[发明专利]植物反式激活互作基序及其用途

说明书

优先权声明

本申请要求获得2012年2月2日提出的系列号为61/594,245、标题为“植物反式激活互作基序及其用途(Plant Transactivation Interaction Motifs and Uses Thereof)”美国临时专利申请的利益。

技术领域

本公开涉及植物技术。实施方案涉及多肽(例如融合蛋白)，其包含来自植物反式激活物的新的或人造的转录因子互作基序。一些实施方案涉及这样的蛋白用来表达感兴趣的核酸或增加感兴趣的核酸的表达的用途。一些实施方案涉及编码含有来自植物反式激活物的新的或合成的转录因子互作基序的蛋白的多核苷酸。具体的实例涉及含有本发明多肽或多核苷酸的宿主细胞、组织和/或生物体。

背景

将克隆和分离的基因导入到植物细胞中(遗传转化)并随后再生转基因植物被广泛地用于对植物和植物材料进行遗传修饰。对植物进行遗传转化以导入期望的性状(例如提高营养品质；增加产量；害虫或疾病抗性；胁迫耐受性；和除草剂抗性)，现在已经普遍用于产生可表达期望性状的新的或改良的转基因植物。通常将DNA随机导入到真核植物细胞的细胞核DNA或质体DNA中，然后分离含有整合到细胞DNA中的该DNA的细胞，并用该细胞产生稳定转化的植物细胞。通常，希望通过在单一植物品种中导入多个编码序列，这些编码序列可能含有相似(或相同)的调节元件，来对该植物品种加以遗传工程构建，使之表达多于一种导入性状。

转基因(内源基因也是如此)的表达由涉及多个蛋白质-DNA和蛋白质-蛋白质互作的机制控制。通过这些互作，核酸调节元件(例如启动子和增强子)能够赋予编码序列以组成型或特异性的表达模式。例如，启动子可以导致编码序列在特定组织中、在特定发育时期期间、或应答于环境刺激转录增加。不幸的是，用于转基因表达的常规启动子的固有属性限制了它们可以用于在宿主细胞中发挥表达控制作用的范围。常规的启动子的一个实际限制是难以精细地调节所引入基因的表达水平，原因是由于启动子强度的限制，以及由于启动子特别强或在相同细胞中同时使用同一启动子的多个拷贝，而导致转基因表达沉默。起始或增强内源或自身基因的表达也可能是理想的。

反式激活物是这样的蛋白质，它们藉由蛋白质-蛋白质相互作用招募许多不同的参与DNA转录的蛋白质(例如核小体重塑复合物(nucleosome-remodeling complexes)；中介复合物(mediator complex)；和通用转录因子，如TFIIB,TBP,和TFIIH)，通过影响核小体组装/拆卸、前起始复合物的形成、启动子清除、和/或延伸速度来发挥功能。反式激活物与其结合伙伴的蛋白质-蛋白质互作涉及反式激活物中称作“反式激活结构域(TADs)”的离散的内部结构元件。TAD被认为一级序列同源性(primary sequence homology)极小，并且只有在与靶物结合时才采取限定的结构。Sigler(1988)Nature 333:210-2。虽然TAD内的酸性和疏水性残基被认为是重要的(见例如Cress and Triezenberg(1991)Science 251(4989):87-90)，但是认为单个残基对活性的贡献不大。Hall and Struhl(2002)J.Biol.Chem.277:46043-50。

单纯疱疹病毒体蛋白质16(VP16)是一种反式激活物，其功能是刺激病毒立即早期基因在被HSV感染的细胞内的转录。与其他反式激活物一样，VP16通过一系列涉及其高度酸性TAD的蛋白质-蛋白质相互作用激活转录。VP16的酸性TAD已经显示与多种伙伴蛋白质在体外和体内相互作用。例如，VP16的TAD包含一个互作基序，其与TFIIH的Tfb1亚基直接相互作用(Langlois et al.(2008)J.Am.Chem.Soc.130:10596-604)，并且这种相互作用与VP16同时激活病毒立即早期基因的引发和延伸阶段的能力有关。

公开