以下至少一者的植物细胞或植物的方 法:
[0133] a)增多的GGP翻译,
[0134] b)增多的GGP产生,
[0135] c)增强的GGP活性,以及
[0136] d)增多的抗坏血酸产生,
[0137] 所述方法包括在所述植物细胞或植物中GGP基因的5 ' -UTR的修饰。
[0138] 在一个实施方案中,所述5'-UTR位于选自SEQ ID N0:101至107(具有启动子 5' -UTR的GGP基因组序列)中任一者或其变体的多核苷酸序列中。
[0139] 优选地,所述变体与SEQIDN0:101至107(具有启动子5'-UTR的GGP基因组序 列)中任一者有至少70%同一性。
[0140] 在另一个实施方案中,所述5'-UTR具有选自SEQ ID N0:81至100、以及126至 128 (完整5'-UTR序列)中任一者或其变体的多核苷酸序列。
[0141] 优选地,所述变体与SEQ ID N0:81至100、以及126至128 (完整5'-UTR序列)中 任一者有至少70%同一性。
[0142] 在一个优选的实施方案中,所述修饰位于5' -UTR中的uORF序列中。
[0143] 在一个优选的实施方案中,所述uORF具有选自SEQ ID N0:41至60、以及129至 131(u0RF DNA序列)中任一者或其变体的序列。
[0144] 在一个优选的实施方案中,所述变体与SEQ ID N0:41至60、以及129至131 (uORF DNA序列)中任一者有至少70%同一性。
[0145] 在一个优选的实施方案中,所述变体与SEQ ID N0:41至50、53至57、以及129至 131 (双子叶植物uORF DNA序列)中任一者有至少70%同一性。
[0146] 在另一个实施方案中,所述变体包含与选自SEQ ID N0:61至80、以及138至 140 (uORF DNA序列保守区域)中任一者有至少70%同一性的序列。
[0147] 在另一个实施方案中,所述变体包含选自SEQ ID N0:61至80、以及138至 140 (uORF DNA序列保守区域)中任一者的序列。
[0148] 在另一个实施方案中,所述变体包含与选自SEQ ID N0:61至70、73至77、以及138 至140 (双子叶植物uORF DNA序列保守区域)中任一者有至少70%同一性的序列。
[0149] 在另一个实施方案中,所述变体包含SEQ ID N0:61至70、73至77、以及138至 140 (双子叶植物uORF DNA序列保守区域)中任一者的序列。
[0150] 在另一个实施方案中,所述uORF具有选自SEQ ID NO: 1至20、以及132至 134 (uORF多肽序列)中任一者或其变体的序列。
[0151] 在另一个实施方案中,所述变体包含与选自SEQ ID N0:1至20、以及132至 134 (uORF多肽序列)中任一者有至少70 %同一性的序列。
[0152] 在另一个实施方案中,所述变体包含选自SEQ ID NO: 1至20、以及132至134 (uORF 多肽序列)中任一者的序列。
[0153] 在另一个实施方案中,所述变体包含与选自SEQ ID NO: 1至10、13至17以及132 至134 (双子叶植物uORF多肽序列)中任一者有至少70 %同一性的序列。
[0154] 在另一个实施方案中,所述变体包含选自SEQ ID NO: 1至10、13至17以及132至 134 (双子叶植物uORF多肽序列)中任一者的序列。
[0155] 在另一个实施方案中,所述变体包含与选自SEQIDN0:21至40、以及135至 137(uORF多肽序列的保守区域)中任一者有至少70%同一性的序列。
[0156] 在另一个实施方案中,所述变体包含SEQ ID N0:21至40、以及135至137 (uORF多 肽序列的保守区域)中任一者的序列。
[0157] 在另一个实施方案中,所述变体包含与选自SEQIDN0:21至30、33至37以及135 至137 (双子叶植物uORF多肽序列的保守区域)中任一者有至少70%同一性的序列。
[0158] 在另一个实施方案中,所述变体包含SEQIDN0:21至30、33至37以及135至 137 (双子叶植物uORF多肽序列的保守区域)中任一者的序列。
[0159] 在一个实施方案中,所述变体或片段包含与氨基酸序列SEQ ID N0:108 (uORF肽共 有基序)有至少70%同一性的序列。
[0160] 在另一个实施方案中,所述变体或片段包含氨基酸序列SEQ ID N0:108 (uORF肽共 有基序)。
[0161] 修饰
[0162] 在一个实施方案中,所述修饰为在编码5' -UTR的序列中至少一个核苷酸的缺失、 添加或置换。
[0163] 在一个实施方案中,所述修饰减少、干扰或阻止uORF多肽的翻译,所述uORF多肽 具有与SEQ ID NO: 1和20、以及132至134 (uORF肽)中任一者或其变体的序列。
[0164] 在另一个实施方案中,所述修饰减少、干扰或破坏uORF多肽的活性,所述uORF多 肽具有SEQ ID NO: 1和20、以及132至134 (uORF肽)中任一者或其变体的序列。
[0165] 在一个实施方案中,所述变体包含与SEQ ID NO: 1和20、以及132至134 (uORF肽) 中任一者有至少70 %同一性的序列。
[0166] 在另一个实施方案中,所述变体包含与SEQ ID NO: 1至10、13至17以及132至 134 (双子叶植物uORF肽)中任一者有至少70 %同一性的序列。
[0167] 在另一个实施方案中,所述变体包含与SEQ ID N0:21至40、以及135至137 (uORF 肽保守区域)中至少一者有至少70%同一性的序列。
[0168] 在另一个实施方案中,所述变体包含SEQ ID N0:21至40、以及135至137 (uORF肽 保守区域)中至少一者的序列。
[0169] 在另一个实施方案中,所述变体包含与SEQIDN0:21至30、33至37以及135至 137 (双子叶植物uORF肽保守区域)中至少一者有至少70%同一性的序列。
[0170] 在另一个实施方案中,所述变体包含SEQ ID N0:21至30、33至37以及135至 137 (双子叶植物uORF肽保守区域)中至少一者的序列。
[0171] 在一个实施方案中,所述变体或片段包含与氨基酸序列SEQ ID N0:108 (uORF肽共 有基序)有至少70%同一性的序列。
[0172] 在另一个实施方案中,所述变体或片段包含氨基酸序列SEQ ID N0:108 (uORF肽共 有基序)。
[0173] 在另一个方面,本发明提供了一种筛选具有以下至少一者的植物的方法:
[0174] a)增多的GGP翻译,
[0175] b)增多的GGP产生,
[0176] c)增强的GGP活性,以及
[0177] d)增多的抗坏血酸产生,
[0178] 所述方法包括在检测植物是否存在本发明的多核苷酸的第一多态性,或与所述第 一多态性相关的另一多态性。
[0179] 在一个实施方案中,第一多态性的存在、或与所述第一多态性相关的另一多态性 的存在表明具有a)至d)中任一者。
[0180] 在另一个实施方案中,另一多态性与第一多态性有连锁不平衡(LD)。
[0181] 在另一个实施方案中,所述方法包括从一种或多种未经筛选的植物中分离选定的 植物。
[0182] 在另一个方面,本发明提供了由本发明的方法选定的植物。
[0183] 在另一个方面,本发明提供了一种由本发明的方法选定的一组植物。优选地,该组 包含至少2种、更优选至少3种、更优选至少4种、更优选至少5种、更优选至少6种、更优 选至少7种、更优选至少8种、更优选至少9种、更优选至少10种、更优选至少11种、更优 选至少12种、更优选至少13种、更优选至少14种、更优选至少15种、更优选至少16种、更 优选至少17种、更优选至少18种、更优选至少19种、更优选至少20种植物。
[0184] 在另一个方面,本发明提供了一种制备抗坏血酸的方法,所述方法包括从本发明 的植物细胞或植物中提取抗坏血酸。
[0185] 在另一个方面,本发明提供了一种针对本发明的多核苷酸的抗体。在另一个方面, 本发明提供了一种对本发明的多核苷酸有特异性的抗体。
[0186] 本发明的多核苷酸、多肽、变体或片段可以来源于任意物种。所述多核苷酸、多肽、 变体或片段可以是自然存在的或非自然存在的。多核苷酸、多肽、变体或片段可以由重组制 备,也可以是"基因改组"方法的产物。
[0187] 在一个实施方案中,所述多核苷酸、多肽、变体或片段来源于任意植物物种。在本 发明的方法中用于转化或修饰的植物可以来源于任意植物物种。在本发明的方法中用于转 化或修饰的细胞可以来源于任意植物物种。
[0188] 在另一个实施方案中,所述植物来源于裸子植物物种。
[0189] 在另一个实施方案中,所述植物来源于被子植物物种。
[0190] 在另一个实施方案中,所述植物来源于双子叶植物物种。
[0191] 在另一个实施方案中,所述植物来源于选自下列但不限于下列属的水果物种: 猕猴桃属(Actinidia)、苹果属(Malus)、柑橘属(Citrus)、草莓属(Fragaria)或越桔属 (Vaccinium)〇
[0192] 特别优选的水果植物物种是:美味猕猴桃(Actidiniadeliciosa)、中华猕猴桃 (A.chinensis)、毛花猕猴桃(A.eriantha)、软赛猕猴桃(A.arguta)、四种猕猴桃物种的杂 交品种、苹果(Malusdomestica)和三叶海棠(Malussieboldii)。
[0193] 在另一个实施方案中,所述植物选自由下列物种构成的组:毛花猕猴桃 (Actinidiaeriantha)、黄瓜(Cucumissativus)、大豆(Glycinemax)、番前(Solanum lycopersicum)、葡萄(Vitisvinifera)、拟南芥(Arabidopsisthaliana)、苹果(Malus x domesticus)、漢藜苜蓿(Medicago truncatula)、毛果杨(Populus trichocarpa)、软 赛称猴桃(Actinidia arguta)、中华称猴桃(Actinidia chinensis)、草莓(Fragaria vulgaris)、马铃薯(Solanum tuberosum)和玉米(Zea mays)。
[0194] 在另一个实施方案中,所述植物选自来源于下列但不限于下列属的蔬菜物种:芸 苔属(Brassica)、番前属(Lycopersicon)和前属(Solanum)。
[0195] 特别优选的蔬菜植物物种是:番茄和马铃薯。
[0196] 在另一个实施方案中,所述植物来源于单子叶植物物种。
[0197] 在另一个实施方案中,所述植物选自来源于下列但不限于下列属的农作物物种: 大豆属(Glycine)、玉蜀黍属(Zea)、大麦属(Hordeum)和稻属(Oryza)。
[0198]特别优选的农作物物种是:水稻(Oryza sativa)、大豆和玉米。
[0199] 在另一个实施方案中,所述植物选自由下列物种构成的组:毛花猕猴桃、黄瓜、大 豆、番茄、葡萄、拟南芥、苹果、蒺藜苜蓿、毛果杨、软枣猕猴桃、中华猕猴桃、草莓、马铃薯和 玉米。
[0200] 发明详述
[0201] 在本说明书中引用专利说明书、其他外部文件或其他来源的信息处,通常是为讨 论本发明的特征提供的背景。除非另外特别说明,否则对这类外部文献的参考不应解释为 以任何权限承认这类文献、或这类信息来源是现有技术、或形成本领域的一般公知常识的 一部分。
[0202] 本说明书中所使用的术语"包含"意味着"至少由...部分组成"。当在本说明书 中解释每个包括术语"包含"的陈述时,其他特征或者那些以该术语开始的特征也可存在。 相关术语如"包括"和"含有"以相同方式解释。
[0203] 在某些实施方案中,术语"包含"及其相关术语可以用"由...构成"及其相关术 语替代。
[0204] 多核苷酸和片段
[0205] 本文中所用术语"多核苷酸"是指,任何长度但优选至少15个核苷酸的单链或双 链脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸聚合物,包括以下非限制性实例:基因的编码及非编码序 列、有义及反义互补序列、外显子、内含子、基因组DNA、cDNA、pre_mRNA、mRNA、rRNA、siRNA、 miRNA、tRNA、核酸酶、重组多肽、分离和纯化的天然存在的DNA或RNA序列、合成的RNA和 DNA序列、核酸探针、引物和片段。
[0206] 优选地,术语"多核苷酸"包括指定序列及其互补序列。
[0207] 本文提供的多核苷酸序列的"片段"是连续核苷酸的子序列,例如至少长度为15 个核苷酸的序列。本发明所述的片段包含本发明所述的多核苷酸的连续核苷酸中的15个 核苷酸,优选至少20个核苷酸,更优选至少30个核苷酸,更优选至少50个核苷酸,更优选 至少60个核苷酸。
[0208] 术语"引物"是指通常有自由的3' 0H的短的多核苷酸,其与模板杂交并用于引发 与靶体互补的多核苷酸的聚合。
[0209] 多肽和片段
[0210] 本文中所用术语"多肽"包括任何长度但优选至少5个氨基酸的氨基酸链,包括全 长蛋白,其中氨基酸残基通过共价肽键相连。本发明的多肽可为纯化的天然产物,或可使用 重组或合成技术部分地或整体地制备。该术语可指多肽、多肽的聚体(如二聚体或其他多 聚体)、融合多肽、多肽片段、多肽变体或其衍生物。
[0211] 多肽的"片段"是多肽的子序列。优选地,所述片段执行对于该多肽的生物学活性 所需的功能和/或提供该多肽的三维结构。
[0212] 本发明用于多核苷酸或多肽序列的术语"分离的"是指从它们的天然细胞环境中 提取出来的序列。在一个实施方案中,所述序列从其自然界发现的侧翼序列中分离出来。分 离的分子可通过任何方法或方法的组合获得,包括生物化学的、重组的及合成的技术。
[0213] 术语"重组"是指在其天然环境中从其周围的序列中提取出来的多核苷酸序列,和 /或与其在天然环境中不存在的序列重组的多核苷酸序列。
[0214] 通过从"重组的"多核苷酸序列翻译,制备"重组的"多肽序列。
[0215] 就源自特定属或种的本发明的多核苷酸或多肽而言,术语"源自"是指,所述多核 苷酸或多肽具有与在该属或种中天然发现的多核苷酸或多肽相同的序列。源自特定属或种 的多核苷酸或多肽因此可以合成地或重组地产生。
[0216] 变体
[0217] 本文中所用术语"变体"是指,不同于具体鉴别出的序列的多核苷酸或多肽序列, 其中缺失、置换或添加了一个或多个核苷酸或氨基酸残基。变体可为天然存在的等位基因 变体或非天然存在的变体。变体可来自同一物种或来自其它物种,且可包括同系物、旁系同 源物及直系同源物。在某些实施方案中,本发明多肽的变体具有与本发明多肽相同或类似 的生物活性。就多肽而言,术语"变体"包括所有形式的多肽和如本文所定义的多肽。
[0218] 多核苷酸变体
[0219] 变体多核苷酸序列优选地与本发明的序列表现出至少50%、更优选至少51%、更 优选至少52%、更优选至少53%、更优选至少54%、更优选至少55%、更优选至少56%、更 优选至少57%、更优选至少58%、更优选至少59%、更优选至少60%、更优选至少61%、更 优选至少62 %、更优选至少63 %、更优选至少64 %、更优选至少65 %、更优选至少66 %、更 优选至少67%、更优选至少68%、更优选至少69%、更优选至少70%、更优选至少71%、更 优选至少72%、更优选至少73%、更优选至少74%、更优选至少75%、更优选至少76%、更 优选至少77%、更优选至少78%、更优选至少79%、更优选至少80%、更优选至少81%、更 优选至少82 %、更优选至少83 %、更优选至少84 %、更优选至少85 %、更优选至少86 %、更 优选至少87%、更优选至少88%、更优选至少89%、更优选至少90%、更优选至少91%、更 优选至少92 %、更优选至少93 %、更优选至少94 %、更优选至少95 %、更优选至少96 %、更 优选至少97%、更优选至少98%和最优选至少99%的同一性。在本发明的核苷酸的至少 20个核苷酸位置、优选至少50个核苷酸位置、更优选至少100个核苷酸位置且最优选本发 明
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