DE19962409A1 - Nucleic acid encoding delta6-acetylenase or desaturase, useful for producing plant oils with increased content of unsaturated fatty acids - Google Patents

Nucleic acid encoding delta6-acetylenase or desaturase, useful for producing plant oils with increased content of unsaturated fatty acids

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DE19962409A1 DE1999162409 DE19962409A DE19962409A1 DE 19962409 A1 DE19962409 A1 DE 19962409A1 DE 1999162409 DE1999162409 DE 1999162409 DE 19962409 A DE19962409 A DE 19962409A DE 19962409 A1 DE19962409 A1 DE 19962409A1
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Abstract

Isolated nucleic acid (I) encoding polypeptides (II) with DELTA 6-acetylenase and/or DELTA 6-desaturase activity, is new. Isolated nucleic acid (I) encoding polypeptides (II) with DELTA 6-acetylenase and/or DELTA 6-desaturase activity, is new. (I) is a 2040 bp (N1), 1467 bp (N2) or 2160 bp (N3) sequence (all given in the specification), is equivalent to N1-N3 within the degeneracy of the genetic code or is a derivative of N1-N3 encoding a polypeptide that has \- 75% amino acid (aa) homology with a 483 aa sequence (given in the specification). Independent claims are also included for the following: (a) amino acid sequences encoded by (I); (b) an expression cassette (EC) containing (I) linked to one or more regulatory sequences; (c) a vector containing (I) and EC; (d) organisms containing (I), EC or the vectors of (c); (e) preparation of unsaturated fatty acids (A) or triglycerides (TG) with increased content of (A) by introducing (I) or EC into an oil-producing organism; (f) proteins (IIa) of 172 aa or 178 aa (given in the specification); (g) production of (A) or TG by using (Ia); and (h) (A) and TG produced by method (g).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Fettsäuren sowie ein Verfahren zur Herstellung von Triglyceriden mit einem erhöhten Gehalt an ungesättigten Fettsäuren. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung von DNA Sequenzen codierend für Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturasen bzw. Δ6-Desaturasen zur Herstellung eines transgenen Organismus, bevorzugt einer transgenen Pflanze oder eines transgenen Mikro­ organismus mit erhöhtem Gehalt an Fettsäuren, Ölen oder Lipiden mit Δ6-Dreifachbindungen und/oder Δ6-Doppelbindungen.The present invention relates to a method of manufacture of unsaturated fatty acids and a process for their production of triglycerides with an increased content of unsaturated Fatty acids. The invention further relates to the use of DNA sequences coding for Δ6-acetylenase / Δ6-desaturases or Δ6-desaturases for the production of a transgenic organism, preferably a transgenic plant or a transgenic micro organism with an increased content of fatty acids, oils or lipids with Δ6 triple bonds and / or Δ6 double bonds.

Außerdem betrifft die Erfindung eine isolierte Nukleinsäure­ sequenz; eine Expressionskassette enthaltend eine Nukleinesäure­ sequenz, einen Vektor und Organismen enthaltend mindestens eine Nukleinsäuresequenz bzw. eine Expressionskassette. Außerdem be­ trifft die Erfindung ungesättigte Fettsäuren sowie Triglyceride mit einem erhöhten Gehalt an ungesättigten Fettsäuren und deren Verwendung.The invention also relates to an isolated nucleic acid sequence; an expression cassette containing a nucleic acid sequence, a vector and organisms containing at least one Nucleic acid sequence or an expression cassette. In addition, be the invention applies to unsaturated fatty acids and triglycerides with an increased content of unsaturated fatty acids and their Use.

Fettsäuren und Triglyceride haben eine Vielzahl von Anwendungen in der Lebensmittelindustrie, der Tierernährung, der Kosmetik und im Pharmabereich. Je nachdem ob es sich um freie gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren oder um Triglyceride mit einem erhöhten Gehalt an gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren handelt, sind sie für die unterschiedlichsten Anwendungen geeignet, so werden beispielsweise mehrfach ungesättigte Fettsäuren Babynahrung zur Erhöhung des Nährwertes zugesetzt. Hauptsächlich werden die ver­ schiedenen Fettsäuren und Triglyceride aus Mikroorganismen wie Mortierella oder aus Öl-produzierenden Pflanzen wie Soja, Raps, Sonnenblume und weiteren gewonnen, wobei sie in der Regel in Form ihrer Triacylglyceride anfallen. Sie können aber auch aus Tieren wie Fischen gewonnen werden. Die freien Fettsäuren werden vor­ teilhaft durch Verseifung hergestellt.Fatty acids and triglycerides have a wide variety of uses in the food industry, animal nutrition, cosmetics and in the pharmaceutical sector. Depending on whether it is saturated or free unsaturated fatty acids or triglycerides with an increased Content of saturated or unsaturated fatty acids are they are suitable for a wide variety of applications for example polyunsaturated fatty acids for baby food Increase in nutritional value added. Mainly the ver different fatty acids and triglycerides from microorganisms like Mortierella or from oil-producing plants such as soy, rapeseed, Sunflower and others are obtained, usually in shape of their triacylglycerides. But you can also from animals how fish are obtained. The free fatty acids are made before partly produced by saponification.

Je nach Anwendungszweck sind Öle mit gesättigten oder ungesättig­ ten Fettsäuren bevorzugt, so sind z. B. in der humanen Ernährung Lipide mit ungesättigten Fettsäuren speziell mehrfach ungesättig­ ten Fettsäuren bevorzugt, da sie einen positiven Einfluß auf den Cholesterinspiegel im Blut und damit auf die Möglichkeit einer Herzerkrankung haben. Sie finden in verschiedenen diätischen Lebensmitteln oder Medikamenten Anwendung. Depending on the application, oils are saturated or unsaturated th fatty acids are preferred, so are z. B. in human nutrition Lipids with unsaturated fatty acids especially polyunsaturated th fatty acids are preferred because they have a positive influence on the Cholesterol levels in the blood and therefore the possibility of one Have heart disease. They can be found in various diets Food or drug application.

Aufgrund ihrer positiven Eigenschaften hat es in der Ver­ gangenheit nicht an Ansätzen gefehlt, Gene, die an der Synthese von Fettsäuren bzw. Triglyceriden beteiligt sind, für die Her­ stellung von Ölen in verschiedenen Organismen mit geändertem Gehalt an ungesättigten Fettsäuren verfügbar zu machen. So wird in WO 91/13972 und seinem US-Äquivalent eine Δ-9-Desaturase beschrieben. In WO 93/11245 wird eine Δ-15-Desaturase in WO 94/11516 wird eine Δ-12-Desaturase beansprucht. Δ-6-Desatura­ sen werden in WO 93/06712, US 5,614,393, WO 96/21022 und WO 99/27111 beschrieben. Weitere Desaturasen werden beispiels­ weise in EP-A-0 550 162, WO 94/18337, WO 97/30582, WO 97/21340, WO 95/18222, EP-A-0 794 250, Stukey et al., J. Biol. Chem., 265, 1990: 20144-20149, Wada et al., Nature 347, 1990: 200-203 oder Huang et al., Lipids 34, 1999: 649-659 beschrieben. In WO 96/13591 wird eine Δ-6-Palmitoyl-ACP-Desaturase beschrieben und beansprucht. Die biochemische Charakterisierung der ver­ schiedenen Desaturasen ist jedoch bisher nur unzureichend erfolgt, da die Enzyme als membrangebundene Proteine nur sehr schwer zu isolieren und charakterisieren sind (McKeon et al., Methods in Enzymol. 71, 1981: 12141-12147, Wang et al., Plant Physiol. Biochem., 26, 1988: 777-792).Due to its positive properties, it has in the Ver There is no lack of approaches, genes involved in synthesis of fatty acids or triglycerides are involved, for which Her position of oils in different organisms with modified Making unsaturated fatty acid content available. So becomes a Δ-9 desaturase in WO 91/13972 and its US equivalent described. In WO 93/11245 a Δ-15 desaturase in WO 94/11516 claims a Δ-12 desaturase. Δ-6 desatura Sen are in WO 93/06712, US 5,614,393, WO 96/21022 and WO 99/27111. Further desaturases are for example as in EP-A-0 550 162, WO 94/18337, WO 97/30582, WO 97/21340, WO 95/18222, EP-A-0 794 250, Stukey et al., J. Biol. Chem., 265, 1990: 20144-20149, Wada et al., Nature 347, 1990: 200-203 or Huang et al., Lipids 34, 1999: 649-659. In WO 96/13591 describes a Δ-6-palmitoyl-ACP desaturase and claimed. The biochemical characterization of the ver different desaturases is so far only inadequate occurs because the enzymes act as membrane-bound proteins only very much are difficult to isolate and characterize (McKeon et al., Methods in Enzymol. 71, 1981: 12141-12147, Wang et al., Plant Physiol. Biochem., 26, 1988: 777-792).

In WO 97/37033 wird eine Δ-12-Acetylenase beschrieben. Durch dieses Enzym lassen sich ungesättigte C18-Fettsäuren mit einer Dreifachbindung herstellen. Derartige Fettsäuren können neben der Anwendung in Nahrungsmittel aufgrund ihrer Reaktivität auch zur Herstellung von Polymeren verwendet werden. Sperling et al. be­ richtete auf einer Tagung (South Lake Tahoe, Canada, June 9-13, 1999) über die Klonierung eines Enzyms, das ebenfalls Dreifach­ bindungen in Fettsäuren einführt. Wobei sich die Substrate dieses Enzyms von denen der Δ-12-Acetylenase unterscheiden und die Drei­ fachbindung an anderer Position durch das Enzym in die Fettsäuren eingeführt wird.A Δ-12 acetylenase is described in WO 97/37033. This enzyme can be used to produce unsaturated C 18 fatty acids with a triple bond. In addition to being used in food, such fatty acids can also be used for the production of polymers due to their reactivity. Sperling et al. reported at a conference (South Lake Tahoe, Canada, June 9-13, 1999) on the cloning of an enzyme that also introduces triple bonds into fatty acids. The substrates of this enzyme differ from those of Δ-12-acetylenase and the triple bond is introduced into the fatty acids at a different position by the enzyme.

In Hefen konnte sowohl eine Verschiebung des Fettsäurespektrums zu ungesättigten Fettsäuren hin als auch eine Steigerung der Produktivität nachgewiesen werden (siehe Huang et al., Lipids 34, 1999: 649-659, Napier et al., Biochem. J., Vol. 330, 1998: 611-614). Die Expression der verschiedenen Desaturasen in trans­ genen Pflanzen zeigte allerdings nicht den gewünschten Erfolg. Eine Verschiebung des Fettsäurespektrum zu ungesättigten Fett­ säuren hin konnte gezeigt werden, gleichzeitig zeigte sich aber, daß die Syntheseleistung der transgenen Pflanzen stark nachließ, das heißt gegenüber den Ausgangspflanzen konnten nur geringere Mengen an Ölen isoliert werden. In yeasts there was a shift in the fatty acid spectrum towards unsaturated fatty acids as well as an increase in Productivity can be demonstrated (see Huang et al., Lipids 34, 1999: 649-659, Napier et al., Biochem. J., Vol. 330, 1998: 611-614). The expression of the various desaturases in trans Genetic plants, however, did not show the desired success. A shift in the fatty acid spectrum towards unsaturated fat acids could be shown, but at the same time it was shown that the synthesis performance of the transgenic plants decreased significantly, that is, compared to the original plants, only lesser ones could Quantities of oils to be isolated.

Nach wie vor besteht daher ein großer Bedarf an neuen Genen, die für Enzyme kodieren, die an der Biosynthese ungesättigter Fettsäuren beteiligt sind und es ermöglichen, diese in einem technischen Maßstab herzustellen.There is still a great need for new genes which code for enzymes involved in the biosynthesis of unsaturated Fatty acids are involved and make it possible to combine these in one to produce technical scale.

Es bestand daher die Aufgabe weitere Enzyme für die Synthese ungesättigter konjugierter Fettsäuren zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wurde durch eine isolierte Nukleinsäuresequenz gelöst, die für ein Polypeptid mit Δ-6-Acetylenase- und/oder Δ-6-Desaturaseaktivität codiert, ausgewählt aus der Gruppe:
The object was therefore to provide further enzymes for the synthesis of unsaturated conjugated fatty acids. This object was achieved by an isolated nucleic acid sequence which codes for a polypeptide with Δ-6-acetylenase and / or Δ-6-desaturase activity, selected from the group:

  • a) einer Nukleinsäuresequenz mit der in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 dargestellten Sequenz,a) a nucleic acid sequence with the sequence shown in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11 sequence shown,
  • b) Nukleinsäuresequenzen, die sich als Ergebnis des degenerier­ ten genetischen Codes von der in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 dargestellten Nukleinsäuresequenz ab­ leiten,b) Nucleic acid sequences that arise as a result of the degenerate th genetic code from that in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11 from the nucleic acid sequence shown conduct,
  • c) Derivate der in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 dargestellten Nukleinsäuresequenz, die für Polypeptide mit der in SEQ ID NO: 2 dargestellten Aminosäuresequenzen codieren und mindestens 75% Homologie auf Aminosäureebene aufweisen, ohne daß Mess die enzymatische Wirkung der Poly­ peptide wesentlich reduziert ist.c) Derivatives of those in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11 nucleic acid sequence shown, the for polypeptides with of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 2 code and at least 75% homology at the amino acid level without measuring the enzymatic effect of the poly peptide is significantly reduced.

Unter Derivate(n) sind beispielsweise funktionelle Homologe der von SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 kodierten Enzyme oder deren enzymatischer Aktivität, das heißt Enzyme, die dieselben enzymatischen Reaktionen wie die von SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 kodierten Enzyme katalysieren, zu verstehen. Diese Gene ermöglichen ebenfalls eine vorteilhafte Herstellung von ungesättigten Fettsäuren mit Dreifachbindungen und/oder Doppelbindungen in Δ6-Position. Unter ungesättigten Fettsäuren sind im folgenden einfach oder mehrfach ungesättigte Fettsäuren, die Dreifachbindungen und/oder Doppelbindungen aufweisen, zu verstehen. Die Dreifach- und/oder Doppel­ bindungen können konjugiert oder nicht konjugiert sein. Die in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 genannten Sequenzen kodieren für ein neue Enzyme, die eine Acetylenase- und/oder Δ6-Desaturase-Aktivität aufweisen.Derivatives include, for example, functional homologs of encoded by SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11 Enzymes or their enzymatic activity, that is, enzymes that the same enzymatic reactions as those of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11 catalyze enzymes encoded, to understand. These genes also allow an advantageous one Production of unsaturated fatty acids with triple bonds and / or double bonds in the Δ6 position. Among unsaturated In the following, fatty acids are monounsaturated or polyunsaturated Fatty acids that have triple bonds and / or double bonds have to understand. The triple and / or double bonds can be conjugated or unconjugated. the mentioned in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11 Sequences code for a new enzyme that produces an acetylenase and / or have Δ6-desaturase activity.

Das erfindungsgemäße Enzym Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase führt vor­ teilhaft in Fettsäurereste von Glycerolipiden eine cis-Doppel­ bindung in Position C6-C7 ein und/oder konvertiert eine bereits vorhandene cis-Doppelbindung in Position C6-C7 in eine Dreifach­ bindung (siehe SEQ ID NO: 1 oder SEQ ID NO: 3). Das Enzym hat außerdem eine Δ6-Desaturase-Aktivität, die vorteilhaft in Fett­ säurereste von Glycerolipiden ausschließlich eine cis-Doppel­ bindung in Postion C6-C7 einführt. Diese Aktivität hat auch das Enzym mit der in SEQ ID NO: 11 genannten Sequenz. Bei dem es sich um eine monofunktionelle Δ6-Desaturase handelt.The enzyme according to the invention Δ 6 -acetylenase / Δ 6 -desaturase leads before geous in fatty acid residues of glycerolipids a cis double bond in position C 6 -C 7 and / or converts an existing cis double bond in position C 6 -C 7 into a triple bond (see SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3). The enzyme also has a Δ6-desaturase activity, which advantageously only introduces a cis double bond in position C 6 -C 7 in fatty acid residues of glycerolipids. The enzyme with the sequence mentioned in SEQ ID NO: 11 also has this activity. Which is a monofunctional Δ6-desaturase.

Die erfindungsgemäße(n) Nukleinsäuresequenz(en) (für die Anmeldung soll der singular den plural umfassen und umgekehrt) oder Fragmente davon können vorteilhaft zur Isolierung weiterer genomischer Sequenzen über Homologiescreening verwendet werden.The nucleic acid sequence (s) according to the invention (for the Registration should include the singular and the plural and vice versa) or fragments thereof can be advantageous for the isolation of further genomic sequences can be used via homology screening.

Die genannten Derivate lassen sich beispielsweise aus anderen Organismen eukaryontischen Organismen wie Pflanzen wie speziell Moosen, Dinoflagellaten oder Pilze isolieren.The derivatives mentioned can be derived from others, for example Organisms like eukaryotic organisms like plants specifically Isolate mosses, dinoflagellates or mushrooms.

Weiterhin sind unter Derivaten bzw. funktionellen Derivaten der in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 genannten Sequenzen beispielsweise Allelvarianten zu verstehen, die min­ destens 70% Homologie auf der abgeleiteten Aminosäureebene, vor­ teilhaft mindestens 75% Homologie, bevorzugt mindestens 80% Homologie, besonders bevorzugt mindestens 85% Homologie, ganz besonders bevorzugt 90% Homologie aufweisen. Die Homologie wurde über den gesamten Aminosäurebereich berechnet. Es wurde das Programm PileUp, BESTFIT, GAP, TRANSLATE bzw. BACKTRANSLATE (= Bestandteil des Programmpaketes UWGCG, Wisconsin Package, Version 10.0-UNIX, January 1999, Genetics Computer Group, Inc., Deverux et al., Nucleic. Acid Res., 12, 1984: 387-395) verwendet (J. Mol. Evolution., 25, 351-360, 1987, Higgins et al., CABIOS, 5 1989: 151-153). Die von den genannten Nukleinsäuren abgeleitete Aminosäuresequenzen sind Sequenz SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 und SEQ ID NO: 12 zu entnehmen. Unter Homologie ist Identität zu ver­ stehen, das heißt die Aminosäuresequenzen sind zu mindestens 70% identisch. Die erfindungsgemäßen Sequenzen sind auf Nukleinsäure­ ebene mindestens 65% Homolog, bevorzugt mindestens 70%, be­ sonders bevorzugt 75%, ganz besonders bevorzugt mindesten 80%.Furthermore, under derivatives or functional derivatives are the mentioned in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11 To understand sequences, for example, allele variants that min at least 70% homology at the deduced amino acid level partly at least 75% homology, preferably at least 80% Homology, particularly preferably at least 85% homology, whole particularly preferably 90% homology. The homology was calculated over the entire amino acid range. It became that Program PileUp, BESTFIT, GAP, TRANSLATE or BACKTRANSLATE (= Part of the program package UWGCG, Wisconsin Package, Version 10.0-UNIX, January 1999, Genetics Computer Group, Inc., Deverux et al., Nucleic. Acid Res., 12, 1984: 387-395) was used (J. Mol. Evolution., 25, 351-360, 1987, Higgins et al., CABIOS, 5 1989: 151-153). The one derived from the nucleic acids mentioned Amino acid sequences are sequence SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 12 can be found. Identity is to be understood under homology stand, i.e. the amino acid sequences are at least 70% identical. The sequences of the invention are based on nucleic acid flat at least 65% homolog, preferably at least 70%, be particularly preferably 75%, very particularly preferably at least 80%.

Allelvarianten umfassen insbesondere funktionelle Varianten, die durch Deletion, Insertion oder Substitution von Nukleotiden aus der in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 dargestell­ ten Sequenz erhältlich sind, wobei die enzymatische Aktivität der abgeleiteten synthetisierten Proteine erhalten bleibt.Allele variants include in particular functional variants that by deletion, insertion or substitution of nucleotides as shown in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11 th sequence are available, the enzymatic activity of the derived synthesized proteins is preserved.

Solche DNA-Sequenzen lassen sich ausgehend von den in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 beschriebenen DNA-Sequenzen oder Teilen dieser Sequenzen, beispielsweise mit üblichen Hybridisierungsverfahren oder der PCR-Technik aus anderen Eukaryonten wie beispielsweise den oben genannt isolieren. Diese DNA-Sequenzen hybridisieren unter Standard­ bedingungen mit den genannten Sequenzen. Zur Hybrisierung werden vorteilhaft kurze Oligonukleotide beispielsweise der konser­ vierten Bereiche, die über Vergleiche mit anderen Acetylenase- und/oder Desaturasegenen in dem Fachmann bekannter Weise ermittelt werden können, verwendet. Vorteilhaft werden die Histidin-Box-Sequenzen verwendet. Es können aber auch längere Fragmente der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren oder die voll­ ständigen Sequenzen für die Hybridisierung verwendet werden. Je nach der verwendeten Nukleinsäure: Oligonukleotid, längeres Fragment oder vollständige Sequenz oder je nachdem welche Nukleinsäureart DNA oder RNA für die Hybridisierung verwendet werden, variieren diese Standardbedingungen. So liegen bei­ spielsweise die Schmelztemperaturen für DNA : DNA-Hybride ca. 10°C niedriger als die von DNA : RNA-Hybriden gleicher Länge.Such DNA sequences can be derived from the in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11 DNA sequences or parts of these sequences, for example with conventional hybridization methods or the PCR technique from other eukaryotes such as those mentioned above isolate. These DNA sequences hybridize under standard conditions with the sequences mentioned. Becoming hybridized advantageously short oligonucleotides, for example the conservative fourth areas that can be compared with other acetylenase and / or desaturase genes in a manner known to the person skilled in the art can be determined. The Histidine box sequences used. But it can also be longer Fragments of the nucleic acids according to the invention or the full permanent sequences can be used for hybridization. Depending on the nucleic acid used: oligonucleotide, longer Fragment or complete sequence or whichever one Nucleic acid type DNA or RNA used for hybridization these standard conditions vary. So are enclosed For example, the melting temperatures for DNA: DNA hybrids approx. 10 ° C lower than that of DNA: RNA hybrids of the same length.

Unter Standardbedingungen sind beispielsweise je nach Nukleinsäu­ re Temperaturen zwischen 42 und 58°C in einer wäßrigen Puffer­ lösung mit einer Konzentration zwischen 0,1 bis 5 × SSC (1 × SSC = 0,15 M NaCl, 15 mM Natriumcitrat, pH 7,2) oder zusätzlich in Gegenwart von 50% Formamid wie beispielsweise 42°C in 5 × SSC, 50% Formamid zu verstehen. Vorteilhafterweise liegen die Hybridisierungsbedingungen für DNA : DNA-Hybride bei 0,1 × SSC und Temperaturen zwischen etwa 20°C bis 45°C, bevorzugt zwischen etwa 30°C bis 45°C. Für DNA : RNA-Hybride liegen die Hybridisierungs­ bedingungen vorteilhaft bei 0,1 × SSC und Temperaturen zwischen etwa 30°C bis 55°C, bevorzugt zwischen etwa 45°C bis 55°C. Diese angegebenen Temperaturen für die Hybridisierung sind beispielhaft kalkulierte Schmelztemperaturwerte für eine Nukleinsäure mit ein­ er Länge von ca. 100 Nukleotiden und einem G + C-Gehalt von 50% in Abwesenheit von Formamid. Die experimentellen Bedingungen für die DNA-Hybridisierung sind in einschlägigen Lehrbüchern der Genetik wie beispielsweise Sambrook et al., "Molecular Cloning", Cold Spring Harbor Laboratory, 1989, beschrieben und lassen sich nach dem Fachmann bekannten Formeln beispielsweise abhängig von der Länge der Nukleinsäuren, der Art der Hybride oder dem G + C-Gehalt berechnen. Weitere Informationen zur Hybridisierung kann der Fachmann folgenden Lehrbüchern entnehmen: Ausubel et al. (eds), 1985, Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York; Hames and Higgins (eds), 1985, Nucleic Acids Hybridization: A Practical Approach, IRL Press at Oxford. Uni­ versity Press, Oxford; Brown (ed), 1991, Essential Molecular Bio­ logy: A Practical Approach, IRL Press at Oxford University Press, Oxford.Under standard conditions, for example, depending on the nucleic acid re temperatures between 42 and 58 ° C in an aqueous buffer solution with a concentration between 0.1 to 5 × SSC (1 × SSC = 0.15 M NaCl, 15 mM sodium citrate, pH 7.2) or additionally in Presence of 50% formamide such as 42 ° C in 5 × SSC, To understand 50% formamide. The Hybridization conditions for DNA: DNA hybrids at 0.1 × SSC and Temperatures between about 20 ° C to 45 ° C, preferably between about 30 ° C to 45 ° C. For DNA: RNA hybrids, the hybridization lies conditions advantageous at 0.1 × SSC and temperatures between about 30 ° C to 55 ° C, preferably between about 45 ° C to 55 ° C. These The temperatures given for the hybridization are exemplary calculated melting temperature values for a nucleic acid he length of approx. 100 nucleotides and a G + C content of 50% in the absence of formamide. The experimental conditions for the DNA hybridization are described in relevant textbooks of the Genetics such as Sambrook et al., "Molecular Cloning", Cold Spring Harbor Laboratory, 1989, and can be found according to formulas known to the person skilled in the art, for example depending on the length of the nucleic acids, the type of hybrid or the G + Calculate C content. More information on hybridization can be found those skilled in the art can find the following textbooks: Ausubel et al. (eds), 1985, Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, New York; Hames and Higgins (eds), 1985, Nucleic Acids Hybridization: A Practical Approach, IRL Press at Oxford. Uni versity Press, Oxford; Brown (ed), 1991, Essential Molecular Bio logy: A Practical Approach, IRL Press at Oxford University Press, Oxford.

Weiterhin sind unter Derivaten Homologe der Sequenz SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 beispielsweise eukaryontische Homologe, verkürzte Sequenzen, Einzelstrang-DNA der codierenden und nichtcodierenden DNA-Sequenz oder RNA der codierenden und nichtcodierenden DNA-Sequenz zu verstehen.Furthermore, homologues of the sequence SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11, for example eukaryotic Homologous, truncated sequences, single-stranded DNA of the coding and non-coding DNA sequence or RNA of the coding and Understand non-coding DNA sequence.

Außerdem sind unter Homologen der Sequenzen SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 Derivate wie beispielsweise Promotorvarianten zu verstehen. Diese Varianten können durch ein oder mehrere Nukleotidaustausche, durch Insertion(en) und/oder Deletion(en) verändert sein, ohne daß aber die Funktionalität bzw. Wirksamkeit der Promotoren beeinträchtigt sind. Des weiteren können die Promotoren durch Veränderung ihrer Sequenz in ihrer Wirksamkeit erhöht oder komplett durch wirksamere Promotoren auch artfremder Organismen ausgetauscht werden.In addition, homologues of the sequences SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11 derivatives such as, for example Understand promoter variants. These variants can be carried out by a or several nucleotide exchanges, by insertion (s) and / or Deletion (s) may be changed, but without affecting the functionality or effectiveness of the promoters are impaired. Further can the promoters by changing their sequence in their Effectiveness increased or completely through more effective promoters alien organisms are exchanged.

Unter Derivaten sind auch vorteilhaft Varianten zu verstehen, deren Nukleotidsequenz im Bereich -1 bis -2000 vor dem Startkodon so verändert wurden, daß die Genexpression und/oder die Protein­ expression verändert, bevorzugt erhöht wird. Weiterhin sind unter Derivaten auch Varianten zu verstehen, die am 3'-Ende verändert wurden.Derivatives are also advantageously understood to mean variants, their nucleotide sequence in the range -1 to -2000 before the start codon were changed so that the gene expression and / or the protein expression is changed, preferably increased. Furthermore are under Derivatives also understand variants that changed at the 3 'end became.

Unter Derivaten sind auch die Antisense-DNAs zu verstehen, die zur Hemmung der Proteinbiosynthese der erfindungsgemäßen Proteine verwendet werden können. Diese Antisense-DNAs gehören zu den erfindungsgemäßen nichtfunktionellen Derivaten, wie Derivate, die keine enzymatische Aktivität aufweisen. Weitere dem Fachmann be­ kannte Methoden der Herstellung von nichtfunktionellen Derivaten sind die sogenannte Cosuppression, die Verwendung von Ribozymen und Introns. Ribozyme sind katalytische RNA-Moleküle mit Ribo­ nukleaseaktivität, die Einzelstrang Nukleinsäuren wie mRNA, zu denen sie eine Komplementarität aufweisen, schneiden können. Dadurch können mit Hilfe dieser Ribozyme (Haselhoff and Gerlach, Nature, 334, 1988: 585-591) mRNA-Transkripte katalytisch ges­ palten werden und so die Translation dieser mRNA unterdrückt werden. Derartige Ribozyme können speziell auf ihre Aufgaben hin zugeschnitten werden (US 4,987,071; US 5,116,742 und Bartel et al., Science 261, 1993: 1411-1418). Mit Hilfe der Antisense-DNA können dadurch Fettsäuren, Lipide oder Öle mit einem erhöhten Anteil an gesättigten Fettsäuren hergestellt werden.Derivatives are also to be understood as meaning the antisense DNAs which for inhibiting the protein biosynthesis of the proteins according to the invention can be used. These antisense DNAs are among the non-functional derivatives according to the invention, such as derivatives that have no enzymatic activity. More to the expert be known methods of producing non-functional derivatives are the so-called cosuppression, the use of ribozymes and introns. Ribozymes are catalytic RNA molecules with ribo nuclease activity, the single-stranded nucleic acids such as mRNA, too which they have a complementarity, intersect. With the help of these ribozymes (Haselhoff and Gerlach, Nature, 334, 1988: 585-591) mRNA transcripts catalytically sat are cleaved and thus the translation of this mRNA is suppressed will. Such ribozymes can be specifically designed for their tasks (US 4,987,071; US 5,116,742 and Bartel et al., Science 261, 1993: 1411-1418). With the help of antisense DNA can thereby increase fatty acids, lipids or oils Proportion of saturated fatty acids.

Die erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenzen, die für eine Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase und/oder Δ6-Desaturase kodieren, können synthetisch hergestellt oder natürlich gewonnen sein oder eine Mischung aus synthetischen und natürlichen DNA-Bestandteilen enthalten, sowie aus verschiedenen heterologen Δ6-Acetylenase/Δ6- Desaturase und/oder Δ6-Desaturase-Genabschnitten verschiedener Organismen bestehen. Im allgemeinen werden synthetische Nukleo­ tid-Sequenzen mit Codons erzeugt, die von den entsprechenden Wirtsorganismen beispielsweise Pflanzen bevorzugt werden. Dies führt in der Regel zu einer optimalen Expression der heterologen Gene. Diese von Pflanzen bevorzugten Codons können aus Codons mit der höchsten Proteinhäufigkeit bestimmt werden, die in den meisten interessanten Pflanzenspezies exprimiert werden. Ein Bei­ spiel für Corynebacterium glutamicum ist gegeben in: Wada et al. (1992) Nucleic Acids Res. 20: 2111-2118. Die Durchführung solcher Experimente sind mit Hilfe von Standardmethoden durchführbar und sind dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt.The nucleic acid sequences according to the invention, which for a Encode Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and / or Δ6-desaturase, can be synthetically produced or naturally obtained or a mixture of synthetic and natural DNA components contained, as well as from various heterologous Δ6-acetylenase / Δ6- Desaturase and / or Δ6-desaturase gene segments of different Organisms exist. In general, synthetic nucleo tid sequences with codons derived from the corresponding Host organisms such as plants are preferred. this usually leads to an optimal expression of the heterologous Genes. These codons preferred by plants can be selected from codons with the highest protein abundance found in the most interesting plant species are expressed. An at The game for Corynebacterium glutamicum is given in: Wada et al. (1992) Nucleic Acids Res. 20: 2111-2118. The implementation of such Experiments can be carried out using standard methods and are known to those skilled in the art.

Funktionell äquivalente Sequenzen, die für das Δ6-Acetylenase/Δ6- Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-Gen kodieren, sind solche Derivate der erfindungsgemäßen Sequenzen, welche trotz abweichen­ der Nukleotidsequenz noch die gewünschten Funktionen, das heißt die enzymatische Aktivität der Proteine besitzen. Funktionelle Äquivalente umfassen somit natürlich vorkommende Varianten der hierin beschriebenen Sequenzen sowie künstliche, z. B. durch chemische Synthese erhaltene, an den Codon-Gebrauch einer Pflanze angepaßte, künstliche Nukleotid-Sequenzen.Functionally equivalent sequences for the Δ6-acetylenase / Δ6- Coding desaturase and / or Δ6-desaturase gene are such Derivatives of the sequences according to the invention, which differ despite the nucleotide sequence still has the desired functions, that is possess the enzymatic activity of the proteins. Functional Equivalents thus include naturally occurring variants of the sequences described herein as well as artificial, e.g. B. by chemical synthesis obtained from the codon usage of a plant adapted, artificial nucleotide sequences.

Außerdem sind artifizielle DNA-Sequenzen geeignet, solange sie, wie oben beschrieben, die gewünschte Eigenschaft beispielsweise der Erhöhung des Gehaltes von Δ6-Dreifachbindungen oder Δ6-Doppelbindungen in Fettsäuren, Ölen oder Lipiden in der Pflanze durch Überexpression des Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Deasaturase-Gens in Kulturpflanzen vermitteln. Solche artifiziellen DNA-Sequenzen können beispielsweise durch Rücküber­ setzung mittels Molecular Modelling konstruierter Proteine, die Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-Aktivität aufweisen oder durch in vitro-Selektion ermittelt werden. Mög­ liche Techniken zur in vitro-Evolution von DNA zur Veränderung bzw. Verbesserung der DNA-Sequenzen sind beschrieben bei Patten, P. A. et al., Current Opinion in Biotechnology 8, 724-733 (1997) oder bei Moore, J. C. et al., Journal of Molecular Biology 272, 336-347 (1997). Besonders geeignet sind codierende DNA-Sequenzen, die durch Rückübersetzung einer Polypeptidsequenz gemäß der für die Wirtspflanze spezifischen Kodon-Nutzung erhalten werden. Die spezifische Kodon-Nutzung kann ein mit pflanzengenetischen Methoden vertrauter Fachmann durch Computerauswertungen anderer, bekannter Gene der zu transformierenden Pflanze leicht ermitteln.In addition, artificial DNA sequences are suitable as long as they as described above, the desired property for example increasing the content of Δ6 triple bonds or Δ6 double bonds in fatty acids, oils or lipids in the Plant by overexpression of the Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and / or mediate Δ6-deasaturase gene in crop plants. Such Artificial DNA sequences can, for example, by back over set of proteins constructed by means of molecular modeling, which Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and / or Δ6-desaturase activity have or can be determined by in vitro selection. Possibly liche techniques for in vitro evolution of DNA for change or improvement of the DNA sequences are described in Patten, P.A. et al., Current Opinion in Biotechnology 8, 724-733 (1997) or in Moore, J. C. et al., Journal of Molecular Biology 272, 336-347 (1997). Coding DNA sequences are particularly suitable, by back translation of a polypeptide sequence according to the for the host plant specific codon usage can be obtained. The specific codon usage can be related to plant genetic Methods familiar to specialists through computer evaluations of others, easily identify known genes of the plant to be transformed.

Als weitere geeignete äquivalente Nukleinsäure-Sequenzen sind zu nennen Sequenzen, welche für Fusionsproteine kodieren, wobei Bestandteil des Fusionsproteins ein Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-Polypeptid oder ein funktionell äqui­ valenter Teil davon ist. Der zweite Teil des Fusionsproteins kann z. B. ein weiteres Polypeptid mit enzymatischer Aktivität sein oder eine antigene Polypeptidsequenz mit deren Hilfe ein Nachweis auf Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-Expression möglich ist (z. B. myc-tag oder his-tag). Bevorzugt handelt es sich dabei jedoch um eine regulative Proteinsequenz, wie z. B. ein Signalsequenz für das ER, das das Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-Protein an den gewünschten Wirkort leitet.Further suitable equivalent nucleic acid sequences are to be mentioned sequences which code for fusion proteins, where Part of the fusion protein is a Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and / or Δ6-desaturase polypeptide or a functionally equivalent valent part of it. The second part of the fusion protein can e.g. B. Another polypeptide with enzymatic activity or an antigenic polypeptide sequence with their help a detection of Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and / or Δ6-desaturase expression is possible (e.g. myc-tag or his-tag). However, this is preferably a regulatory one Protein sequence, e.g. B. a signal sequence for the ER that the Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and / or Δ6-desaturase protein directs the desired site of action.

Vorteilhaft können die Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- bzw. Δ6-Desaturase-Gene im erfindungsgemäßen Verfahren mit weiteren Genen der Fettsäurebiosynthese kombiniert werden. Beispiele für derartige Gene sind die Acetyltransferasen, weitere Desaturasen oder Elongasen. Für die in-vivo und speziell in-vitro Synthese ist die Kombination mit z. B. NADH-Cytochrom B5 Reduktasen vorteilhaft, die Reduktionsäquivalente aufnehmen oder abgeben können.The Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase or Δ6-desaturase genes in the method according to the invention with further Fatty acid biosynthesis genes are combined. examples for such genes are the acetyltransferases, further desaturases or elongases. For in-vivo and especially in-vitro synthesis is the combination with z. B. NADH cytochrome B5 reductases advantageous to take up or release the reduction equivalents can.

Unter den erfindungsgemäßen Aminosäuresequenzen sind Proteine zu verstehen, die eine in den Sequenzen SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 oder SEQ ID NO: 12 dargestellte Aminosäuresequenz oder eine daraus durch Substitution, Inversion, Insertion oder Deletion von einem oder mehreren Aminosäureresten erhältliche Sequenz ent­ halten, wobei die enzymatische Aktivität des in SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 oder SEQ ID NO: 12 dargestellten Proteins erhalten bleibt bzw. nicht wesentlich reduziert wird. Unter nicht wesent­ lich reduziert sind alle Enzyme zu verstehen, die noch mindestens 10%, bevorzugt 20%, besonders bevorzugt 30% der enzymatischen Aktivität des Ausgangsenzyms aufweisen. Dabei können beispiels­ weise bestimmte Aminosäuren durch solche mit ähnlichen physiko­ chemischen Eigenschaften (Raumerfüllung, Basizität, Hydrophobizi­ tät etc.) ersetzt werden. Beispielsweise werden Argininreste ge­ gen Lysinreste, Valinreste gegen Isoleucinreste oder Asparagin­ säurereste gegen Glutaminsäurereste ausgetauscht. Es können aber auch ein oder mehrere Aminosäuren in ihrer Reihenfolge ver­ tauscht, hinzugefügt oder entfernt werden, oder es können mehrere dieser Maßnahmen miteinander kombiniert werden.Among the amino acid sequences according to the invention are proteins understand the one in the sequences SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 12 or an amino acid sequence shown therefrom by substitution, inversion, insertion or deletion sequence obtainable from one or more amino acid residues ent hold, the enzymatic activity of the in SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 12 obtained remains or is not significantly reduced. Under not essential Lich reduced are all enzymes to be understood that are still at least 10%, preferably 20%, particularly preferably 30% of the enzymatic Exhibit activity of the parent enzyme. Here, for example wise certain amino acids by those with similar physiko chemical properties (space filling, basicity, hydrophobizi ity etc.) can be replaced. For example, arginine residues are ge gene lysine residues, valine residues against isoleucine residues or asparagine acid residues exchanged for glutamic acid residues. But it can also one or more amino acids in their order ver exchanged, added or removed, or several these measures can be combined with one another.

Unter Derivaten sind auch funktionelle Äquivalente zu verstehen, die insbesondere auch natürliche oder künstliche Mutationen einer ursprünglich isolierten für eine Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase codierende Sequenz beinhalten, welche weiterhin die gewünschte Funktion, das heißt deren enzymatische Aktivität nicht wesentlich reduziert ist, zeigen. Mutationen umfassen Substitutionen, Additionen, Deletionen, Vertauschungen oder Insertionen eines oder mehrerer Nukleotidreste. Somit werden beispielsweise auch solche Nukleotidsequenzen durch die vor­ liegende Erfindung mit umfaßt, welche man durch Modifikation der D6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase Nukleotid­ sequenz erhält. Ziel einer solchen Modifikation kann z. B. die weitere Eingrenzung der darin enthaltenen codierenden Sequenz oder z. B. auch die Einfügung weiterer Restriktionsenzym-Schnitt­ stellen sein.Derivatives are also to be understood as functional equivalents, which in particular also include natural or artificial mutations of a originally isolated for a Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase- and / or Δ6-desaturase coding sequence which continue to have the desired function, that is, its enzymatic function Activity is not significantly reduced. Mutations include substitutions, additions, deletions, interchanges or insertions of one or more nucleotide residues. Thus become for example, such nucleotide sequences by the before Lying invention includes, which can be obtained by modifying the D6 acetylenase / Δ6 desaturase and / or Δ6 desaturase nucleotide sequence receives. The aim of such a modification can be, for. B. the further delimitation of the coding sequence contained therein or z. B. also the insertion of further restriction enzyme cuts be put.

Funktionelle Äquivalente sind auch solche Varianten, deren Funktion, verglichen mit dem Ausgangsgen bzw. Genfragment, abgeschwächt (= nicht wesentlich reduziert) oder verstärkt ist (= Enzymaktivität stärker als die Aktivität des Ausgangsenzym, das heißt Aktivität ist höher als 100%, bevorzugt höher als 110%, besonders bevorzugt höher als 130%).Functional equivalents are also variants whose Function compared to the parent gene or gene fragment, is weakened (= not significantly reduced) or increased (= Enzyme activity stronger than the activity of the starting enzyme, that is, activity is higher than 100%, preferably higher than 110%, particularly preferably higher than 130%).

Die Nukleinsäuresequenz kann dabei vorteilhaft beispielsweise eine DNA- oder cDNA-Sequenz sein. Zur Insertion in eine er­ findungsgemäßen Expressionskassette geeignete codierende Se­ quenzen sind beispielsweise solche, die für eine Δ6-Acetylenase/Δ6- Desaturase und/oder Δ6-Desaturase mit den oben beschriebenen Sequenzen kodieren und die dem Wirt die Fähigkeit zur Über­ produktion von Fettsäuren, Ölen oder Lipiden mit Dreifach­ bindungen und/oder Doppelbindungen in Δ6-Position verleihen. Diese Sequenzen können homologen oder heterologen Ursprungs sein.The nucleic acid sequence can advantageously for example be a DNA or cDNA sequence. For insertion in an er coding Se suitable for the expression cassette according to the invention sequences are, for example, those for a Δ6-acetylenase / Δ6- Desaturase and / or Δ6-desaturase with those described above Sequences encode and which the host the ability to over production of fatty acids, oils or lipids with triple Give bonds and / or double bonds in the Δ6 position. These sequences can be of homologous or heterologous origin.

Unter der erfindungsgemäßen Expressionskassette (= Nukleinsäure­ konstrukt oder -fragment) sind die in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 genannten Sequenzen, die sich als Ergebnis des genetischen Codes und/oder deren funktionellen oder nicht funktionellen Derivate zu verstehen, die mit einem oder mehreren Regulationssignalen vorteilhafterweise zur Erhöhung der Gen­ expression funktionell verknüpft wurden und welche die Expression der codierenden Sequenz in der Wirtszelle steuern. Diese regu­ latorischen Sequenzen sollen die gezielte Expression der Gene und der Proteinexpression ermöglichen. Dies kann beispielsweise je nach Wirtsorganismus bedeuten, daß das Gen erst nach Induktion exprimiert und/oder überexprimiert wird, oder daß es sofort ex­ primiert und/oder überexprimiert wird. Beispielsweise handelt es sich bei diesen regulatorischen Sequenzen um Sequenzen an die Induktoren oder Repressoren binden und so die Expression der Nukleinsäure regulieren. Zusätzlich zu diesen neuen Regulations­ sequenzen oder anstelle dieser Sequenzen kann die natürliche Regulation dieser Sequenzen vor den eigentlichen Strukturgenen noch vorhanden sein und gegebenenfalls genetisch verändert worden sein, so daß die natürliche Regulation ausgeschaltet und die Expression der Gene erhöht wurde. Das Genkonstrukt kann aber auch einfacher aufgebaut sein, das heißt es wurden keine zusätzlichen Regulationssignale vor die Nukleinsäuresequenz oder dessen Deri­ vate inseriert und der natürliche Promotor mit seiner Regulation wurde nicht entfernt. Stattdessen wurde die natürliche Regu­ lationssequenz so mutiert, daß keine Regulation mehr erfolgt und/­ oder die Genexpression gesteigert wird. Diese veränderten Promo­ toren können in Form von Teilsequenzen (= Promotor mit Teilen der erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenzen) auch allein vor das natürliche Gen zur Steigerung der Aktivität gebracht werden. Das Genkonstrukt kann außerdem vorteilhafterweise auch eine oder mehrere sogenannte "enhancer Sequenzen" funktionell verknüpft mit dem Promotor enthalten, die eine erhöhte Expression der Nukleinsäuresequenz ermöglichen. Auch am 3'-Ende der DNA- Sequenzen können zusätzliche vorteilhafte Sequenzen inseriert werden wie weitere regulatorische Elemente oder Terminatoren. Die Δ6-Acetylenase-/Δ6-Desaturase und/oder Δ6-Desaturase-Gene können in einer oder mehreren Kopien in der Expressionskassette (= Genkonstrukt) enthalten sein.Under the expression cassette according to the invention (= nucleic acid construct or fragment) are those in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11 sequences mentioned, which appear as a result of the genetic code and / or its functional or not functional derivatives to understand those with one or more Regulation signals advantageously to increase the gene expression have been functionally linked and which the Expression control the coding sequence in the host cell. This regu latory sequences are intended to target the expression of genes and enable protein expression. This can vary, for example after host organism mean that the gene only after induction is expressed and / or overexpressed, or that it is immediately ex is primed and / or overexpressed. For example, it acts in these regulatory sequences to sequences to the Inductors or repressors bind and so the expression of the Regulate nucleic acid. In addition to these new regulations sequences or instead of these sequences, the natural Regulation of these sequences before the actual structural genes still exist and possibly genetically modified be so that the natural regulation switched off and the Expression of the genes was increased. But the gene construct can also be set up more simply, i.e. no additional ones were required Regulation signals in front of the nucleic acid sequence or its Deri vate inserts and the natural promoter with its regulation was not removed. Instead, the natural regu lation sequence mutated in such a way that regulation no longer takes place and / or gene expression is increased. This changed promo gates can be in the form of partial sequences (= promoter with parts of the nucleic acid sequences according to the invention) also exist alone the natural gene can be brought to increase activity. The gene construct can also advantageously include an or several so-called "enhancer sequences" functionally linked containing the promoter, which increases expression of the Enable nucleic acid sequence. Also at the 3 'end of the DNA Sequences can insert additional advantageous sequences become like other regulatory elements or terminators. The Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and / or Δ6-desaturase genes can be in one or more copies in the expression cassette (= Gene construct) should be included.

Die regulatorischen Sequenzen bzw. Faktoren können dabei wie oben beschrieben vorzugsweise die Genexpression der eingeführten Gene positiv beeinflussen und dadurch erhöhen. So kann eine Ver­ stärkung der regulatorischen Elemente vorteilhafterweise auf der Transkriptionsebene erfolgen, indem starke Transkriptionssignale wie Promotoren und/oder "Enhancer" verwendet werden. Daneben ist aber auch eine Verstärkung der Translation möglich, indem bei­ spielsweise die Stabilität der mRNA verbessert wird.The regulatory sequences or factors can be like described above preferably the gene expression of the introduced Influence genes positively and thereby increase them. So a Ver strengthening the regulatory elements advantageously on the Transcription levels take place by using strong transcription signals how promoters and / or "enhancers" are used. Next to it is but also a strengthening of the translation is possible by at for example, the stability of the mRNA is improved.

Als Promotoren in der Expressionskassette sind grundsätzlich alle Promotoren geeignet, die die Expression von Fremdgenen in Orga­ nismen vorteilhaft in Pflanzen oder Pilzen steuern können. Vor­ zugsweise verwendet man insbesondere ein pflanzliche Promotoren oder Promotoren, die aus einem Pflanzenvirus entstammen. Vor­ teilhafte Regulationssequenzen für das erfindungsgemäße Verfahren sind beispielsweise in Promotoren wie cos-, tac-, trp-, tet-, trp-tet-, lpp-, lac-, lpp-lac-, lacIq-, T7-, T5-, T3-, gal-, trc-, ara-, SP6-, λ-PR- oder im λ-PL-Promotor enthalten, die vorteil­ hafterweise in gram-negativen Bakterien Anwendung finden. Weitere vorteilhafte Regulationssequenzen sind beispielsweise in den gram-positiven Promotoren amy und SPO2, in den Hefe- oder Pilz­ promotoren ADC1, MFα, AC, P-60, CYC1, GAPDH, TEF, rp28, ADH oder in den Pflanzenpromotoren wie CaMV/35S [Franck et al., Cell 21 (1980) 285-294], SSU, OCS, lib4, STLS1, B33, nos (= Nopalin Synthase Promotor) oder im Ubiquitin-Promotor enthalten. Die Expressionskassette kann auch einen chemisch induzierbaren Promotor enthalten, durch den die Expression des exogenen Δ6-ACETYLENASE/Δ6-DESATURASE- und/oder Δ6-DESATURASE-Gens in den Organismen vorteilhaft in den Pflanzen zu einem bestimmten Zeit­ punkt gesteuert werden kann. Derartige vorteilhafte Pflanzen­ promotoren sind beispielsweise deer PRP1-Promotor [Ward et al., Plant. Mol. Biol. 22 (1993), 361-366], ein durch Benzensulfonamid- induzierbarer (EP 388186), ein durch Tetrazyklin-induzierbarer (Gatz et al., (1992) Plant J. 2, 397-404), ein durch Salizylsäure induzierbarer Promotor (WO 95/19443), ein durch Abscisinsäure- induzierbarer (EP 335528) bzw. ein durch Ethanol- oder Cyclo­ hexanon-induzierbarer (WO 93/21334) Promotor. Weitere Pflanzen­ promotoren sind beispielsweise der Promotor der cytosolischen FBPase aus Kartoffel, der ST-LSI Promotor aus Kartoffel (Stockhaus et al., EMBO J. 8 (1989) 2445-245), der Promotor der Phosphoribosylpyrophosphat Amidotransferase aus Glycine max (siehe auch Genbank Accession Nummer U87999) oder ein Nodien­ spezifischen Promotor wie in EP 249676 können vorteilhaft verwandt werden. Vorteilhaft sind insbesonders solche pflanz­ liche Promotoren, die die Expression in Geweben oder Pflanzen­ teilen/-organen sicherstellen, in denen die Fettsäurebiosynthese bzw. dessen Vorstufen stattfindet wie beispielsweise im Endosperm oder im sich entwickelnden Embryo. Insbesondere zu nennen sind vorteilhafte Promotoren, die eine samenspezifische Expression gewährleisten wie beispielsweise der USP-Promotor oder Derivate davon, der LEB4-Promotor, der Phaseolin-Promotor oder der Napin- Promotor. Der besonders vorteilhafte USP-Promotor oder dessen Derivate vermitteln in der Samenentwicklung eine sehr früh Gen­ expression (Baeumlein et al., Mol Gen Genet, 1991, 225 (3): 459-67). Weitere vorteilhafte samenspezifische Promotoren, die für monokotyle und dikotyle Pflanzen verwendet werden können, sind die für Dikotyle geeignete Promotoren wie der Napingen- Promotor aus Raps (US 5,608,152), der Oleosin-Promotor aus Arabidopsis (WO 98/45461), der Phaseolin-Promotor aus Phaseolus vulgaris (US 5,504,200), der Bce4-Promotor aus Brassica (WO 91/13980) oder der Leguminosen B4-Promotor (LeB4, Baeumlein et al., Plant J., 2, 2, 1992: 233-239) oder für Monokotyle geeignete Promotoren wie die Promotoren die Promotoren des lpt2- oder lpt1-Gens aus Gerste (WO 95/15389 und WO 95/23230) oder die Promotoren des Gersten Hordein-Gens, des Reis Glutelin-Gens, des Reis Oryzin-Gens, des Reis Prolamin-Gens, des Weizen Gliadin- Gens, des Weizen Glutelin-Gens, des Mais Zein-Gens, des Hafer Glutelin-Gens, des Sorghum Kasirin-Gens oder des Roggen Secalin- Gens, die in WO 99/16890 beschrieben werden.Suitable promoters in the expression cassette are in principle all promoters which can advantageously control the expression of foreign genes in organisms in plants or fungi. A plant promoter or promoters derived from a plant virus are preferably used in particular. Before advantageous regulatory sequences for the method according to the invention are, for example, in promoters such as cos, tac, trp, tet, trp-tet, lpp, lac, lpp-lac, lacI q , T7, T5, T3, gal, trc, ara, SP6, λ-P R - or contained in the λ-P L promoter, which are advantageously used in gram-negative bacteria. Further advantageous regulatory sequences are, for example, in the gram-positive promoters amy and SPO2, in the yeast or fungal promoters ADC1, MFα, AC, P-60, CYC1, GAPDH, TEF, rp28, ADH or in the plant promoters such as CaMV / 35S [ Franck et al., Cell 21 (1980) 285-294], SSU, OCS, lib4, STLS1, B33, nos (= nopaline synthase promoter) or contained in the ubiquitin promoter. The expression cassette can also contain a chemically inducible promoter by means of which the expression of the exogenous Δ6-ACETYLENASE / Δ6-DESATURASE and / or Δ6-DESATURASE gene in the organisms can advantageously be controlled in the plants at a certain point in time. Such advantageous plant promoters are, for example, the PRP1 promoter [Ward et al., Plant. Mol. Biol. 22 (1993), 361-366], one inducible by benzenesulfonamide (EP 388186), one inducible by tetracycline (Gatz et al., (1992) Plant J. 2, 397-404), a by Salicylic acid inducible promoter (WO 95/19443), a promoter inducible by abscisic acid (EP 335528) or a promoter inducible by ethanol or cyclohexanone (WO 93/21334). Further plant promoters are, for example, the promoter of the cytosolic FBPase from potato, the ST-LSI promoter from potato (Stockhaus et al., EMBO J. 8 (1989) 2445-245), the promoter of the phosphoribosyl pyrophosphate amidotransferase from Glycine max (see also Genbank Accession number U87999) or a node-specific promoter as in EP 249676 can advantageously be used. Particularly advantageous are those vegetable promoters that ensure expression in tissues or plant parts / organs in which fatty acid biosynthesis or its precursors take place, for example in the endosperm or in the developing embryo. Particular mention should be made of advantageous promoters which ensure seed-specific expression, such as, for example, the USP promoter or derivatives thereof, the LEB4 promoter, the phaseolin promoter or the napin promoter. The particularly advantageous USP promoter or its derivatives mediate gene expression very early in seed development (Baeumlein et al., Mol Gen Genet, 1991, 225 (3): 459-67). Further advantageous seed-specific promoters which can be used for monocotyledonous and dicotyledonous plants are the promoters suitable for dicotyledons, such as the napingen promoter from rapeseed (US Pat. No. 5,608,152), the oleosin promoter from Arabidopsis (WO 98/45461), the phaseolin promoter from Phaseolus vulgaris (US 5,504,200), the Bce4 promoter from Brassica (WO 91/13980) or the legume B4 promoter (LeB4, Baeumlein et al., Plant J., 2, 2, 1992: 233-239) or for Monocot-suitable promoters such as the promoters of the lpt2 or lpt1 gene from barley (WO 95/15389 and WO 95/23230) or the promoters of the barley hordein gene, the rice glutelin gene, the rice oryzin gene, des Rice prolamin gene, the wheat gliadin gene, the wheat glutelin gene, the maize zein gene, the oat glutelin gene, the sorghum kasirin gene or the rye secalin gene, which are described in WO 99/16890.

Weiterhin sind insbesondere solche Promotoren bevorzugt, die die Expression in Geweben oder Pflanzenteilen sicherstellen, in denen beispielsweise die Biosynthese von Fettsäuren, Ölen und Lipiden bzw. deren Vorstufen stattfindet. Insbesondere zu nennen sind Promotoren, die eine samenspezifische Expression gewähr­ leisten. Zu nennen sind der Promotor des Napin-Gens aus Raps (US 5,608,152), des USP-Promotor aus Vicia faba (USP = unbekanntes Samenprotein, Baeumlein et al., Mol Gen Genet, 1991, 225 (3): 459-67), des Oleosin-Gens aus Arabidopsis (WO 98/45461), des Phaseolin-Promotors (US 5,504,200) oder der Promotor des Legumin B4-Gens (LeB4; Baeumlein et al., 1992, Plant Journal, 2 (2): 233-9). Weiterhin sind zu nennen Promotoren, wie der des lpt2 oder lpt1-Gens aus Gerste (WO 95/15389 und WO 95/23230), die in monokotylen Pflanzen samenspezifische Expression vermitteln.Furthermore, those promoters are particularly preferred which ensure expression in tissues or parts of plants, in which for example the biosynthesis of fatty acids, oils and Lipids or their precursors takes place. To be mentioned in particular are promoters that ensure seed-specific expression Afford. Mention should be made of the promoter of the napin gene from oilseed rape (US 5,608,152), the USP promoter from Vicia faba (USP = unknown Seed protein, Baeumlein et al., Mol Gen Genet, 1991, 225 (3): 459-67), of the oleosin gene from Arabidopsis (WO 98/45461), des Phaseolin promoter (US 5,504,200) or the promoter of legumin B4 gene (LeB4; Baeumlein et al., 1992, Plant Journal, 2 (2): 233-9). Also to be mentioned are promoters such as that of the lpt2 or barley lpt1 gene (WO 95/15389 and WO 95/23230) described in monocotyledonous plants mediate seed-specific expression.

In der Expressionskassette (= Genkonstrukt, Nukleinsäure­ konstrukt) können wie oben beschrieben noch weitere Gene, die in die Organismen eingebracht werden sollen, enthalten sein. Diese Gene können unter getrennter Regulation oder unter der gleichen Regulationsregion wie die Gene der Δ6-ACETYLENASE/Δ6-DESATURASE- und/oder Δ6-DESATURASE liegen. Bei diesen Genen handelt es sich beispielsweise um weitere Biosynthesegene vorteilhaft der Fettsäurebiosynthese, die eine gesteigerte Synthese ermög­ lichen. Beispielsweise seien die Gene für die Δ15-, Δ12-, Δ9-, Δ6-, Δ5-Desaturase, die verschiedenen Hydroxylasen, die Δ12-Acetylenase, die Acyl-ACP-Thioesterasen, β-Ketoacyl-ACP- Synthasen oder β-Ketoacyl-ACP-Reductasen genannt. Vorteilhaft werden die Desaturasegene im Nukleinsäurekonstrukt verwendet.In the expression cassette (= gene construct, nucleic acid construct), as described above, other genes that are in the organisms are to be introduced. These Genes can be under separate regulation or under the same Regulatory region like the genes of the Δ6-ACETYLENASE / Δ6-DESATURASE- and / or Δ6-DESATURASE. These genes are what it is all about for example, further biosynthetic genes are advantageous fatty acid biosynthesis, which enables increased synthesis lichen. For example, let the genes for the Δ15-, Δ12-, Δ9-, Δ6-, Δ5-desaturase, the various hydroxylases that Δ12-acetylenase, the acyl-ACP-thioesterases, β-ketoacyl-ACP- Called synthases or β-ketoacyl-ACP reductases. Advantageous the desaturase genes are used in the nucleic acid construct.

Prinzipiell können alle natürlichen Promotoren mit ihren Regulationssequenzen wie die oben genannten für die erfindungs­ gemäße Expressionskassette und das erfindungsgemäße Verfahren, wie unten beschrieben, verwendet werden. Darüberhinaus können auch synthetische Promotoren vorteilhaft verwendet werden.In principle, all natural promoters can use their Regulatory sequences such as those mentioned above for the fiction according to the expression cassette and the method according to the invention, as described below. In addition, you can synthetic promoters can also be used advantageously.

Bei der Präparation einer Expressionskassette können verschiedene DNA-Fragmente manipuliert werden, um eine Nukleotid-Sequenz zu erhalten, die zweckmäßigerweise in der korrekten Richtung liest und die mit einem korrekten Leseraster ausgestattet ist. Für die Verbindung der DNA-Fragmente (= erfindungsgemäße Nukleinsäuren) miteinander können an die Fragmente Adaptoren oder Linker ange­ setzt werden.When preparing an expression cassette, various DNA fragments can be manipulated into a nucleotide sequence which reads in the correct direction for convenience and which has a correct reading frame. For the Connection of the DNA fragments (= nucleic acids according to the invention) adapters or linkers can be attached to the fragments are set.

Zweckmäßigerweise können die Promotor- und die Terminator- Regionen in Transkriptionsrichtung mit einem Linker oder Polylinker, der eine oder mehrere Restriktionsstellen für die Insertion dieser Sequenz enthält, versehen werden. In der Regel hat der Linker 1 bis 10, meistens 1 bis 8, vorzugsweise 2 bis 6 Restriktionsstellen. Im allgemeinen hat der Linker innerhalb der regulatorischen Bereiche eine Größe von weniger als 100 bp, häufig weniger als 60 bp, mindestens jedoch 5 bp. Der Promotor kann sowohl nativ bzw. homolog als auch fremdartig bzw. heterolog zum Wirtsorganismus beispielsweise zur Wirtspflanze sein. Die Ex­ pressionskassette beinhaltet in der 5'-3'-Transkriptionsrichtung den Promotor, eine DNA-Sequenz, die für ein Δ6-Acetylenase/Δ6- Desaturase und/oder Δ6-Desaturase-Gen codiert und eine Region für die transkriptionale Termination. Verschiedene Terminations­ bereiche sind gegeneinander beliebig austauschbar.Appropriately, the promoter and terminator Regions in the direction of transcription with a linker or Polylinker that contains one or more restriction sites for the Insertion of this sequence contains, are provided. Usually the linker has 1 to 10, mostly 1 to 8, preferably 2 to 6 restriction sites. In general, the linker has within the regulatory areas are less than 100 bp in size, often less than 60 bp, but at least 5 bp. The promoter can be native or homologous as well as strange or heterologous be to the host organism, for example, to be the host plant. The ex compression cassette contains in the 5'-3 'direction of transcription the promoter, a DNA sequence that for a Δ6-acetylenase / Δ6- Desaturase and / or Δ6-desaturase gene encoded and a region for transcriptional termination. Different termination areas can be interchanged as required.

Ferner können Manipulationen, die passende Restriktionsschnitt­ stellen bereitstellen oder die überflüssige DNA oder Restrik­ tionsschnittstellen entfernen, eingesetzt werden. Wo Insertionen, Deletionen oder Substitutionen wie z. B. Transitionen und Trans­ versionen in Frage kommen, können in vitro-Mutagenese, -primer- repair-, Restriktion oder Ligation verwendet werden. Bei geeig­ neten Manipulationen, wie z. B. Restriktion, -chewing-back- oder Auffüllen von Überhängen für -bluntends-, können komplementäre Enden der Fragmente für die Ligation zur Verfügung gestellt werden.Furthermore, tampering, the matching restriction cut provide or the superfluous DNA or Restrik Remove tion interfaces are used. Where insertions, Deletions or substitutions such as B. Transitions and Trans versions are possible, in vitro mutagenesis, primer repair, restriction or ligation can be used. With geeig Neten manipulations, such as. B. Restriction, -chewing-back- or Filling in overhangs for -bluntends- can be complementary Ends of the fragments made available for ligation will.

Von Bedeutung für eine vorteilhafte hohe Expression kann u. a. das Anhängen des spezifischen ER-Retentionssignals SEKDEL sein (Schouten, A. et al., Plant Mol. Biol. 30 (1996), 781-792), die durchschnittliche Expressionshöhe wird damit verdreifacht bis vervierfacht. Es können auch andere Retentionssignale, die natür­ licherweise bei im ER lokalisierten pflanzlichen und tierischen Proteinen vorkommen, für den Aufbau der Kassette eingesetzt werden.Of importance for an advantageously high expression can inter alia. the attachment of the specific ER retention signal SEKDEL (Schouten, A. et al., 1996 Plant Mol. Biol. 30: 781-792), the average expression level is thus tripled up to quadrupled. There can also be other retention signals that occur naturally licher, in the case of plant and animal ones located in the ER Proteins are used to build the cassette will.

Bevorzugte Polyadenylierungssignale sind pflanzliche Poly­ adenylierungssignale, vorzugsweise solche, die im wesentlichen T-DNA-Polyadenylierungssignale aus Agrobacterium tumefaciens, insbesondere des Gens 3 der T-DNA (Octopin Synthase) des Ti-Plasmids pTiACH5 entsprechen (Gielen et al., EMBO J.3 (1984), 835 ff) oder entsprechende funktionelle Äquivalente.Preferred polyadenylation signals are vegetable poly adenylation signals, preferably those that are essentially T-DNA polyadenylation signals from Agrobacterium tumefaciens, in particular of gene 3 of the T-DNA (octopine synthase) des Ti plasmids correspond to pTiACH5 (Gielen et al., EMBO J.3 (1984), 835 ff) or corresponding functional equivalents.

Die Herstellung einer Expressionskassette erfolgt durch Fusion eines geeigneten Promotors mit einer geeigneten Δ6-Acetylenase/Δ6- Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-DNA-Sequenz sowie einem Polyadenylierungssignal nach gängigen Rekombinations- und Klonierungstechniken, wie sie beispielsweise in T. Maniatis, E. F. Fritsch und J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) sowie in T. J. Silhavy, M. L. Berman und L. W. Enquist, Experiments with Gene Fusions, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1984) und in Ausubel, F. M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Assoc. and Wiley-Interscience (1987) beschrieben werden.An expression cassette is produced by fusion a suitable promoter with a suitable Δ6-acetylenase / Δ6- Desaturase and / or Δ6 desaturase DNA sequence and one Polyadenylation signal after common recombination and Cloning techniques, such as those in T. Maniatis, E. F. Fritsch and J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) and in T. J. Silhavy, M. L. Berman and L. W. Enquist, Experiments with Gene Fusions, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1984) and in Ausubel, F. M. et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Assoc. and Wiley-Interscience (1987).

Bei der Präparation einer Expressionskassette können verschiedene DNA-Fragmente manipuliert werden, um eine Nukleotid-Sequenz zu erhalten, die zweckmäßigerweise in der korrekten Richtung liest und die mit einem korrekten Leseraster ausgestattet ist. Für die Verbindung der DNA-Fragmente miteinander können an die Fragmente Adaptoren oder Linker angesetzt werden.When preparing an expression cassette, various DNA fragments can be manipulated into a nucleotide sequence which reads in the correct direction for convenience and which has a correct reading frame. For the Connection of the DNA fragments to one another can be attached to the fragments Adapters or linkers are attached.

Zweckmäßigerweise können die Promotor- und die Terminator- Regionen in Transkriptionsrichtung mit einem Linker oder Polylinker, der eine oder mehrere Restriktionsstellen für die Insertion dieser Sequenz enthält, versehen werden. In der Regel hat der Linker 1 bis 10, meistens 1 bis 8, vorzugsweise 2 bis 6 Restriktionsstellen. Im allgemeinen hat der Linker innerhalb der regulatorischen Bereiche eine Größe von weniger als 100 bp, häufig weniger als 60 bp, mindestens jedoch 5 bp. Der Promotor kann sowohl nativ bzw. homolog als auch fremdartig bzw. heterolog zur Wirtspflanze sein. Die Expressionskassette beinhaltet in der 5'-3'-Transkriptionsrichtung den Promotor, eine DNA-Sequenz die für ein D6-Acetylenase/Desaturase-Gen codiert und eine Region für die transkriptionale Termination. Verschiedene Terminations­ bereiche sind gegeneinander beliebig austauschbar.Appropriately, the promoter and terminator Regions in the direction of transcription with a linker or Polylinker that contains one or more restriction sites for the Insertion of this sequence contains, are provided. Usually the linker has 1 to 10, mostly 1 to 8, preferably 2 to 6 restriction sites. In general, the linker has within the regulatory areas are less than 100 bp in size, often less than 60 bp, but at least 5 bp. The promoter can be native or homologous as well as strange or heterologous to be the host plant. The expression cassette contains in the 5'-3 'direction of transcription the promoter, a DNA sequence the encodes a D6 acetylenase / desaturase gene and a region for transcriptional termination. Different termination areas can be interchanged as required.

Bei der Präparation einer Expressionskassette können verschiedene DNA-Fragmente manipuliert werden, um eine Nukleotid-Sequenz zu erhalten, die zweckmäßigerweise in der korrekten Richtung liest und die mit einem korrekten Leseraster ausgestattet ist. Für die Verbindung der DNA-Fragmente miteinander können an die Fragmente Adaptoren oder Linker angesetzt werden.When preparing an expression cassette, various DNA fragments can be manipulated into a nucleotide sequence which reads in the correct direction for convenience and which has a correct reading frame. For the Connection of the DNA fragments to one another can be attached to the fragments Adapters or linkers are attached.

Zweckmäßigerweise können die Promotor- und die Terminator- Regionen in Transkriptionsrichtung mit einem Linker oder Polylinker, der eine oder mehrere Restriktionsstellen für die Insertion dieser Sequenz enthält, versehen werden. In der Regel hat der Linker 1 bis 10, meistens 1 bis 8, vorzugsweise 2 bis 6 Restriktionsstellen. Im allgemeinen hat der Linker innerhalb der regulatorischen Bereiche eine Größe von weniger als 100 bp, häufig weniger als 60 bp, mindestens jedoch 5 bp. Der Promotor kann sowohl nativ bzw. homolog als auch fremdartig bzw. heterolog zur Wirtspflanze sein. Die Expressionskassette beinhaltet in der 5'-3'-Transkriptionsrichtung den Promotor, eine DNA-Sequenz die für ein Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- oder Δ6-Desaturase-Gen codiert und eine Region für die transkriptionale Termination. Verschiedene Terminationsbereiche sind gegeneinander beliebig austauschbar.Appropriately, the promoter and terminator Regions in the direction of transcription with a linker or Polylinker that contains one or more restriction sites for the Insertion of this sequence contains, are provided. Usually the linker has 1 to 10, mostly 1 to 8, preferably 2 to 6 restriction sites. In general, the linker has within the regulatory areas are less than 100 bp in size, often less than 60 bp, but at least 5 bp. The promoter can be native or homologous as well as strange or heterologous to be the host plant. The expression cassette contains in the 5'-3 'direction of transcription the promoter, a DNA sequence the for a Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase or Δ6-desaturase gene encoded and a region for transcriptional termination. Different termination areas are arbitrary against each other interchangeable.

Die DNA Sequenz codierend für eine Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase aus Ceratodon purpureus beinhaltet alle Sequenzmerkmale, die notwendig sind, um eine dem Ort der Fett­ säure-, Lipid- oder Ölbiosynthese korrekte Lokalisation zu erreichen. Daher sind keine weiteren Targetingsequenzen per se notwendig. Allerdings kann eine solche Lokalisation wünschenswert und vorteilhaft sein und daher künstlich verändert oder verstärkt werden, sodaß auch solche Fusionskonstrukte eine bevorzugte vor­ teilhafte Ausführungsform der Erfindung sind.The DNA sequence coding for a Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase- and / or Δ6-desaturase from Ceratodon purpureus includes all Sequence features that are necessary to locate the fat acid, lipid or oil biosynthesis to correct localization reach. Therefore, there are no other targeting sequences per se necessary. However, such localization can be desirable and be advantageous and therefore artificially altered or amplified so that such fusion constructs are also preferred Partial embodiment of the invention are.

Insbesondere bevorzugt sind Sequenzen, die ein Targeting in Plastiden gewährleisten. Unter bestimmten Umständen kann auch ein Targeting in andere Kompartimente (referiert: Kermode, Crit. Rev. Plant Sci. 15, 4 (1996), 285-423) z. B. in in die Vakuole, in das Mitochondrium, in das Endoplasmatische Retikulum (ER), Peroxisomen, Lipidkörper oder durch ein Fehlen entsprechender operativer Sequenzen ein Verbleib im Kompartiment des Entstehens, dem Zytosol, wünschenswert sein.Particularly preferred are sequences that targeting in Ensure plastids. In certain circumstances it can also targeting in other compartments (referenced: Kermode, Crit. Rev. Plant Sci. 15, 4 (1996), 285-423) e.g. B. in the vacuole, into the mitochondrion, into the endoplasmic reticulum (ER), Peroxisomes, lipid bodies or due to the lack of corresponding operative sequences remain in the compartment of origin, the cytosol, be desirable.

Vorteilhafterweise werden die erfindungsgemäßen Nukleinsäure­ sequenzen zusammen mit mindestens einem Reportergen in eine Expressionskassette kloniert, die in den Organismus über einen Vektor oder direkt in das Genom eingebracht wird. Dieses Reportergen sollte eine leichte Detektierbarkeit über einen wachstums-, Fluoreszenz-, Chemo-, Biolumineszenz- oder Resistenz­ assay oder über eine photometrische Messung ermöglichen. Bei­ spielhaft seien als Reportergene Antibiotika-oder Herbizi­ dresistenzgene, Hydrolasegene, Fluoreszenzproteingene, Bio­ lumineszenzgene, Zucker- oder Nukleotidstoffwechselgene oder Bio­ synthesegene wie das Ura3-Gen, das Ilv2-Gen, das Luciferasegen, das β-Galactosidasegen, das gfp-Gen, das 2-Desoxyglucose-6- phosphat-Phosphatasegen, das β-Glucuronidase-Gen, β-Lactamasegen, das Neomycinphosphotransferasegen, das Hygromycinphosphotrans­ ferasegen oder das BASTA (= Gluphosinatresistenz)-Gen genannt. Diese Gene ermöglichen eine leichte Meßbarkeit und Quantifizier­ barkeit der Transcriptionsaktivität und damit der Expression der Gene. Damit lassen sich Genomstellen identifizieren, die eine unterschiedliche Produktivität zeigen.The nucleic acids according to the invention are advantageously sequences together with at least one reporter gene into one Expression cassette cloned into the organism via a Vector or directly into the genome. This Reporter gene should be easily detectable via a growth, fluorescence, chemo, bioluminescence or resistance assay or via a photometric measurement. At Antibiotic or herbicides are playful as reporter genes resistance genes, hydrolase genes, fluorescent protein genes, bio luminescence genes, sugar or nucleotide metabolism genes or bio synthesis genes such as the Ura3 gene, the Ilv2 gene, the luciferase gene, the β-galactosidase gene, the gfp gene, the 2-deoxyglucose-6- phosphate phosphatase gene, the β-glucuronidase gene, β-lactamase gene, the neomycin phosphotransferase gene, the hygromycin phosphotrans ferase gene or the BASTA (= gluphosinate resistance) gene. These genes allow easy measurability and quantification availability of the transcription activity and thus the expression of the Genes. This can be used to identify genome locations that have a show different productivity.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt eine Expressions­ kassette stromaufwärts, d. h. am 5'-Ende der codierenden Sequenz, einen Promotor und stromabwärts, d. h. am 3'-Ende, ein Polyadeny­ lierungssignal und gegebenenfalls weitere regulatorische Ele­ mente, welche mit der dazwischenliegenden codierenden Sequenz für die Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase und/oder Δ6-Desaturase DNA se­ quenz operativ verknüpft sind. Unter einer operativen Verknüpfung versteht man die sequenzielle Anordnung von Promotor, codierender Sequenz, Terminator und ggf. weiterer regulativer Elemente der­ art, daß jedes der regulativen Elemente seine Funktion bei der Expression der codierenden Sequenz bestimmungsgemäß erfüllen kann. Die zur operativen Verknüpfung bevorzugten Sequenzen sind Targeting-Sequenzen zur Gewährleistung der subzellulären Lokali­ sation in Plastiden. Aber auch Targeting-Sequenzen zur Gewähr­ leistung der subzellulären Lokalisation im Mitochondrium, im Endoplasmatischen Retikulum (= ER), im Zellkern, in Ölkörperchen oder anderen Kompartimenten sind bei Bedarf einsetzbar sowie Translationsverstärker wie die 5'-Führungssequenz aus dem Tabak- Mosaik-Virus (Gallie et al., Nucl. Acids Res. 15 (1987), 8693-8711).According to a preferred embodiment, an expression comprises upstream cassette, d. H. at the 5 'end of the coding sequence, a promoter and downstream, d. H. at the 3 'end, a polyadeny lation signal and possibly other regulatory ele elements which, with the intervening coding sequence for the Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and / or Δ6-desaturase DNA se are operatively linked. Under an operational link one understands the sequential arrangement of promoter, coding Sequence, terminator and possibly other regulatory elements of the art that each of the regulative elements has its function in the Fulfill expression of the coding sequence as intended can. The preferred sequences for operative linkage are Targeting sequences to ensure the subcellular locales sation in plastids. But also targeting sequences to guarantee performance of subcellular localization in the mitochondrion, im Endoplasmic reticulum (= ER), in the cell nucleus, in oil bodies or other compartments can be used if necessary as well Translation enhancers such as the 5 'guide sequence from the tobacco Mosaic virus (Gallie et al., Nucl. Acids Res. 15 (1987), 8693-8711).

Eine Expressionskassette kann beispielsweise einen konstitutiven Promotor (bevorzugt den USP- oder Napin-Promotor), das zu exprimierende Gen und das ER-Retentionssignal enthalten. Als ER-Retentionssignal wird bevorzugt die Aminosäuresequenz KDEL (Lysin, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Leucin) verwendet.An expression cassette can, for example, be a constitutive Promoter (preferably the USP or napin promoter), the to expressing gene and the ER retention signal. as ER retention signal is preferably the amino acid sequence KDEL (Lysine, aspartic acid, glutamic acid, leucine) are used.

Die Expressionskassette wird zur Expression in einem prokaryon­ tischen oder eukaryontischen Wirtsorganismus beispielsweise einem Mikroorganismus wie einem Pilz oder einer Pflanze vorteilhafter­ weise in einen Vektor wie beispielsweise einem Plasmid, einem Phagen oder sonstiger DNA inseriert, der eine optimale Expression der Gene im Wirtsorganismus ermöglicht. Geeignete Plasmide sind beispielsweise in E. coli pLG338, pACYC184, pBR-Serie wie z. B. pBR322, pUC-Serie wie pUC18 oder pUC19, M113mp-Serie, pKC30, pRep4, pHS1, pHS2, pPLc236, pMBL24, pLG200, pUR290, pIN-III113-B1, λgt11 oder pBdCI, in Streptomyces pIJ101, pIJ364, pIJ702 oder pIJ361, in Bacillus pUB110, pC194 oder pBD214, in Corynebacterium pSA77 oder pAJ667, in Pilzen pALS1, pIL2 oder pBB116, weitere vorteilhafte Pilzvektoren werden von Romanos, M. A. et al., [(1992) "Foreign gene expression in yeast: a review", Yeast 8: 423-488] und von von den Hondel, C. A. M. J. J. et al. [(1991) "Heterologous gene expression in filamentous fungi] sowie in More Gene Manipulations in Fungi [J. W. Bennet & L. L. Lasure, eds., p. 396-428: Academic Press: San Diego] und in "Gene transfer systems and vector development for filamentous fungi" [von den Hondel, C. A. M. J. J. & Punt, P. J. (1991) in: Applied Molecular Genetics of Fungi, Peberdy, J. F. et al., eds., p. 1-28, Cambridge University Press: Cambridge] beschrieben. Vorteilhafte Hefe­ promotoren sind beispielsweise 2 µM, pAG-1, YEp6, YEp13 oder pEMBLYe23. Beispiele für Algen- oder Pflanzenpromotoren sind pLGV23, pGHlac+, pBIN19, pAK2004, pVKH oder pDH51 (siehe Schmidt, R. and Willmitzer, L., 1988). Die oben genannten Vektoren oder Derivate der vorstehend genannten Vektoren stellen eine kleine Auswahl der möglichen Plasmide dar. Weitere Plasmide sind dem Fachmann wohl bekannt und können beispielsweise aus dem Buch Cloning Vectors (Eds. Pouwels P. H. et al. Elsevier, Amsterdam- New York-Oxford, 1985, ISBN 0 444 904018) entnommen werden. Geeignete pflanzliche Vektoren werden unter anderem in "Methods in Plant Molecular Biology and Biotechnology" (CRC Press), Kap. 6/7, S. 71-119 beschrieben. Vorteilhafte Vektoren sind sog. shuttle-Vektoren oder binäre Vektoren, die in E. coli und Agro­ bacterium replizieren.For expression in a prokaryotic or eukaryotic host organism, for example a microorganism such as a fungus or a plant, the expression cassette is advantageously inserted into a vector such as a plasmid, a phage or other DNA that enables optimal expression of the genes in the host organism. Suitable plasmids are, for example, in E. coli pLG338, pACYC184, pBR series such as. B. pBR322, pUC series such as pUC18 or pUC19, M113mp series, pKC30, pRep4, pHS1, pHS2, pPLc236, pMBL24, pLG200, pUR290, pIN-III 113 -B1, λgt11 or pBdCI, in Streptomyces pIJ7024., PIJ364., PIJ364 or pIJ361, in Bacillus pUB110, pC194 or pBD214, in Corynebacterium pSA77 or pAJ667, in fungi pALS1, pIL2 or pBB116, further advantageous fungus vectors are described by Romanos, MA et al., [(1992) "Foreign gene expression in yeast: a review ", Yeast 8: 423-488] and by von den Hondel, CAMJJ et al. [(1991) "Heterologous gene expression in filamentous fungi] and in More Gene Manipulations in Fungi [JW Bennet & LL Lasure, eds., P. 396-428: Academic Press: San Diego] and in" Gene transfer systems and vector development for filamentous fungi "[von den Hondel, CAMJJ & Punt, PJ (1991) in: Applied Molecular Genetics of Fungi, Peberdy, JF et al., eds., p. 1-28, Cambridge University Press: Cambridge]. Advantageous Yeast promoters are, for example, 2 µM, pAG-1, YEp6, YEp13 or pEMBLYe23. Examples of algae or plant promoters are pLGV23, pGHlac + , pBIN19, pAK2004, pVKH or pDH51 (see Schmidt, R. and Willmitzer, L., 1988) The abovementioned vectors or derivatives of the abovementioned vectors represent a small selection of the possible plasmids. Further plasmids are well known to the person skilled in the art and can be found, for example, in the book Cloning Vectors (Eds. Pouwels PH et al. Elsevier, Amsterdam-New York- Oxford, 1985, ISBN 0 444 904018) ete plant vectors are, inter alia, in "Methods in Plant Molecular Biology and Biotechnology" (CRC Press), Chap. 6/7, pp. 71-119. Advantageous vectors are so-called shuttle vectors or binary vectors that replicate in E. coli and Agro bacterium.

Unter Vektoren sind außer Plasmiden auch alle anderen dem Fach­ mann bekannten Vektoren wie beispielsweise Phagen, Viren wie SV40, CMV, Baculovirus, Adenovirus, Transposons, IS-Elemente, Phasmide, Phagemide, Cosmide, lineare oder zirkuläre DNA zu verstehen. Diese Vektoren können autonom im Wirtsorganismus repliziert oder chromosomal repliziert werden bevorzugt ist eine chromosomale Replikation.In addition to plasmids, vectors are also all other subjects known vectors such as phages, viruses such as SV40, CMV, baculovirus, adenovirus, transposons, IS elements, Phasmids, phagemids, cosmids, linear or circular DNA too to understand. These vectors can be autonomous in the host organism replicated or chromosomally replicated is preferred a chromosomal replication.

In einer weiteren Ausgestaltungsform des Vektors kann die erfindungsgemäße Expressionskassette auch vorteilhafterweise in Form einer linearen DNA in die Organismen eingeführt werden und über heterologe oder homologe Rekombination in das Genom des Wirtsorganismus integriert werden. Diese lineare DNA kann aus einem linearisierten Plasmid oder nur aus der Expressionskassette als Vektor oder den erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenzen bestehen.In a further embodiment of the vector, the Expression cassette according to the invention also advantageously in Form a linear DNA to be introduced into the organisms and via heterologous or homologous recombination into the genome of the Host organism are integrated. This linear DNA can be made from a linearized plasmid or just from the expression cassette as a vector or the nucleic acid sequences according to the invention exist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Nukleinsäuresequenz auch alleine in einen Organismus eingebracht werden.In a further advantageous embodiment, the nucleic acid sequence according to the invention also alone in a Organism are introduced.

Sollen neben der erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenz weitere Gene in den Organismus eingeführt werden, so können alle zusammen mit einem Reportergen in einem einzigen Vektor oder jedes einzelne Gen mit einem Reportergen in je einem Vektor in den Organismus eingebracht werden, wobei die verschiedenen Vektoren gleichzeitig oder sukzessive eingebracht werden können.Should, in addition to the nucleic acid sequence according to the invention, further Genes are introduced into the organism so they can all go together with a reporter gene in a single vector or each single gene with a reporter gene in one vector each in the Organism are introduced, with the various vectors can be introduced simultaneously or successively.

Der Vektor enthält vorteilhaft mindestens eine Kopie der erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenzen und/oder der erfindungs­ gemäßen Expressionskassette.The vector advantageously contains at least one copy of the nucleic acid sequences according to the invention and / or the invention according to the expression cassette.

Beispielhaft kann die pflanzliche Expressionskassette in den Tabak-Transformationsvektor pBinAR eingebaut werden. Fig. 1 zeigt die Tabaktransformationsvektoren pBinAR-mit 35S-Promotor (C) bzw. pBin-USP mit dem USP-Promotor (D). Die Ausgangsvektoren sind in Fig. 1A) und B) dargestellt.For example, the plant expression cassette can be incorporated into the tobacco transformation vector pBinAR. Fig. 1 shows the tobacco transformation vectors pBinAR with 35S promoter (C) and pBin-USP with the USP promoter (D). The output vectors are shown in Fig. 1A) and B).

Alternativ kann ein rekombinanter Vektor (= Expressionsvektor) auch in-vitro transkribiert und translatiert werden, z. B. durch Nutzung des T7 Promotors und der T7 RNA Polymerase. Alternatively, a recombinant vector (= expression vector) also be transcribed and translated in vitro, e.g. B. by Use of the T7 promoter and the T7 RNA polymerase.

In Prokaryoten verwendete Expressionsvektoren nutzen häufig induzierbare Systeme mit und ohne Fusionsproteinen bzw. Fusions­ oligopeptiden, wobei diese Fusionen sowohl N-terminal als auch C-terminal oder anderen nutzbaren Domänen eines Proteins erfolgen können. Solche Fusionsvektoren dienen in der Regel dazu: i.) die Expressionsrate der RNA zu erhöhen ii.) die erzielbare Protein­ syntheserate zu erhöhen, iii.) die Löslichkeit des Proteins zu erhöhen, iv.) oder die Reinigung durch einen für die Affinitäts­ chromatographie nutzbare Bindesequenz zu vereinfachen. Häufig werden auch proteolytische Spaltstellen über Fusionsproteine eingeführt, was die Abspaltung eines Teils des Fusionsproteins auch der Reinigung ermöglicht. Solche Erkennungssequenzen für Proteasen erkennen sind z. B. Faktor Xa, Thrombin und Entero­ kinase.Expression vectors used in prokaryotes make frequent use inducible systems with and without fusion proteins or fusion oligopeptides, these fusions being both N-terminal and C-terminal or other usable domains of a protein can. Such fusion vectors are usually used to: i.) The Increase the expression rate of the RNA ii.) The achievable protein increase synthesis rate, iii.) increase the solubility of the protein increase, iv.) or purification by one for affinity to simplify the binding sequence usable for chromatography. Frequently also become proteolytic cleavage sites via fusion proteins introduced what is the cleavage of part of the fusion protein also allows cleaning. Such recognition sequences for Recognize proteases are z. B. Factor Xa, Thrombin and Entero kinase.

Typische vorteilhafte Fusions- und Expressionsvektoren sind pGEX [Pharmacia Biotech Inc. Smith, D. B. and Johnson, K. S. (1988) Gene 67: 31-40], pMAL (New England Biolabs, Beverly, MA) and pRIT5 (Pharmacia, Piscataway, NJ) welches Glutathion S-transferase beinhaltet (GST), Maltose Bindeprotein, oder Protein A.Typical advantageous fusion and expression vectors are pGEX [Pharmacia Biotech Inc., Smith, D.B. and Johnson, K.S. (1988) Gene 67: 31-40], pMAL (New England Biolabs, Beverly, MA) and pRIT5 (Pharmacia, Piscataway, NJ) which glutathione S-transferase contains (GST), maltose binding protein, or protein A.

Weitere Beispiele für E. coli Expressionsvektoren sind pTrc [Amann et al., (1988) Gene 69: 301-315] und pET Vektoren [Studier et al., Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, California (1990) 60-89; Stratagene, Amsterdam, Niederlande].Further examples of E. coli expression vectors are pTrc [Amann et al., (1988) Gene 69: 301-315] and pET vectors [Studier et al., Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, California (1990) 60-89; Stratagene, Amsterdam, Netherlands].

Weitere vorteilhafte Vektoren zur Verwendung in Hefe sind pYepSec1 (Baldari, et al., (1987) Embo J. 6: 229-234), pMFa (Kurjan and Herskowitz, (1982) Cell 30: 933-943), pJRY88 (Schultz et al., (1987) Gene 54: 113-123), and pYES-Derivate (Invitrogen Corporation, San Diego, CA). Vektoren für die Nutzung in fila­ mentösen Pilzen sind beschrieben in: von den Hondel, C. A. M. J. J. & Punt, P. J. (1991) "Gene transfer systems and vector development for filamentous fungi, in: Applied Molecular Genetics of Fungi, J. F. Peberdy, et al., eds., p. 1-28, Cambridge University Press: Cambridge.Further advantageous vectors for use in yeast are pYepSec1 (Baldari, et al., (1987) Embo J. 6: 229-234), pMFa (Kurjan and Herskowitz, (1982) Cell 30: 933-943), pJRY88 (Schultz et al., (1987) Gene 54: 113-123), and pYES derivatives (Invitrogen Corporation, San Diego, CA). Vectors for use in fila mentous mushrooms are described in: von den Hondel, C. A. M. J. J. & Punt, P.J. (1991) "Gene transfer systems and vector development for filamentous fungi, in: Applied Molecular Genetics of Fungi, J.F. Peberdy, et al., Eds., P. 1-28, Cambridge University Press: Cambridge.

Alternativ können auch vorteilhaft Insektenzellexpressions­ vektoren genutzt werden z. B. für die Expression in Sf 9 Zellen. Dies sind z. B. die Vektoren der pAc Serie (Smith et al. (1983) Mol. Cell Biol. 3: 2156-2165) und der pVL series (Lucklow and Summers (1989) Virology 170: 31-39).Alternatively, insect cell expression can also be advantageous vectors are used z. B. for expression in Sf 9 cells. These are e.g. B. the vectors of the pAc series (Smith et al. (1983) Mol. Cell Biol. 3: 2156-2165) and the pVL series (Lucklow and Summers (1989) Virology 170: 31-39).

Des weiteren können zur Genexpression vorteilhaft Pflanzen­ zellen oder Algenzellen genutzt werden. Beispiele für Pflanzen­ expressionsvektoren finden sich in Becker, D., et al. (1992) "New plant binary vectors with selectable markers located proximal to the left border", Plant Mol. Biol. 20: 1195-1197 oder in Bevan, M. W. (1984) "Binary Agrobacterium vectors for plant transformation", Nucl. Acid. Res. 12: 8711-8721.Furthermore, plants can advantageously be used for gene expression cells or algae cells are used. Examples of plants Expression vectors can be found in Becker, D., et al. (1992) "New plant binary vectors with selectable markers located proximal to the left border, "Plant Mol. Biol. 20: 1195-1197 or in Bevan, M.W. (1984) "Binary Agrobacterium vectors for plant transformation ", Nucl. Acid. Res. 12: 8711-8721.

Weiterhin können die erfindungsgemäßen Nukleinsäuresequenzen in Säugerzellen exprimiert werden. Beispiel für entsprechende Expressionsvektoren sind pCDM8 und pMT2PC genannt in: Seed, B. (1987) Nature 329: 840 oder Kaufman et al. (1987) EMBO J. 6: 187-195). Dabei sind vorzugsweise zu nutzende Promotoren viralen Ursprungs wie z. B. Promotoren des Polyoma, Adenovirus 2, Cyto­ megalovirus oder Simian Virus 40. Weitere prokaryotische und eukaryotische Expressionssysteme sind genannt in Kapitel 16 und 17 in Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2nd, ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989.Furthermore, the nucleic acid sequences according to the invention can expressed in mammalian cells. Example of corresponding Expression vectors are named pCDM8 and pMT2PC in: Seed, B. (1987) Nature 329: 840 or Kaufman et al. (1987) EMBO J. 6: 187-195). Promoters to be used are preferably viral Origin such as B. promoters of the polyoma, adenovirus 2, cyto megalovirus or Simian Virus 40. More prokaryotic and eukaryotic expression systems are mentioned in Chapter 16 and 17 in Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2nd, ed., Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989.

Das Einbringen der erfindungsgemäßen Nukleinsäuren, der Expressionskassette oder des Vektors in Organismen beispiels­ weise in Pflanzen kann prinzipiell nach allen dem Fachmann bekannten Methoden erfolgen.The introduction of the nucleic acids according to the invention, the Expression cassette or the vector in organisms, for example wise in plants can in principle according to any one skilled in the art known methods.

Für Mikroorganismen kann der Fachmann entsprechende Methoden den Lehrbüchern von Sambrook, J. et al. (1989) Molecular cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, von F. M. Ausubel et al. (1994) Current protocols in molecular bio­ logy, John Wiley and Sons, von D. M. Glover et al., DNA Cloning Vol. 1, (1995), IRL Press (ISBN 019-963476-9), von Kaiser et al. (1994) Methods in Yeast Genetics, Cold Spring Habor Laboratory Press oder Guthrie et al. Guide to Yeast Genetics and Molecular Biology, Methods in Enzymology, 1994, Academic Press entnehmen.The person skilled in the art can use appropriate methods for microorganisms Textbooks by Sambrook, J. et al. (1989) Molecular cloning: A laboratory manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, by F. M. Ausubel et al. (1994) Current protocols in molecular bio logy, John Wiley and Sons, by D. M. Glover et al., DNA Cloning Vol. 1, (1995), IRL Press (ISBN 019-963476-9), by Kaiser et al. (1994) Methods in Yeast Genetics, Cold Spring Laboratory Press or Guthrie et al. Guide to Yeast Genetics and Molecular Biology, Methods in Enzymology, 1994, Academic Press.

Die Übertragung von Fremdgenen in das Genom einer Pflanze wird als Transformation bezeichnet. Es werden dabei die beschriebenen Methoden zur Transformation und Regeneration von Pflanzen aus Pflanzengeweben oder Pflanzenzellen zur transienten oder stabilen Transformation genutzt. Geeignete Methoden sind die Protoplasten­ transformation durch Polyethylenglykol-induzierte DNA-Aufnahme, das biolistische Verfahren mit der Genkanone - die sogenannte particle bombardment Methode, die Elektroporation, die Inkubation trockener Embryonen in DNA-haltiger Lösung, die Mikroinjektion und der durch Agrobacterium vermittelte Gentransfer. Die genann­ ten Verfahren sind beispielsweise in B. Jenes et al., Techniques for Gene Transfer, in: Transgenic Plants, Vol. 1, Engineering and Utilization, herausgegeben von S. D. Kung und R. Wu, Academic Press (1993) 128-143 sowie in Potrykus Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Molec. Biol. 42 (1991) 205-225) beschrieben. Vorzugsweise wird das zu exprimierende Konstrukt in einen Vektor kloniert, der geeignet ist, Agrobacterium tumefaciens zu transformieren, beispielsweise pBin19 (Bevan et al., Nucl. Acids Res. 12 (1984) 8711). Mit einem solchen Vektor transformierte Agrobakterien können dann in bekannter Weise zur Transformation von Pflanzen, insbesondere von Kulturpflanzen, wie z. B. von Tabakpflanzen, verwendet werden, indem beispielsweise verwundete Blätter oder Blattstücke in einer Agrobakterienlösung gebadet und anschließend in geeigneten Medien kultiviert werden. Die Transformation von Pflanzen mit Agrobacterium tumefaciens wird beispielsweise von Höfgen und Willmitzer in Nucl. Acid Res. (1988) 16, 9877 be­ schrieben oder ist unter anderem bekannt aus F. F. White, Vectors for Gene Transfer in Higher Plants; in Transgenic Plants, Vol. 1, Engineering and Utilization, herausgegeben von S. D. Kung und R. Wu, Academic Press, 1993, S. 15-38.The transfer of foreign genes into the genome of a plant is made referred to as transformation. The described Methods for the transformation and regeneration of plants Plant tissues or plant cells for transient or stable Transformation used. Suitable methods are the protoplasts transformation by polyethylene glycol-induced DNA uptake, the biolistic process with the gene gun - the so-called particle bombardment method, electroporation, incubation dry embryos in a solution containing DNA, microinjection and Agrobacterium-mediated gene transfer. The called th methods are, for example, in B. Jenes et al., Techniques for Gene Transfer, in: Transgenic Plants, Vol. 1, Engineering and Utilization, edited by S. D. Kung and R. Wu, Academic Press (1993) 128-143 and in Potrykus Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Molec. Biol. 42 (1991) 205-225). Preferably the construct to be expressed is cloned into a vector, which is suitable to transform Agrobacterium tumefaciens, for example pBin19 (Bevan et al., Nucl. Acids Res. 12 (1984) 8711). Agrobacteria transformed with such a vector can then in a known manner for the transformation of plants, in particular of crops, such as. B. of tobacco plants, used by, for example, wounded leaves or Leaf pieces bathed in an agrobacterial solution and then cultivated in suitable media. The transformation of Plants with Agrobacterium tumefaciens is for example from Höfgen and Willmitzer in Nucl. Acid Res. (1988) 16, 9877 be written or is known, inter alia, from F. F. White, Vectors for Gene Transfer in Higher Plants; in Transgenic Plants, Vol. 1, Engineering and Utilization, edited by S. D. Kung and R. Wu, Academic Press, 1993, pp. 15-38.

Mit einem erfindungsgemäßen Expressionsvektor transformierte Agrobakterien können ebenfalls in bekannter Weise zur Trans­ formation von Pflanzen wie Testpflanzen wie Arabidopsis oder Kulturpflanzen wie Getreide, Mais, Hafer, Roggen, Gerste, Weizen, Soja, Reis, Baumwolle, Zuckerrübe, Canola, Sonnenblume, Flachs, Hanf, Kartoffel, Tabak, Tomate, Karotte, Paprika, Raps, Tapioka, Maniok, Pfeilwurz, Tagetes, Alfalfa, Salat und den verschiedenen Baum-, Nuß- und Weinspezies, insbesondere von Ölhaltigen Kultur­ pflanzen, wie Soja, Erdnuß, Rizinus, Sonnenblume, Mais, Baum­ wolle, Flachs, Raps, Kokosnuß, Ölpalme, Färbersaflor (Carthamus tinctorius) oder Kakaobohne verwendet werden, z. B. indem ver­ wundete Blätter oder Blattstücke in einer Agrobakterienlösung gebadet und anschließend in geeigneten Medien kultiviert werden.Transformed with an expression vector according to the invention Agrobacteria can also be used in a known manner for trans formation of plants such as test plants such as Arabidopsis or Cultivated plants such as cereals, maize, oats, rye, barley, wheat, Soy, rice, cotton, sugar beet, canola, sunflower, flax, Hemp, potato, tobacco, tomato, carrot, paprika, rapeseed, tapioca, Cassava, arrowroot, marigolds, alfalfa, lettuce and the various Tree, nut and wine species, especially from oil-bearing cultures plants like soy, peanut, castor oil, sunflower, corn, tree wool, flax, rapeseed, coconut, oil palm, safflower (Carthamus tinctorius) or cocoa beans can be used, e.g. B. by ver sore leaves or pieces of leaf in an agrobacterial solution bathed and then cultivated in suitable media.

Die genetisch veränderten Pflanzenzellen können über alle dem Fachmann bekannten Methoden regeneriert werden. Entsprechende Methoden können den oben genannten Schriften von S. D. Kung und R. Wu, Potrykus oder Höfgen und Willmitzer entnommen werden.The genetically modified plant cells can do all that Methods known to those skilled in the art are regenerated. Appropriate Methods can be found in the above-mentioned publications by S. D. Kung and R. Wu, Potrykus or Höfgen and Willmitzer can be taken.

Als Organismen bzw. Wirtsorganismen für die erfindungsgemäße Nukleinsäure, die Expressionskassette oder den Vektor eignen sich prinzipiell vorteilhaft alle Organismen, die in der Lage sind Fettsäuren speziell ungesättigte Fettsäuren zu synthetisieren bzw. für die Expression rekombinanter Gene geeignet sind. Beispielhaft seien Pflanzen wie Arabidopsis, Asteraceae wie Calendula oder Kulturpflanzen wie Soja, Erdnuß, Rizinus, Sonnen­ blume, Mais, Baumwolle, Flachs, Raps, Kokosnuß, Ölpalme, Färber­ saflor (Carthamus tinctorius) oder Kakaobohne, Mikroorganismen wie Pilze beispielsweise die Gattung Mortierella, Saprolegnia oder Pythium, Bakterien wie die Gattung Escherichia, Hefen wie die Gattung Saccharomyces, Cyanobakterien, Ciliaten, Algen oder Protozoen wie Dinoflagellaten wie Crypthecodinium genannt. Bevor­ zugt werden Organismen, die natürlicherweise Öle in größeren Mengen synthetisieren können wie Pilze wie Mortierella alpina, Pythium insidiosum oder Pflanzen wie Soja, Raps, Kokosnuß, Öl­ palme, Färbersaflor, Rizinus, Calendula, Erdnuß, Kakaobohne oder Sonnenblume oder Hefen wie Saccharomyces cerevisiae, besonders bevorzugt werden Soja, Raps, Sonnenblume, Calendula oder Saccharomyces cerevisiae. Prinzipiell sind als Wirtsorganismen auch transgene Tiere geeignet beispielsweise C. elegans.As organisms or host organisms for the inventive Nucleic acid, the expression cassette or the vector are suitable in principle, all organisms that are capable are advantageous Fatty acids specifically synthesize unsaturated fatty acids or are suitable for the expression of recombinant genes. Examples are plants such as Arabidopsis, Asteraceae such as Calendula or crops such as soy, peanut, castor, suntan flower, corn, cotton, flax, rapeseed, coconut, oil palm, dyer safflower (Carthamus tinctorius) or cocoa bean, microorganisms such as mushrooms, for example, the genus Mortierella, Saprolegnia or Pythium, bacteria such as the genus Escherichia, yeasts such as the genus Saccharomyces, cyanobacteria, ciliates, algae or Protozoa like dinoflagellates called like Crypthecodinium. Before Attention is drawn to organisms that naturally produce oils in larger ones Can synthesize quantities like mushrooms like Mortierella alpina, Pythium insidiosum or plants such as soy, rapeseed, coconut, oil palm, safflower, castor, calendula, peanut, cocoa bean or Sunflower or yeasts like Saccharomyces cerevisiae, especially Soy, rapeseed, sunflower, calendula or are preferred Saccharomyces cerevisiae. In principle, as host organisms transgenic animals are also suitable, for example C. elegans.

Nutzbare Wirtszellen sind weiterhin genannt in: Goeddel, Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990).Usable host cells are also mentioned in: Goeddel, Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, CA (1990).

Verwendbare Expressionsstämme z. B. solche, die eine geringere Proteaseaktivität aufweisen sind beschrieben in: Gottesman, S., Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, California (1990) 119-128.Usable expression strains e.g. B. those that have a lower Have protease activity are described in: Gottesman, S., Gene Expression Technology: Methods in Enzymology 185, Academic Press, San Diego, California (1990) 119-128.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung einer Expressionskassette enthaltend DNA-Sequenzen codierend für ein Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-Gen oder mit diesen hybridisierende DNA-Sequenzen zur Transformation von Pflanzenzellen, -geweben oder Pflanzenteilen. Ziel der Verwendung ist die Erhöhung des Gehaltes an Fettsäuren, Ölen oder Lipiden mit erhöhtem Gehalt an Dreifachbindungen und Doppelbindung in Δ6-Position.Another object of the invention relates to the use an expression cassette containing DNA sequences coding for a Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and / or Δ6-desaturase gene or with these hybridizing DNA sequences for the transformation of Plant cells, tissues or parts of plants. Purpose of use is the increase in the content of fatty acids, oils or lipids with an increased content of triple bonds and double bonds in Δ6 position.

Dabei kann je nach Wahl des Promotors die Expression des Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-Gens spezifisch in den Blättern, in den Samen, den Knollen oder anderen Teilen der Pflanze erfolgen. Solche Fettsäuren, Öle oder Lipide mit Δ6-Dreifachbindungen oder Δ6-Doppelbindungen über­ produzierenden transgenen Pflanzen, deren Vermehrungsgut, sowie deren Pflanzenzellen, -gewebe oder -teile, sind ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Ein bevorzugter er­ findungsgemäßer Gegenstand sind transgene Pflanze enthaltend eine erfindungsgemäße funktionelle oder nicht funktionelle (= Antisense-DNA oder enzymatische inaktives Enzym) Nuklein­ säuresequenz oder eine funktionelle oder nicht funktionelle Expressionskassette.Depending on the choice of promoter, the expression of the Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and / or Δ6-desaturase gene specifically in leaves, seeds, tubers or other parts of the plant. Such fatty acids, or oils Lipids with Δ6 triple bonds or Δ6 double bonds over producing transgenic plants, their propagation material, as well as their plant cells, tissues or parts are another Subject of the present invention. A preferred one subject matter according to the invention are containing transgenic plants a functional or non-functional according to the invention (= Antisense DNA or enzymatic inactive enzyme) nucleus acid sequence or functional or non-functional Expression cassette.

Die Expressionskassette oder die erfindungsgemäßen Nuklein­ säuresequenzen enthaltend eine Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Desaturasegensequenz kann darüber hinaus auch zur Transformation der oben beispielhaft genannten Organismen wie Bakterien, Cyanobakterien, Hefen, filamentösen Pilzen, Ciliaten und Algen mit dem Ziel einer Erhöhung des Gehaltes an Fett­ säuren, Ölen oder Lipiden mit Δ6-Dreifachbindungen oder Δ6-Doppelbindungen eingesetzt werden.The expression cassette or the nucleus according to the invention acid sequences containing a Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase- and / or Δ6-desaturase gene sequence can also be used for Transformation of the organisms exemplified above such as Bacteria, cyanobacteria, yeast, filamentous fungi, ciliates and algae with the aim of increasing the content of fat acids, oils or lipids with Δ6 triple bonds or Δ6 double bonds are used.

Erhöhung des Gehaltes von Fettsäuren, Ölen oder Lipiden mit Δ6-Dreifachbindungen oder Δ6-Doppelbindungen bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise die künstlich erworbene Fähigkeit einer erhöhten Biosyntheseleistung durch funktionelle tiberexpression des Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-Gens in den erfindungsgemäßen Organismen vor­ teilhaft in den erfindungsgemäßen transgenen Pflanzen gegenüber den nicht gentechnisch modifizierten Ausgangspflanzen zumindest für die Dauer mindestens einer Pflanzengeneration.Increase in the content of fatty acids, oils or lipids with Δ6 triple bonds or Δ6 double bonds means in the context of the present invention, for example, the artificially acquired Ability to increase biosynthesis through functional overexpression of the Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and / or Δ6-desaturase gene in the organisms according to the invention partly in the transgenic plants according to the invention At least the non-genetically modified parent plants for the duration of at least one generation of plants.

Der Biosyntheseort von Fettsäuren, Ölen oder Lipiden beispiels­ weise ist im allgemeinen der Samen oder Zellschichten des Samens, so daß eine samenspezifische Expression des Δ6-Acetylenase/Δ6- Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-Gens sinnvoll ist. Es ist jedoch naheliegend, daß die Biosynthese von Fettsäuren, Ölen oder Lipiden nicht auf das Samengewebe beschränkt sein muß, sondern auch in allen übrigen Teilen der Pflanze - beispielsweise in Epidermiszellen oder in den Knollen - gewebespezifisch erfolgen kann.The biosynthesis site of fatty acids, oils or lipids, for example wise is generally the seed or cell-layers of the seed, so that a seed-specific expression of the Δ6-acetylenase / Δ6- Desaturase and / or Δ6 desaturase gene is useful. It is However, it is obvious that the biosynthesis of fatty acids, oils or Lipids need not be limited to the seed tissue, but rather also in all other parts of the plant - for example in Epidermal cells or in the tubers - tissue-specific can.

Darüberhinaus ist eine konstitutive Expression des exogenen Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-Gens von Vorteil. Andererseits kann aber auch eine induzierbare Expression wünschenswert erscheinen.In addition, there is a constitutive expression of the exogenous Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and / or Δ6-desaturase gene from Advantage. On the other hand, however, an inducible expression can also be used appear desirable.

Die Wirksamkeit der Expression des Transgens Δ6-Acetylenase/Δ6- Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-Gens kann beispielsweise in vitro durch Sproßmeristemvermehrung ermittelt werden. Zudem kann eine in Art und Höhe veränderte Expression des Δ6-Acetylenase/Δ6- Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-Gens und deren Auswirkung auf die Fettsäure-, Öl- oder Lipidbiosyntheseleistung an Test­ pflanzen in Gewächshausversuchen getestet werden.The effectiveness of the expression of the transgene Δ6-acetylenase / Δ6- Desaturase and / or Δ6-desaturase gene can, for example, in can be determined in vitro by propagation of shoot meristems. In addition, can a change in type and level of expression of the Δ6-acetylenase / Δ6- Desaturase and / or Δ6 desaturase gene and their effects on the fatty acid, oil or lipid biosynthesis performance on test plants are tested in greenhouse experiments.

Gegenstand der Erfindung sind außerdem transgene Pflanzen, transformiert mit einer Expressionskassette enthaltend eine Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-Gensequenz oder mit dieser hybridisierende DNA-Sequenzen, sowie transgene Zellen, Gewebe, Teile und Vermehrungsgut solcher Pflanzen. Besonders bevorzugt sind dabei transgene Kulturpflanzen, wie z. B. Gerste, Weizen, Roggen, Hafer, Mais, Soja, Reis, Baum­ wolle, Zuckerrübe, Raps und Canola, Sonnenblume, Flachs, Hanf, Kartoffel, Tabak, Tomate, Raps, Tapioka, Maniok, Pfeilwurz, Alfalfa, Salat und die verschiedenen Baum-, Nuß- und Weinspezies. Pflanzen im Sinne der Erfindung sind mono- und dikotyle Pflanzen oder Algen.The invention also relates to transgenic plants, transformed with an expression cassette containing a Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and / or Δ6-desaturase gene sequence or DNA sequences hybridizing with this, as well as transgenic Cells, tissues, parts and reproductive material of such plants. Particularly preferred are transgenic crop plants, such as z. B. barley, wheat, rye, oats, corn, soy, rice, tree wool, sugar beet, rapeseed and canola, sunflower, flax, hemp, Potato, tobacco, tomato, rapeseed, tapioca, manioc, arrowroot, Alfalfa, lettuce and the various tree, nut and wine species. Plants in the context of the invention are monocotyledonous and dicotyledonous plants or algae.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung sind wie oben beschriebenen transgene Pflanzen, die eine funktionelle oder nicht funktionelle erfindungsgemäße Nukleinsäuresequenz oder eine funktionelle oder nicht funktionelle erfindungsgemäße Expressionskassette enthalten. Unter nicht funktionell ist zu verstehen, daß kein enzymatisch aktives Protein mehr syn­ thetisiert wird. Außerdem ist unter nicht funktionellen Nuklein­ säuren oder Nukleinsäurekonstrukten auch eine sogenannte Anti­ sense-DNA zu verstehen, die zu transgenen Pflanzen führt, die eine Reduktion der enzymatischen Aktivität oder keine enzy­ matischen Aktivität aufweisen. Mit Hilfe der Antisense-Technik, speziell wenn die erfindungsgemäße Nukleinsäuresequenz mit anderen Fettsäuresynthesegene in der Antisense-DNA kombiniert wird, ist es möglich Triglyceride mit einem erhöhten Gehalt an gesättigten Fettsäuren bzw. gesättigte Fettsäuren zu synthetisieren. Unter transgenen Pflanzen sind einzelne Pflanzenzellen und deren Kulturen auf Festmedien oder in Flüssigkultur, Pflanzenteile und ganze Pflanzen zu verstehen.Another embodiment according to the invention are as above described transgenic plants that have a functional or non-functional nucleic acid sequence according to the invention or a functional or non-functional according to the invention Expression cassette included. Under is not functional to understand that no more enzymatically active protein syn is thrown out. In addition, nucleus is not functional acids or nucleic acid constructs also a so-called anti Understand sense DNA that leads to transgenic plants that a reduction in enzymatic activity or no enzy have matic activity. With the help of antisense technology, especially if the nucleic acid sequence according to the invention with others Fatty acid synthesis genes combined in the antisense DNA is it possible triglycerides with an increased content of saturated To synthesize fatty acids or saturated fatty acids. Under transgenic plants are individual plant cells and their Cultures on solid media or in liquid culture, parts of plants and to understand whole plants.

Weitere Gegenstände der Erfindung sind:
Further objects of the invention are:

  • - Verfahren zur Transformation einer Pflanze dadurch gekenn­ zeichnet, daß man Expressionskassetten enthaltend eine Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-Gen­ sequenz oder mit dieser hybridisierende DNA'-Sequenzen in eine Pflanzenzelle, in Kallusgewebe, eine ganze Pflanze oder Protoplasten von Pflanzen einbringt.- Method for transforming a plant thereby identified draws that expression cassettes containing a Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and / or Δ6-desaturase gene sequence or DNA 'sequences hybridizing with this in a plant cell, in callus tissue, a whole plant or Introduces protoplasts from plants.
  • - Verwendung einer Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase- und/oder Δ6-Desaturase-DNA-Gensequenz oder mit dieser hybridisierende DNA-Sequenzen zur Herstellung von Pflanzen mit erhöhtem Gehalt an Fettsäuren, Ölen oder Lipiden mit Dreifach­ bindungen oder delta-6-Doppelbindungen durch Expression dieser D6-Acetylenase/Desaturase DNA-Sequenz in Pflanzen.- Use of a Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and / or Δ6-desaturase DNA gene sequence or hybridizing therewith DNA sequences for the production of plants with increased Content of fatty acids, oils or lipids with triple bonds or delta-6 double bonds by expression this D6 acetylenase / desaturase DNA sequence in plants.
  • - Protein enthaltend die in SEQ ID NO: 8 dargestellte Amino­ säuresequenz.- Protein containing the amino shown in SEQ ID NO: 8 acid sequence.
  • - Protein enthaltend die in SEQ ID NO: 10 dargestellte Amino­ säuresequenz.- Protein containing the amino shown in SEQ ID NO: 10 acid sequence.
  • - Verwendung der Proteine mit den Sequenzen SEQ ID NO: 8 und SEQ ID NO: 10 zur Herstellung von ungesättigten Fettsäuren.- Use of the proteins with the sequences SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 10 for the production of unsaturated fatty acids.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Gegenstand ist ein Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Fettsäuren, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine oben beschriebene erfindungsgemäße Nukleinsäuresequenz oder mindestens ein erfindungsgemäßes Nukleinsäurekonstrukt in einen bevorzugt Öl produzierenden Organismus bringt, diesen Organismus anzieht und daß in dem Organismus enthaltene Öl isoliert und die im Öl enthaltenden Fettsäuren freisetzt. Diese ungesättigten Fettsäuren enthalten vorteilhaft Δ6-Dreifach- und/oder Δ6-Doppelbindungen. Die Fett­ säuren können aus den Ölen bzw. Lipiden beispielsweise über eine basische Hydrolyse z. B. mit NaOH oder KOH freigesetzt werden.Another object of the invention is a method for Production of unsaturated fatty acids, characterized in that you have at least one of the above-described inventive Nucleic acid sequence or at least one according to the invention Nucleic acid construct into a preferably oil-producing one Organism brings, this organism attracts and that in that Organism contained oil isolated and those contained in the oil Releases fatty acids. These contain unsaturated fatty acids advantageously Δ6 triple and / or Δ6 double bonds. The fat acids can be extracted from the oils or lipids, for example via a basic hydrolysis e.g. B. be released with NaOH or KOH.

Auch ein Verfahren zur Herstellung von Triglyceriden mit einem erhöhten Gehalt an ungesättigten Fettsäuren, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man mindestens eine oben beschriebene erfindungs­ gemäße Nukleinsäuresequenz oder mindestens eine erfindungsgemäße Expressionskassette in einen Öl produzierenden Organismus bringt, diesen Organismus anzieht und daß in dem Organismus enthaltene Öl isoliert, gehört zu den Erfindungsgegenständen.Also a method of making triglycerides with a increased content of unsaturated fatty acids, thereby marked draws that you have at least one fiction described above appropriate nucleic acid sequence or at least one according to the invention Brings the expression cassette into an oil-producing organism, attracts this organism and that oil contained in the organism isolated, belongs to the subject matter of the invention.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Gegenstand ist ein Verfahren zur Herstellung von Triglyceriden mit einem erhöhten Gehalt an unge­ sättigten Fettsäuren, indem man Triglyceride mit gesättigten oder ungesättigten oder gesättigten und ungesättigten Fettsäuren mit mindestens einem der Protein, das durch eine der Sequenzen SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10 oder SEQ ID NO: 11 kodiert wird, inkubiert. Vorteilhaft wird das Verfahren in Gegenwart von Verbindungen durchgeführt, die Reduktionsäquivalente aufnehmen oder abgeben können. Anschließend können die Fettsäuren aus den Triglyceriden freigesetzt werden.Another object of the invention is a method for Production of triglycerides with an increased content of unge saturated fat by taking triglycerides with saturated or unsaturated or saturated and unsaturated fatty acids with at least one of the protein represented by one of the sequences SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 11 is encoded, incubated. That will be beneficial Process carried out in the presence of compounds which Absorb or release reduction equivalents. Afterward the fatty acids can be released from the triglycerides.

Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäuren aus den Triglyceriden freigesetzt werden.Method according to claim 16 or 17, characterized in that the fatty acids are released from the triglycerides.

Die oben genannten Verfahren ermöglichen vorteilhaft die Synthese von Fettsäuren oder Triglyceriden mit einem erhöhten Gehalt an Fettsäuren mit Δ6-Dreifach- und/oder Δ6-Doppelbindungen.The above-mentioned processes advantageously enable the synthesis of fatty acids or triglycerides with an increased content of Fatty acids with Δ6 triple and / or Δ6 double bonds.

Mit Hilfe der sogenannten Antisense-Technologie können in einem Verfahren auch Fettsäuren oder Triglyceride mit einem erhöhten Gehalt an gesättigten Fettsäuren hergestellt werden.With the help of so-called antisense technology, in one Process also fatty acids or triglycerides with an increased Saturated fat content.

Als Organismen für die genannten Verfahren seien beispielhaft Pflanzen wie Arabidopsis, Gerste, Weizen, Roggen, Hafer, Mais, Soja, Reis, Baumwolle, Zuckerrübe, Raps und Canola, Sonnen­ blume, Flachs, Hanf, Kartoffel, Tabak, Tomate, Raps, Tapioka, Maniok, Pfeilwurz, Alfalfa, Erdnuß, Rizinus, Kokosnuß, Ölpalme, Färbersaflor (Carthamus tinctorius) oder Kakaobohne, Mikro­ organismen wie Pilze Mortierella, Saprolegnia oder Pythium, Bakterien wie die Gattung Escherichia, Cyanobakterien, Hefen wie die Gattung Saccharomyces, Algen oder Protozoen wie Dinoflagellaten wie Crypthecodinium genannt. Bevorzugt werden Organismen, die natürlicherweise Öle in größeren Mengen syn­ thetisieren können wie Mikroorganismen wie Pilze wie Mortierella alpina, Pythium insidiosum oder Pflanzen wie Soja, Raps, Kokos­ nuß, Ölpalme, Färbersaflor, Rizinus, Calendula, Erdnuß, Kakao­ bohne oder Sonnenblume oder Hefen wie Saccharomyces cerevisiae, besonders bevorzugt werden Soja, Raps, Sonnenblume, Carthamus oder Saccharomyces cerevisiae.Organisms for the processes mentioned are exemplary Plants such as Arabidopsis, barley, wheat, rye, oats, corn, Soy, rice, cotton, sugar beet, rapeseed and canola, suntan flower, flax, hemp, potato, tobacco, tomato, rapeseed, tapioca, Cassava, arrowroot, alfalfa, peanut, castor oil, coconut, oil palm, Safflower (Carthamus tinctorius) or cocoa bean, micro organisms such as fungi Mortierella, Saprolegnia or Pythium, Bacteria such as the genus Escherichia, cyanobacteria, yeasts like the genus Saccharomyces, algae or protozoa like Dinoflagellates called as Crypthecodinium. To be favoured Organisms that naturally syn oil in large quantities like microorganisms like fungi like Mortierella alpina, Pythium insidiosum or plants such as soy, rapeseed, coconut nut, oil palm, safflower, castor, calendula, peanut, cocoa bean or sunflower or yeasts such as Saccharomyces cerevisiae, Soy, rapeseed, sunflower and carthamus are particularly preferred or Saccharomyces cerevisiae.

Die in den Verfahren verwendeten Organismen werden je nach Wirts­ organismus in dem Fachmann bekannter Weise angezogen bzw. ge­ züchtet. Mikroorganismen werden in der Regel in einem flüssigen Medium, das eine Kohlenstoffquelle meist in Form von Zuckern, eine Stickstoffquelle meist in Form von organischen Stickstoff­ quellen wie Hefeextrakt oder Salzen wie Ammoniumsulfat, Spuren­ elemente wie Eisen-, Mangan-, Magnesiumsalze und gegebenenfalls Vitamine enthält, bei Temperaturen zwischen 0°C und 100°C, bevor­ zugt zwischen 10°C bis 60°C unter Sauerstoffbegasung angezogen. Dabei kann der pH der Nährflüssigkeit auf einen festen Wert gehalten werden, das heißt während der Anzucht reguliert werden oder nicht. Die Anzucht kann batch weise, semi batch weise oder kontinuierlich erfolgen. Nährstoffe können zu beginn der Fermentation vorgelegt oder semikontinuierlich oder kontinuier­ lich nach gefüttert werden.The organisms used in the process will vary depending on the host organism attracted or ge in a manner known to the person skilled in the art breeds. Microorganisms are usually in a liquid Medium that contains a carbon source, usually in the form of sugars, a source of nitrogen mostly in the form of organic nitrogen swell like yeast extract or salts like ammonium sulfate, traces elements such as iron, manganese, and magnesium salts, if applicable Contains vitamins, at temperatures between 0 ° C and 100 ° C before attracted between 10 ° C to 60 ° C under oxygen gassing. The pH of the nutrient fluid can be set to a fixed value be maintained, i.e. regulated during cultivation or not. The cultivation can be batch-wise, semi-batch-wise or take place continuously. Nutrients can be used at the beginning of the Fermentation submitted or semi-continuous or continuous after being fed.

Pflanzen werden nach Transformation zunächst wie oben beschrieben regeneriert und anschließend wie üblich angezüchtet bzw. ange­ baut.After transformation, plants are initially as described above regenerated and then grown as usual builds.

Aus den Organismen werden nach Anzucht die Lipide in üblicher­ weise gewonnen. Hierzu können die Organismen nach Ernte zunächst aufgeschlossen werden oder direkt verwendet werden. Die Lipide werden vorteilhaft mit geeigneten Lösungsmitteln wie apolare Lösungsmittel wie Hexan oder Ethanol, Isopropanol oder Gemischen wie Hexan/Isopropanol, Phenol/Chloroform/Isoamylalkohol bei Temperaturen zwischen 0°C bis 80°C, bevorzugt zwischen 20°C bis 50°C extrahiert. Die Biomasse wird in der Regel mit einem Über­ schuß an Lösungsmittel extrahiert beispielsweise einem Überschuß von Lösungsmittel zu Biomasse von 1 : 4. Das Lösungsmittel wird anschließend beispielsweise über eine Destillation entfernt. Die Extraktion kann auch mit superkritischem CO2 erfolgen. Nach Extraktion kann die restliche Biomasse beispielsweise über Filtration entfernt werden.After cultivation, the lipids are obtained from the organisms in the usual way. For this purpose, the organisms can first be broken down after harvest or used directly. The lipids are advantageously extracted with suitable solvents such as non-polar solvents such as hexane or ethanol, isopropanol or mixtures such as hexane / isopropanol, phenol / chloroform / isoamyl alcohol at temperatures between 0 ° C and 80 ° C, preferably between 20 ° C and 50 ° C. The biomass is usually extracted with an excess of solvent, for example an excess of solvent to biomass of 1: 4. The solvent is then removed, for example by distillation. The extraction can also be carried out with supercritical CO 2. After extraction, the remaining biomass can be removed, for example by filtration.

Das so gewonnene Rohöl kann anschließend weiter aufgereinigt werden, beispielsweise in dem Trübungen über das Versetzen mit polaren Lösungsmittel wie Aceton oder Chloroform und anschließender Filtration oder Zentrifugation entfernt werden. Auch eine weitere Reinigung über Säulen ist möglich.The crude oil obtained in this way can then be further purified be, for example, in the cloudiness over the offset with polar solvents such as acetone or chloroform and subsequent filtration or centrifugation can be removed. Further column cleaning is also possible.

Zur Gewinnung der freien Fettsäuren aus den Triglyceriden werden diese in üblicherweise verseift.To be used to extract the free fatty acids from the triglycerides these in usually saponified.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind ungesättigte Fett­ säuren sowie Trigylceride mit einem erhöhten Gehalt an unge­ sättigten Fettsäuren, die nach den oben genannten Verfahren hergestellt wurden, sowie deren Verwendung zur Herstellung von Nahrungsmitteln, Tierfutter, Kosmetika oder Pharmazeutika. Hierzu werden diese den Nahrungsmitteln, dem Tierfutter, den Kosmetika oder Pharmazeutika in üblichen Mengen zugesetzt.The invention also relates to unsaturated fats acids and triglycerides with an increased content of unge saturated fat obtained by the above procedure as well as their use for the production of Food, animal feed, cosmetics or pharmaceuticals. For this these become the food, the animal feed, the cosmetics or pharmaceuticals added in customary amounts.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert:The invention is illustrated in more detail by the following examples:

BeispieleExamples Beispiel 1example 1 Allgemeine KlonierungsverfahrenGeneral cloning procedures

Die Klonierungsverfahren wie z. B. Restriktionsspaltungen, Agarose-Gelelektrophorese, Reinigung von DNA-Fragmenten, Transfer von Nukleinsäuren auf Nitrozellulose und Nylon Membranen, Ver­ knüpfen von DNA-Fragmenten, Transformation von Escherichia coli Zellen, Anzucht von Bakterien und die Sequenzanalyse rekombi­ nanter DNA wurden wie bei Sambrook et al. (1989) (Cold Spring Harbor Laboratory Press: ISBN 0-87969-309-6) beschrieben durch­ geführt.The cloning methods such. B. restriction cleavages, Agarose gel electrophoresis, purification of DNA fragments, transfer of nucleic acids on nitrocellulose and nylon membranes, ver linkage of DNA fragments, transformation of Escherichia coli Cells, cultivation of bacteria and the sequence analysis recombi As in Sambrook et al. (1989) (Cold Spring Harbor Laboratory Press: ISBN 0-87969-309-6) described by guided.

Beispiel 2Example 2 Sequenzanalyse rekombinanter DNASequence analysis of recombinant DNA

Die Sequenzierung rekombinanter DNA-Moleküle erfolgte mit einem Laserfluoreszenz-DNA-Sequenzierer der Firma ABI nach der Methode von Sanger (Sanger et al. (1977) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74, 5463-5467). Fragmente resultierend aus einer Polymerase Ketten­ reaktion wurden zur Vermeidung von Polymerasefehlern in zu expri­ mierenden Konstrukten sequenziert und überprüft. The sequencing of recombinant DNA molecules was carried out with a Laser fluorescence DNA sequencer from ABI using the method von Sanger (Sanger et al. (1977) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74, 5463-5467). Fragments resulting from a polymerase chain reaction were used to avoid polymerase errors in too express ming constructs are sequenced and checked.

Beispiel 3Example 3 Erzeugung transgener Rapspflanzen (verändert nach Moloney et al., 1992, Plant Cell Reports, 8: 238-242)Generation of transgenic oilseed rape plants (modified from Moloney et al., 1992, Plant Cell Reports, 8: 238-242)

Zur Erzeugung transgener Rapspflanzen wurden binäre Vektoren in Agrobacterium tumefaciens C58C1 : pGV2260 oder Escherichia coli genutzt (Deblaere et al. 1984, Nucl. Acids. Res. 13, 4777-4788). Zur Transformation von Rapspflanzen (Var. Drakkar, NPZ Nor­ deutsche Pflanzenzucht, Hohenlieth, Deutschland), wurde eine 1 : 50 Verdünnung einer Übernachtkultur einer positiv transformierten Agrobakterienkolonie in Murashige-Skoog Medium (Murashige und Skoog 1962 Physiol. Plant. 15, 473) mit 3% Saccharose (3MS- Medium) benutzt. Petiolen oder Hypokotyledonen frisch gekeimter steriler Rapspflanzen (zu je ca. 1 cm2) wurden in einer Petri­ schale mit einer 1 : 50 Agrobakterienverdünnung für 5-10 Minuten inkubiert. Es folgt eine 3-tägige Conkubation in Dunkelheit bei 25°C auf 3MS-Medium mit 0,8% Bacto-Agar. Die Kultivierung wurde nach 3 Tagen mit 16 Stunden Licht / 8 Stunden Dunkelheit weiter­ geführt und in wöchentlichem Rhythmus auf MS-Medium mit 500 mg/l Claforan (Cefotaxime-Natrium), 50 mg/l Kanamycin, 20 mikroM Benzylaminopurin (BAP) und 1,6 g/l Glukose weitergeführt. Wachsende Sprosse wurden auf MS-Medium mit 2% Saccharose, 250 mg/l Claforan und 0,8% Bacto-Agar überführt. Bildeten sich nach drei Wochen keine Wurzeln, so wurde als Wachstums­ hormon 2-Indolbuttersäure zum Bewurzeln zum Medium gegeben.Binary vectors in Agrobacterium tumefaciens C58C1: pGV2260 or Escherichia coli were used to generate transgenic oilseed rape plants (Deblaere et al. 1984, Nucl. Acids. Res. 13, 4777-4788). For the transformation of oilseed rape plants (Var. Drakkar, NPZ Nor deutsche Pflanzenzucht, Hohenlieth, Germany), a 1:50 dilution of an overnight culture of a positively transformed agrobacterial colony in Murashige-Skoog medium (Murashige and Skoog 1962 Physiol. Plant. 15, 473) was used 3% sucrose (3MS medium) used. Petioles or hypocotyledons of freshly germinated sterile oilseed rape plants (approx. 1 cm 2 each) were incubated in a Petri dish with a 1:50 agrobacterial dilution for 5-10 minutes. This is followed by a 3-day concubation in the dark at 25 ° C. on 3MS medium with 0.8% Bacto agar. The cultivation was continued after 3 days with 16 hours of light / 8 hours of darkness and in a weekly rhythm on MS medium with 500 mg / l Claforan (cefotaxime sodium), 50 mg / l Kanamycin, 20 microM benzylaminopurine (BAP) and 1 , 6 g / l glucose continued. Growing shoots were transferred to MS medium with 2% sucrose, 250 mg / l Claforan and 0.8% Bacto agar. If no roots formed after three weeks, 2-indolebutyric acid was added to the medium as a growth hormone for rooting.

Beispiel 4Example 4 Erzeugung transgener Arabidopsis thaliana PflanzenGeneration of transgenic Arabidopsis thaliana plants

Die Transformation von Arabidopsis thaliana Var. Columbia Col 0 (Lehle Seeds, Round Rock, Texas, USA) erfolgte mittels Blüten­ infiltrationsmethode wie beschrieben bei: Bechtold, N., Ellis, J. and Pelletier, G. in Planta, Agrobacterium mediated gene transfer by infiltration of adult Arabidopsis thaliana plants, C. R. Acad. Sci. Paris, Life Sciences 316 (1993), 1194-119 oder mittels Wurzeltransformationsmethode.The transformation of Arabidopsis thaliana Var. Columbia Col 0 (Lehle Seeds, Round Rock, Texas, USA) was carried out using flowers infiltration method as described by: Bechtold, N., Ellis, J. and Pelletier, G. in Planta, Agrobacterium mediated gene transfer by infiltration of adult Arabidopsis thaliana plants, C.R. Acad. Sci. Paris, Life Sciences 316: 1194-119 (1993) or by means of Root transformation method.

Beispiel 5Example 5

Die Transformation von Maispflanzen erfolgte wie bei Pareddy, D., Petolino, J., Skokut, T., Hopkins, N., Miller, M., Welter, M., Smith, K., Clayton, D., Pescitelli, S., Gould, A., Maize Trans­ formation via Helium Blasting. Maydica. 42 (2): 143-154, 1997, beschrieben. The transformation of maize plants was carried out as in Pareddy, D., Petolino, J., Skokut, T., Hopkins, N., Miller, M., Welter, M., Smith, K., Clayton, D., Pescitelli, S., Gould, A., Maize Trans formation via helium blasting. Maydica. 42 (2): 143-154, 1997, described.

Beispiel 6Example 6 Isolierung und Klonierung der Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase und Δ6-Desaturase aus Ceratodon purpureusIsolation and cloning of Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and Δ6-desaturase from Ceratodon purpureus

Um DNA-Sequenzen aus Ceratodon purpureus zu isolieren, die für eine Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase und eine Δ6-Desaturase kodieren, wurden verschiedene degenerierte Oligonukleotidprimer von DNA- Sequenzen abgeleitet, die für Δ5- (EMBL Accession-Nr. Z81122) und Δ6-Fettsäure-Desaturasen (U79010, AJ222980, AF031477 kodieren:
Primer A: 5'-TGG TGG AA(A/G) TGG A(A/C)I CA(C/T) AA-3', forward Primer, abgeleitet von der Aminosäuresequenz WWKW(N/T/K)H(N/K)
Primer B: 5'-(T/G)GI TGG AA(A/G) (T/G)(G/A)I (A/C)AI CA(C/T) AA-3', forward Primer, abgeleitet von der Aminosäuresequenz (G/W)WK(E/D/W)(N/Q/K)H(N/K)
Primer C: 5'-AT (A/T/G/C)T(T/G) (A/T/G/C)GG (A/G)AA (A/T/G/C)A(A/G) (A/G)TG (A/G)TG -3', reverse primer, abge­ leitet von der Aminosäuresequenz (I/M)(H/Q/N)PF(L/F)HH
In order to isolate DNA sequences from Ceratodon purpureus which code for a Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase and a Δ6-desaturase, various degenerate oligonucleotide primers were derived from DNA sequences which are for Δ5 (EMBL accession no. Z81122) and Δ6-fatty acid desaturases (U79010, AJ222980, AF031477 code:
Primer A: 5'-TGG TGG AA (A / G) TGG A (A / C) I CA (C / T) AA-3 ', forward primer, derived from the amino acid sequence WWKW (N / T / K) H ( N / K)
Primer B: 5 '- (T / G) GI TGG AA (A / G) (T / G) (G / A) I (A / C) AI CA (C / T) AA-3', forward primer, derived from the amino acid sequence (G / W) WK (E / D / W) (N / Q / K) H (N / K)
Primer C: 5'-AT (A / T / G / C) T (T / G) (A / T / G / C) GG (A / G) AA (A / T / G / C) A (A. / G) (A / G) TG (A / G) TG -3 ', reverse primer, derived from the amino acid sequence (I / M) (H / Q / N) PF (L / F) HH

Mittels Polymerasekettenreaction (PCR) mit Einzelstrang-cDNA aus C. purpureus wurden mit Primer A und Primer C zwei DNA-Fragmente von 557 bp (Cer3) und 575 bp (Cer16) Länge und mit Primer B und Primer C ein DNA-Fragment von 560 bp (Cer1) Länge amplifiziert. Es wurde folgendes Programm für die Amplifizierung benutzt: 10 min bei 94°C, Pause für "hot start" bei 72°C, gefolgt von 32 Zyklen von 20 s bei 94°C, 1 min bei 45°C (Bindungstemperatur, Tm) und 1 min bei 72°C, 1 Zyklus von 10 min bei 72°C und Stop bei 4°C. Für die Amplifikation wurde die Taq-DNA-Polymerase (Gibco BRL) verwendet.Polymerase chain reaction (PCR) with single-stranded cDNA from C. purpureus was used to create two DNA fragments 557 bp (Cer3) and 575 bp (Cer16) in length with primer A and primer C and a DNA fragment of 560 with primer B and primer C bp (Cer1) length amplified. The following program was used for the amplification: 10 min at 94 ° C., pause for "hot start" at 72 ° C., followed by 32 cycles of 20 s at 94 ° C., 1 min at 45 ° C. (binding temperature, T m ) and 1 min at 72 ° C, 1 cycle of 10 min at 72 ° C and stop at 4 ° C. Taq DNA polymerase (Gibco BRL) was used for the amplification.

Die oben genannten doppelsträngigen DNA-Fragmente aus den zwei PCR-Amplifikationen wurden in den pGEM-T Vektor (Promega) legiert, in E. coli XLlblue MRF' Kan (Stratagene) transformiert und mit dem ABI PRISM Big Dye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction Kit (Perkin-Elmer, Weiterstadt) sequenziert. Die DNA- Teilsequenzen von Cer1 und Cer3 zeigten 70% Identität. Die oben genannten DNA-Teilsequenzen kodierten ohne Primer für offene Leserahmen bei Cer1 von 173 Aminosäuren (SEQ ID NO: 5 = Partielle Nukleotidsequenz ohne Primer von Cer1 und SEQ ID NO: 6 = Partielle deduzierte Aminosäuresequenz von Cer1), bei Cer 3 von 172 Aminosäuren (SEQ ID NO: 7 = Partielle Nukleotidsequenz ohne Primer von Cer3 und SEQ ID NO: 8 = Partielle deduzierte Amino­ säuresequenz von Cer3) und bei Cer16 von 178 Aminosäuren (SEQ ID NO: 9 = Partielle Nukleotidsequenz ohne Primer von Cer16 und SEQ ID NO: 10 = Partielle deduzierte Aminosäuresequenz von Cer16). Die abgeleitete Proteinsequenz von Cer1 wies 64% zu Cer3 und 28% identische Aminosäuren zu Cer16 auf; Cer 3 und Cer16 wiesen wiederum 27% identische Aminosäuren auf.The above double-stranded DNA fragments from the two PCR amplifications were in the pGEM-T vector (Promega) alloyed, transformed into E. coli XLlblue MRF 'Kan (Stratagene) and with the ABI PRISM Big Dye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction Kit (Perkin-Elmer, Weiterstadt) sequenced. The DNA Partial sequences of Cer1 and Cer3 showed 70% identity. The above DNA partial sequences mentioned encoded without primer for open Reading frame for Cer1 of 173 amino acids (SEQ ID NO: 5 = partial Nucleotide sequence without primer from Cer1 and SEQ ID NO: 6 = Partial deduced amino acid sequence of Cer1), at Cer 3 of 172 amino acids (SEQ ID NO: 7 = partial nucleotide sequence without Primer from Cer3 and SEQ ID NO: 8 = Partially deduced amino acid sequence of Cer3) and for Cer16 of 178 amino acids (SEQ ID NO: 9 = partial nucleotide sequence without primer from Cer16 and SEQ ID NO: 10 = Partial deduced amino acid sequence of Cer16). The deduced protein sequence of Cer1 pointed 64% to Cer3 and 28% identical amino acids to Cer16; Cer 3 and Cer 16 again had 27% identical amino acids.

Die höchste Ähnlichkeit der Cer1- und Cer3-Proteine besteht zu der Δ6-Acyllipid-Desaturase aus Physcomitrella patens (Girke et al., Plant J., 15, 1998: 39-48), während Cer16 die höchste Ähnlichkeit zu der Δ6-Acyllipid-Desaturase und der Δ8-Sphingolipid-Desaturase aus höheren Pflanzen aufweist.The Cer1 and Cer3 proteins are most similar on the Δ6-acyl lipid desaturase from Physcomitrella patens (Girke et al., Plant J., 15, 1998: 39-48), while Cer16 the highest similarity to the Δ6-acyl lipid desaturase and the Having Δ8-sphingolipid desaturase from higher plants.

Eine gerichtete λZAP-cDNA-Bank von Ceratodon purpureus wurde von Fritz Thummler, Botanisches Institut der Universität München, zur Verfügung gestellt (Pasentsis et al., Plant J., 13, 1, 1998: 51-61). Es wurde ein PCR-Test dieser Ceratodon-Bank durch­ geführt, bei dem spezifische Primer von den oben genannten DNA- Teilsequenzen Cer1, Cer3 und Cer16 abgeleitet wurden:
Spezifische forward und reverse Primer:
A directed λZAP cDNA library from Ceratodon purpureus was made available by Fritz Thummler, Botanical Institute of the University of Munich (Pasentsis et al., Plant J., 13, 1, 1998: 51-61). A PCR test of this Ceratodon library was carried out in which specific primers were derived from the above-mentioned DNA partial sequences Cer1, Cer3 and Cer16:
Specific forward and reverse primers:

Eine Restriktionsanalyse (Hind III bzw. EcoR V) der aus der cDNA- Bank mittels PCR amplifizierten Produkte zeigte in allen drei Fällen das gleiche Restriktionsmuster wie das der PCR-Amplifikate aus der ss-cDNA, d. h. die Ceratodon-cDNA-Bank enthält die drei Klone Cer1, Cer3 und Cer16.A restriction analysis (Hind III or EcoR V) of the cDNA Bank PCR amplified products showed in all three Create the same restriction pattern as that of the PCR amplicons from the ss-cDNA, d. H. the Ceratodon cDNA library contains the three Clones Cer1, Cer3 and Cer16.

Beispiel 7Example 7 cDNA-Bank Screening und Sequenzierung der "full length" KlonecDNA bank screening and sequencing of the "full length" clones

DNA-Minipräparationen, der drei aus ss-cDNA amplifizierten PCR- Fragmente Cer1, Cer3, Cer16 von ~570 bp Länge in pGEM-T (siehe Beispiel 6) wurden für das weitere Screening der vollständigen Klone aus einer λ ZAP-cDNA-Bank von Ceratodon purpureus an M. Lee und S. Stymne abgegeben. Dieses cDNA-Bank-Screening führte bisher zu zwei vollständigen Klonen von Cer1 und Cer3 mit Inserts von ca. 2,2 kb, die als EcoR I/Kpn I-Fragmente aus dem λ ZAP- Vektor in die EcoR I/Kpn I-Schnittstellen des puc19-Vektors (New England Biolabs) subkloniert und in E. coli JM105 trans­ formiert wurden. DNA mini-preparations of the three PCR amplified from ss-cDNA Fragments Cer1, Cer3, Cer16 ~ 570 bp in length in pGEM-T (see Example 6) were used for further screening of the complete Clones from a λ ZAP cDNA library from Ceratodon purpureus to M. Lee and S. Stymne delivered. This cDNA bank screening has so far been successful to two complete clones of Cer1 and Cer3 with inserts from approx. 2.2 kb, which as EcoR I / Kpn I fragments from the λ ZAP- Vector into the EcoR I / Kpn I sites of the puc19 vector (New England Biolabs) and subcloned into E. coli JM105 trans were formed.

Ein weiteres Screening der cDNA-Bank mit Cer1 und Cer3 als Hybridisierungsproben unter niedriger Stringenz zeigte, daß mindestens ein weiterer Cer1-homologer Klon existiert, der evtl. für die Δ5-Desaturase kodieren könnte.Another screening of the cDNA library with Cer1 and Cer3 as Hybridization probes under low stringency indicated that at least one other Cer1-homologous clone exists which could possibly code for the Δ5-desaturase.

Zwei E. coli-Klone, Cer1-50 und Cer3-50, wurden vollständig sequenziert. Cer1-50 hat eine Länge von 2003 bp (SEQ ID NO: 1 = Nukleotidsequenz der Δ6-Acetylenase/Δ6-Desaturase aus Ceratodon purpureus mit 5'- und 3'-untranslatierten Regionen und polyA) und kodiert für ein offenes Leseraster von 483 Aminosäuren (SEQ ID NO: 2 = deduzierte Aminosäuresequenz der Δ6-Acetylenase/Δ6- Desaturase aus Ceratodon purpureus). Cer3-50 besitzt eine Länge von 2142 bp (SEQ ID NO: 11 = Nukleotidsequenz [2142 bp] der Δ6-Desaturase aus Ceratodon purpureus mit 5'- und 3'-untrans­ latierten Regionen) mit einen offenen Leserahmen von 520 Amino­ säuren (SEQ ID NO: 12 = deduzierte Aminosäuresequenz der Δ6-Desaturase aus Ceratodon purpureus). Beide Proteinsequenzen weisen N-terminal das hochkonservierte HPGG-Motiv des Cytochrom b5 auf (Lederer F., Biochimie 76, 1994: 674-692) und C-terminal die für Desaturasen charakteristischen drei Histidin-Boxen auf (Shanklin et al., Biochemistry, 33, 1994: 12787-12794). Sie stellen somit weitere Mitglieder der wachsenden Familie der Cytochrom b5-Fusionsproteine dar (Napier et al., Trends in PLant Science, 4, 1, 1999: 2-4). Das erste Histidin der dritten Box ist gegen Glutamin ausgetauscht, einem weiterem Charakteristikum von Δ5- und Δ6-Acyllipid-Desaturasen sowie Δ8-Sphingolipid- Desaturasen.Two E. coli clones, Cer1-50 and Cer3-50, were completely sequenced. Cer1-50 has a length of 2003 bp (SEQ ID NO: 1 = nucleotide sequence of the Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase from Ceratodon purpureus with 5 'and 3' untranslated regions and polyA) and codes for an open reading frame of 483 amino acids (SEQ ID NO: 2 = deduced amino acid sequence of the Δ6-acetylenase / Δ6-desaturase from Ceratodon purpureus). Cer3-50 has a length of 2142 bp (SEQ ID NO: 11 = nucleotide sequence [2142 bp] of the Δ6-desaturase from Ceratodon purpureus with 5 'and 3' untranslated regions) with an open reading frame of 520 amino acids (SEQ ID NO: 12 = deduced amino acid sequence of the Δ6-desaturase from Ceratodon purpureus). Both protein sequences have the highly conserved HPGG motif of cytochrome b 5 at the N-terminal (Lederer F., Biochimie 76, 1994: 674-692) and the three histidine boxes characteristic of desaturases at the C-terminal (Shanklin et al., Biochemistry , 33, 1994: 12787-12794). They thus represent further members of the growing family of cytochrome b 5 fusion proteins (Napier et al., Trends in PLant Science, 4, 1, 1999: 2-4). The first histidine in the third box has been replaced by glutamine, a further characteristic of Δ5- and Δ6-acyl lipid desaturases and Δ8-sphingolipid desaturases.

Beispiel 8Example 8 Klonierung der gesamten funktionellen aktiven Δ6-Acetylenase/Δ6- Desaturase- und Δ6-Desaturase-Sequenz mittels PCR und die Bereitstellung dieser Sequenz für die Klonierung in Vektoren sowie funktionelle Expression in HefeCloning of the entire functional active Δ6-acetylenase / Δ6- Desaturase and Δ6 desaturase sequence using PCR and the Providing this sequence for cloning in vectors as well as functional expression in yeast

Es wurde eine cDNA hergestellt, die für Enzyme mit Δ6-Acetylen­ ase/Δ6-Desaturase-Aktivität aus Ceratodon purpureus codiert. Ana­ log zu dem hier beschriebenen Beispiel wurde die Δ6-Desaturase kloniert (siehe SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 bzw. SEQ ID NO: 12).A cDNA was prepared for enzymes with Δ6-acetylene ase / Δ6-desaturase activity from Ceratodon purpureus. Ana The Δ6-desaturase was log to the example described here cloned (see SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4 or SEQ ID NO: 12).

Hierzu wird zunächst anhand der Cer1-cDNA für die Δ6-Acetylenase/Desaturase aus Ceratodon purpureus die Oligonukleotide für eine Polymerase Kettenreakion (PCR) abgeleitet.
For this purpose, the oligonucleotides for a polymerase chain reaction (PCR) are first derived from the Cer1 cDNA for the Δ6-acetylenase / desaturase from Ceratodon purpureus.

Die folgenden Primer wurden abgeleitet von Cer1 für die Expression in Hefe angepaßt:
The following primers were derived from Cer1 and adapted for expression in yeast:

In einer PCR Reaktion wird eine Δ6-Acetylenase/Desaturase cDNA aus Ceratodon purpureus als Matrize verwendet. Mithilfe der Primer wird eine BamHI-Restriktionsschnittstelle vor dem Start­ codon der Δ6-Acetylenase/Desaturase cDNA eingeführt. Für eine gerichtete Klonierung wird hinter das Stopcodon eine SalI- Restriktionsschnittstelle eingeführt. Die Reaktionsgemische enthielten ca. 1 ng/micro l Matrizen DNA, 0,5 microM der Oligo­ nukleotide und, 200 microM Desoxy-Nukleotide (Pharmacia), 50 mM KCl, 10 mM Tris-HCl (pH 8,3 bei 25°C, 1,5 mM MgCl2) und 0,02 U/micro l Pwo Polymerase (Boehringer Mannheim) und werden in einer PCR-Maschine der Firma Perkin Elmer mit folgendem Temperatur­ programm inkubiert:
In a PCR reaction, a Δ6-acetylenase / desaturase cDNA from Ceratodon purpureus is used as a template. Using the primers, a BamHI restriction site is introduced in front of the start codon of the Δ6-acetylenase / desaturase cDNA. For directed cloning, a SalI restriction site is introduced behind the stop codon. The reaction mixtures contained approx. 1 ng / micro l template DNA, 0.5 microM of the oligonucleotides and, 200 microM deoxy nucleotides (Pharmacia), 50 mM KCl, 10 mM Tris-HCl (pH 8.3 at 25 ° C, 1.5 mM MgCl 2 ) and 0.02 U / micro l Pwo polymerase (Boehringer Mannheim) and are incubated in a PCR machine from Perkin Elmer with the following temperature program:

Anlagerungstemperatur:Aging temperature: 50°C, 52 sec50 ° C, 52 sec Denaturierungstemperatur:Denaturation temperature: 95°C, 52 sec95 ° C, 52 sec Elongationstemperatur:Elongation temperature: 72°C, 90 sec72 ° C, 90 sec Anzahl der Zyklen:Number of cycles: 3030th

Das erhaltene Fragment von 1467 Basenpaaren wird in den mit EcoRV gespaltenen Vektor pBluescript SK- (Stratagene) ligiert. Durch Kontrollspaltung wird ein Klon identifiziert pBS-Cer1, dessen Insert durch BamHI/SalI in voller Länge exzisierbar ist (1452 Basenpaare plus 15 Nukleotide Restriktionsschnittstellen) und folgende Sequenz aufweist (das Start- und Stopcodon ist unter­ strichen, die Schnittstellen sind kursiv dargestellt). Analog kann auch eine cDNA Sequenz des Klones Cer50 genutzt werden. Dabei handelt es sich um eine monofunktionelle delta-6-Desaturase (siehe SEQ ID NO: 3). Die abgeleitete Aminosäuresequenz ist SEQ ID NO: 4 zu entnehmen.The resulting fragment of 1467 base pairs is in the with EcoRV cleaved vector pBluescript SK- (Stratagene) ligated. By Control cleavage, a clone is identified pBS-Cer1, whose Insert can be excised in full length by BamHI / SalI (1452 Base pairs plus 15 nucleotide restriction sites) and has the following sequence (the start and stop codon is below underlined, the interfaces are shown in italics). Analogue a cDNA sequence of the clone Cer50 can also be used. This is a monofunctional delta-6 desaturase (see SEQ ID NO: 3). The deduced amino acid sequence is SEQ ID NO: 4 can be found.

Zur Überprüfung der Funktionalität des codierten Enzyms in einem Mikroorganismus, wird das 1467 bp BamHI/SalI-Fragment aus pBS- Cer1 in den BamHI/XhoI geschnittenen Expressionsvector pYES2 (Invitrogen, Groningen, Niederlande) ligiert und Hefe nach Standardprotokollen mit dem neu entstandenen Plasmid pYES2-Cer1 transformiert (siehe Transformationsprotokoll Invitrogen, Groningen, Niederlande). Erhaltene Kolonien werden auf Raffinose­ haltigen Medium angezogen und mittels Galaktose die Genexpression der Δ6-Acetylenase/Desaturase induziert (siehe unten).To check the functionality of the encoded enzyme in one Microorganism, the 1467 bp BamHI / SalI fragment from pBS Cer1 cut into the BamHI / XhoI expression vector pYES2 (Invitrogen, Groningen, Netherlands) ligated and yeast after Standard protocols with the newly created plasmid pYES2-Cer1 transformed (see transformation protocol Invitrogen, Groningen, Netherlands). Preserved colonies are based on raffinose medium containing attracted and using galactose the gene expression the Δ6-acetylenase / desaturase induced (see below).

Beispiel 9Example 9 Lipidanalyse von transformierten HefenLipid analysis of transformed yeast

Hefen können neben den eigenen Fettsäuren (16 : 0, 16 : 1, 18 : 0 und 18 : 1) auch exogene Fettsäuren in ihre Membranlipide in­ korporieren. Um die Substratspezifität der jeweils exprimierten Desaturase zu testen, wird dem CM - 2% Raffinose-Medium zur Solubilisierung exogener Fettsäuren 1% Tergitol NP-40 (w/v, Sigma) und 0,003% der entsprechenden Fettsäure (Stammlösung: 0,3% bzw. 3% Fettsäure in 5% Tergitol NP-40, w/v) vor der Inokulation zugegeben. Die Vorkultur erfolgte durch Inokulation von 3 ml CM - 2% Raffinose-Medium/1% Tergitol NP-40 mit einer transgenen Hefekolonie und anschließender Inkubation für 2 d bei 30°C im Roller bis zu einer optischen Dichte bei 600 nm (OD600) von 4,0 bis 4,3. Für die Hauptkultur werden 10 ml CM - 2% Raffinose/1% Tergitol NP-40-Medium ± 0,003% Fettsäure mit einem Aliquot der Vorkultur (200 fache Verdünnung) ad OD600 0,02 angeimpft und 24 h bei 30°C, 250 rpm im Schüttler inkubiert. Die Induktion der Testkulturen erfolgte in der logarithmischen Wachs­ tumsphase (OD600 0,5 bis 0,6) durch Zugabe von Galaktose ad 1,8%. Die Ernte der induzierten Zellen erfolgte nach weiteren 24 h aeroben Wachstums bei 30°C bei einer OD600 von 4,0 bis 4,3.In addition to their own fatty acids (16: 0, 16: 1, 18: 0 and 18: 1), yeasts can also incorporate exogenous fatty acids into their membrane lipids. To test the substrate specificity of the respectively expressed desaturase, 1% Tergitol NP-40 (w / v, Sigma) and 0.003% of the corresponding fatty acid (stock solution: 0.3% or 3% fatty acid in 5% Tergitol NP-40, w / v) added before inoculation. The preculture was carried out by inoculating 3 ml CM - 2% raffinose medium / 1% Tergitol NP-40 with a transgenic yeast colony and subsequent incubation for 2 days at 30 ° C in a roller up to an optical density of 600 nm (OD 600 ) from 4.0 to 4.3. For the main culture, 10 ml CM - 2% raffinose / 1% Tergitol NP-40 medium ± 0.003% fatty acid are inoculated with an aliquot of the preculture (200-fold dilution) to an OD 600 0.02 and 24 h at 30 ° C, 250 rpm incubated in the shaker. The induction of the test cultures took place in the logarithmic growth phase (OD 600 0.5 to 0.6) by adding galactose to 1.8%. The induced cells were harvested after a further 24 hours of aerobic growth at 30 ° C. with an OD 600 of 4.0 to 4.3.

Die induzierten Hefezellen werden durch 10 min Zentrifugation bei 2000 g geerntet, in 3 ml Aqua dest. resuspendiert, 10 min bei 100°C abgekocht und nach dem Abkühlen auf Eis erneut sedimentiert. Das Zellsediment wird mit 1 N methanolischer Schwefelsäure und 2% Dimethoxypropan 1 h bei 90°C hydrolysiert und die Lipide trans­ methyliert. Die resultierenden Fettsäuremethylester (FAME) werden in Petrolether extrahiert. Die extrahierten FAME werden durch Gasflüssigkeitschromatographie mit einer Kapillarsäule (Chrom­ pack, WCOT Fused Silica, CP-Wax-52 CB, 25 m, 0,32 mm) und einem Temperaturgradienten von 170°C auf 240°C in 20 min und 5 min bei 240°C analysiert. Die Identität der Mono-, Di-, Tri- und Tetraen­ säuremethylester wird durch Vergleich mit entsprechenden FAME- Standards (Sigma) bestätigt. Für die Tri- und Tetraynsäuren sind keine Referenzsubstanzen erhältlich. Ihre Identität und die Position der Dreifachbindung wird durch geeignete chemische Derivatisierung der FAME-Gemische z. B. zu 4,4-Dimethoxyoxazolin- Derivaten (Christie, 1998) mittels GC-MS von analysiert. Die GC- Analysen der Fettsäuremethylester aus den transgenen Hefen, die mit dem Leervektor pYES2, mit pYES2-Cer1 (Δ6-Acetylenase) transformiert werden, ist in Tab. 1 dargestellt. Die transgenen Hefezellen werden ohne exogenen Fettsäuren oder nach Zugabe von Linolsäure (18 : 2), γ-Linolensäure (γ-18 : 3), α-Linolensäure (α-18 : 3) oder ω3-Octadecatetraensäure (18 : 4) analysiert.The induced yeast cells are centrifuged at for 10 min 2000 g harvested, in 3 ml distilled water. resuspended, 10 min at 100 ° C boiled and after cooling on ice, sedimented again. The cell sediment is treated with 1 N methanolic sulfuric acid and 2% dimethoxypropane hydrolyzed for 1 h at 90 ° C and the lipids trans methylated. The resulting fatty acid methyl esters (FAME) will be extracted in petroleum ether. The extracted FAME are through Gas-liquid chromatography with a capillary column (chromium pack, WCOT Fused Silica, CP-Wax-52 CB, 25 m, 0.32 mm) and one Temperature gradients from 170 ° C to 240 ° C in 20 min and 5 min 240 ° C analyzed. The identity of the mono-, di-, tri- and tetraene acid methyl ester is determined by comparison with the corresponding FAME Standards (Sigma) confirmed. For the tri- and tetrayn acids no reference substances are available. Your identity and the position of the triple bond is determined by appropriate chemical Derivatization of the FAME mixtures e.g. B. to 4,4-dimethoxyoxazoline Derivatives (Christie, 1998) analyzed by means of GC-MS from. The GC Analyzes of the fatty acid methyl esters from the transgenic yeasts that with the empty vector pYES2, with pYES2-Cer1 (Δ6-acetylenase) are transformed, is shown in Tab. The transgenic Yeast cells are made without exogenous fatty acids or after being added of linoleic acid (18: 2), γ-linolenic acid (γ-18: 3), α-linolenic acid (α-18: 3) or ω3-octadecatetraenoic acid (18: 4) analyzed.

Tabelle 1 gibt die GC-Analysen der Fettsäuremethylester aus transgenen Hefen, die mit dem Leervektor pYES2, der Δ6-Acetylenase (Cer1/pYES2) und der Δ6-Desaturase (Cer3/pYES2) transformiert wurden, wieder. Die transgenen Hefezellen wurden ohne exogenen Fettsäuren (-) oder nach Zugabe von Linol­ säure (18 : 2), γ-Linolensäure (γ-18 : 3), α-Linolensäure (α-18 : 3) oder ω3-Octadecatetraensäure (18 : 4) analysiert. Fettsäure­ zusammensetzung in [mol %] der Gesamtfettsäuren, wobei die Inkorporation der gefütterten Fettsäuren (schwarzer Fettdruck), die Desaturierungsprodukte (in roter Farbe) und die Summe der Desaturierungsprodukte (letzte Zeile) bei den einzelnen Fütterungsversuchen angegeben sind.Table 1 gives the GC analyzes of the fatty acid methyl esters from transgenic yeasts, which with the empty vector pYES2, the Δ6-acetylenase (Cer1 / pYES2) and the Δ6-desaturase (Cer3 / pYES2) have been transformed, again. The transgenic yeast cells were without exogenous fatty acids (-) or after adding linoleic acid acid (18: 2), γ-linolenic acid (γ-18: 3), α-linolenic acid (α-18: 3) or ω3-octadecatetraenoic acid (18: 4) analyzed. Fatty acid composition in [mol%] of total fatty acids, where the Incorporation of the fed fatty acids (black bold print), the desaturation products (in red) and the sum the desaturation products (last line) for the individual Feeding trials are indicated.

Beispiel 10Example 10 Erzeugung transgener Pflanzen, welche ein Enzym mit D6-Acetylenase/Desaturase-Aktivität überexprimierenGeneration of transgenic plants which use an enzyme Overexpress D6 acetylenase / desaturase activity

Für die Transformation von Pflanzen wird ein Transformations­ vektor erzeugt, der das BamHI/SalI-Fragment aus pBS-Cer1 in den mit BamHl/Sall gespaltenen Vektor pBin-USP oder in pBinAR ligiert wird. pBin-USP und pBinAR sind Derivate des Plasmides pBin19. pBinAR entstand aus pBin19, indem in pBin19 (Bevan et al. (1980) Nucl. Acids Res. 12, 8711) ein 35S CaMV Promotor als EcoRI-KpnI- Fragment (entsprechend den Nukleotiden 6909-7437 des Cauliflower- Mosaik-Virus (Franck et al. (1980) Cell 21, 285) inseriert wird. Das Polyadenylierungssignal des Gens 3 der T-DNA des Ti-Plasmides pTiACH5 (Gielen et al., (1984) EMBO J. 3, 835), Nukleotide 11749-11939 wird als PvuII-HindIII-Fragment isoliert und nach Addition von SphI-Linkern an die PvuII-Schnittstelle zwischen die SpHI-HindIII Schnittstelle des Vektors kloniert. Es entstand das Plasmid pBinAR (Höfgen und Willmitzer (1990) Plant Science 66, 221-230), wobei durch Umklonierung aus pBluescript mehrere Restriktionschnittstellen zwischen Promotor und Terminator zur Verfügung stehen. Der USP-Promotor entspricht den Nukleotiden 1-684 (Genbank Accession X56240), wobei ein Teil der nicht- codierenden Region des USP-Gens im Promotor enthalten ist. Das 684 Basenpaar große Promotorfragment wurde mittels käuflichen T7-Standardprimer (Stratagene) und mit Hilfe eines synthetisier­ ten Primers über eine PCR-Reaktion nach Standardmethoden ampli­ fiziert. (Primersequenz:
5'-GTCGACCCGCGGACTAGTGGGCCCTCTAGACCCGGGGGATCCGGATCTGCTGGCTATGAA-3'). Das PCR-Fragment wurde mit EcoRI/SalI nachgeschnitten und in den Vektor pBinAR eingesetzt. Es entsteht das Plasmid mit der Bezeichnung pBinUSP.
For the transformation of plants, a transformation vector is generated which the BamHI / SalI fragment from pBS-Cer1 is ligated into the vector pBin-USP which has been cleaved with BamHI / SalI or into pBinAR. pBin-USP and pBinAR are derivatives of the plasmid pBin19. pBinAR arose from pBin19 by adding a 35S CaMV promoter as an EcoRI-KpnI fragment (corresponding to nucleotides 6909-7437 of the Cauliflower mosaic virus (Franck et al. (1980) Cell 21, 285) The polyadenylation signal of gene 3 of the T-DNA of the Ti plasmid pTiACH5 (Gielen et al., (1984) EMBO J. 3, 835), nucleotides 11749-11939 is isolated as PvuII-HindIII fragment and cloned after addition of SphI linkers to the PvuII cleavage site between the SpHI-HindIII cleavage site of the vector. The result was the plasmid pBinAR (Höfgen and Willmitzer (1990) Plant Science 66, 221-230), several restriction cleavage sites are available between promoter and terminator by recloning from pBluescript. The USP promoter corresponds to nucleotides 1-684 (Genbank Accession X56240), part of the non-coding region of the USP gene being contained in the promoter Base pair sized promoter fragment was created using commercially available T7 standard primer (Stratagene) and amplified with the aid of a synthesized primer via a PCR reaction according to standard methods. (Primer sequence:
5'-GTCGACCCGCGGACTAGTGGGCCCTCTAGACCCGGGGGATCCGGATCTGCTGGCTATGAA-3 '). The PCR fragment was recut with EcoRI / SalI and inserted into the vector pBinAR. The result is the plasmid named pBinUSP.

Das Konstrukt wird zur Transformation von Arabidopsis thaliana und Rapspflanzen eingesetzt.The construct is used to transform Arabidopsis thaliana and rapeseed plants are used.

Regenerierte Sprosse werden auf 2MS-Medium mit Kanamycin und Claforan erhalten, nach Bewurzelung in Erde überführt und nach Kultivierung für zwei Wochen in einer Klimakammer oder im Gewächshaus angezogen, zur Blüte gebracht, reife Samen geerntet und auf D6-Acetylenase/Desaturase-Expression mittels Lipid­ analysen untersucht. Linien mit erhöhten Gehalten an Acetylen­ fettsäuren oder Doppelbindungen an der delta-6-position werden identifiziert. Es läßt sich in den stabil transformierten trans­ genen Linien, die das Transgen funktionell exprimieren, ein erhöhter Gehalt von Acetylenfettsäuren und Doppelbindungen an der delta-6-position im Vergleich zu untransformierten Kontroll­ pflanzen feststellen.Regenerated shoots are grown on 2MS medium with kanamycin and Claforan received, transferred to soil after rooting and after Cultivation for two weeks in a climatic chamber or in Greenhouse grown, bloomed, ripe seeds harvested and for D6 acetylenase / desaturase expression using lipid analyzes examined. Lines with increased levels of acetylene fatty acids or double bonds at the delta-6 position identified. It can be converted into the stably transformed trans gene lines that functionally express the transgene increased content of acetylene fatty acids and double bonds the delta-6 position compared to untransformed control identify plants.

Beispiel 11Example 11 Lipidextraktion aus SamenLipid extraction from seeds

Die Analyse von Lipiden aus Pflanzensamen verläuft analog der Analyse von Hefelipiden. Jedoch wird Pflanzenmaterial zunächst mechanisch durch Mörsern homogenisiert, um es einer Extraktion zugänglich zu machen.
The analysis of lipids from plant seeds is analogous to the analysis of yeast lipids. However, plant material is first mechanically homogenized using a mortar in order to make it accessible for extraction.

SEQUENZPROTOKOLL SEQUENCE LOG

Claims (23)

1. Isolierte Nukleinsäuresequenz, die für ein Polypeptid mit Δ6-Acetylenase- und/oder Δ-6-Desaturaseaktivität codiert, ausgewählt aus der Gruppe:
  • a) einer Nukleinsäuresequenz mit der in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 dargestellten Sequenz,
  • b) Nukleinsäuresequenzen, die sich als Ergebnis des degene­ rierten genetischen Codes von der in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 dargestellten Nuklein­ säuresequenz ableiten,
  • c) Derivate der in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 dargestellten Nukleinsäuresequenz, die für Polypeptide mit der in SEQ ID NO: 2 dargestellten Amino­ säuresequenzen codieren und mindestens 75% Homologie auf Aminosäureebene aufweisen, ohne daß die enzymatische Wirkung der Polypeptide wesentlich reduziert ist.
1. Isolated nucleic acid sequence which codes for a polypeptide with Δ6-acetylenase and / or Δ-6-desaturase activity, selected from the group:
  • a) a nucleic acid sequence with the sequence shown in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11,
  • b) nucleic acid sequences which, as a result of the degenerate genetic code, are derived from the nucleic acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11,
  • c) Derivatives of the nucleic acid sequence shown in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11, which code for polypeptides with the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 2 and have at least 75% homology at the amino acid level, without that the enzymatic effect of the polypeptides is significantly reduced.
2. Aminosäuresequenz codiert durch eine Nukleinsäuresequenz gemäß Anspruch 1.2. Amino acid sequence encoded by a nucleic acid sequence according to claim 1. 3. Aminosäuresequenz nach Anspruch 2, codiert durch die in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 oder SEQ ID NO: 11 dargestellte Sequenz.3. Amino acid sequence according to claim 2, encoded by the in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 11 Sequence. 4. Expressionskassette enthaltend eine Nukleinsäuresequenz gemäß Anspruch 1, wobei die Nukleinsäuresequenz mit einem oder mehreren Regulationssignalen verknüpft ist.4. Expression cassette containing a nucleic acid sequence according to Claim 1, wherein the nucleic acid sequence with one or is linked to several regulation signals. 5. Vektor enthaltend eine Nukleinsäuresequenz gemäß Anspruch 1 oder eine Expressionskassette gemäß Anspruch 4.5. Vector containing a nucleic acid sequence according to claim 1 or an expression cassette according to claim 4. 6. Organismus enthaltend mindestens eine Nukleinsäuresequenz ge­ mäß Anspruch 1 oder mindestens ein Expressionskassette gemäß Anspruch 4 oder mindestens einen Vektor gemäß Anspruch 5.6. Organism containing at least one nucleic acid sequence according to claim 1 or at least one expression cassette according to Claim 4 or at least one vector according to Claim 5. 7. Organismus nach Anspruch 6, wobei es sich bei dem Organismus um eine Pflanze, einen Mikroorganismus oder ein Tier handelt. 7. The organism of claim 6, wherein the organism is is a plant, a microorganism or an animal. 8. Transgene Pflanze enthaltend eine funktionelle oder nicht funktionelle Nukleinsäuresequenz gemäß Anspruch 1 oder eine funktionelle oder nicht funktionelle Expressionskassette gemäß Anspruch 4.8. Transgenic plant containing or not functional functional nucleic acid sequence according to claim 1 or a functional or non-functional expression cassette according to claim 4. 9. Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Fettsäuren dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine Nukleinsäure­ sequenz gemäß Anspruch 1 oder mindestens eine Expressions­ kassette gemäß Anspruch 4 in einen Öl produzierenden Organismus bringt, diesen Organismus anzieht und daß in dem Organismus enthaltene Öl isoliert und die im Öl enthaltenden Fettsäuren freisetzt.9. Process for the production of unsaturated fatty acids characterized in that at least one nucleic acid sequence according to claim 1 or at least one expression Cassette according to claim 4 in an oil producing one Organism brings, this organism attracts and that in that Organism contained oil isolated and those contained in the oil Releases fatty acids. 10. Verfahren zur Herstellung von Triglyceriden mit einem erhöhten Gehalt an ungesättigten Fettsäuren, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man mindestens eine Nukleinsäuresequenz gemäß Anspruch 1 oder mindestens eine Expressionskassette gemäß Anspruch 4 in einen Öl produzierenden Organismus bringt, diesen Organismus anzieht und daß in dem Organismus ent­ haltene Öl isoliert.10. Process for the preparation of triglycerides with a increased content of unsaturated fatty acids, thereby marked draws that at least one nucleic acid sequence according to Claim 1 or at least one expression cassette according to Brings claim 4 into an oil-producing organism, attracts this organism and that ent holding oil isolated. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ungesättigten Fettsäuren einen erhöhten Gehalt an ungesättigten Fettsäuren mit einer Dreifachbindung oder mit einer Doppelbindung in Δ-6-Position oder einer Dreifach­ bindung und Doppelbindung in Δ-6-Position aufweisen.11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that that the unsaturated fatty acids have an increased content unsaturated fatty acids with a triple bond or with a double bond in the Δ-6 position or a triple have bond and double bond in the Δ-6 position. 12. Verfahren nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß es sich bei dem Organismus um eine Pflanze oder einen Mikroorganismus handelt.12. The method according to claims 9 to 11, characterized net that the organism is a plant or a Microorganism. 13. Protein enthaltend die in SEQ ID NO: 8 dargestellte Amino­ säuresequenz.13. Protein containing the amino shown in SEQ ID NO: 8 acid sequence. 14. Protein enthaltend die in SEQ ID NO: 10 dargestellte Amino­ säuresequenz.14. Protein containing the amino shown in SEQ ID NO: 10 acid sequence. 15. Verwendung von Proteinen nach Anspruch 13 oder 14 zur Her­ stellung von ungesättigten Fettsäuren.15. Use of proteins according to claim 13 or 14 for Her position of unsaturated fatty acids. 16. Verfahren zur Herstellung von Triglyceriden mit einem erhöhten Gehalt an ungesättigten Fettsäuren, indem man Triglyceride mit gesättigten oder ungesättigten oder ge­ sättigten und ungesättigten Fettsäuren mit mindestens einem der Proteine gemäß Anspruch 2, 13 oder 14 inkubiert. 16. Process for the preparation of triglycerides with a increased content of unsaturated fatty acids by getting Triglycerides with saturated or unsaturated or ge saturated and unsaturated fatty acids with at least one the proteins according to claim 2, 13 or 14 are incubated. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Triglyceride in Gegenwart einer Verbindung hergestellt wer­ den, die Reduktionsäquivalente aufnehmen oder abgeben können.17. The method according to claim 16, characterized in that the Triglycerides produced in the presence of a compound who those who can absorb or give up reduction equivalents. 18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäuren aus den Triglyceriden freigesetzt werden.18. The method according to claim 16 or 17, characterized in that that the fatty acids are released from the triglycerides. 19. Ungesättigte Fettsäuren hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 18.19. Unsaturated fatty acids produced by a process according to claim 9 or 18. 20. Triglyceride mit einem erhöhten Gehalt an ungesättigten Fett­ säuren hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 10, 16 oder 17.20. Triglycerides with an increased content of unsaturated fat acids produced by a process according to claim 10, 16 or 17. 21. Verwendung einer Nukleinsäuresequenz gemäß Anspruch 1 oder eine Expressionskassette gemäß Anspruch 4 zur Herstellung von transgenen Pflanzen.21. Use of a nucleic acid sequence according to claim 1 or an expression cassette according to claim 4 for the production of transgenic plants. 22. Verwendung einer Nukleinsäuresequenz gemäß Anspruch 1 oder eines Fragmentes davon zur Isolierung einer genomischen Sequenz über Homologiescreening.22. Use of a nucleic acid sequence according to claim 1 or a fragment thereof for the isolation of a genomic Sequence via homology screening. 23. Verwendung von ungesättigten Fettsäuren gemäß Anspruch 19 oder Triglyceriden mit einem erhöhten Gehalt an ungesättigten gemäß Anspruch 20 zur Herstellung von Nahrungsmitteln, Tier­ futter, Kosmetika oder Pharmazeutika.23. Use of unsaturated fatty acids according to claim 19 or triglycerides with an increased content of unsaturated according to claim 20 for the production of food, animal feed, cosmetics or pharmaceuticals.
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