MODIFICACION DE BIOSINTESIS DE FRUCTANO.
Un ácido nucleico sustancialmente aislado o purificado fragmento de ácido nucleico que codifica un homólogo de sacarosa:
sacarosa 1-fructosiltransferasa (1-SST) de una especie Lolium y que incluye una secuencia de nucleótido seleccionada del grupo que consiste de
(a) la secuencia mostrada en el Esquema ID No: 11;
(b) fragmentos funcionalmente activos de la Secuencia ID No: 11 que tiene un tamaño de por lo menos 20 nucleótidos; y
(c) variantes funcionalmente activas de las secuencias citadas en (a) y (b) que tienen por lo menos 95% de identidad con las secuencias citadas en (a) y (b)
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/AU01/00705.
Solicitante: MOLECULAR PLANT BREEDING NOMINEES LTD.
Nacionalidad solicitante: Australia.
Dirección: WAITE BUILDING, WAITE CAMPUS, PMB 1,GLEN OSMOND, SA 5064.
Inventor/es: SPANGENBERG,GERMAN,CARLOS, LIDGETT,ANGELA,JANE, JOHNSON,XENIE,ANGELA, TERDICH,KATHERINE.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 30 de Diciembre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C12N9/10D1A
Clasificación PCT:
- A01H5/00 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A01 AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA. › A01H NOVEDADES VEGETALES O PROCEDIMIENTOS PARA SU OBTENCION; REPRODUCCION DE PLANTAS POR TECNICAS DE CULTIVO DE TEJIDOS. › Angiospermas,es decir, plantas con flores, caracterizadas por sus partes vegetales; Angiospermas caracterizadas de forma distinta que por su taxonomía botánica.
- C12N15/29 QUIMICA; METALURGIA. › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12N MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS CONTIENEN; PROPAGACION, CULTIVO O CONSERVACION DE MICROORGANISMOS; TECNICAS DE MUTACION O DE INGENIERIA GENETICA; MEDIOS DE CULTIVO (medios para ensayos microbiológicos C12Q 1/00). › C12N 15/00 Técnicas de mutación o de ingeniería genética; ADN o ARN relacionado con la ingeniería genética, vectores, p. ej. plásmidos, o su aislamiento, su preparación o su purificación; Utilización de huéspedes para ello (mutantes o microorganismos modificados por ingeniería genética C12N 1/00, C12N 5/00, C12N 7/00; nuevas plantas en sí A01H; reproducción de plantas por técnicas de cultivo de tejidos A01H 4/00; nuevas razas animales en sí A01K 67/00; utilización de preparaciones medicinales que contienen material genético que es introducido en células del cuerpo humano para tratar enfermedades genéticas, terapia génica A61K 48/00; péptidos en general C07K). › Genes que codifican proteínas vegetales, p. ej. taumatina.
- C12N15/54 C12N 15/00 […] › Transferasas (2).
- C12N15/63 C12N 15/00 […] › Introducción de material genético extraño utilizando vectores; Vectores; Utilización de huéspedes para ello; Regulación de la expresión.
- C12N9/10 C12N […] › C12N 9/00 Enzimas, p. ej. ligasas (6.); Proenzimas; Composiciones que las contienen (preparaciones para la limpieza de los dientes que contienen enzimas A61K 8/66, A61Q 11/00; preparaciones de uso médico que contienen enzimas A61K 38/43; composiciones detergentes que contienen enzimas C11D ); Procesos para preparar, activar, inhibir, separar o purificar enzimas. › Transferasas (2.) (ribonucleasas C12N 9/22).
Clasificación antigua:
- C12N C12 […] › MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS CONTIENEN; PROPAGACION, CULTIVO O CONSERVACION DE MICROORGANISMOS; TECNICAS DE MUTACION O DE INGENIERIA GENETICA; MEDIOS DE CULTIVO (medios para ensayos microbiológicos C12Q 1/00).
Fragmento de la descripción:
Modificación de biosíntesis de fructano.
La presente invención se relaciona con la modificación de biosíntesis de fructano en las plantas y, más particularmente, con enzimas involucradas en la ruta biosintética de fructano y ácidos nucleicos que codifican tales enzimas.
También se describen aquí elementos reguladores y, más particularmente, promotores capaces de originar la expresión de un gen exógeno en células de la planta, tales promotores son un de gen que codifica una enzima involucrada en la ruta biosintética de fructano en las plantas.
La invención también se relaciona con vectores que incluyen los ácidos nucleicos y elementos reguladores de la invención, células de planta, plantas, semillas y otras partes de planta transformadas con los elementos reguladores, ácidos nucleicos y vectores, y métodos para utilizar los ácidos nucleicos, elementos reguladores y vectores.
Los fructanos son una clase de polisacáridos altamente solubles en agua que consisten de cadenas de fructuosa lineal o ramificada adheridas a sacarosa. Representen el principal carbohidrato no estructural en muchas especies de planta.
La síntesis de fructano en gramíneas es compleja. Se involucran tres enzimas (fructosiltransferasas); sacarosa:sacarosa 1-fructosiltransferasa (1-SST); fructanofructano 1-fructosiltransferasa (1-FFT); y sacarosa:fructano 6-fructosiltransferasa (6-SFT) que sintetiza los fructanos más complejos que prevalecen en gramíneas y cereales.
Se han encontrado altas cantidades de acumuladas en los raigrás (especie Lolium) y festucas (especie Festuca) en respuesta a las presiones ambientales tales como sequía y frío.
Los fructanos se asocian con características ventajosas en gramíneas de forraje, tal como tolerancia al frío y sequía, la supervivencia de retoño incrementadas, persistencia mejorada, recrecimiento bueno después de corte o pastoreo, recuperación mejorada del estrés y el temprano crecimiento de la primavera.
Adicionalmente, los fructanos en gramíneas forrajeras contribuyen de manera significativa a la energía disponible para la alimentación de los animales de pastoreo de rumiantes. Los procesos de fermentación en el rumen requieren energía considerable fácilmente disponible. La mejora de la energía disponible en el rumen puede aumentar la eficiencia de la digestión del rumiante. Una eficiencia incrementada en la digestión del rumen lleva a una conversión mejorada de la proteína del forraje del alimento al rumiante en carne o leche, y a una reducción de los desechos nitrogenados, como contaminante del medio ambiente.
Así, sería deseable tener métodos para manipular la biosíntesis de fructano en las plantas, incluidas las especies de gramíneas tales como raigrás (especie Lolium) y festuca (especie Festuca), por lo tanto facilitando la producción de por ejemplo gramíneas para pastos con una tolerancia mejorada al estrés abiótico, persistencia mejorada y en un aspectoforraje mejorada, llevando a la producción de pasto mejorado, la producción animal mejorada y contaminación del medio ambiente reducida.
Aunque se han aislado secuencias de ácido nucleico que codifica algunas de las enzimas que participan en la ruta de biosintética de fructano para ciertas especies de plantas, existe una necesidad de los materiales útiles en la modificación de biosíntesis de fructano en las plantas, en particular especies de gramíneas tales como raigrás y fetuscas, y también mediante ingeniería genética la acumulación de fructano en las especies de plantas de especies que son naturalmente que carecen de fructano.
Otros rasgos fenotípicos que pueden ser mejorados mediante manipulación transgénicas de plantas incluyen la resistencia a enfermedades, contenidos de minerales, calidad de los nutrientes y tolerancia a la sequía.
Sin embargo, la manipulación transgénica de los rasgos fenotípicos en las plantas requiere de la disponibilidad de elementos reguladores capaces de originar la expresión de genes exógenos en células de planta.
Es un objeto de la presente invención superar, o por lo menos aliviar, una o más de las dificultades o deficiencias asociadas con la técnica antecedente.
En un aspecto, la presente invención proporciona ácidos nucleicos sustancialmente purificados o aislados o fragmentos de ácido nucleico que codifican los homólogos de fructosil transferasa de una especie de raigrás.
La especie raigrás (Lolium) puede ser de cualquier tipo, que incluye raigrás italiano o anual, raigrás perene. Preferiblemente la especie raigrás es raigrás perene (Lolium perenne).
El ácido nucleico o fragmento de ácido nucleico puede ser de cualquier tipo adecuado e incluye ADN (tal como cADN o ADN genómico) y ARN (tal como mARN) que es mono o bicatenario, que opcionalmente contiene bases nucleótidas sintéticas, no naturales o alteradas y combinaciones de las mismas.
El término "aislado" significa que se remueve el material de su ambiente original (por ejemplo el ambiente natural si es de ocurrencia natural). Por ejemplo, un ácido nucleico de ocurrencia natural presente en una planta viva no es aislado, pero el ácido nucleico separado de alguno o todos los materiales coexistentes del sistema de la naturaleza, es aislado. Tales ácidos nucleicos pueden ser parte de un vector y/o tales ácidos nucleicos pueden ser parte de una composición, y aún ser aislados de tal manera que un vector o composición no es parte de su ambiente natural.
En una realización preferida de este aspecto de la invención, el ácido nucleico o fragmento de ácido nucleico sustancialmente purificado o aislado codifica un homólogo de sacarosa:sacarosa 1-fructosiltransferasa (1-SST) a partir de una especie de raigrás (Lolium). El ácido nucleico o fragmento de ácido nucleico sustancialmente purificado o aislado incluye una secuencia de nucleótido seleccionada del grupo que consiste de (a) la secuencia mostrada en la Figura 11 presente (Secuencia ID No: 11); (b) un componente de la secuencia mostrada en la Figura 11 (Secuencia ID No: 11); (c) secuencias anticodificantes a las secuencias citadas en (a) y (b); y (d) fragmentos funcionalmente activos y variantes de las secuencias citadas en (a) y (c).
"Funcionalmente activo" significa que el fragmento o variante (tal como un análogo, derivado o mutante) es capaz para modificar la biosíntesis de fructano en una planta. Tales variantes incluyen variantes alélicas de ocurrencia natural y variantes de ocurrencia no natural. Se contemplan las adiciones, eliminaciones, sustituciones y derivaciones de uno o más de los nucleótidos siempre y cuando las modificaciones no resulten en pérdida de la actividad funcional del fragmento o variante. Preferiblemente el fragmento o variante funcionalmente activa tiene por lo menos aproximadamente 80% de identidad con la parte pertinente de la secuencia anteriormente mencionada, más preferiblemente por lo menos aproximadamente 90% de identidad, más preferiblemente por lo menos aproximadamente 95% de identidad. Tales variantes y fragmentos funcionalmente activos incluyen, por ejemplo, aquellos que tienen cambios de ácido nucleico que resultan en sustituciones de aminoácido conservadoras de uno o más residuos en la secuencia de aminoácido correspondiente. Preferiblemente el fragmento tiene un tamaño de por lo menos 10 nucleótidos, más preferiblemente por lo menos 15 nucleótidos, más preferiblemente por lo menos 20 nucleótidos.
En un segundo aspecto de la presente invención se proporciona un vector que incluye un ácido nucleico o fragmento de ácido nucleico de acuerdo con la presente invención.
En una realización preferida de este aspecto de la invención, el vector puede incluir un elemento regulador tal como un promotor, un ácido nucleico o fragmento de ácido nucleico de acuerdo con la presente invención y un terminador; se liga operablemente dicho elemento regulador, ácido nucleico o fragmento de ácido nucleico y terminator.
"Ligado operablemente" significa que dicho elemento regulador es capaz de originar la expresión de dicho ácido nucleico o fragmento de ácido nucleico en una célula de planta y dicho terminador es capaz de terminar la expresión de dicho ácido nucleico o fragmento de ácido nucleico en una célula de planta. Preferiblemente, dicho elemento regulador está en la dirección 5' de dicho ácido nucleico o fragmento de ácido nucleico y dicho terminador está en la dirección 3' de dicho ácido nucleico o fragmento de ácido nucleico.
El vector puede ser de cualquier...
Reivindicaciones:
1. Un ácido nucleico sustancialmente aislado o purificado fragmento de ácido nucleico que codifica un homólogo de sacarosa:sacarosa 1-fructosiltransferasa (1-SST) de una especie Lolium y que incluye una secuencia de nucleótido seleccionada del grupo que consiste de
2. Un ácido nucleico o fragmento de ácido nucleico de acuerdo con la reivindicación 1 en donde dicha especie Lolium es Lolium perenne.
3. Un ácido nucleico sustancialmente purificado o aislado o fragmento de ácido nucleico que incluye una secuencia de nucleótido seleccionada del grupo que consiste de
4. Un vector que incluye un ácido nucleico o fragmento de ácido nucleico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3.
5. Un vector de acuerdo con la reivindicación 4 que incluye adicionalmente un promotor y un terminador, dicho promotor, ácido nucleico o fragmento de ácido nucleico y terminador se liga de forma operativa.
6. Un célula de planta, planta, semilla u otra parte de la planta transformada con un vector de acuerdo con la reivindicación 5.
7. Un método para modificar la biosíntesis de fructano en una planta, dicho método incluye introducir en dicha planta una cantidad efectiva de un ácido nucleico o fragmento de ácido nucleico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3 y/o un vector de acuerdo con la reivindicación 5.
8. Uso de un ácido nucleico o fragmento de ácido nucleico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, y/o información de secuencia de nucleótido del mismo, como un marcador genético molecular.
9. Un homólogo 1-SST sustancialmente purificado a partir de una especie Lolium que incluyen una secuencia de aminoácido seleccionada del grupo que consiste de
10. Un homólogo A 1-SST de acuerdo con la reivindicación 9 en donde dicha especie Lolium es Lolium perenne.
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