[发明专利]一种启动子及其应用

说明书

本发明涉及基因工程领域，特别涉及一种启动子及其应用。本发明从三角褐指藻中克隆出基因Pt47667的启动子，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明的启动子PPt47667能够启动下游基因在微藻细胞生长周期内高效表达，因此可将其应用于基因工程中，在基因工程中有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，特别涉及一种启动子及其应用。

背景技术

当前，世界性能源短缺和环境污染已经成为人类社会所面临的巨大挑战，因此，寻找一种替代化石能源的新型可再生清洁能源，已成为世界各国的共识。生物柴油(Biodiesel)，其性能跟石化柴油基本相当，且具有良好环保性和生物降解性，已成为国际上应用最广、发展最快的理想可再生能源。目前，生物柴油是指来自生物体的油脂(主要为甘油三酯)与醇类(甲醇或乙醇)经酯交换作用而形成单烷基脂肪酸酯。

微藻制生物柴油的原理是利用微藻油脂合成相关基因的高效表达，提升油脂含量，，然后利用物理或化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞外，再进行提炼加工，从而生产出生物柴油。微藻是光合自养型的低等水生植物，其种类繁多，分布极其广泛。其具有光合作用效率高，生长快速，生物量大等特点。而且油脂含量较客观，已成为制备生物柴油的优质天然原料，是未来生物柴油发展的研究热点。目前，微藻生物柴油的生产能耗和高昂成本是阻碍其产业化的关键问题。

海洋硅藻富含油脂，一般占细胞干重的40％-60％，且短链脂肪酸(C14与C16)占总脂肪酸的67％-70％左右。2008年，海洋硅藻三角褐指藻基因组已测完，是硅藻生物学研究的模式藻。其油脂含量一般在20％-30％左右，是制备生物柴油的优质原料。通过基因工程技术手段构建出高油脂含量的工程微藻有望提高生物柴油的产率。

目前，通过基因工程手段获得的高产油三角褐指藻，大多数都是过表达某个脂质相关的关键基因得到的。然而，这种方法获得的工程微藻藻株的产油效果是有限的。当前，在三角褐指藻产油的研究中，广泛应用的启动子只有一种，这大大阻碍了微藻基因工程的发展。

启动子是一段位于基因5'端上游区的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确地相结合并具有转录起始的特异性。启动子一般由启动子核心元件和上游元件组成。位于转录起始位点上游-20～-30bp处的TATA box为启动子核心元件，是富含有AT的保守序列区，与DNA(脱氧核糖核酸)双链的解链有关，并决定转录起始点的选择，是绝大多数植物启动子正确表达所必需的。TATA box上游的保守序列称为启动子上游元件，包括上游-75bp处的CAAT box和-80--110bp附近的GC box等一般上游启动子元件及其他特殊的上游元件。大量文献表明启动子元件的种类、数量以及彼此间胡顺序与距离都可能影响基因的转录与否或转录程度，不同基因其启动子的长度各有不同，所含有胡元件也各有不同，因此，启动子的长度与其启动基因的转录有关。

目前，通过基因工程获得的高产油工程微藻藻株一般都是使用三角褐指藻内源型启动子fcp(fucoxanthin，chlorophyll a/c-binding protein，墨角藻叶绿素a/c结合蛋白)基因簇，此启动子已实现多个报告基因与目的基因的稳定表达。然而，若想同时表达多个脂质关键基因，只有一个启动子是不够的，在动物中，同时过表达多个基因的技术已经相当成熟。只要有不同的启动子，就能同时过表达不同的基因。但是，在三角褐指藻中只有少数启动子被证实并广泛应用。

发明内容

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种启动子，包括基本组成元件、特有元件和诱导元件；

所述特有原件选自A-box、ABRE、ACE、GAG-motif、HSE、TATCCAT/C-motif、WUN-motif或as1；

所述基本组成元件选自TATA-box或CAAT-box；