[发明专利]一种拮抗酿酒酵母基因组位置效应的调控元件及其应用

说明书

本发明公开了一种拮抗酿酒酵母基因组位置效应的调控元件及其应用。所述的调控元件，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明发现酿酒酵母gal80位点附近染色体存在特殊结构，可能存在非HM位点(交配型分配位点)沉默效应的其它类型的位置效应，本发明尝试在基因顺序为crtE‑crtB‑crtI合成途径两端加上TEF2的转录激活区域，结果表明，TEF2的转录激活区域确实可以拮抗gal80位点的未知位置效应，可以显著提高番茄红素的含量。同时，也表明其拮抗作用主要是阻止了位置效应对合成途径中基因转录的影响。

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，特别涉及一种拮抗酿酒酵母基因组位置效应的调控元件及其应用。

背景技术

在酿酒酵母中，基因在基因组中的位置对基因的表达有着重要的作用，其位点往往会影响基因的转录。通常情况下，通过调控内源或者外源基因的表达是构建微生物细胞工厂的主要方式。在改造过程中，为了进行稳定的大规模生产，将外源基因或合成途径整合进基因组是最常采用的方法。然而，在微生物细胞中基因的复制和转录会受到染色体结构的控制。这种现象被称作位置效应，通常表现为基因在不同位点呈现出不同的转录水平。这种现象在众多微生物种都有发现，包括工业生产中常用的酿酒酵母。

由于在工业生产中的广泛应用，酿酒酵母位置效应已有众多研究。例如，以LacZ为报告基因，20个位点可以呈现8.7倍的差异；同样以LacZ为报告基因，在18个位点中可以呈现14倍的差异。为了获得基因组组学水平的位置效应，分别以GFP和RFP为报告基因，考察了482个和1044个位点的位置效应。这些研究都是以单个基因为报告基因，以一条合成途径为报告基因的还未见报道。并且，这些研究只是呈现不同位点的差异，并没有提出如何解决低表达位点的办法。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种可以拮抗酿酒酵母基因组位置效应的调控元件。

本发明首先选择了12个基因组位点，以番茄红素合成途径为报告基因，考察位置效应；并发现了合成途径中的基因顺序对转录也存在显著影响；最后，提出用绝缘子来拮抗低表达位点的位置效应。

所述的调控元件，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明的第二个目的是提供上述调控元件在拮抗酿酒酵母基因组gal80位点的位置效应中的应用。

优选，是在插入酿酒酵母基因组gal80位点位置的基因转录表达元件两端加上上述调控元件。

优选，是在基因顺序为crtE-crtB-crtI的基因转录表达元件两端加上调控元件。

本发明的第三个目是提供一种调控酿酒酵母基因组位置效应的方法，其是在酿酒酵母基因组gal80位点的插入或两端各插入调控元件。

优选，是在基因转录表达元件两端加上调控元件，然后再插入酿酒酵母基因组gal80位点。

优选，是在基因顺序为crtE-crtB-crtI的基因转录表达元件两端加上调控元件，然后再插入酿酒酵母基因组gal80位点。

本发明的第四个目的是提供一种高产番茄红素的酿酒酵母菌，其是将crtI、crtE、crtB置于启动子下，然后按照crtI、crtE、crtB的顺序连接融合，插入到酿酒酵母基因组gal80位点处。

本发明发现酿酒酵母gal80位点附近染色体存在特殊结构，可能存在非HM位点(交配型分配位点)沉默效应的其它类型的位置效应，本发明尝试在基因顺序为crtE-crtB-crtI合成途径两端加上TEF2的转录激活区域，结果表明，TEF2的转录激活区域确实可以拮抗gal80位点的未知位置效应，可以显著提高番茄红素的含量。同时，也表明其拮抗作用主要是阻止了位置效应对合成途径中基因转录的影响。

附图说明